JPH02290971A - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
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- JPH02290971A JPH02290971A JP11059289A JP11059289A JPH02290971A JP H02290971 A JPH02290971 A JP H02290971A JP 11059289 A JP11059289 A JP 11059289A JP 11059289 A JP11059289 A JP 11059289A JP H02290971 A JPH02290971 A JP H02290971A
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、スパッタ装置に関する。
（従来の技術）
一般に、スバッタ装置は、披処理物例えば半導体ウエハ
に対する成膜、例えば金属薄膜の成膜に多く用いられて
いる。
に対する成膜、例えば金属薄膜の成膜に多く用いられて
いる。
このようなスバッタ装置は、気密容器内に設けられた所
定材質のターゲットに対向する如く被処理物例えば半導
体ウエハを設け、これらのターゲットおよび半導体ウエ
ハ間に電圧を印加するとともに、この気密容器内に反応
ガス例えばアルゴンガスを導入し、このガスをプラズマ
化し、プラズマ中のイオンを負電圧の電極であるターゲ
ットに衝突させてスパッタリングし、陽極側に設けられ
た半導体ウエハ表面に彼むさせて薄膜を形成するもので
ある。
定材質のターゲットに対向する如く被処理物例えば半導
体ウエハを設け、これらのターゲットおよび半導体ウエ
ハ間に電圧を印加するとともに、この気密容器内に反応
ガス例えばアルゴンガスを導入し、このガスをプラズマ
化し、プラズマ中のイオンを負電圧の電極であるターゲ
ットに衝突させてスパッタリングし、陽極側に設けられ
た半導体ウエハ表面に彼むさせて薄膜を形成するもので
ある。
また、プレートマグネトロンスバッタ装置では、例えば
ターゲットの裏面側に設けられたプラズマ制御用マグネ
ットにより、プラズマスバッタ効率を高めるため、ター
ゲットの全表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場
を形成するよう構成されている。すなわち、ターゲット
の表面近傍にこのターゲット面とほぼ平行な磁場を形成
し、この磁場に直交する高密度の放電プラズマをターゲ
ット面上に集中させて高速なスパッタリングを行うよう
構成されている。
ターゲットの裏面側に設けられたプラズマ制御用マグネ
ットにより、プラズマスバッタ効率を高めるため、ター
ゲットの全表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場
を形成するよう構成されている。すなわち、ターゲット
の表面近傍にこのターゲット面とほぼ平行な磁場を形成
し、この磁場に直交する高密度の放電プラズマをターゲ
ット面上に集中させて高速なスパッタリングを行うよう
構成されている。
ところで、このようなスパッタ装置において、磁石を固
定配置した場合、ターゲット表面上の磁場を一様に分布
させることが困難なため、磁場の強い部分にイオンが集
中し、この部分が集中的にスパッタリングされてしまい
、成膜におけるユニフォーミティーが低下したり、ター
ゲットの利用効率が低下する等の問題があった。そこで
、例えば、長円状に配列された複数の永久磁石からなる
プラズマ制御用マグネットを、ターゲットの環状の領域
を走査する如く回転させ、この環状の倣域でプラズマを
移動させることにより、スパッタリングの均一化を図る
スバッタ装置もある。
定配置した場合、ターゲット表面上の磁場を一様に分布
させることが困難なため、磁場の強い部分にイオンが集
中し、この部分が集中的にスパッタリングされてしまい
、成膜におけるユニフォーミティーが低下したり、ター
ゲットの利用効率が低下する等の問題があった。そこで
、例えば、長円状に配列された複数の永久磁石からなる
プラズマ制御用マグネットを、ターゲットの環状の領域
を走査する如く回転させ、この環状の倣域でプラズマを
移動させることにより、スパッタリングの均一化を図る
スバッタ装置もある。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述したスパッタ装置においても、さら
に而内膜厚分布の均一化および而間膜厚分布の均一化を
図ることが望まれている。
に而内膜厚分布の均一化および而間膜厚分布の均一化を
図ることが望まれている。
本発明はかかる従来の事ｔＩＩ＃に対処してなされたも
ので、従来に較べて、成膜における而内膜厚分布の均一
化および而間膜厚分布の均一化を図ることのできるスバ
ッタ装置を提供しようとするものである。
ので、従来に較べて、成膜における而内膜厚分布の均一
化および而間膜厚分布の均一化を図ることのできるスバ
ッタ装置を提供しようとするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明は、ターゲットの裏面側に設けられたプ
ラズマ制御用マグネットにより、前記ターゲット近傍に
プラズマを閉じ込めるための磁界を形成するスバッタ装
置において、前記ターゲットの消耗による前記磁界−の
変化を抑制する如く、前記ターゲットと前記プラズマ制
御用マグネットの相対位置を移動するよう構成したこと
を特徴とする。
ラズマ制御用マグネットにより、前記ターゲット近傍に
プラズマを閉じ込めるための磁界を形成するスバッタ装
置において、前記ターゲットの消耗による前記磁界−の
変化を抑制する如く、前記ターゲットと前記プラズマ制
御用マグネットの相対位置を移動するよう構成したこと
を特徴とする。
（作 用）
本発明者等が詳査したところ、ターゲットの裏面側に設
けられたプラズマ制御用マグネットにより、ターゲット
の表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場を形成す
るよう構成された従来のスパッタ装置では、ターゲット
がスパッタリングされ、消耗すると、ターゲットの表面
とプラズマ制御用マグネットとの距離が変化し、ターゲ
ットの表面の磁場が変化する。このため、ターゲットの
表面のプラズマの状態が変化し、スパッタリングの状態
が変化するので、形成される膜の面内膜厚分布および面
間膜厚分／１ｉが不均一になることが判明した。
けられたプラズマ制御用マグネットにより、ターゲット
の表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場を形成す
るよう構成された従来のスパッタ装置では、ターゲット
がスパッタリングされ、消耗すると、ターゲットの表面
とプラズマ制御用マグネットとの距離が変化し、ターゲ
ットの表面の磁場が変化する。このため、ターゲットの
表面のプラズマの状態が変化し、スパッタリングの状態
が変化するので、形成される膜の面内膜厚分布および面
間膜厚分／１ｉが不均一になることが判明した。
そこで本発明のスパッタ装置では、ターゲットの消耗に
よる磁界の変化を抑制する如く、ターゲットとプラズマ
制御用マグネットの相対位置を移動することにより、成
膜における面内膜厚分布の均一化および面間膜厚分布の
均一化を図るものである。
よる磁界の変化を抑制する如く、ターゲットとプラズマ
制御用マグネットの相対位置を移動することにより、成
膜における面内膜厚分布の均一化および面間膜厚分布の
均一化を図るものである。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
スバッタ装置の真空チャンバ１内には、被処理物例えば
半導体ウエハ２を保持するための載置台３が設けられて
おり、この栽置台３に対向する如くスパッタガン４のタ
ーゲット５が設けられている。
半導体ウエハ２を保持するための載置台３が設けられて
おり、この栽置台３に対向する如くスパッタガン４のタ
ーゲット５が設けられている。
また、上記ターゲット５は、形成すべき薄膜の材質に応
じて選択された、例えばアルミニウム、シリコン、タン
グステン、チタン、モリブデン、クロム、コバルト、ニ
ッケル、あるいはこれらを含む合金等によって直径例え
ば１２０ＩＩＩＩ１程度の円板状に形成されたターゲッ
ト本体５ａと、このターゲット本体５ａの裏面側にフラ
ンジ部を形成する如く接合されたパッキングプレート５
ｂとから構成されている。そして、このターゲット５の
裏面側には、冷却媒体として例えば冷却水を循環させて
ターゲット５を裏面側から冷却するための円柱形状の冷
媒循環用空隙６が設けられている。
じて選択された、例えばアルミニウム、シリコン、タン
グステン、チタン、モリブデン、クロム、コバルト、ニ
ッケル、あるいはこれらを含む合金等によって直径例え
ば１２０ＩＩＩＩ１程度の円板状に形成されたターゲッ
ト本体５ａと、このターゲット本体５ａの裏面側にフラ
ンジ部を形成する如く接合されたパッキングプレート５
ｂとから構成されている。そして、このターゲット５の
裏面側には、冷却媒体として例えば冷却水を循環させて
ターゲット５を裏面側から冷却するための円柱形状の冷
媒循環用空隙６が設けられている。
さらに、この冷媒循環用空隙６には、プラズマ制御用マ
グネット７が設けられている。すなわち、このプラズマ
制御用マグネット７は、例えば長円状、半円状、多角形
状等に内側がＮ極（外側がＳ極）となる如く複数配列さ
れた永久磁石（図示せず）およびこれらの永久磁石を支
持する支持板等から構成されており、このプラズマ制御
用マグネット７は、スパッタガン４のハウジング８中央
部に固定された気密シール例えば磁性流体シール９を介
して駆動機構１０に連結され、回転可能に構成されてい
る。
グネット７が設けられている。すなわち、このプラズマ
制御用マグネット７は、例えば長円状、半円状、多角形
状等に内側がＮ極（外側がＳ極）となる如く複数配列さ
れた永久磁石（図示せず）およびこれらの永久磁石を支
持する支持板等から構成されており、このプラズマ制御
用マグネット７は、スパッタガン４のハウジング８中央
部に固定された気密シール例えば磁性流体シール９を介
して駆動機構１０に連結され、回転可能に構成されてい
る。
また、上記プラズマ制御用マグネット７および駆動機構
１０は、距離調整用アクチュエータ１１に接続されてお
り、ターゲット５との距離を調整可能に構成されている
。
１０は、距離調整用アクチュエータ１１に接続されてお
り、ターゲット５との距離を調整可能に構成されている
。
すなわち、プラズマ制御用マグネット７は、ターゲット
５前方に形成されるプラズマを所定領域内に閉じこめた
状態で回転することにより、プラズマを移動させ、ター
ゲット５が広範囲に亙って均一にスパッタリングされる
よう構成されている。
５前方に形成されるプラズマを所定領域内に閉じこめた
状態で回転することにより、プラズマを移動させ、ター
ゲット５が広範囲に亙って均一にスパッタリングされる
よう構成されている。
また、距離調整用アクチュエータ１１は、インピーダン
ス制御回路１２によって制御される距離駆動回路１３に
よって駆動されるよう構成されており、ターゲット５に
電圧を印加するスパッタリング電源１４の電圧および電
流を測定し、そのインピーダンスが予め設定された外部
インピーダンス設定命令と等しくなるようプラズマ制御
用マグネット７とターゲット５の距離を調整するよう構
成されている。
ス制御回路１２によって制御される距離駆動回路１３に
よって駆動されるよう構成されており、ターゲット５に
電圧を印加するスパッタリング電源１４の電圧および電
流を測定し、そのインピーダンスが予め設定された外部
インピーダンス設定命令と等しくなるようプラズマ制御
用マグネット７とターゲット５の距離を調整するよう構
成されている。
つまり、例えばターゲット５が消耗し、ターゲット５の
ターゲット本体５ａ表面がプラズマ制御用マグネット７
に近付くと、このターゲット本体５ａ表面の磁場の変化
に伴ってプラズマの状態も変化し、ターゲット本体５ａ
のスパッタリングの状況も変化する。したがって、スパ
ッタリング電源１４の電圧と電流としてΔか１定される
インピーダンスが変化するので、このインピーダンスが
一定となるようにプラズマ制御用マグネット７の位置を
変更して、ターゲット本体５ａのスパッタリングの状態
を常に一定に制御する。
ターゲット本体５ａ表面がプラズマ制御用マグネット７
に近付くと、このターゲット本体５ａ表面の磁場の変化
に伴ってプラズマの状態も変化し、ターゲット本体５ａ
のスパッタリングの状況も変化する。したがって、スパ
ッタリング電源１４の電圧と電流としてΔか１定される
インピーダンスが変化するので、このインピーダンスが
一定となるようにプラズマ制御用マグネット７の位置を
変更して、ターゲット本体５ａのスパッタリングの状態
を常に一定に制御する。
上記構成のこの実施例のスバッタ装置では、まず、真空
チャンバ１内を例えば１ロー１〜１０−３Ｔｏｒｒ程度
の真空度まで荒引きする。次に、真空チャンバ１内の真
空度をｌロ−５〜ＩＯ−８Ｔｏｒｒ程度の高真空度まで
排気し、その後、この真空チャンバ１内にスバッタガス
、例えばＡ『ガスを導入し、真空容器内を１０’ 〜１
０−” Ｔｏｒｒ程度に設定する。
チャンバ１内を例えば１ロー１〜１０−３Ｔｏｒｒ程度
の真空度まで荒引きする。次に、真空チャンバ１内の真
空度をｌロ−５〜ＩＯ−８Ｔｏｒｒ程度の高真空度まで
排気し、その後、この真空チャンバ１内にスバッタガス
、例えばＡ『ガスを導入し、真空容器内を１０’ 〜１
０−” Ｔｏｒｒ程度に設定する。
そして、スパッタリングＴ４ｉ１ｆｌ４により、夕一ゲ
ット５に負電圧を印加して、ターゲット５と半導体ウエ
ハ２との間にプラズマを発生させる。
ット５に負電圧を印加して、ターゲット５と半導体ウエ
ハ２との間にプラズマを発生させる。
すると、このプラズマはプラズマ制御用マグネット７に
よって形成される磁場によって、ターゲット５の近傍に
閉じ込められ、この領域内のターゲット５（ターゲット
本体５ａ）のスパッタリングが行われ、ターゲット本体
５ａから叩き出された粒子が半導体ウエハ２表面に彼着
し、所望組成の薄膜が成膜される。また、この時駆動機
構１０によってプラズマ制御用マグネット７を回転させ
ると、プラズマがターゲット本体５ａのほぼ全面を移動
し、ターゲット本体５ａのほぼ全面で均一にこのスパッ
タリングが生じる。
よって形成される磁場によって、ターゲット５の近傍に
閉じ込められ、この領域内のターゲット５（ターゲット
本体５ａ）のスパッタリングが行われ、ターゲット本体
５ａから叩き出された粒子が半導体ウエハ２表面に彼着
し、所望組成の薄膜が成膜される。また、この時駆動機
構１０によってプラズマ制御用マグネット７を回転させ
ると、プラズマがターゲット本体５ａのほぼ全面を移動
し、ターゲット本体５ａのほぼ全面で均一にこのスパッ
タリングが生じる。
そして、ターゲット本体５ａが消耗し、ターゲット５の
ターゲット本体５８表面がプラズマ制御用マグネット７
に近付くと、このような変化をインピーダンスの変化と
してインピーダンス制御回路１２によって検出し、距離
駆動回路１３を介して距離：Ａ整用アクチュエータ１１
を駆動し、プラズマ制御用マグネット７をターゲット５
に対して移動（遠ざける方向へ移動）し、インピーダン
スを一定に保つ。
ターゲット本体５８表面がプラズマ制御用マグネット７
に近付くと、このような変化をインピーダンスの変化と
してインピーダンス制御回路１２によって検出し、距離
駆動回路１３を介して距離：Ａ整用アクチュエータ１１
を駆動し、プラズマ制御用マグネット７をターゲット５
に対して移動（遠ざける方向へ移動）し、インピーダン
スを一定に保つ。
したがって、ターゲット本体５ａのスパッタリング状態
を常に一定に保つことができ、例えばスパッタリングの
生じる部位が変化して形成される薄膜が半導体ウエハ２
の而内において不均一になったり、例えばスパッタリン
グの速度（成膜速度）が変化して薄膜が半導体ウエハ２
ごとに不均一になったりすることを防＋Ｌすることがで
きる。
を常に一定に保つことができ、例えばスパッタリングの
生じる部位が変化して形成される薄膜が半導体ウエハ２
の而内において不均一になったり、例えばスパッタリン
グの速度（成膜速度）が変化して薄膜が半導体ウエハ２
ごとに不均一になったりすることを防＋Ｌすることがで
きる。
上記実施例では、プラズマを閉じ込める磁界発生装置を
ターゲットの裏面において回転させる例について説明し
たが、磁界発生装置は半固定状態の型のスパッタ装置に
磁界の変化に応じて均一化するようターゲットと磁界発
生装置を相対移動させる装置に適用してもよい。
ターゲットの裏面において回転させる例について説明し
たが、磁界発生装置は半固定状態の型のスパッタ装置に
磁界の変化に応じて均一化するようターゲットと磁界発
生装置を相対移動させる装置に適用してもよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、従来に較べて、成
膜における面内膜厚分布の均一化および面間膜厚分布の
均一化を図ることができる。
膜における面内膜厚分布の均一化および面間膜厚分布の
均一化を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例のスパッタ装置の４１カ成を
−示す図である。 １・・・・・・真空チャンバ、２・・・・・・半導体ウ
エハ、３・・・・・・載置台、４・・・・・・スバッタ
ガン、５・・・・・・ターゲット、５ａ・・・・・・タ
ーゲット本体、５ｂ・・・・・・パッキングプレート、
６・・・・・・冷媒循環用空隙、７・・・・・・プラズ
マ制御用マグネット、８・・・・・・ハウジング、９・
・・・・・磁性流体シール、１０・・・・・・駆動機構
、１１・・・・・・距離調整用アクチュエータ、１２・
・・・・・インピーダンス制御回路、１３・・・・・・
距離駆動回路、１４・・・・・・スパッタリング電源。
−示す図である。 １・・・・・・真空チャンバ、２・・・・・・半導体ウ
エハ、３・・・・・・載置台、４・・・・・・スバッタ
ガン、５・・・・・・ターゲット、５ａ・・・・・・タ
ーゲット本体、５ｂ・・・・・・パッキングプレート、
６・・・・・・冷媒循環用空隙、７・・・・・・プラズ
マ制御用マグネット、８・・・・・・ハウジング、９・
・・・・・磁性流体シール、１０・・・・・・駆動機構
、１１・・・・・・距離調整用アクチュエータ、１２・
・・・・・インピーダンス制御回路、１３・・・・・・
距離駆動回路、１４・・・・・・スパッタリング電源。
Claims (1)
- （１）ターゲットの裏面側に設けられたプラズマ制御用
マグネットにより、前記ターゲット近傍にプラズマを閉
じ込めるための磁界を形成しスパッタリングするスパッ
タ装置において、 前記磁界の変化を抑制する如く、前記ターゲットと前記
プラズマ制御用マグネットの相対位置を移動するよう構
成したことを特徴とするスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059289A JPH02290971A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059289A JPH02290971A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | スパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290971A true JPH02290971A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=14539765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11059289A Pending JPH02290971A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02290971A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5855744A (en) * | 1996-07-19 | 1999-01-05 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Non-planar magnet tracking during magnetron sputtering |
| WO2005121392A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Shibaura Mechatronics Corporation | スパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラム |
| JP2008514810A (ja) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | オー・ツェー・エリコン・バルザース・アクチェンゲゼルシャフト | マグネトロンで成膜された基板を製造する方法、およびマグネトロンスパッタ源 |
| JP2010031383A (ja) * | 2009-11-09 | 2010-02-12 | Canon Anelva Corp | プラズマ支援スパッタ成膜装置 |
| WO2010076862A1 (ja) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | 均一膜厚分布のためのスパッタ装置の磁界制御 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147873A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-05 | Kokusai Electric Co Ltd | マグネトロンスパツタリング装置 |
| JPH02290969A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11059289A patent/JPH02290971A/ja active Pending
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