JPH024966A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
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- JPH024966A JPH024966A JP14651588A JP14651588A JPH024966A JP H024966 A JPH024966 A JP H024966A JP 14651588 A JP14651588 A JP 14651588A JP 14651588 A JP14651588 A JP 14651588A JP H024966 A JPH024966 A JP H024966A
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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】
〔概要〕
スパッター装置の構造に関し、
基板の損傷と、被着膜の段差被膜性が悪いという問題を
解決することを目的とし、 片面解放で内面が二重円筒型のターゲットと、該ターゲ
ットの直径に平行な方向に磁力線を発生する磁石と、該
ターゲットの外側に、かつその軸とほぼ垂直に被成長基
板を保持する手段とを有するように構成する。
解決することを目的とし、 片面解放で内面が二重円筒型のターゲットと、該ターゲ
ットの直径に平行な方向に磁力線を発生する磁石と、該
ターゲットの外側に、かつその軸とほぼ垂直に被成長基
板を保持する手段とを有するように構成する。
本発明は、スパッター装置の構造に関する。スパッター
装置は、半導体装置の製造において、基板上への被膜の
形成、あるいはエツチングに広く使用されている。
装置は、半導体装置の製造において、基板上への被膜の
形成、あるいはエツチングに広く使用されている。
第２図は、従来例によるスパッタ装置の構造を説明する
断面図である。図において、真空容器１は、排気口２よ
り排気し、ガス導入口３よりＡｒを導入して数ｍＴｏｒ
ｒに調節する。
断面図である。図において、真空容器１は、排気口２よ
り排気し、ガス導入口３よりＡｒを導入して数ｍＴｏｒ
ｒに調節する。
真空容器１内には、アルミニウム（ＡＩｌ）、６Ｍ（Ｃ
ｕ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ ）、等よりな
るターゲット４が真空容器１と電気的に絶縁して置かれ
ている。ターゲット４の裏には磁石５が配置され、磁力
ｖＡ６を発生する。磁石５はターゲット４の表面におけ
るプラズマ密度をあげてスパッタ効率を向上するもので
、通常、このように磁石を使用した装置はマグネトロン
スパッタ装置と呼ばれている。なお、８は基板、７はバ
ンキングプレート、９は直流電源である。
ｕ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ ）、等よりな
るターゲット４が真空容器１と電気的に絶縁して置かれ
ている。ターゲット４の裏には磁石５が配置され、磁力
ｖＡ６を発生する。磁石５はターゲット４の表面におけ
るプラズマ密度をあげてスパッタ効率を向上するもので
、通常、このように磁石を使用した装置はマグネトロン
スパッタ装置と呼ばれている。なお、８は基板、７はバ
ンキングプレート、９は直流電源である。
従来は、被成長基板がプラズマに曝されるため、基板温
度は上昇し、損傷を受ける。また、ターゲット物質の垂
直入射成分が多いため、被着膜の段差被膜性が悪いとい
う問題があり、本発明はそれらの課題を解決しようとす
るものである。
度は上昇し、損傷を受ける。また、ターゲット物質の垂
直入射成分が多いため、被着膜の段差被膜性が悪いとい
う問題があり、本発明はそれらの課題を解決しようとす
るものである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明においては、片面
解放で内面が二重円筒型のターゲットと、該ターゲット
の直径に平行な方向に磁力線を発生する磁石と、該ター
ゲットの外側に、かつその軸とほぼ垂直に被成長基板を
保持する手段とを有することを特徴とするスパッター装
置を提供するものである。前記磁石は前記ターゲット軸
の同心円上を回転するようにしてターゲットの使用効率
を上げることができる。
解放で内面が二重円筒型のターゲットと、該ターゲット
の直径に平行な方向に磁力線を発生する磁石と、該ター
ゲットの外側に、かつその軸とほぼ垂直に被成長基板を
保持する手段とを有することを特徴とするスパッター装
置を提供するものである。前記磁石は前記ターゲット軸
の同心円上を回転するようにしてターゲットの使用効率
を上げることができる。
一般に基板温度の上昇の主な原因は、基板上でのイオン
の再結合、電子、イオン、およびスパッター中性粒子の
もつ運動エネルギーと考えられる。
の再結合、電子、イオン、およびスパッター中性粒子の
もつ運動エネルギーと考えられる。
本発明によれば、片面解放で内面が二重円筒ターゲット
を用い、半径方向に発生した磁場によりプラズマをター
ゲット内に閉じ込めている。この場合、各々のターゲッ
トから放出された電子が磁力線に巻きつき、また、陰極
であるターゲットで反射され、二重円筒のターゲット間
で往復運動を行う。被成長基板をターゲットの外側に、
かつその軸にほぼ垂直に保持することにより、基板に到
達するのがおもにスパッター粒子であるため、被成長基
板のプラズマによる損傷と温度上昇を抑制することがで
きる。
を用い、半径方向に発生した磁場によりプラズマをター
ゲット内に閉じ込めている。この場合、各々のターゲッ
トから放出された電子が磁力線に巻きつき、また、陰極
であるターゲットで反射され、二重円筒のターゲット間
で往復運動を行う。被成長基板をターゲットの外側に、
かつその軸にほぼ垂直に保持することにより、基板に到
達するのがおもにスパッター粒子であるため、被成長基
板のプラズマによる損傷と温度上昇を抑制することがで
きる。
また、以上の説明のターゲット配置により、平板マグネ
トロン方式に比べて、ターゲット物質の基板への垂直入
射成分が減じ、散乱粒子成分が多くなるため、段差被膜
の良好な被膜を形成できる。
トロン方式に比べて、ターゲット物質の基板への垂直入
射成分が減じ、散乱粒子成分が多くなるため、段差被膜
の良好な被膜を形成できる。
また、磁石をターゲットの軸の周りに回転すれば、ター
ゲットエロージョンは均一となり、ターゲットの使用効
率を上げることができる。
ゲットエロージョンは均一となり、ターゲットの使用効
率を上げることができる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明によるスパッター装置の
構造を説明する要部の断面図と、側断面図である。
構造を説明する要部の断面図と、側断面図である。
図において、真空容器１１は、排気口１２より排気し、
ガス導入口１３よりＡｒ （アルゴン）を導入して処理
圧力を数Ｔｏｒｒに調節さる。
ガス導入口１３よりＡｒ （アルゴン）を導入して処理
圧力を数Ｔｏｒｒに調節さる。
真空容器１１内には、主にＬＳＩ配線薄膜の構成金属材
料であるＡｒまたはＡ４合金（例えば八β−３ｉ、Ａｌ
１−Ｃｕ）等よりなる片面解放で内面が二重円筒形のタ
ーゲット１４が真空容器１１と電気的に絶縁して配置さ
れている。
料であるＡｒまたはＡ４合金（例えば八β−３ｉ、Ａｌ
１−Ｃｕ）等よりなる片面解放で内面が二重円筒形のタ
ーゲット１４が真空容器１１と電気的に絶縁して配置さ
れている。
ターゲット１４の中心と外側には、磁石１５が配置され
、磁力線１６を発生する。この磁石は、Ｎ、 Ｓ極が
対向するように配置し、磁石の強度は３００ガウス程度
としている。なお、プラズマを実質的にターゲット間に
閉じ込めるために、磁石の強度は二重円筒のターゲット
間の幅ｄが広くなればそれだけ強度を上げることが必要
となる。磁石１５はターゲットの中心軸の周りを回転し
てターゲット１４の使用効率を上げている。実施例の回
転速度は、４０ ｒｐｍ程度とした。ターゲット１４は
ターゲット背面に密着させて設けられたバッキングプレ
ート１７により間接的に水冷される。
、磁力線１６を発生する。この磁石は、Ｎ、 Ｓ極が
対向するように配置し、磁石の強度は３００ガウス程度
としている。なお、プラズマを実質的にターゲット間に
閉じ込めるために、磁石の強度は二重円筒のターゲット
間の幅ｄが広くなればそれだけ強度を上げることが必要
となる。磁石１５はターゲットの中心軸の周りを回転し
てターゲット１４の使用効率を上げている。実施例の回
転速度は、４０ ｒｐｍ程度とした。ターゲット１４は
ターゲット背面に密着させて設けられたバッキングプレ
ート１７により間接的に水冷される。
ターゲット１４の外側に、かつ円筒の中心軸に垂直に被
成長基板１８が真空容器１１とともに電気的に接地また
は絶縁されて配置されている。
成長基板１８が真空容器１１とともに電気的に接地また
は絶縁されて配置されている。
ターゲット１４には負の電位（＝数百〜−敗千Ｖ）が直
流電源１９より印加される。
流電源１９より印加される。
このような構造では、磁力線１６によりプラズマがター
ゲト内に効率良く補足され、ガンマ電子や負イオンの基
板への入射を抑えることができ、基板には、主にスパッ
タ粒子のみが到達するため、基板衝撃が少なく、基板の
損傷と温度上昇を抑えることができる。また、第１図（
Ａ）の構成では、ターゲットの基板と平行な部分１４ａ
、 １４ｂは、実質的にターゲットとして作用せず（１
４ａ、 １４ｂは電気的な接続がとれればよい）、基板
１８に対面しない二重円筒の内面がターゲ７）として作
用するので、ターゲットと基板の配置上、基板には実質
的にターゲット物質の散乱粒子のみが到達してくる。従
って段差被膜の良好な被膜を形成することかできる。ま
た、磁石を回転させるため、ターゲットのエロージョン
は均一であり、効率良い使用が可能となる。
ゲト内に効率良く補足され、ガンマ電子や負イオンの基
板への入射を抑えることができ、基板には、主にスパッ
タ粒子のみが到達するため、基板衝撃が少なく、基板の
損傷と温度上昇を抑えることができる。また、第１図（
Ａ）の構成では、ターゲットの基板と平行な部分１４ａ
、 １４ｂは、実質的にターゲットとして作用せず（１
４ａ、 １４ｂは電気的な接続がとれればよい）、基板
１８に対面しない二重円筒の内面がターゲ７）として作
用するので、ターゲットと基板の配置上、基板には実質
的にターゲット物質の散乱粒子のみが到達してくる。従
って段差被膜の良好な被膜を形成することかできる。ま
た、磁石を回転させるため、ターゲットのエロージョン
は均一であり、効率良い使用が可能となる。
以上の実施例において、主に散乱粒子により被膜が形成
されるので、用途によっては、スパッタ速度が遅過ぎる
場合がある。その場合には、破線１４ｃに示すように、
二重円筒の内面にテーパーを形成し、基板に向かうスパ
ッタ粒子を増加し、スパッタ速度を大きくすることがで
きる。
されるので、用途によっては、スパッタ速度が遅過ぎる
場合がある。その場合には、破線１４ｃに示すように、
二重円筒の内面にテーパーを形成し、基板に向かうスパ
ッタ粒子を増加し、スパッタ速度を大きくすることがで
きる。
以上説明したように、本発明によれば、被成長基板のプ
ラズマによる損傷と、温度上昇を抑制できる。
ラズマによる損傷と、温度上昇を抑制できる。
また、主にターゲット物質の散乱粒子の基板到達により
、段差被膜率の高い薄膜を形成することができる。
、段差被膜率の高い薄膜を形成することができる。
さらに、本発明の構造上、ターゲットの使用効率は非常
に良くなる。
に良くなる。
第１図は、本発明の実施例の構成図であり、（Ａ＞、（
Ｂ）は、それぞれ要部の断面図、および側断面図、 第２図は、従来例の装置の断面図である。 １は真空容器 ２は排気口 ３はガス導入口 ４はターゲット ５は磁石 ６は磁力線 １１は真空容器 １２は排気口 １３はガス導入口 １４は二重円筒形のターゲット １５は磁石 １６は磁力線 １７はバッキングプレート １８は被成長基板 １９は直流電源 明の実施例の構成図 嬉 １ 図
Ｂ）は、それぞれ要部の断面図、および側断面図、 第２図は、従来例の装置の断面図である。 １は真空容器 ２は排気口 ３はガス導入口 ４はターゲット ５は磁石 ６は磁力線 １１は真空容器 １２は排気口 １３はガス導入口 １４は二重円筒形のターゲット １５は磁石 １６は磁力線 １７はバッキングプレート １８は被成長基板 １９は直流電源 明の実施例の構成図 嬉 １ 図
Claims (2)
- （１）片面解放で内面が二重円筒型のターゲットと該タ
ーゲットの直径に平行な方向に磁力線を発生する磁石と
、該ターゲットの外側に、かつその軸とほぼ垂直に被成
長基板を保持する手段とを有することを特徴とするスパ
ッタ装置。 - （２）前記磁石は、前記ターゲットの軸の周りに回転す
る手段を有す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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14651588A JPH024966A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14651588A JPH024966A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024966A true JPH024966A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=15409387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14651588A Pending JPH024966A (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH024966A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09228038A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Balzers Prozes Syst Gmbh | 中空のターゲットを備えた、陰極スパッタによりサブストレートを被覆するための装置 |
| KR100320233B1 (ko) * | 1999-12-16 | 2002-01-10 | 이성필 | 이중 타겟 반응성 스퍼터링 장치 및 이를 이용한질화탄소막의 형성 방법 |
| US6406599B1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-06-18 | Applied Materials, Inc. | Magnetron with a rotating center magnet for a vault shaped sputtering target |
| US6436251B2 (en) * | 2000-01-21 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | Vault-shaped target and magnetron having both distributed and localized magnets |
| US6485617B2 (en) * | 2000-01-21 | 2002-11-26 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method utilizing an extended plasma region |
| US6743342B2 (en) * | 2002-03-12 | 2004-06-01 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target with a partially enclosed vault |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57158381A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Magnetron sputtering device |
| JPS63100176A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | Fujitsu Ltd | スパツタ装置 |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP14651588A patent/JPH024966A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57158381A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Magnetron sputtering device |
| JPS63100176A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | Fujitsu Ltd | スパツタ装置 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09228038A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Balzers Prozes Syst Gmbh | 中空のターゲットを備えた、陰極スパッタによりサブストレートを被覆するための装置 |
| KR100320233B1 (ko) * | 1999-12-16 | 2002-01-10 | 이성필 | 이중 타겟 반응성 스퍼터링 장치 및 이를 이용한질화탄소막의 형성 방법 |
| US6436251B2 (en) * | 2000-01-21 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | Vault-shaped target and magnetron having both distributed and localized magnets |
| US6444104B2 (en) | 2000-01-21 | 2002-09-03 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target having an annular vault |
| US6451177B1 (en) | 2000-01-21 | 2002-09-17 | Applied Materials, Inc. | Vault shaped target and magnetron operable in two sputtering modes |
| US6485617B2 (en) * | 2000-01-21 | 2002-11-26 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method utilizing an extended plasma region |
| US6787006B2 (en) | 2000-01-21 | 2004-09-07 | Applied Materials, Inc. | Operating a magnetron sputter reactor in two modes |
| US6406599B1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-06-18 | Applied Materials, Inc. | Magnetron with a rotating center magnet for a vault shaped sputtering target |
| WO2002037528A3 (en) * | 2000-11-01 | 2003-04-24 | Applied Materials Inc | Magnetron with a rotating center magnet for a vault shaped sputtering target |
| US6790326B2 (en) | 2000-11-01 | 2004-09-14 | Applied Materials, Inc. | Magnetron for a vault shaped sputtering target having two opposed sidewall magnets |
| US6743342B2 (en) * | 2002-03-12 | 2004-06-01 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target with a partially enclosed vault |
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