JPH07102367A - スパッタターゲット及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体装置の製造におけるスパッタプロセス
中に発生する異常放電を防止し、異物の発生を低減する
ことが可能な技術を提供する。 【構成】 半導体装置の製造におけるスパッタプロセス
に用いるスパッタターゲット１の外周部の面取り部分を
滑らかな曲面にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
におけるスパッタプロセスに適用して有効な技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造方法におけるスパッタ
プロセスは、Ａｒの陽イオンのような重い荷電粒子をス
パッタターゲットに照射し、その衝撃でスパッタターゲ
ットから飛び出してきた粒子を対向する試料上に付着さ
せるものである。

【０００３】そして、従来のスパッタターゲットの形状
は、図５に示すように、外周部の面取り部分が角張った
ものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スパッタプロセスは、
前述したように、Ａｒの陽イオン等をスパッタターゲッ
トに照射し、その衝撃でスパッタターゲットから飛び出
してきた粒子を対向する試料上に付着させるものである
が、必ずしもスパッタターゲットから飛び出してきた粒
子の全てが、試料上に付着するものではなく、中にはス
パッタターゲットに戻ってきて再付着して膜を形成する
粒子がでてくる。

【０００５】また、Ａｒの陽イオンを照射することによ
りスパッタターゲットに熱が発生し、この熱により熱膨
張による応力がスパッタターゲットに発生する。

【０００６】この応力は、特に、スパッタターゲットの
面取り部分の角張ったところでは、集中するため、前述
の粒子による膜が角張ったところに形成されると、膜が
剥離して、めくり上がり、異常放電を誘発する。

【０００７】この異常放電のため、スパッタリングされ
るものとは異なる大きさの粒子（以下、異物と記す）が
発生するという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、半導体装置の製造におけ
るスパッタプロセス中に発生する異常放電を防止し、異
物の発生を低減することが可能な技術を提供することに
ある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１１】半導体装置の製造におけるスパッタプロセ
スに用いるスパッタターゲットにおいて、前記スパッタ
ターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲面にす
る。

【００１２】また、回路基板等の配線を生成するスパッ
タプロセスを用いた半導体装置の製造方法において、前
記スパッタプロセスで使用するスパッタターゲットの外
周部の面取り部分を滑らかな曲線に加工し、その加工さ
れたスパッタターゲットに直流電界または高周波電界を
印加し、スパッタリングを行うスパッタプロセスを用い
ること。

【００１３】

【作用】上述した手段によれば、スパッタプロセスで使
用するスパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑ら
かな曲線に加工し、その加工されたスパッタターゲット
に直流電界または高周波電界を印加し、スパッタリング
を行うので、電界印加により飛び出た粒子がスパッタタ
ーゲットの外周部の面取り部分に再付着し、膜を形成し
ても、スパッタターゲットの外周部の面取り部分を滑ら
かな曲線に加工してあるため、スパッタターゲットの熱
膨張により発生する応力の集中を防ぐことができる。

【００１４】したがって、スパッタプロセス中に発生す
る膜剥離の防止と異物発生を低減することが可能とな
る。

【００１５】以下、本発明の構成について、実施例とと
もに説明する。

【００１６】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のスパッタターゲ
ットの外周部の形状の特徴を示すための外周部拡大図で
ある。図１における１はスパッタターゲット、２はバッ
キングプレートである。そして、スパッタターゲット１
の材料は、例えば、ＴｉＷを用い、その各寸法は、次の
通りである図１に示すＤ１は外周から９ｍｍ以上になら
ないような値にするのが好ましく、ここでは８ｍｍとす
る。Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、Ｄ３は３２４
±０．２ｍｍである。Ｒ１は角張ったところがなく滑ら
かにつなげるような半径の曲面加工であり、Ｒ２は半径
２．０ｍｍの曲面加工である。

【００１８】次に、本発明の他の実施例を図２に示す。
図２は、本発明の他の実施例のスパッタターゲットの外
周部形状の特徴を示すための外周部拡大図である。図２
におけるスパッタターゲットは、外周部を扇状に加工し
たものであり、その各寸法は、前述の例と同様に、Ｄ１
は８ｍｍであり、Ｄ２は６．３５±０．１ｍｍであり、
Ｄ３は３２４±０．２ｍｍである。

【００１９】そして、各実施例のスパッタターゲットの
形状に曲面加工する加工方法の例を図３に示す。図３に
おける１はスパッタターゲットを示し、３は砥石を示
す。図３に示す加工方法は、砥石３を回転させて、スパ
ッタターゲットを上下運動させ、外周部を滑らかにする
ものである。

【００２０】なお、スパッタターゲットの形状に加工す
る加工方法は、これに限定されるものではなく、スパッ
タターゲット材を鋳型にはめ込み外周部が滑らかなスパ
ッタターゲットを得るものでもよい。

【００２１】次に、本発明のスパッタターゲットを用い
て半導体ウエーハに導電膜を形成する方法について簡単
に説明する。

【００２２】まず、導電膜を形成するスパッタターゲッ
ト材としてＴｉＷを使用し、それを図３に示す砥石３で
図１に示す本実施例のスパッタターゲットの形状に外周
部の面取り部分を曲面加工する。

【００２３】そして、その曲面加工されたスパッタター
ゲットを陰極上に、スパッタ対象の半導体ウエーハを陽
極に互いに対向させて設置し、陰極と陽極間にＡｒの陽
イオンを注入し、陰極に直流電圧を印加する。

【００２４】これにより、一対の電極間でプラズマを発
生させ、陰極上に設置したスパッタターゲットをプラズ
マ中のイオンではじき、対向する陽極に設置した半導体
ウエーハに導電膜を形成する。

【００２５】次に、図１に示す本実施例のスパッタター
ゲットと従来のスパッタターゲットをそれぞれ実装して
スパッタリングを行ったときの異物数を比較してみる。

【００２６】図４は、本実施例と従来のスパッタターゲ
ットをそれぞれスパッタ装置に実装してスパッタリング
を行ったときの消費電力当たりの異物数を示した図であ
る。この試験において、スパッタ装置は、公知のものを
使用し、スパッタターゲット材は、ＴｉＷを使用した。
図４において、横軸は累積の消費電力（ＫＷＨ）を示し
たものであり、縦軸は、異物の個数を示したものであ
る。また、図４における破線は、従来のスパッタターゲ
ットを示し、実線は、本実施例のスパッタターゲットを
それぞれ示している。

【００２７】この図４において、破線で示した従来のス
パッタターゲットは、突発的な異物数の増加が見られ、
異常放電が発生した形跡が見られる。

【００２８】これに対し、本実施例のスパッタターゲッ
トは、異物数が全般に少なく、安定しており、累積消費
電力が２００ＫＷＨを越えるまで、突発的な異物数の増
加が見られない。

【００２９】すなわち、図４により、本実施例のスパッ
タターゲットは、スパッタプロセス中に異常放電を防止
し、異物数を低減できることがわかる。

【００３０】このように、スパッタターゲットの外周部
の面取り部分の角張ったところをなくし、滑らかにする
ことにより、スパッタターゲットに発生する熱により熱
膨張による応力が発生しても角張ったところがないた
め、応力が集中するところがなくなる。

【００３１】したがって、半導体装置の製造におけるス
パッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出して
きた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形成
しても、応力が集中するところがないため、その膜が剥
離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止で
き、異物発生を低減できる。

【００３２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００３３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００３４】スパッタターゲットの外周部の面取り部分
の角張ったところをなくし、滑らかにすることにより、
スパッタターゲットに発生する熱により熱膨張による応
力が発生しても角張ったところがないため、応力が集中
するところがなくなるので、半導体装置の製造における
スパッタプロセス中にスパッタターゲットから飛び出し
てきた粒子が再びスパッタターゲットに付着して膜を形
成しても、応力が集中するところがないため、その膜が
剥離してめくり上がることがなくなり、異常放電を防止
でき、異物発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるスパッタターゲットの
外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。

【図２】本発明の他の実施例であるスパッタターゲット
の外周部の形状を説明するための外周部拡大図である。

【図３】スパッタターゲットの外周部の形状を曲面加工
する加工方法の例を示した図である。

【図４】本実施例と従来のスパッタターゲットをそれぞ
れスパッタ装置に実装してスパッタリングを行ったとき
の消費電力当たりの異物数を示した図である。

【図５】従来のスパッタターゲットの外周部の形状を説
明するための外周部拡大図である。

【符号の説明】

１…スパッタターゲット、２…バッキングプレート、３
…砥石。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置の製造におけるスパッタプロ
   セスに用いるスパッタターゲットにおいて、前記スパッ
   タターゲットの外周部の面取り部分を滑らかな曲面にし
   たことを特徴とするスパッタターゲット。
2. 【請求項２】 半導体基板上に配線を生成するスパッタ
   プロセスを用いた半導体製装置造方法において、前記ス
   パッタプロセスで使用するスパッタターゲットの外周部
   の面取り部分を滑らかな曲線に加工し、その加工された
   スパッタターゲットに直流電界または高周波電界を印加
   し、スパッタリングを行うスパッタプロセスを用いるこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。