JPH0360916B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0360916B2 JPH0360916B2 JP58175479A JP17547983A JPH0360916B2 JP H0360916 B2 JPH0360916 B2 JP H0360916B2 JP 58175479 A JP58175479 A JP 58175479A JP 17547983 A JP17547983 A JP 17547983A JP H0360916 B2 JPH0360916 B2 JP H0360916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- sputtering
- magnets
- substrate
- sputtering target
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は改善された被着基板の表面に薄膜を形
成するスパツタリング装置に関する。
成するスパツタリング装置に関する。
(b) 従来技術と問題点
一般に、スパツタリング装置は陰極ターゲツト
（以下、ターゲツトと呼ぶ）にガスイオンを衝突
させることにより、ターゲツト材料を原子状にし
て陽極の被着基板面に付着堆積させ、面上に薄膜
を生成させるようにした装置である。
（以下、ターゲツトと呼ぶ）にガスイオンを衝突
させることにより、ターゲツト材料を原子状にし
て陽極の被着基板面に付着堆積させ、面上に薄膜
を生成させるようにした装置である。
このようなスパツタリング装置は、例えば半導
体装置を製造する際に用いられており、アルミニ
ウム電極膜や絶縁膜の形成に必須の装置となつて
いる。そのわけは、スパツタ法で被着した膜が他
の方法の被着膜に比べて、均一な結晶粒の膜が得
られ、また合金膜の被着が容易であるなどのメリ
ツトがあるためで、特にアルミニウム電極膜の被
着には多用されている。且つインライン化（自動
化）の容易なことも、量産上から大きな利点とな
つている。
体装置を製造する際に用いられており、アルミニ
ウム電極膜や絶縁膜の形成に必須の装置となつて
いる。そのわけは、スパツタ法で被着した膜が他
の方法の被着膜に比べて、均一な結晶粒の膜が得
られ、また合金膜の被着が容易であるなどのメリ
ツトがあるためで、特にアルミニウム電極膜の被
着には多用されている。且つインライン化（自動
化）の容易なことも、量産上から大きな利点とな
つている。
ところで、スパツタリング装置にも色々の型式
のものがあるが、半導体基板（半導体ウエハー）
に被膜を形成する場合は、プレーナ型スパツタリ
ング装置が用いられる。
のものがあるが、半導体基板（半導体ウエハー）
に被膜を形成する場合は、プレーナ型スパツタリ
ング装置が用いられる。
一方、半導体装置の進歩に伴つて半導体基板が
益々大口化されてくると、このようなスパツタリ
ング装置による被着膜の膜厚もバラツキが増加す
る。
益々大口化されてくると、このようなスパツタリ
ング装置による被着膜の膜厚もバラツキが増加す
る。
ところで、装置全体が大型化するのを避けるた
めにウエハー１枚毎の処理を行なう傾向にある
が、通常の円板状ターゲツトを用いる場合、被着
基板が大きくなれば、陰陽両電極間の間隔を拡げ
ることによつて、被着膜厚の均一化を計る必要が
生じるが、これはスパツタリング装置を大型にす
る欠点があり、またターゲツトの使用効率も低下
する。
めにウエハー１枚毎の処理を行なう傾向にある
が、通常の円板状ターゲツトを用いる場合、被着
基板が大きくなれば、陰陽両電極間の間隔を拡げ
ることによつて、被着膜厚の均一化を計る必要が
生じるが、これはスパツタリング装置を大型にす
る欠点があり、またターゲツトの使用効率も低下
する。
(c) 発明の目的
本発明はこのような欠点を解消させて、コンパ
クトな形式の装置を構成し、且つ大きな被着基板
にも均一な膜厚の薄膜を形成することのできるス
パツタリング装置を提案するものである。
クトな形式の装置を構成し、且つ大きな被着基板
にも均一な膜厚の薄膜を形成することのできるス
パツタリング装置を提案するものである。
(d) 発明の構成
その目的は、スパツタリングターゲツト裏面側
に該スパツタリングターゲツトの中心部から周辺
部に向けて複数の磁石を配設し、該磁石のそれぞ
れに該スパツタリングターゲツトの裏面に対向す
るＮ極部及びＳ極部が設けられ、該スパツタリン
グターゲツトの中心部から周辺部に向かう方向で
隣り合う磁石は互いにＮ極部同士或いはＳ極部同
士が離隔対向するように配置し、該スパツタリン
グターゲツトの中心部から周辺部に向かう複数の
磁石に対応して該スパツタリングターゲツト表面
に複数のリング状の食刻領域が生じるように構成
したことを特徴とするスパツタリング装置によつ
て達成することができる。
に該スパツタリングターゲツトの中心部から周辺
部に向けて複数の磁石を配設し、該磁石のそれぞ
れに該スパツタリングターゲツトの裏面に対向す
るＮ極部及びＳ極部が設けられ、該スパツタリン
グターゲツトの中心部から周辺部に向かう方向で
隣り合う磁石は互いにＮ極部同士或いはＳ極部同
士が離隔対向するように配置し、該スパツタリン
グターゲツトの中心部から周辺部に向かう複数の
磁石に対応して該スパツタリングターゲツト表面
に複数のリング状の食刻領域が生じるように構成
したことを特徴とするスパツタリング装置によつ
て達成することができる。
(e) 発明の実施例
以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。第１図は従来のスパツタ装置の一例の概
要断面図を図示しており、反応室１内において陽
極２側に被着基板３を保持し、これに平行に対向
して陰極４にターゲツト５を配置し、排気口６よ
り真空に排気して、ガス流入口７よりアルゴン
（Ar）ガスを流入する。その減圧度を10-1〜
10-3Torrとし、周波数13.56MHzの高周波電力８
を陰極４に印加し、被着基板３上にターゲツト材
料を被着する。その場合、ターゲツト裏面に１個
の磁石９を配設しており、そうすれば磁石の磁力
線によつて電極空間内の電子密度が高められ、そ
してAr+イオン密度が高まるので、スパツタ効率
が数倍に上がる。磁石９は例えば、第２図に示す
ようなリング状の永久磁石が使用される。このよ
うに、磁石９は生産性が向上して、スパツタリン
グ装置を極めて効率化する効果がある。
明する。第１図は従来のスパツタ装置の一例の概
要断面図を図示しており、反応室１内において陽
極２側に被着基板３を保持し、これに平行に対向
して陰極４にターゲツト５を配置し、排気口６よ
り真空に排気して、ガス流入口７よりアルゴン
（Ar）ガスを流入する。その減圧度を10-1〜
10-3Torrとし、周波数13.56MHzの高周波電力８
を陰極４に印加し、被着基板３上にターゲツト材
料を被着する。その場合、ターゲツト裏面に１個
の磁石９を配設しており、そうすれば磁石の磁力
線によつて電極空間内の電子密度が高められ、そ
してAr+イオン密度が高まるので、スパツタ効率
が数倍に上がる。磁石９は例えば、第２図に示す
ようなリング状の永久磁石が使用される。このよ
うに、磁石９は生産性が向上して、スパツタリン
グ装置を極めて効率化する効果がある。
しかしながら、磁石９の存在は被着基板、ター
ゲツトが大きくなると被着膜の膜厚を不均一にし
易く、その状態を第３図で説明する。第３図は被
着基板３として４インチ径の半導体基板、ターゲ
ツト５として８インチ径のアルミニウム（Al）
板を用いて半導体基板上にアルミニウム膜を被着
させた例のデータで、横軸（ｘ）は被着基板の中
心点からの距離、縦軸は膜厚を示し、同図ａは被
着基板とターゲツトとの距離が40mm、同図ｂは60
mm、同図ｃは80mmの場合である。これより、被着
基板とターゲツトとの距離は60mmが最も適当であ
ることが判る。しかし、この装置では６インチの
ウエハーを均一に成長させることはできない。距
離が最も適切な同図ｂにおいても外周は被着膜厚
が薄くなる。従つて、更にターゲツトを大きく
し、被着基板とターゲツトとの間隙（距離）を更
に大きくしなければならないが、それはスパツタ
リング装置全体が大型化することになり、極めて
非効率的な装置になる。且つ、第４図に示すよう
にターゲツト５は裏面に磁石９を近接した表面部
分の食刻される部分の占める割合が小さくなつ
て、ターゲツトの使用効率が悪くなり、ターゲツ
トのランニングコストが高価になる。
ゲツトが大きくなると被着膜の膜厚を不均一にし
易く、その状態を第３図で説明する。第３図は被
着基板３として４インチ径の半導体基板、ターゲ
ツト５として８インチ径のアルミニウム（Al）
板を用いて半導体基板上にアルミニウム膜を被着
させた例のデータで、横軸（ｘ）は被着基板の中
心点からの距離、縦軸は膜厚を示し、同図ａは被
着基板とターゲツトとの距離が40mm、同図ｂは60
mm、同図ｃは80mmの場合である。これより、被着
基板とターゲツトとの距離は60mmが最も適当であ
ることが判る。しかし、この装置では６インチの
ウエハーを均一に成長させることはできない。距
離が最も適切な同図ｂにおいても外周は被着膜厚
が薄くなる。従つて、更にターゲツトを大きく
し、被着基板とターゲツトとの間隙（距離）を更
に大きくしなければならないが、それはスパツタ
リング装置全体が大型化することになり、極めて
非効率的な装置になる。且つ、第４図に示すよう
にターゲツト５は裏面に磁石９を近接した表面部
分の食刻される部分の占める割合が小さくなつ
て、ターゲツトの使用効率が悪くなり、ターゲツ
トのランニングコストが高価になる。
本発明はこのような欠点を取り除いたスパツタ
リング装置を提供するもので、第５図は本発明に
かかる一実施例としてターゲツトが直径が10イン
チのスパツタリング装置の概要断面図を示してい
る。第１図と同一部材には同一符号を付している
が、２個のリング状磁石１１，１２をターゲツト
５と同心円状に配置したものである。第６図は磁
石１１，１２の斜視図を示している。このスパツ
タリング装置によつて、第３図と同様の条件でア
ルミニウム膜を被着した実施例のデータを第７図
を示している。従来の装置では、最も適切な被着
基板とターゲツトとの距離、即ち最も均一な被着
膜が形成される間隙は90〜150mmとなる筈である
が、内側のリング状磁石１１を設けたために、60
〜90mmの間隙とすることができる。そろデータを
第７図に示している。同図ａは被着基板とターゲ
ツトとの距離が40mm、同図ｂは60mm、同図ｃは80
mm、同図ｄは100mmの場合であるが、距離60mmの
場合が最も均一な膜厚がえられ、距離が遠くなる
とかえつて分布が悪くなつている。
リング装置を提供するもので、第５図は本発明に
かかる一実施例としてターゲツトが直径が10イン
チのスパツタリング装置の概要断面図を示してい
る。第１図と同一部材には同一符号を付している
が、２個のリング状磁石１１，１２をターゲツト
５と同心円状に配置したものである。第６図は磁
石１１，１２の斜視図を示している。このスパツ
タリング装置によつて、第３図と同様の条件でア
ルミニウム膜を被着した実施例のデータを第７図
を示している。従来の装置では、最も適切な被着
基板とターゲツトとの距離、即ち最も均一な被着
膜が形成される間隙は90〜150mmとなる筈である
が、内側のリング状磁石１１を設けたために、60
〜90mmの間隙とすることができる。そろデータを
第７図に示している。同図ａは被着基板とターゲ
ツトとの距離が40mm、同図ｂは60mm、同図ｃは80
mm、同図ｄは100mmの場合であるが、距離60mmの
場合が最も均一な膜厚がえられ、距離が遠くなる
とかえつて分布が悪くなつている。
このように、距離が近くて均一な膜厚がえられ
ることが、本発明の最大のメリツトであり、また
ターゲツトの使用効率も向上する。上記したよう
に、第１図に示すような１個のリング状磁石を用
いた従来装置では、両電極距離を90〜150mmとし
た時に均一な膜厚がえられるが、本発明にかかる
第５図に示すような２個のリング状磁石を用いた
装置では、両電極間の距離を60〜90mmとした時に
均一な膜厚がえられることが第７図より示されて
いる。
ることが、本発明の最大のメリツトであり、また
ターゲツトの使用効率も向上する。上記したよう
に、第１図に示すような１個のリング状磁石を用
いた従来装置では、両電極距離を90〜150mmとし
た時に均一な膜厚がえられるが、本発明にかかる
第５図に示すような２個のリング状磁石を用いた
装置では、両電極間の距離を60〜90mmとした時に
均一な膜厚がえられることが第７図より示されて
いる。
且つ、ターゲツトは第８図に示すような状態で
複数の食刻領域（エロージヨンエリア）が形成さ
れて、平均的に摩耗するため、使用効率が向上す
る。
複数の食刻領域（エロージヨンエリア）が形成さ
れて、平均的に摩耗するため、使用効率が向上す
る。
更に、リング状磁石を２個だけでなく、個数を
増加すれば一層顕著な効果がある。また、リング
状磁石の代わりに第９図に示すようにターゲツト
中心点から二組の棒状磁石を放射状に並べても、
同様の効果がある。
増加すれば一層顕著な効果がある。また、リング
状磁石の代わりに第９図に示すようにターゲツト
中心点から二組の棒状磁石を放射状に並べても、
同様の効果がある。
(f) 発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば両電極間の距離を近くしても膜厚が均一化され
るために、スパツタリング装置が小型になつてス
パツタ効率が上がり、しかもターゲツトの使用効
率は良くなる。従つて、本発明にかかるスパツタ
リング装置は半導体製造の自動化工程に組み入れ
て、工程の高速処理に役立てることができる。
ば両電極間の距離を近くしても膜厚が均一化され
るために、スパツタリング装置が小型になつてス
パツタ効率が上がり、しかもターゲツトの使用効
率は良くなる。従つて、本発明にかかるスパツタ
リング装置は半導体製造の自動化工程に組み入れ
て、工程の高速処理に役立てることができる。
尚、上記例は高周波電源を用いたRFスパツタ
リング法で説明しているが、直流電源を用いたス
パツタリング法も同様であることはいうまでもな
い。
リング法で説明しているが、直流電源を用いたス
パツタリング法も同様であることはいうまでもな
い。
第１図は従来のスパツタ装置の概要断面図、第
２図はその磁石の斜視図、第３図は第１図に示す
装置によるデータ、第４図は従来のターゲツトの
使用後の断面図、第５図は本発明にかかるスパツ
タ装置の概要断面図、第６図はその磁石の斜視
図、第７図は第５図に示す装置によるデータ、第
８図は本発明にかかるターゲツトの使用後の断面
図、第９図は本発明にかかる他の磁石配列状態の
斜視図である。 図中、１は反応室、２は陽極、３は被着基板、
４は陰極、５はターゲツト、６は排気口、７はガ
ス流入口、８は高周波電力、９，１１，１２はタ
ーゲツトを示している。
２図はその磁石の斜視図、第３図は第１図に示す
装置によるデータ、第４図は従来のターゲツトの
使用後の断面図、第５図は本発明にかかるスパツ
タ装置の概要断面図、第６図はその磁石の斜視
図、第７図は第５図に示す装置によるデータ、第
８図は本発明にかかるターゲツトの使用後の断面
図、第９図は本発明にかかる他の磁石配列状態の
斜視図である。 図中、１は反応室、２は陽極、３は被着基板、
４は陰極、５はターゲツト、６は排気口、７はガ
ス流入口、８は高周波電力、９，１１，１２はタ
ーゲツトを示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スパツタリングターゲツト裏面側に該スパツ
タリングターゲツトの中心部から周辺部に向けて
複数の磁石を配設し、 該磁石のそれぞれに該スパツタリングターゲツ
トの裏面に対向するＮ極部及びＳ極部が設けら
れ、 該スパツタリングターゲツトの中心部から周辺
部に向かう方向で隣り合う磁石は互いにＮ極部同
士或いはＳ極部同士が離隔対向するように配置
し、該スパツタリングターゲツトの中心部から周
辺部に向かう複数の磁石に対応して該スパツタリ
ングターゲツト表面に複数のリング状の食刻領域
が生じるように構成したことを特徴とするスパツ
タリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17547983A JPS6067668A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17547983A JPS6067668A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067668A JPS6067668A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0360916B2 true JPH0360916B2 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=15996760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17547983A Granted JPS6067668A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067668A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718006B2 (ja) * | 1983-11-30 | 1995-03-01 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | スパッタ装置 |
| JPS61204371A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-10 | Ulvac Corp | 陰極スパツタリング用磁気回路装置 |
| JPS6413123U (ja) * | 1987-07-13 | 1989-01-24 | ||
| JPH0280565A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | マグネトロンスパッター用マグネット |
| JPH02225666A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Tokuda Seisakusho Ltd | スパッタ装置 |
| JPH11340165A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-12-10 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置及びマグネトロンユニット |
| DE102010049329A1 (de) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Sputterquellen für Hochdrucksputtern mit großen Targets und Sputterverfahren |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5474743U (ja) * | 1977-11-05 | 1979-05-28 | ||
| JPS5887270A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-25 | Hitachi Ltd | プレ−ナマグネトロン方式のスパッタリング電極 |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17547983A patent/JPS6067668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067668A (ja) | 1985-04-18 |
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