JPH05263236A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH05263236A JPH05263236A JP6264892A JP6264892A JPH05263236A JP H05263236 A JPH05263236 A JP H05263236A JP 6264892 A JP6264892 A JP 6264892A JP 6264892 A JP6264892 A JP 6264892A JP H05263236 A JPH05263236 A JP H05263236A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- erosion
- flow rate
- small
- erosion region
- change
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マグネトロンスパッタに関し，基板内での膜
質（比抵抗，組成比，不純物濃度等）のバラツキを抑え
ることを目的とする。 【構成】 １）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変
化により時間とともにターゲットのエロージョン領域の
大きさを変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に
対応し，エロージョン領域が大きいときは反応ガスの流
量を大きくし，エロージョン領域が小さいときは反応ガ
スの流量を小さく制御する，２）エロージョン領域の大
きさの変化に対応し，エロージョン領域が大きいときは
不活性ガスの流量を小さくし，エロージョン領域が小さ
いときは不活性ガスの流量を大きく制御する，３）エロ
ージョン領域の大きさの変化に対応し，エロージョン領
域が大きいときはスパッタ電力をを大きくし，エロージ
ョン領域が小さいときはスパッタ電力を小さく制御する
ように構成する。
質（比抵抗，組成比，不純物濃度等）のバラツキを抑え
ることを目的とする。 【構成】 １）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変
化により時間とともにターゲットのエロージョン領域の
大きさを変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に
対応し，エロージョン領域が大きいときは反応ガスの流
量を大きくし，エロージョン領域が小さいときは反応ガ
スの流量を小さく制御する，２）エロージョン領域の大
きさの変化に対応し，エロージョン領域が大きいときは
不活性ガスの流量を小さくし，エロージョン領域が小さ
いときは不活性ガスの流量を大きく制御する，３）エロ
ージョン領域の大きさの変化に対応し，エロージョン領
域が大きいときはスパッタ電力をを大きくし，エロージ
ョン領域が小さいときはスパッタ電力を小さく制御する
ように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り，特に反応性スパッタ法による成膜方法に関する。
係り，特に反応性スパッタ法による成膜方法に関する。
【０００２】LSI の金属配線の形成は主にマグネトロン
スパッタ法によって行われている。この方法はターゲッ
トの裏面にマグネットを配置して成膜速度を上げ, また
マグネットを回転させてターゲット表面のエロージョン
を均一にしてその有効利用率を高めている。本発明はマ
グネトロンスパッタ法において，膜質の均一性を向上さ
せるために用いられる。
スパッタ法によって行われている。この方法はターゲッ
トの裏面にマグネットを配置して成膜速度を上げ, また
マグネットを回転させてターゲット表面のエロージョン
を均一にしてその有効利用率を高めている。本発明はマ
グネトロンスパッタ法において，膜質の均一性を向上さ
せるために用いられる。
【０００３】
【従来の技術】窒化チタン(TiN) 等の高融点金属の窒化
物は反応性スパッタによって成膜されている。従来の反
応性スパッタは一定量の反応性ガスと一定量の不活性ガ
スの混合ガス中でスパッタが行われる。
物は反応性スパッタによって成膜されている。従来の反
応性スパッタは一定量の反応性ガスと一定量の不活性ガ
スの混合ガス中でスパッタが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例の反応性スパッ
タ法で成膜された被膜は基板内で膜質（比抵抗，組成
比，不純物濃度等）の分布が大きいことが多く，半導体
装置の良品率および信頼性を低下させていた。
タ法で成膜された被膜は基板内で膜質（比抵抗，組成
比，不純物濃度等）の分布が大きいことが多く，半導体
装置の良品率および信頼性を低下させていた。
【０００５】本発明は基板内での膜質（比抵抗，組成
比，不純物濃度等）のバラツキを抑えたマグネトロンス
パッタ法の提供を目的とする。
比，不純物濃度等）のバラツキを抑えたマグネトロンス
パッタ法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変化により時
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときは反応ガスの流量を大きく
し，エロージョン領域が小さいときは反応ガスの流量を
小さく制御する半導体装置の製造方法，あるいは ２）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変化により時
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときは不活性ガスの流量を小さ
くし，エロージョン領域が小さいときは不活性ガスの流
量を大きく制御する半導体装置の製造方法，あるいは ３）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変化により時
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときはスパッタ電力をを大きく
し，エロージョン領域が小さいときはスパッタ電力を小
さく制御する半導体装置の製造方法により達成される。
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときは反応ガスの流量を大きく
し，エロージョン領域が小さいときは反応ガスの流量を
小さく制御する半導体装置の製造方法，あるいは ２）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変化により時
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときは不活性ガスの流量を小さ
くし，エロージョン領域が小さいときは不活性ガスの流
量を大きく制御する半導体装置の製造方法，あるいは ３）マグネトロンスパッタにおいて磁界の変化により時
間とともにターゲットのエロージョン領域の大きさを変
化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応し，エ
ロージョン領域が大きいときはスパッタ電力をを大きく
し，エロージョン領域が小さいときはスパッタ電力を小
さく制御する半導体装置の製造方法により達成される。
【０００７】
【作用】本発明では，マグネトロンスパッタにおいて磁
界の変化により時間とともにエロージョン領域の大きさ
を変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応
し，エロージョン領域が大きいときは反応ガスの流量を
大きくし，エロージョン領域が小さいときは反応ガスの
流量を小さくし制御することにより，スパッタ物質と反
応ガスの比率を一定に保って膜質の均一化を図ってい
る。
界の変化により時間とともにエロージョン領域の大きさ
を変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に対応
し，エロージョン領域が大きいときは反応ガスの流量を
大きくし，エロージョン領域が小さいときは反応ガスの
流量を小さくし制御することにより，スパッタ物質と反
応ガスの比率を一定に保って膜質の均一化を図ってい
る。
【０００８】図１は本発明の原理説明図である。図はお
いて，エロージョン領域の径に対するスパッタ被膜の中
心における比抵抗の関係を示す。
いて，エロージョン領域の径に対するスパッタ被膜の中
心における比抵抗の関係を示す。
【０００９】マグネトロンスパッタにおいて，比較的小
さいエロージョン面積だけを用いたとすると膜厚分布は
悪くなり，ターゲットの有効利用率も低くなる。一方，
ターゲットの有効利用率を上げるためには面積の大きい
エロージョン領域を使用すると，基板内での膜質分布が
悪くなってしまう。従って，少なくとも大小２つのエロ
ージョン領域を交互に使用する必要がある。
さいエロージョン面積だけを用いたとすると膜厚分布は
悪くなり，ターゲットの有効利用率も低くなる。一方，
ターゲットの有効利用率を上げるためには面積の大きい
エロージョン領域を使用すると，基板内での膜質分布が
悪くなってしまう。従って，少なくとも大小２つのエロ
ージョン領域を交互に使用する必要がある。
【００１０】この場合，エロージョン領域の径が大きく
なるほど，比抵抗が高くなっている。これは，エロージ
ョン面積によって反応ガスの消費量が異なるためであ
る。エロージョン面積が大きいほど反応性ガスが必要と
なる。
なるほど，比抵抗が高くなっている。これは，エロージ
ョン面積によって反応ガスの消費量が異なるためであ
る。エロージョン面積が大きいほど反応性ガスが必要と
なる。
【００１１】そこで，本発明ではエロージョン領域の面
積に応じて反応性ガスの流量を変化させてこのような問
題を解決した。すなわち，エロージョン領域の面積が大
きくなるのに同調して反応ガスの流量を増やすことによ
り，スパッタ被膜の膜質は均一化される。あるいは，反
応性ガスの流量を変化の代わりに不活性性ガスの流量を
変化，あるいはスパッタ電力をエロージョン領域の面積
に応じて制御して同等の効果を得ている。
積に応じて反応性ガスの流量を変化させてこのような問
題を解決した。すなわち，エロージョン領域の面積が大
きくなるのに同調して反応ガスの流量を増やすことによ
り，スパッタ被膜の膜質は均一化される。あるいは，反
応性ガスの流量を変化の代わりに不活性性ガスの流量を
変化，あるいはスパッタ電力をエロージョン領域の面積
に応じて制御して同等の効果を得ている。
【００１２】
【実施例】図２は本発明の実施例を説明する断面図であ
る。図において，１はチタン(Ti)ターゲット, ２は被ス
パッタ基板，３は電磁石，４は窒素(N2)ガス導入管，５
は窒素ガスマスフローコントローラ(MFC, 質量流量調節
器),６はアルゴン(Ar)導入管, ７はアルゴンマスフロー
コントローラ，８は電磁石の電源，９は成膜室，10は排
気口である。
る。図において，１はチタン(Ti)ターゲット, ２は被ス
パッタ基板，３は電磁石，４は窒素(N2)ガス導入管，５
は窒素ガスマスフローコントローラ(MFC, 質量流量調節
器),６はアルゴン(Ar)導入管, ７はアルゴンマスフロー
コントローラ，８は電磁石の電源，９は成膜室，10は排
気口である。
【００１３】電磁石３は磁芯の周りに内側のコイル3Aと
外側のコイル3Bが設けられ, 両方のコイルに流す電流の
強さと方向を変化させて，ターゲット表面にエロージョ
ン領域の面積（エロージョン径）を周期的に変化させ
る。
外側のコイル3Bが設けられ, 両方のコイルに流す電流の
強さと方向を変化させて，ターゲット表面にエロージョ
ン領域の面積（エロージョン径）を周期的に変化させ
る。
【００１４】この際，この変化に連動して窒素ガスマス
フローコントローラ５あるいはアルゴンマスフローコン
トローラ７を調節して，それぞれのガス流量を制御す
る。実施例として，窒化チタンの成膜について説明す
る。
フローコントローラ５あるいはアルゴンマスフローコン
トローラ７を調節して，それぞれのガス流量を制御す
る。実施例として，窒化チタンの成膜について説明す
る。
【００１５】スパッタ条件の一例は次のようである。 ターゲットに印加するDC電力： 7 KW 基板温度： 300 ℃ Ar流量： 40 SCCM N2流量： 60，80 SCCM の２種類 ガス圧力： 2 mTorr エロージョン径： 100 mmφ, 250 mmφの２種類 エロージョン径の変化周期： 100 mmφエロージョン径
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する この条件下で，エロージョン径の変化に連動してN2流量
は 60 SCCM（エロージョン径：100 mmφ）から80 SCCM
（エロージョン径：250 mmφ）に変化させる。
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する この条件下で，エロージョン径の変化に連動してN2流量
は 60 SCCM（エロージョン径：100 mmφ）から80 SCCM
（エロージョン径：250 mmφ）に変化させる。
【００１６】実施例では窒化チタンについて説明した
が，これ以外の金属化合物についても本発明は適用でき
る。次に，請求項２に対応する実施例の条件を示す。
が，これ以外の金属化合物についても本発明は適用でき
る。次に，請求項２に対応する実施例の条件を示す。
【００１７】ターゲットに印加するDC電力： 7 KW 基板温度： 300 ℃ Ar流量： 15 および40 SCCM の２種類 N2流量： 60 SCCM ガス圧力： 2 mTorr エロージョン径： 100 mmφ, 250 mmφの２種類 エロージョン径の変化周期： 100 mmφエロージョン径
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する 次に，請求項３に対応する実施例の条件を示す。
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する 次に，請求項３に対応する実施例の条件を示す。
【００１８】ターゲットに印加するDC電力： 2 および
13 KW の２種類 基板温度： 300℃ Ar流量： 20 SCCM N2流量： 80 SCCM ガス圧力： 2 mTorr エロージョン径： 100 mmφ, 250 mmφの２種類 エロージョン径の変化周期： 100 mmφエロージョン径
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する 次に, 実施例の効果を示す数値例を従来例と対比して示
す。対象は比抵抗分布を選ぶ。
13 KW の２種類 基板温度： 300℃ Ar流量： 20 SCCM N2流量： 80 SCCM ガス圧力： 2 mTorr エロージョン径： 100 mmφ, 250 mmφの２種類 エロージョン径の変化周期： 100 mmφエロージョン径
と250 mmφエロージョン径の時間比が１：２で５秒周期
で変化する 次に, 実施例の効果を示す数値例を従来例と対比して示
す。対象は比抵抗分布を選ぶ。
【００１９】従来例（ターゲットに印加するDC電力：７
KW ，基板温度： 300℃，Ar流量：40 SCCM ，N2流量：
60 SCCM ，ガス圧力： 2 mTorr）で比抵抗分布を±10％
であったが, 実施例（ターゲットに印加するDC電力：
2 および13 KW ，基板温度：300℃，Ar流量：40 SCCM
，N2流量：60 SCCM ，ガス圧力： 2 mTorr）で比抵抗
分布を±４％と向上した。
KW ，基板温度： 300℃，Ar流量：40 SCCM ，N2流量：
60 SCCM ，ガス圧力： 2 mTorr）で比抵抗分布を±10％
であったが, 実施例（ターゲットに印加するDC電力：
2 および13 KW ，基板温度：300℃，Ar流量：40 SCCM
，N2流量：60 SCCM ，ガス圧力： 2 mTorr）で比抵抗
分布を±４％と向上した。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば，基板内でのスパッタ膜
質（比抵抗，組成比，不純物濃度等）のバラツキが抑え
られ，半導体装置の性能および生産性の向上に寄与する
ことができた。
質（比抵抗，組成比，不純物濃度等）のバラツキが抑え
られ，半導体装置の性能および生産性の向上に寄与する
ことができた。
【図１】 本発明の実施例を説明する断面図
【図２】 本発明の原理説明図
１ チタン(Ti)ターゲット ２ 被スパッタ基板 ３ 電磁石 ４ 窒素(N2)ガス導入管 ５ 窒素ガスマスフローコントローラ(MFC) ６ アルゴン(Ar)導入管 ７ アルゴンマスフローコントローラ ８ 電磁石の電源 ９ 成膜室 10 排気口
Claims (3)
- 【請求項１】 マグネトロンスパッタにおいて磁界の変
化により時間とともにターゲットのエロージョン領域の
大きさを変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に
対応し，エロージョン領域が大きいときは反応ガスの流
量を大きくし，エロージョン領域が小さいときは反応ガ
スの流量を小さく制御することを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２】 マグネトロンスパッタにおいて磁界の変
化により時間とともにターゲットのエロージョン領域の
大きさを変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に
対応し，エロージョン領域が大きいときは不活性ガスの
流量を小さくし，エロージョン領域が小さいときは不活
性ガスの流量を大きく制御することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】 マグネトロンスパッタにおいて磁界の変
化により時間とともにターゲットのエロージョン領域の
大きさを変化させ，エロージョン領域の大きさの変化に
対応し，エロージョン領域が大きいときはスパッタ電力
をを大きくし，エロージョン領域が小さいときはスパッ
タ電力を小さく制御することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264892A JPH05263236A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264892A JPH05263236A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263236A true JPH05263236A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13206363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264892A Withdrawn JPH05263236A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05263236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340700C (zh) * | 2005-03-21 | 2007-10-03 | 西安交通大学 | 霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜方法 |
| US9066004B2 (en) | 2007-04-12 | 2015-06-23 | Sony Corporation | Auto-focus apparatus, image pick-up apparatus, and auto-focus method for focusing using evaluation values |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP6264892A patent/JPH05263236A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340700C (zh) * | 2005-03-21 | 2007-10-03 | 西安交通大学 | 霍尔源激励磁控溅射增强型多弧离子镀膜方法 |
| US9066004B2 (en) | 2007-04-12 | 2015-06-23 | Sony Corporation | Auto-focus apparatus, image pick-up apparatus, and auto-focus method for focusing using evaluation values |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |