JPH04259373A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ装置Info
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- JPH04259373A JPH04259373A JP1855091A JP1855091A JPH04259373A JP H04259373 A JPH04259373 A JP H04259373A JP 1855091 A JP1855091 A JP 1855091A JP 1855091 A JP1855091 A JP 1855091A JP H04259373 A JPH04259373 A JP H04259373A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- target
- donut
- magnetron sputtering
- sputtering apparatus
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，成膜装置，特にマグネ
トロンスパッタ装置に関する。近年，マグネトロンスパ
ッタ装置は，半導体装置の製造やリソグラフィ用のマス
クの製造において，金属膜等の成膜に用いられる。
トロンスパッタ装置に関する。近年，マグネトロンスパ
ッタ装置は，半導体装置の製造やリソグラフィ用のマス
クの製造において，金属膜等の成膜に用いられる。
【０００２】特に，本発明は超ＬＳＩの製造工程の中で
，微細な回路パターンを転写，形成する手段として要請
されているＸ線露光技術において，回路パターンを転写
するために必要となるＸ線マスクの吸収体膜の成膜に用
いることができる。
，微細な回路パターンを転写，形成する手段として要請
されているＸ線露光技術において，回路パターンを転写
するために必要となるＸ線マスクの吸収体膜の成膜に用
いることができる。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来例の説明図，図４は成膜した
吸収体の応力の面内分布である。図において，１３はド
ーナツ型磁石， １４は孔である。
吸収体の応力の面内分布である。図において，１３はド
ーナツ型磁石， １４は孔である。
【０００４】従来，Ｘ線の吸収体であるタンタル（Ｔａ
）やタングステン（Ｗ） 等の重金属の成膜においては
， 成膜速度が大きく， 膜厚の均一性の良好な平板マ
グネトロンスパッタ装置が広く用いられている。
）やタングステン（Ｗ） 等の重金属の成膜においては
， 成膜速度が大きく， 膜厚の均一性の良好な平板マ
グネトロンスパッタ装置が広く用いられている。
【０００５】従来の平板マグネトロンスパッタ装置では
ターゲットの裏面に単一のドーナツ型磁石を配し， マ
グネトロン放電を誘発する磁場の発生源としている。図
３はターゲットの裏面に設置する従来例による磁石の斜
視図である。
ターゲットの裏面に単一のドーナツ型磁石を配し， マ
グネトロン放電を誘発する磁場の発生源としている。図
３はターゲットの裏面に設置する従来例による磁石の斜
視図である。
【０００６】単一構成のドーナツ型磁石１３は中心に孔
１４を有して， 孔１４の縁であるドーナツ型磁石１３
の内周はＳ極，ドーナツ型磁石１３の外周はＮ極で形成
される。あるいは，磁石の極性はこの逆でも良い。
１４を有して， 孔１４の縁であるドーナツ型磁石１３
の内周はＳ極，ドーナツ型磁石１３の外周はＮ極で形成
される。あるいは，磁石の極性はこの逆でも良い。
【０００７】上記Ｘ線露光用マスクの歪みを ０．１μ
ｍに抑えるために，成膜する吸収体の応力を１０８ ｄ
ｙｎ／ｃｍ２ 以下， 膜厚を３％以下に抑える必要が
ある。しかしながら，従来の平板マグネトロンスパッタ
装置で成膜した場合，応力の面内分布が図４のように偏
り，面内での歪みの均一性が極めて悪化し，例えば，図
４の例で考えると，中心付近では吸収体が基板を外へ押
し広げる歪み（圧縮応力），外縁付近では吸収体が基板
を内側へ引っ張る歪み（引張応力）が発生することにな
るといった欠点を有していた。
ｍに抑えるために，成膜する吸収体の応力を１０８ ｄ
ｙｎ／ｃｍ２ 以下， 膜厚を３％以下に抑える必要が
ある。しかしながら，従来の平板マグネトロンスパッタ
装置で成膜した場合，応力の面内分布が図４のように偏
り，面内での歪みの均一性が極めて悪化し，例えば，図
４の例で考えると，中心付近では吸収体が基板を外へ押
し広げる歪み（圧縮応力），外縁付近では吸収体が基板
を内側へ引っ張る歪み（引張応力）が発生することにな
るといった欠点を有していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って， 上記のよう
に，従来の平板マグネトロンスパッタ装置では，成膜し
たＸ線吸収体膜の動径方向の応力分布が発生して，Ｘ線
露光用マスク上の吸収体パターンの歪みの原因になって
いた。
に，従来の平板マグネトロンスパッタ装置では，成膜し
たＸ線吸収体膜の動径方向の応力分布が発生して，Ｘ線
露光用マスク上の吸収体パターンの歪みの原因になって
いた。
【０００９】本発明では，このような問題に鑑みてなさ
れたものであって，成膜したＸ線吸収体膜に動径方向の
応力分布を低減し，Ｘ線露光用マスク上の吸収体パター
ンの位置精度の向上を目的としたものである。
れたものであって，成膜したＸ線吸収体膜に動径方向の
応力分布を低減し，Ｘ線露光用マスク上の吸収体パター
ンの位置精度の向上を目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図において，１は円筒型磁石，２はドーナツ
型磁石，３は孔である。
図である。図において，１は円筒型磁石，２はドーナツ
型磁石，３は孔である。
【００１１】上記の問題点を解決するためには， 円筒
型磁石１が円板状の磁石に孔３を開口したドーナツ型磁
石２複数個を多層に組み合わせた構成であり，且つ，各
層のドーナツ型磁石２に開口された孔３の中心が全て異
なるように構成されていれば良い。
型磁石１が円板状の磁石に孔３を開口したドーナツ型磁
石２複数個を多層に組み合わせた構成であり，且つ，各
層のドーナツ型磁石２に開口された孔３の中心が全て異
なるように構成されていれば良い。
【００１２】即ち，本発明の目的は，ターゲット４の裏
面に円筒型磁石１を有するマグネトロンスパッタ装置に
おいて，図１（ａ）に平面図で，図１（ｂ）に側面図で
示すように，該円筒型磁石１は円板内に孔３を有するド
ーナツ型磁石２複数個が多層に組み合わされた構成であ
って，かつ，各層の該ドーナツ型磁石２の孔３の中心位
置が全て異なるように各層を積層してなる構成を有して
いることにより，また，前記複数個のドーナツ型磁石２
は，各々がターゲット４上で等しい磁場を発生するよう
に構成されていることにより，また，前記複数個のドー
ナツ型磁石２の孔３の中心は，円板の中心から外に延び
る曲線あるいは直線上に配置されていることにより，さ
らに，前記ターゲット４に対して前記円筒型磁石１が回
転する機構を有することにより達成される。
面に円筒型磁石１を有するマグネトロンスパッタ装置に
おいて，図１（ａ）に平面図で，図１（ｂ）に側面図で
示すように，該円筒型磁石１は円板内に孔３を有するド
ーナツ型磁石２複数個が多層に組み合わされた構成であ
って，かつ，各層の該ドーナツ型磁石２の孔３の中心位
置が全て異なるように各層を積層してなる構成を有して
いることにより，また，前記複数個のドーナツ型磁石２
は，各々がターゲット４上で等しい磁場を発生するよう
に構成されていることにより，また，前記複数個のドー
ナツ型磁石２の孔３の中心は，円板の中心から外に延び
る曲線あるいは直線上に配置されていることにより，さ
らに，前記ターゲット４に対して前記円筒型磁石１が回
転する機構を有することにより達成される。
【００１３】
【作用】本発明は，円筒型磁石の中心から外周に向かっ
て，均一な磁場の発散領域を分布させることにより，磁
場発散領域における電子の取込みを容易にし，その結果
，プラズマの発生点を一様に分布させることを図ったも
のである。
て，均一な磁場の発散領域を分布させることにより，磁
場発散領域における電子の取込みを容易にし，その結果
，プラズマの発生点を一様に分布させることを図ったも
のである。
【００１４】基板上のある点からみると，その点に飛ん
でくる原子団は，ターゲット面の各点から発生するある
方位分布，エネルギ分布をもった飛来原子団の積分であ
るから，もし，ターゲット面の全ての点から，等しい方
位分布，エネルギ分布を持った原子団が飛来するならば
，基板上のどの点においても等しい被着過程が生じ，等
しい構造の堆積膜が生成されることになる。
でくる原子団は，ターゲット面の各点から発生するある
方位分布，エネルギ分布をもった飛来原子団の積分であ
るから，もし，ターゲット面の全ての点から，等しい方
位分布，エネルギ分布を持った原子団が飛来するならば
，基板上のどの点においても等しい被着過程が生じ，等
しい構造の堆積膜が生成されることになる。
【００１５】即ち，膜厚，応力の分布を均一化させるこ
とができる。
とができる。
【００１６】
【実施例】図２は本発明の一実施例の構成図である。図
において，１は円筒型磁石，２はドーナツ型磁石，３は
孔，４はターゲット，５はターゲットホルダ，６は基板
，７は対向電極，８はスパッタ電源，９はチャンバ，１
０はガス導入口， １１は排気口， １２は回転機構で
ある。
において，１は円筒型磁石，２はドーナツ型磁石，３は
孔，４はターゲット，５はターゲットホルダ，６は基板
，７は対向電極，８はスパッタ電源，９はチャンバ，１
０はガス導入口， １１は排気口， １２は回転機構で
ある。
【００１７】図２に（ａ）に示すように，マグネトロン
スパッタ装置のチャンバ９内に設置したターゲット４の
裏面，チャンバ９外に配置された円筒型磁石１は回転系
機構１２の軸にその母線が平行になるよう配置されてお
り， 回転機構１２により回転する。
スパッタ装置のチャンバ９内に設置したターゲット４の
裏面，チャンバ９外に配置された円筒型磁石１は回転系
機構１２の軸にその母線が平行になるよう配置されてお
り， 回転機構１２により回転する。
【００１８】円筒型磁石１は，図２（ｂ）に示すように
，複数個のドーナツ型磁石（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・
２Ｎ） の多層構成であり，例えば，ドーナツ型磁石１
Ａ， １Ｂ， １Ｃの各層の厚さを５ｍｍとして， そ
の内周の中心を外周の中心からそれぞれ，１ｃｍ，２ｃ
ｍ，３ｃｍ，４ｃｍ，５ｃｍとなるように構成し，１Ａ
が最も磁場の発生が少なく， １Ｂ， １Ｃとなるに伴
い， 磁場の発生が大きくなるようにする。
，複数個のドーナツ型磁石（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・
２Ｎ） の多層構成であり，例えば，ドーナツ型磁石１
Ａ， １Ｂ， １Ｃの各層の厚さを５ｍｍとして， そ
の内周の中心を外周の中心からそれぞれ，１ｃｍ，２ｃ
ｍ，３ｃｍ，４ｃｍ，５ｃｍとなるように構成し，１Ａ
が最も磁場の発生が少なく， １Ｂ， １Ｃとなるに伴
い， 磁場の発生が大きくなるようにする。
【００１９】このとき， ドーナツ型磁石２により構成
された円筒型磁石１の表面における磁場の均一性が良好
になるためには， １Ａ， １Ｂ， １Ｃ各々の磁化を
ビオ・サバール則に従って変化させることで実現される
。
された円筒型磁石１の表面における磁場の均一性が良好
になるためには， １Ａ， １Ｂ， １Ｃ各々の磁化を
ビオ・サバール則に従って変化させることで実現される
。
【００２０】上記各ドーナツ型磁石は， 例えば， 直
径を２０ｃｍに設定し， ドーナツ型磁石２の偏心位置
を１ｃｍ刻みで１９枚重ねると， 表面磁場の均一な円
筒型磁石１を構成することができる。
径を２０ｃｍに設定し， ドーナツ型磁石２の偏心位置
を１ｃｍ刻みで１９枚重ねると， 表面磁場の均一な円
筒型磁石１を構成することができる。
【００２１】以上に述べた，円筒型磁石１を回転系１２
によりターゲット４裏面にて回転させながらスパッタを
行うと，ターゲット面のすべての点から，等しい方位分
布，エネルギ分布を持った原子団が飛来し，その結果，
基板６上のどの点においても等しい被着過程が生じ，等
しい構造の堆積膜が生成されることになる。
によりターゲット４裏面にて回転させながらスパッタを
行うと，ターゲット面のすべての点から，等しい方位分
布，エネルギ分布を持った原子団が飛来し，その結果，
基板６上のどの点においても等しい被着過程が生じ，等
しい構造の堆積膜が生成されることになる。
【００２２】上記の作用は，単に被着した膜の応力分布
の改善のみに寄与するのではなく，膜厚分布の改善，或
いは，ターゲットの利用率の改善にも寄与する。また，
等しい原子団の飛来は，等しい堆積膜を引き起こすので
，膜厚分布も改善される。
の改善のみに寄与するのではなく，膜厚分布の改善，或
いは，ターゲットの利用率の改善にも寄与する。また，
等しい原子団の飛来は，等しい堆積膜を引き起こすので
，膜厚分布も改善される。
【００２３】更に，ターゲット面の全ての領域において
，等しい電子の入射が行われるので，ターゲットから飛
び出す原子団の数も一様であり，従来のようにターゲッ
トが偏って消費されることがない。
，等しい電子の入射が行われるので，ターゲットから飛
び出す原子団の数も一様であり，従来のようにターゲッ
トが偏って消費されることがない。
【００２４】次に，実施例の効果を示す数値例を従来例
と対比して表１に示す。
と対比して表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１において，応力分布，膜厚分布は直径
１０ｃｍΦ内の分布であり， ターゲット交換頻度はス
パッタ継続時間で表される。
１０ｃｍΦ内の分布であり， ターゲット交換頻度はス
パッタ継続時間で表される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように， 本発明によれば
， 半導体基板上に堆積する薄膜にＭｇの混入すること
抑制して， 係る半導体製造装置の性能向上に寄与する
ところが大きい。
， 半導体基板上に堆積する薄膜にＭｇの混入すること
抑制して， 係る半導体製造装置の性能向上に寄与する
ところが大きい。
【００２８】
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の一実施例の構成図
【図３】 従
来例の説明図
来例の説明図
【図４】 成膜した吸収体の応力の面内分布
１ 円筒型磁石
２ ドーナツ型磁石
３ 孔
４ ターゲット
５ ターゲットホルダ
６ 基板
７ 対向電極
８ スパッタ電源
９ チャンバ
１０ ガス導入口
１１ 排気口
１２ 回転機構
Claims (4)
- 【請求項１】 ターゲット（４） の裏面に円筒型磁
石（１） を有するマグネトロンスパッタ装置において
，該円筒型磁石（１） は円板内に孔（３） を有する
ドーナツ型磁石（２） 複数個が多層に組み合わされた
構成であって，かつ，各層の該ドーナツ型磁石（２）
の孔（３） の中心位置が全て異なるように各層を積層
してなる構成を有していることを特徴とするマグネトロ
ンスパッタ装置。 - 【請求項２】 前記複数個のドーナツ型磁石（２）
は，各々がターゲット（４） 上で等しい磁場を発生す
るように構成されていることを特徴とする請求項１記載
のマグネトロンスパッタ装置。 - 【請求項３】 前記複数個のドーナツ型磁石（２）
の孔（３） の中心は，円板の中心から外に延びる曲線
あるいは直線上に配置されていることを特徴とする請求
項１あるいは２記載のマグネトロンスパッタ装置。 - 【請求項４】 前記ターゲット（４） に対して前記
円筒型磁石（１） が回転する機構を有することを特徴
とする請求項１，あるいは２，あるいは３記載のマグネ
トロンスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1855091A JPH04259373A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | マグネトロンスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1855091A JPH04259373A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | マグネトロンスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259373A true JPH04259373A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=11974742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1855091A Withdrawn JPH04259373A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | マグネトロンスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8013696B2 (en) | 2008-10-14 | 2011-09-06 | Nexteer (Beijing) Technology Co., Ltd. | Magnetic apparatus and method of manufacturing the magnetic apparatus |
| CN110132561A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-16 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1855091A patent/JPH04259373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8013696B2 (en) | 2008-10-14 | 2011-09-06 | Nexteer (Beijing) Technology Co., Ltd. | Magnetic apparatus and method of manufacturing the magnetic apparatus |
| CN110132561A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-16 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
| CN110132561B (zh) * | 2019-05-15 | 2021-03-02 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |