JPH0645280A - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
Semiconductor manufacturing equipmentInfo
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- JPH0645280A JPH0645280A JP19828592A JP19828592A JPH0645280A JP H0645280 A JPH0645280 A JP H0645280A JP 19828592 A JP19828592 A JP 19828592A JP 19828592 A JP19828592 A JP 19828592A JP H0645280 A JPH0645280 A JP H0645280A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0063—Reactive sputtering characterised by means for introducing or removing gases
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高融点金属の窒化膜の形成に用いられる反応
性スパッタ装置に関し，ターゲット表面からのパーティ
クルの発生を防止して，純度の高い高融点金属の窒化膜
を形成できるようにする。
【構成】 高融点金属から成るターゲット１２とウエハ
１１との間に，スパッタ粒子がウエハへ入射する入射角
を制限する２種類の遮蔽板を備えている。遮蔽板（Ａ）
１３ａ，１３ｂは，ウエハ１１側が開いており，かつそ
の内側に窒素ガス導入口１５ａ，１５ｂが設けられてい
る。遮蔽板（Ｂ）１４ａ，１４ｂは，ウエハ１１側が閉
じており，かつその上側にアルゴンガス導入口１６ａ，
１６ｂが設けられている。
(57) [Summary] [Objective] With respect to a reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film of a refractory metal, it is possible to prevent generation of particles from a target surface and form a nitride film of a refractory metal of high purity. To do so. [Structure] Between a target 12 made of a refractory metal and a wafer 11, two kinds of shield plates for limiting an incident angle of sputtered particles incident on the wafer are provided. Shield plate (A)
The wafers 13 a and 13 b are open on the wafer 11 side, and nitrogen gas inlets 15 a and 15 b are provided inside them. The shield plates (B) 14a, 14b are closed on the wafer 11 side, and the argon gas inlet 16a,
16b is provided.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は，半導体製造装置，特に
高融点金属の窒化膜の形成に用いられる反応性スパッタ
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film of refractory metal.
【０００２】半導体集積回路装置の配線材料には，主と
してアルミニウム（Ａｌ）合金，例えばＡｌ−２％Ｃｕ
が用いられている。アルミニウム合金を配線材料とする
場合，アルミニウムと基板シリコンとの相互拡散を防止
するために，アルミニウム配線層と基板シリコンとの間
に拡散バリアメタル層として，例えば窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）膜などを形成している。As wiring materials for semiconductor integrated circuit devices, mainly aluminum (Al) alloys such as Al-2% Cu are used.
Is used. When an aluminum alloy is used as a wiring material, titanium nitride (Ti) (TiN) is used as a diffusion barrier metal layer between the aluminum wiring layer and the substrate silicon in order to prevent mutual diffusion of aluminum and the substrate silicon.
N) A film or the like is formed.
【０００３】本発明は，この窒化チタン（ＴｉＮ）など
の高融点金属の窒化膜の形成に用いられる反応性スパッ
タ装置に関するものである。The present invention relates to a reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film of a refractory metal such as titanium nitride (TiN).
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来，窒化チタン（ＴｉＮ）膜の形成に
は，次の方法が用いられていた。 チタン（Ｔｉ）から成るターゲットを，アルゴンと
窒素との混合雰囲気中でスパッタリングする方法。2. Description of the Related Art Conventionally, the following method has been used to form a titanium nitride (TiN) film. A method of sputtering a target made of titanium (Ti) in a mixed atmosphere of argon and nitrogen.
【０００５】 窒化チタン（ＴｉＮ）から成るターゲ
ットを，アルゴン雰囲気中でスパッタリングする方法。A method of sputtering a target made of titanium nitride (TiN) in an argon atmosphere.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には，ウエ
ハ上に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成するときに，ター
ゲットの表面が常時窒化されるので，ターゲットの表面
に窒化物が形成され，この窒化物が，ターゲットから剥
がれることによってパーティクルが発生する，という問
題が生じていた。In the prior art, when the titanium nitride (TiN) film is formed on the wafer, the surface of the target is constantly nitrided, so that nitride is formed on the surface of the target. There is a problem that particles are generated when the nitride is peeled off from the target.
【０００７】その結果，ウエハ上へのパーティクルの付
着によって，窒化チタン（ＴｉＮ）膜の膜質が低下し，
半導体装置の信頼性が著しく低下する，という問題があ
った。As a result, the quality of the titanium nitride (TiN) film deteriorates due to the adhesion of particles on the wafer,
There is a problem that the reliability of the semiconductor device is significantly reduced.
【０００８】また，半導体装置の生産効率が低下する，
という問題もあった。本発明は，上記の問題点を解決し
て，ターゲット表面からのパーティクルの発生を防止し
て，純度の高い高融点金属の窒化膜を形成できるように
した，半導体製造装置，特に高融点金属の窒化膜の形成
に用いられる反応性スパッタ装置を提供することを目的
とする。Further, the production efficiency of the semiconductor device is lowered,
There was also a problem. The present invention solves the above problems and prevents the generation of particles from the target surface to form a high-purity refractory metal nitride film. An object is to provide a reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明に係る半導体製造装置は，高融点金属の窒
化膜の形成に用いられる反応性スパッタ装置であって，
高融点金属から成るターゲットとウエハとの間に，スパ
ッタ粒子がウエハへ入射する入射角を制限する２種類の
遮蔽板を備え，第１の遮蔽板は，ウエハ側が開いてお
り，かつその内側に窒素ガス導入口が設けられており，
第２の遮蔽板は，ウエハ側が閉じており，かつその上側
にアルゴンガス導入口が設けられているように構成す
る。In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film of a refractory metal,
Between the target made of refractory metal and the wafer, two kinds of shield plates for limiting the incident angle of the sputtered particles incident on the wafer are provided. The first shield plate is open on the wafer side and inside the shield plate. There is a nitrogen gas inlet,
The second shield plate is closed on the wafer side and is provided with an argon gas inlet port on the upper side thereof.
【００１０】[0010]
【作用】従来，チタン（Ｔｉ）などの高融点金属から成
るターゲットを，通常のアルゴンおよび窒素の混合雰囲
気中でスパッタリングする際に，ターゲット表面からの
パーティクルの発生が問題になっていた。In the past, when a target made of a refractory metal such as titanium (Ti) was sputtered in an ordinary mixed atmosphere of argon and nitrogen, generation of particles from the target surface had been a problem.
【００１１】そこで，本発明に係る高融点金属の窒化膜
の形成に用いられる反応性スパッタ装置では，高融点金
属から成るターゲットとウエハとの間に，スパッタ粒子
がウエハへ入射する入射角を制限する２種類の遮蔽板を
備えるようにしている。第１の遮蔽板は，ウエハ側が開
いており，その内側に窒素ガス導入口が設けられてい
る。第２の遮蔽板は，ウエハ側が閉じており，その上側
にアルゴンガス導入口が設けられている。Therefore, in the reactive sputtering apparatus used for forming the refractory metal nitride film according to the present invention, the incident angle of the sputtered particles entering the wafer is limited between the target made of the refractory metal and the wafer. It is equipped with two types of shielding plates. The first shield plate is open on the wafer side, and a nitrogen gas introduction port is provided inside the first shield plate. The second shield plate is closed on the wafer side, and an argon gas inlet is provided above the second shield plate.
【００１２】その結果，第１の遮蔽板で囲まれた領域で
は，窒素ガス導入口から導入される窒素ガスにより高融
点金属の窒化物が生成され，それがウエハ上に堆積す
る。また，第２の遮蔽板で囲まれた領域では，アルゴン
ガス導入口から導入されるアルゴンガスによりターゲッ
ト材である高融点金属の空飛ばし（クリーニング）が行
われ，ターゲットの表面が常に清浄な状態に保たれる。As a result, in the region surrounded by the first shielding plate, a nitride of a refractory metal is generated by the nitrogen gas introduced from the nitrogen gas inlet, and the nitride is deposited on the wafer. In the area surrounded by the second shielding plate, the refractory metal, which is the target material, is blown off (cleaned) by the argon gas introduced from the argon gas inlet, so that the target surface is always clean. Kept in.
【００１３】このように，本発明に係る装置では，ター
ゲットの近傍に，ターゲット材である高融点金属の空飛
ばしが行われる領域と，高融点金属の窒化物が生成され
る領域とが，同時にかつ個別に作られるので，パーティ
クルの発生を防止することが可能になる。その結果，ウ
エハ上に純度の高い高融点金属の窒化膜を形成できるよ
うになるので，半導体装置の信頼性の向上および生産効
率の向上を実現することができる。As described above, in the device according to the present invention, a region in which the refractory metal as the target material is blown out and a region in which the refractory metal nitride is produced are simultaneously formed in the vicinity of the target. And because it is made individually, it becomes possible to prevent the generation of particles. As a result, a high-purity high-melting-point metal nitride film can be formed on the wafer, so that the reliability of the semiconductor device and the production efficiency can be improved.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は，本発明の一実施例構成を示す図であ
り，本発明に係る反応性スパッタ装置の主要部を示して
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing the construction of an embodiment of the present invention, showing the main part of a reactive sputtering apparatus according to the present invention.
【００１５】図中，１１はウエハ，１２はターゲット，
１３は遮蔽板（Ａ），１４は遮蔽板（Ｂ），１５は窒素
ガス導入口，１６はアルゴンガス導入口，１７はマグネ
ットである。In the figure, 11 is a wafer, 12 is a target,
Reference numeral 13 is a shield plate (A), 14 is a shield plate (B), 15 is a nitrogen gas inlet, 16 is an argon gas inlet, and 17 is a magnet.
【００１６】ウエハ１１は，ターゲット１２と対向する
位置にセットされる。ターゲット１２は，チタン（Ｔ
ｉ）から成る。遮蔽板（Ａ）１３は，ウエハ１１側が開
いており，その内側に窒素ガス導入口１５が設けられて
いる。The wafer 11 is set at a position facing the target 12. The target 12 is titanium (T
i). The shield plate (A) 13 is open on the side of the wafer 11 and has a nitrogen gas inlet port 15 provided therein.
【００１７】遮蔽板（Ｂ）１４は，ウエハ１１側が閉じ
ており，その上側にアルゴンガス導入口１６が設けられ
ている。マグネット１７は，ターゲット１２の表面に磁
束密度が密な領域を作るためのものである。The shield plate (B) 14 is closed on the wafer 11 side, and an argon gas inlet 16 is provided on the upper side thereof. The magnet 17 is for creating a region having a high magnetic flux density on the surface of the target 12.
【００１８】以下，図１に示す反応性スパッタ装置の動
作を説明する。遮蔽板（Ａ）１３ａ，１３ｂによって囲
まれたターゲット１２の表面は，遮蔽板（Ａ）１３ａ，
１３ｂの内側に設けられた窒素ガス導入口１５ａ，１５
ｂから窒素ガスが導入されているために，窒化されて窒
化チタン（ＴｉＮ）が生成している。そして，この窒化
チタン（ＴｉＮ）が，遮蔽板（Ａ）１３ａおよび１３ｂ
の間を通り抜けてウエハ１１上に堆積し，窒化チタン
（ＴｉＮ）膜が形成される。The operation of the reactive sputtering apparatus shown in FIG. 1 will be described below. The surface of the target 12 surrounded by the shielding plates (A) 13a and 13b is
Nitrogen gas inlets 15a, 15 provided inside 13b
Since nitrogen gas is introduced from b, it is nitrided to produce titanium nitride (TiN). The titanium nitride (TiN) is used as the shielding plates (A) 13a and 13b.
A titanium nitride (TiN) film is formed on the wafer 11 by passing through the gap.
【００１９】一方，遮蔽板（Ｂ）１４ａ，１４ｂによっ
て囲まれたターゲット１２の表面は，遮蔽板（Ｂ）１４
ａ，１４ｂの上側に設けられたアルゴンガス導入口１６
ａ，１６ｂからアルゴンガスが導入されているために，
チタン（Ｔｉ）の空飛ばしが行われるので，清浄な表面
状態を維持する。このときスパッタリングされたチタン
（Ｔｉ）は，遮蔽板（Ｂ）１４ａ，１４ｂのウエハ１１
側が閉じているので，ウエハ１１上に堆積されることは
ない。On the other hand, the surface of the target 12 surrounded by the shielding plates (B) 14a and 14b is
Argon gas inlet 16 provided above a and 14b
Since argon gas is introduced from a and 16b,
Since titanium (Ti) is blown off, a clean surface condition is maintained. Titanium (Ti) sputtered at this time was transferred to the wafer 11 of the shield plates (B) 14a and 14b.
Since the side is closed, it is not deposited on the wafer 11.
【００２０】また，遮蔽板（Ａ）１３ａ，１３ｂおよび
遮蔽板（Ｂ）１４ａ，１４ｂは，マグネット１７ａ，１
７ｂ，１７ｃと同期して，図中実線の矢印で示す方向お
よび破線の矢印で示す方向に移動する。これにより，タ
ーゲット１２を万遍なく使用することが可能になる。The shield plates (A) 13a and 13b and the shield plates (B) 14a and 14b are composed of magnets 17a and 1a.
In synchronism with 7b and 17c, it moves in the directions indicated by solid arrows and broken arrows in the figure. This makes it possible to use the target 12 evenly.
【００２１】次に，本発明に係る反応性スパッタ装置を
用いて，ウエハ上に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成した
例を説明する。形成条件は，次の通りである。Next, an example in which a titanium nitride (TiN) film is formed on a wafer by using the reactive sputtering apparatus according to the present invention will be described. The formation conditions are as follows.
【００２２】 ターゲット印加ＤＣパワー ：５ｋＷ 基板加熱ヒータ温度 ：３００℃ アルゴン流量 ：２０ｓｃｃｍ 窒素流量 ：８０ｓｃｃｍ 圧力 ：２．０ｍＴｏｒｒ 以上の条件で，ウエハ上に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形
成したところ，純度が高く，良好な膜質のものが得られ
た。Target applied DC power: 5 kW Substrate heating heater temperature: 300 ° C. Argon flow rate: 20 sccm Nitrogen flow rate: 80 sccm Pressure: 2.0 mTorr When a titanium nitride (TiN) film is formed on the wafer under the above conditions, the purity is A high quality film was obtained.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば，高融点金属の窒化膜の
形成に用いられる反応性スパッタ装置において，ターゲ
ット表面からのパーティクルの発生を防止できるので，
純度の高い高融点金属の窒化膜の形成が可能になる。According to the present invention, it is possible to prevent the generation of particles from the target surface in the reactive sputtering apparatus used for forming the refractory metal nitride film.
It is possible to form a high-purity refractory metal nitride film.
【００２４】したがって，本発明は，半導体装置の性能
および信頼性の向上，並びに半導体装置の生産性の向上
に寄与するところが大きい。Therefore, the present invention largely contributes to the improvement of the performance and reliability of the semiconductor device and the improvement of the productivity of the semiconductor device.
【図１】本発明の一実施例構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
１１ ウエハ １２ ターゲット １３ 遮蔽板（Ａ） １４ 遮蔽板（Ｂ） １５ 窒素ガス導入口 １６ アルゴンガス導入口 １７ マグネット 11 Wafer 12 Target 13 Shielding Plate (A) 14 Shielding Plate (B) 15 Nitrogen Gas Inlet 16 Argon Gas Inlet 17 Magnet
Claims (1)
反応性スパッタ装置であって， 高融点金属から成るターゲットとウエハとの間に，スパ
ッタ粒子がウエハへ入射する入射角を制限する２種類の
遮蔽板を備え， 第１の遮蔽板は，ウエハ側が開いており，かつその内側
に窒素ガス導入口が設けられており， 第２の遮蔽板は，ウエハ側が閉じており，かつその上側
にアルゴンガス導入口が設けられていることを特徴とす
る半導体製造装置。1. A reactive sputtering apparatus used for forming a nitride film of a refractory metal, which limits an incident angle of sputtered particles incident on the wafer between a target made of the refractory metal and a wafer. The first shield plate is open on the wafer side and is provided with a nitrogen gas inlet inside the second shield plate, and the second shield plate is closed on the wafer side and above it. A semiconductor manufacturing apparatus, wherein an argon gas inlet is provided in the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19828592A JPH0645280A (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19828592A JPH0645280A (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645280A true JPH0645280A (en) | 1994-02-18 |
Family
ID=16388582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19828592A Withdrawn JPH0645280A (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645280A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG85732A1 (en) * | 1999-10-28 | 2002-01-15 | Applied Komatsu Technology Inc | Tilted sputtering target with shield to block contaminants |
| JP2016164287A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition equipment |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19828592A patent/JPH0645280A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG85732A1 (en) * | 1999-10-28 | 2002-01-15 | Applied Komatsu Technology Inc | Tilted sputtering target with shield to block contaminants |
| JP2016164287A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition equipment |
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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: 19991005 |