JPH0774103A - スパッタ装置及びスパッタ成膜方法 - Google Patents
スパッタ装置及びスパッタ成膜方法Info
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- JPH0774103A JPH0774103A JP22377393A JP22377393A JPH0774103A JP H0774103 A JPH0774103 A JP H0774103A JP 22377393 A JP22377393 A JP 22377393A JP 22377393 A JP22377393 A JP 22377393A JP H0774103 A JPH0774103 A JP H0774103A
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- Japan
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- collimator
- holes
- target
- chamber
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多数の貫通孔を有するコリメータを用いて薄
膜形成を行う際、コリメータに薄膜が形成されることな
く、チャンバ内のパーティクル発生を防止できるように
する。 【構成】 チャンバ５内に配置されたターゲット１用の
電極２とウエハ３用の電極４との間に多数の貫通孔１２
を有するコリメータ１０を設け、このコリメータ１０は
その多数の貫通孔１２の中で放電可能にする。屈曲成形
された複数の金属板１１を対向配列して各貫通孔１２を
構成し、互いに対向する２枚の金属板１１間に交流電源
１５により電圧を印加し、各貫通孔１２内でプラズマ放
電を発生させる。直流電源８によるチャンバ５内のプラ
ズマ放電でターゲット１から放出されたスパッタ粒子が
貫通孔１２の側壁に付着しても、該スパッタ粒子は、貫
通孔１２内で局所的に発生しているプラズマ中のイオン
により再スパッタされる。
膜形成を行う際、コリメータに薄膜が形成されることな
く、チャンバ内のパーティクル発生を防止できるように
する。 【構成】 チャンバ５内に配置されたターゲット１用の
電極２とウエハ３用の電極４との間に多数の貫通孔１２
を有するコリメータ１０を設け、このコリメータ１０は
その多数の貫通孔１２の中で放電可能にする。屈曲成形
された複数の金属板１１を対向配列して各貫通孔１２を
構成し、互いに対向する２枚の金属板１１間に交流電源
１５により電圧を印加し、各貫通孔１２内でプラズマ放
電を発生させる。直流電源８によるチャンバ５内のプラ
ズマ放電でターゲット１から放出されたスパッタ粒子が
貫通孔１２の側壁に付着しても、該スパッタ粒子は、貫
通孔１２内で局所的に発生しているプラズマ中のイオン
により再スパッタされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の製
造工程において各種の薄膜をスパッタによって形成する
ための装置及び方法に係り、特にコリメータを使用する
スパッタ装置及びスパッタ成膜方法に関する。
造工程において各種の薄膜をスパッタによって形成する
ための装置及び方法に係り、特にコリメータを使用する
スパッタ装置及びスパッタ成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスパッタ装置は、例えば図５に示
すように、薄膜の母材であるターゲット２１を設置した
電極２２と、薄膜を形成する基板であるウエハ２３を設
置した電極２４とが、チャンバ２５内に所定間隔を隔て
て対向配置されている。そして、真空ポンプ３２により
排気管２７からチャンバ２５内を真空引きしてガス導入
管２６より例えばＡｒガスを導入すると共に、例えば直
流電源２８により電極２２、２４間に電圧を印加し、チ
ャンバ２５内にプラズマを発生させるようにしている。
すように、薄膜の母材であるターゲット２１を設置した
電極２２と、薄膜を形成する基板であるウエハ２３を設
置した電極２４とが、チャンバ２５内に所定間隔を隔て
て対向配置されている。そして、真空ポンプ３２により
排気管２７からチャンバ２５内を真空引きしてガス導入
管２６より例えばＡｒガスを導入すると共に、例えば直
流電源２８により電極２２、２４間に電圧を印加し、チ
ャンバ２５内にプラズマを発生させるようにしている。
【０００３】上記スパッタ装置において、プラズマ中で
加速されたＡｒ+ イオンがターゲット２１の表面に衝突
すると、その表面近傍で電界放射された電子により中和
されて中性となるが、運動量をそのまま保存してターゲ
ット２１内に突入する。このイオンはターゲット２１の
内部（表面近傍）で構成する原子や分子と衝突しながら
除々にエネルギーを消失して停止する。ターゲット２１
はこの異粒子の突入により結晶が損傷を受けると共に、
結晶格子を構成する原子が相互に衝突を繰り返し、つい
にはターゲット２１の表面から中性原子や分子（以下ス
パッタ粒子という）が外部に放出される。
加速されたＡｒ+ イオンがターゲット２１の表面に衝突
すると、その表面近傍で電界放射された電子により中和
されて中性となるが、運動量をそのまま保存してターゲ
ット２１内に突入する。このイオンはターゲット２１の
内部（表面近傍）で構成する原子や分子と衝突しながら
除々にエネルギーを消失して停止する。ターゲット２１
はこの異粒子の突入により結晶が損傷を受けると共に、
結晶格子を構成する原子が相互に衝突を繰り返し、つい
にはターゲット２１の表面から中性原子や分子（以下ス
パッタ粒子という）が外部に放出される。
【０００４】このようにしてターゲット２１の表面から
放出されたスパッタ粒子は、チャンバ２５内においてラ
ンダムな方向から電極２４上のウエハ２３へ飛来し、こ
のウエハ２３上に付着することによって薄膜が形成され
る。
放出されたスパッタ粒子は、チャンバ２５内においてラ
ンダムな方向から電極２４上のウエハ２３へ飛来し、こ
のウエハ２３上に付着することによって薄膜が形成され
る。
【０００５】ところで、半導体集積回路の高密度化のた
めに多層配線化が進められているが、近年、その微細化
のために、半導体基板と金属配線とを接続するコンタク
トホールや上下層の配線間を接続するビアホール等は、
そのアスペクト比（深さ／幅）が大きくなってきてい
る。
めに多層配線化が進められているが、近年、その微細化
のために、半導体基板と金属配線とを接続するコンタク
トホールや上下層の配線間を接続するビアホール等は、
そのアスペクト比（深さ／幅）が大きくなってきてい
る。
【０００６】しかしながら、上記アスペクト比の大きな
コンタクトホールやビアホール等に対して薄膜形成を行
う場合、前述のスパッタ法においては、ターゲット２１
から放出されたスパッタ粒子が、ウエハ２３に対して様
々な方向から飛来するので、コンタクトホールやビアホ
ール等の底部にまで到達せず、その埋め込み特性（ボト
ムカバレージ率）が悪化するという問題があった。
コンタクトホールやビアホール等に対して薄膜形成を行
う場合、前述のスパッタ法においては、ターゲット２１
から放出されたスパッタ粒子が、ウエハ２３に対して様
々な方向から飛来するので、コンタクトホールやビアホ
ール等の底部にまで到達せず、その埋め込み特性（ボト
ムカバレージ率）が悪化するという問題があった。
【０００７】上記問題の対策として、特開平１−１１６
０７０号公報に記載されているようなコリメートスパッ
タ法が知られている。この要旨は、図６に示すように、
アスペクト比の高い多数の貫通孔２９を有するコリメー
タ３０を、ターゲット２１とウエハ２３との間に平行状
に配置して成膜するものである。
０７０号公報に記載されているようなコリメートスパッ
タ法が知られている。この要旨は、図６に示すように、
アスペクト比の高い多数の貫通孔２９を有するコリメー
タ３０を、ターゲット２１とウエハ２３との間に平行状
に配置して成膜するものである。
【０００８】このコリメートスパッタ法によれば、ウエ
ハ２３に対して斜め方向に飛来するスパッタ粒子３１
は、コリメータ３０の多数の貫通孔２９内に付着するこ
とにより遮断される。一方、ウエハ２３に対してほぼ垂
直方向に飛来するスパッタ粒子３１は、多数の貫通孔２
９内を通過する。これによって、ウエハ２３に対して実
質的に垂直に入射するスパッタ粒子３１のみをウエハ２
３上に付着させて成膜するので、コンタクトホールやビ
アホール等の底部における埋め込み特性を大幅に向上さ
せることができる。
ハ２３に対して斜め方向に飛来するスパッタ粒子３１
は、コリメータ３０の多数の貫通孔２９内に付着するこ
とにより遮断される。一方、ウエハ２３に対してほぼ垂
直方向に飛来するスパッタ粒子３１は、多数の貫通孔２
９内を通過する。これによって、ウエハ２３に対して実
質的に垂直に入射するスパッタ粒子３１のみをウエハ２
３上に付着させて成膜するので、コンタクトホールやビ
アホール等の底部における埋め込み特性を大幅に向上さ
せることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような多数の貫通孔２９を有するコリメータ３０を用い
て薄膜形成を行うコリメートスパッタ法においては、斜
め方向から飛来するスパッタ粒子３１を貫通孔２９によ
って遮断するという特性上、ウエハ２３への成膜最中に
貫通孔２９の側壁にもスパッタ粒子３１による薄膜が形
成されていく。このため、スパッタ成膜を長時間行う
と、貫通孔２９の側壁に形成される薄膜が次第に厚く堆
積し、最終的にはクラックが生じて剥離してしまう。そ
して、この剥離した薄膜はスパッタ粒子３１よりも非常
に（桁違いに）大きいので、チャンバ２５内におけるパ
ーティクル発生の原因となり、ウエハ２３に異物として
付着することにより、製品歩留りを大幅に低下させると
いう問題があった。
ような多数の貫通孔２９を有するコリメータ３０を用い
て薄膜形成を行うコリメートスパッタ法においては、斜
め方向から飛来するスパッタ粒子３１を貫通孔２９によ
って遮断するという特性上、ウエハ２３への成膜最中に
貫通孔２９の側壁にもスパッタ粒子３１による薄膜が形
成されていく。このため、スパッタ成膜を長時間行う
と、貫通孔２９の側壁に形成される薄膜が次第に厚く堆
積し、最終的にはクラックが生じて剥離してしまう。そ
して、この剥離した薄膜はスパッタ粒子３１よりも非常
に（桁違いに）大きいので、チャンバ２５内におけるパ
ーティクル発生の原因となり、ウエハ２３に異物として
付着することにより、製品歩留りを大幅に低下させると
いう問題があった。
【００１０】また、上記のようにコリメータ３０にスパ
ッタ粒子３１が付着していくので、従来は、コリメータ
３０を定期的に新品に交換したりクリーニングしたりす
る必要があった。一般にコリメータ３０の交換頻度はタ
ーゲット２１の交換頻度に比較して数倍高く、しかもコ
リメータ３０の交換はチャンバ２５を大気開放して行う
必要があるので、著しくコスト高になると共に、装置の
稼働率が大幅に低下するという問題もあった。
ッタ粒子３１が付着していくので、従来は、コリメータ
３０を定期的に新品に交換したりクリーニングしたりす
る必要があった。一般にコリメータ３０の交換頻度はタ
ーゲット２１の交換頻度に比較して数倍高く、しかもコ
リメータ３０の交換はチャンバ２５を大気開放して行う
必要があるので、著しくコスト高になると共に、装置の
稼働率が大幅に低下するという問題もあった。
【００１１】そこで本発明は、多数の貫通孔を有するコ
リメータを用いて薄膜形成を行う際に、コリメータに薄
膜が形成されることなく、チャンバ内のパーティクル発
生を防止することができるスパッタ装置及びスパッタ成
膜方法を提供することを目的とする。
リメータを用いて薄膜形成を行う際に、コリメータに薄
膜が形成されることなく、チャンバ内のパーティクル発
生を防止することができるスパッタ装置及びスパッタ成
膜方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、チャンバ内に配置されたターゲット用電
極と基板用電極との間に、多数の貫通孔を有するコリメ
ータを備えたスパッタ装置において、前記コリメータが
前記多数の貫通孔の中で放電可能に構成されているもの
である。
に、本発明は、チャンバ内に配置されたターゲット用電
極と基板用電極との間に、多数の貫通孔を有するコリメ
ータを備えたスパッタ装置において、前記コリメータが
前記多数の貫通孔の中で放電可能に構成されているもの
である。
【００１３】また、本発明は、ターゲットから放出され
たスパッタ粒子のうち、多数の貫通孔を有するコリメー
タによって、基板に対して斜め方向に飛来するスパッタ
粒子を遮断しかつ基板に対してほぼ垂直方向に飛来する
スパッタ粒子のみを選択的に通過させて、前記基板上に
薄膜を形成するスパッタ成膜方法において、前記コリメ
ータの前記多数の貫通孔の中で放電を生じさせ、前記多
数の貫通孔により遮断されてこれら貫通孔内に付着した
スパッタ粒子を再スパッタするものである。
たスパッタ粒子のうち、多数の貫通孔を有するコリメー
タによって、基板に対して斜め方向に飛来するスパッタ
粒子を遮断しかつ基板に対してほぼ垂直方向に飛来する
スパッタ粒子のみを選択的に通過させて、前記基板上に
薄膜を形成するスパッタ成膜方法において、前記コリメ
ータの前記多数の貫通孔の中で放電を生じさせ、前記多
数の貫通孔により遮断されてこれら貫通孔内に付着した
スパッタ粒子を再スパッタするものである。
【００１４】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、チャ
ンバ内のプラズマ放電中でターゲットから放出されたス
パッタ粒子のうち、基板に対して斜め方向に飛来するス
パッタ粒子がコリメータの多数の貫通孔によって遮断さ
れる。ところが、チャンバ内のプラズマ放電とは別に、
コリメータの多数の貫通孔の中でプラズマ放電が起こっ
ているため、薄膜形成の源となるスパッタ粒子が貫通孔
の側壁に付着したとしても、該スパッタ粒子は、貫通孔
の中で発生しているプラズマ中のイオンによって再スパ
ッタされる。従って、コリメータの多数の貫通孔内に薄
膜が形成されることはない。
ンバ内のプラズマ放電中でターゲットから放出されたス
パッタ粒子のうち、基板に対して斜め方向に飛来するス
パッタ粒子がコリメータの多数の貫通孔によって遮断さ
れる。ところが、チャンバ内のプラズマ放電とは別に、
コリメータの多数の貫通孔の中でプラズマ放電が起こっ
ているため、薄膜形成の源となるスパッタ粒子が貫通孔
の側壁に付着したとしても、該スパッタ粒子は、貫通孔
の中で発生しているプラズマ中のイオンによって再スパ
ッタされる。従って、コリメータの多数の貫通孔内に薄
膜が形成されることはない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜図４を
参照して説明する。図１は実施例におけるスパッタ装置
の概略構成図、図２（ａ）及び（ｂ）は実施例における
コリメータの概略平面図及び概略側面図、図３は実施例
におけるコリメータの再スパッタを説明する貫通孔部分
の拡大断面図、図４は別の実施例におけるコリメータの
概略平面図である。
参照して説明する。図１は実施例におけるスパッタ装置
の概略構成図、図２（ａ）及び（ｂ）は実施例における
コリメータの概略平面図及び概略側面図、図３は実施例
におけるコリメータの再スパッタを説明する貫通孔部分
の拡大断面図、図４は別の実施例におけるコリメータの
概略平面図である。
【００１６】まず、図１に示すように、このスパッタ装
置は、薄膜の母材であるターゲット１を設置した電極２
と、薄膜を形成する基板であるウエハ３を設置した電極
４とが、チャンバ５内に所定間隔を隔てて対向配置され
ている。また、チャンバ５にはガス導入管６と排気管７
及び真空ポンプ９とが設けられ、電極２と電極４との間
には直流電源８によって所定の直流電圧が印加されるよ
うに構成されている。そして、コリメータ１０が電極２
と電極４との間に平行状に配置されている。
置は、薄膜の母材であるターゲット１を設置した電極２
と、薄膜を形成する基板であるウエハ３を設置した電極
４とが、チャンバ５内に所定間隔を隔てて対向配置され
ている。また、チャンバ５にはガス導入管６と排気管７
及び真空ポンプ９とが設けられ、電極２と電極４との間
には直流電源８によって所定の直流電圧が印加されるよ
うに構成されている。そして、コリメータ１０が電極２
と電極４との間に平行状に配置されている。
【００１７】次に、図２（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、上記コリメータ１０は、複数の金属板１１を対向配
列することによって構成されている。各々の金属板１１
は交互に反対方向にほぼ半六角形状に屈曲するように成
形加工されており、これらの金属板１１を多数向かい合
わせることによって、ハニカム形状の多数の貫通孔１２
が構成されている。本実施例においては、各金属板１１
はステンレス板を使用し、各金属板１１の間隔は貫通孔
１２部分であるＳ1 が１０ｍｍ、近接部分であるＳ2 が
０．５ｍｍである。また、図２（ｂ）に示すように、各
金属板１１の幅Ｔは１５ｍｍである。なお、Ｓ2 が０．
５ｍｍ程度であれば、この部分のアスペクト比が非常に
高いため、この近接部分の間隙にスパッタ粒子が付着す
ることは殆どない。
に、上記コリメータ１０は、複数の金属板１１を対向配
列することによって構成されている。各々の金属板１１
は交互に反対方向にほぼ半六角形状に屈曲するように成
形加工されており、これらの金属板１１を多数向かい合
わせることによって、ハニカム形状の多数の貫通孔１２
が構成されている。本実施例においては、各金属板１１
はステンレス板を使用し、各金属板１１の間隔は貫通孔
１２部分であるＳ1 が１０ｍｍ、近接部分であるＳ2 が
０．５ｍｍである。また、図２（ｂ）に示すように、各
金属板１１の幅Ｔは１５ｍｍである。なお、Ｓ2 が０．
５ｍｍ程度であれば、この部分のアスペクト比が非常に
高いため、この近接部分の間隙にスパッタ粒子が付着す
ることは殆どない。
【００１８】そして、複数の金属板１１は、これらの両
端において絶縁板１３ａ及び１３ｂによって支持され、
一方の絶縁板１３ａの外側で金属板１１の一端部が１枚
おきに電極１４ａに接続され、この電極１４ａに接続さ
れなかった金属板１１の他端部が絶縁板１３ｂの外側で
１枚おきに電極１４ｂに接続されている。
端において絶縁板１３ａ及び１３ｂによって支持され、
一方の絶縁板１３ａの外側で金属板１１の一端部が１枚
おきに電極１４ａに接続され、この電極１４ａに接続さ
れなかった金属板１１の他端部が絶縁板１３ｂの外側で
１枚おきに電極１４ｂに接続されている。
【００１９】そして、図１に示すように、チャンバ５内
に配置された上記コリメータ１０の電極１４ａと電極１
４ｂとの間に交流電源１５が接続されている。
に配置された上記コリメータ１０の電極１４ａと電極１
４ｂとの間に交流電源１５が接続されている。
【００２０】上記の構成により、交流電源１５によって
コリメータ１０の電極１４ａ、１４ｂ間に電位差を与え
る、例えばプラスの電位とマイナスの電位をかけること
により、各々向かい合った金属板１１はプラス及びマイ
ナスの電荷を帯びる。従って、ある真空状態の中で、適
当な電圧を電極１４ａ、１４ｂ間に印加することによ
り、互いに向かい合った各金属板１１の各貫通孔１２内
でそれぞれ放電を起こすことが可能である。
コリメータ１０の電極１４ａ、１４ｂ間に電位差を与え
る、例えばプラスの電位とマイナスの電位をかけること
により、各々向かい合った金属板１１はプラス及びマイ
ナスの電荷を帯びる。従って、ある真空状態の中で、適
当な電圧を電極１４ａ、１４ｂ間に印加することによ
り、互いに向かい合った各金属板１１の各貫通孔１２内
でそれぞれ放電を起こすことが可能である。
【００２１】上述のように構成されたスパッタ装置にお
いて、図１に示すように、チャンバ５内を真空ポンプ９
により排気管７から真空引きした後、ガス導入管６より
例えばＡｒガスをチャンバ５内に導入し、直流電源８に
より電極２と電極４との間に所定の電力を印加して、プ
ラズマを発生させる。プラズマ中のＡｒ+ イオンによっ
てターゲット１がスパッタリングされる。この際、交流
電源１５によりコリメータ１０にも所定の電力を印加し
ておく。
いて、図１に示すように、チャンバ５内を真空ポンプ９
により排気管７から真空引きした後、ガス導入管６より
例えばＡｒガスをチャンバ５内に導入し、直流電源８に
より電極２と電極４との間に所定の電力を印加して、プ
ラズマを発生させる。プラズマ中のＡｒ+ イオンによっ
てターゲット１がスパッタリングされる。この際、交流
電源１５によりコリメータ１０にも所定の電力を印加し
ておく。
【００２２】ターゲット１の表面から放出されたスパッ
タ粒子は、様々な方向から上記コリメータ１０まで飛来
する。これらのスパッタ粒子のうち、特にウエハ３に対
してほぼ垂直方向に飛来するものは、コリメータ１０の
多数の貫通孔１２を通過してウエハ３に到達する。従っ
て、コンタクトホールやビアホール等の底部の薄膜形成
において良好な埋め込み特性を得ることができる。
タ粒子は、様々な方向から上記コリメータ１０まで飛来
する。これらのスパッタ粒子のうち、特にウエハ３に対
してほぼ垂直方向に飛来するものは、コリメータ１０の
多数の貫通孔１２を通過してウエハ３に到達する。従っ
て、コンタクトホールやビアホール等の底部の薄膜形成
において良好な埋め込み特性を得ることができる。
【００２３】ところで、上記のようなスパッタ成膜中、
ウエハ３に対して斜め方向に飛来するスパッタ粒子は、
コリメータ１０の各貫通孔１２により遮断されてその側
壁に付着するが、チャンバ５内のプラズマ放電とは別
に、コリメータ１０の各貫通孔１２の中では局所的なプ
ラズマ放電が起こっている。このため、図３に示すよう
に、薄膜形成の源となるスパッタ粒子１６が貫通孔１２
を構成する金属板１１に付着したとしても、マイナス側
の金属板１１に付着したスパッタ粒子１６は、貫通孔１
２内で発生しているプラズマ中のＡｒ+ イオン１７によ
って再スパッタされる。従って、コリメータ１０の各貫
通孔１２内に薄膜が形成されることはなく、再スパッタ
されたスパッタ粒子１６は前記ターゲット１からのスパ
ッタ粒子と実質的に同等の粒子なので、チャンバ５内に
おけるパーティクルの発生が防止される。
ウエハ３に対して斜め方向に飛来するスパッタ粒子は、
コリメータ１０の各貫通孔１２により遮断されてその側
壁に付着するが、チャンバ５内のプラズマ放電とは別
に、コリメータ１０の各貫通孔１２の中では局所的なプ
ラズマ放電が起こっている。このため、図３に示すよう
に、薄膜形成の源となるスパッタ粒子１６が貫通孔１２
を構成する金属板１１に付着したとしても、マイナス側
の金属板１１に付着したスパッタ粒子１６は、貫通孔１
２内で発生しているプラズマ中のＡｒ+ イオン１７によ
って再スパッタされる。従って、コリメータ１０の各貫
通孔１２内に薄膜が形成されることはなく、再スパッタ
されたスパッタ粒子１６は前記ターゲット１からのスパ
ッタ粒子と実質的に同等の粒子なので、チャンバ５内に
おけるパーティクルの発生が防止される。
【００２４】なお、コリメータ１０の多数の貫通孔１２
内で放電を起こす際、本実施例のように各貫通孔１２を
互いに対向する２枚の金属板１１によって構成した場合
は、１枚おきの金属板１１に印加する電位を一方をプラ
ス、他方をマイナスに固定すると、貫通孔１２内のＡｒ
+ イオン１７によってマイナス側の金属板１１に付着し
たスパッタ粒子１６のみが再スパッタされることにな
る。従って、交流電源１５によって各金属板１１に交流
電圧を印加し、各金属板１１の正負を切換えて、各々の
金属板１１に付着したスパッタ粒子１６を均等に再スパ
ッタする。
内で放電を起こす際、本実施例のように各貫通孔１２を
互いに対向する２枚の金属板１１によって構成した場合
は、１枚おきの金属板１１に印加する電位を一方をプラ
ス、他方をマイナスに固定すると、貫通孔１２内のＡｒ
+ イオン１７によってマイナス側の金属板１１に付着し
たスパッタ粒子１６のみが再スパッタされることにな
る。従って、交流電源１５によって各金属板１１に交流
電圧を印加し、各金属板１１の正負を切換えて、各々の
金属板１１に付着したスパッタ粒子１６を均等に再スパ
ッタする。
【００２５】次に、上述したスパッタ装置及びスパッタ
成膜方法において、コリメータ１０に電圧を印加しない
場合と印加した場合とで、チャンバ５内のパーティクル
チェックを行った。
成膜方法において、コリメータ１０に電圧を印加しない
場合と印加した場合とで、チャンバ５内のパーティクル
チェックを行った。
【００２６】図１に示すように、ターゲット（Ｔｉ）１
とウエハ３との間にコリメータ１０を配置し、チャンバ
５内は、一度、１０-8Torrオーダーまで真空引きした
後、純Ａｒガスを導入して、真空度を５ｍTorr程度にし
た。電極２及び４の間には直流電源８によって約１３Ｋ
Ｗの電力をかけた。スパッタ時間はウエハ３上にＴｉ薄
膜を１μｍ形成する条件とした。なお、コリメータ１０
に電圧を印加する場合は、交流電源１５によって約１０
Ｗの電力をかけた。
とウエハ３との間にコリメータ１０を配置し、チャンバ
５内は、一度、１０-8Torrオーダーまで真空引きした
後、純Ａｒガスを導入して、真空度を５ｍTorr程度にし
た。電極２及び４の間には直流電源８によって約１３Ｋ
Ｗの電力をかけた。スパッタ時間はウエハ３上にＴｉ薄
膜を１μｍ形成する条件とした。なお、コリメータ１０
に電圧を印加する場合は、交流電源１５によって約１０
Ｗの電力をかけた。
【００２７】上記スパッタ条件のもと、ウエハ５０００
枚について膜付け処理を行い、膜付け処理が１０００枚
終了した度にチャンバ５内のパーティクルチェックを行
った。ここで、コリメータ１０に電圧を印加しない時と
印加した時とで、チャンバ５内の０．３μｍ以上の大き
さのパーティクル発生数の比較を表１に示す。
枚について膜付け処理を行い、膜付け処理が１０００枚
終了した度にチャンバ５内のパーティクルチェックを行
った。ここで、コリメータ１０に電圧を印加しない時と
印加した時とで、チャンバ５内の０．３μｍ以上の大き
さのパーティクル発生数の比較を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１の結果から明らかなように、コリメー
タ１０に電圧をかけた方は、チャンバ５内のパーティク
ル発生数が少なく、また、５０００枚のウエハ処理を行
っても、パーティクル数の大きな増加は見られなかっ
た。
タ１０に電圧をかけた方は、チャンバ５内のパーティク
ル発生数が少なく、また、５０００枚のウエハ処理を行
っても、パーティクル数の大きな増加は見られなかっ
た。
【００３０】５０００枚のウエハ３に対する膜付け処理
終了後、チャンバ５を大気開放し、コリメータ１０を観
察すると、電圧をかけない場合は、スパッタ膜が付着し
ており、膜面にクラックが数多く見られた。一方、コリ
メータ１０に電圧をかけた場合は、コリメータ１０にス
パッタ膜は全く付着していなかった。
終了後、チャンバ５を大気開放し、コリメータ１０を観
察すると、電圧をかけない場合は、スパッタ膜が付着し
ており、膜面にクラックが数多く見られた。一方、コリ
メータ１０に電圧をかけた場合は、コリメータ１０にス
パッタ膜は全く付着していなかった。
【００３１】なお、コリメータ１０に印加する電圧が高
すぎると、貫通孔１２を通常に通過すべきスパッタ粒子
が妨げられる恐れがあり、さらに、金属板１１に付着し
た膜を再スパッタする以上に、金属板１１の材料自体を
スパッタしてしまう危険性がある。従って、コリメータ
１０の貫通孔１２内における放電電圧は、チャンバ５内
のプラズマ放電や圧力等と共に貫通孔１２の大きさ等を
考慮して設定する必要がある。
すぎると、貫通孔１２を通常に通過すべきスパッタ粒子
が妨げられる恐れがあり、さらに、金属板１１に付着し
た膜を再スパッタする以上に、金属板１１の材料自体を
スパッタしてしまう危険性がある。従って、コリメータ
１０の貫通孔１２内における放電電圧は、チャンバ５内
のプラズマ放電や圧力等と共に貫通孔１２の大きさ等を
考慮して設定する必要がある。
【００３２】また、上述した実施例では、コリメータ１
０の材質をステンレスとし、ターゲット１としてＴｉを
用いたが、コリメータ１０の材質をターゲット１の材質
と同一にすれば、上記のようにコリメータ１０自体がス
パッタされた場合でも、ウエハ３上に成膜されるスパッ
タ膜の汚染防止を図ることができる。
０の材質をステンレスとし、ターゲット１としてＴｉを
用いたが、コリメータ１０の材質をターゲット１の材質
と同一にすれば、上記のようにコリメータ１０自体がス
パッタされた場合でも、ウエハ３上に成膜されるスパッ
タ膜の汚染防止を図ることができる。
【００３３】なお、図２に示したコリメータ１０の構造
については、例えば図４に示すように、波形状に屈曲成
形された複数の金属板１１を対向配列して、複数の貫通
孔１２を構成してもよい。その他、複数の貫通孔の中で
放電可能な各種の有効な構造を用いることができる。
については、例えば図４に示すように、波形状に屈曲成
形された複数の金属板１１を対向配列して、複数の貫通
孔１２を構成してもよい。その他、複数の貫通孔の中で
放電可能な各種の有効な構造を用いることができる。
【００３４】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。なお、実施例では２極放電型のスパッタ装置に
ついて述べたが、スパッタ装置の基本的構成としては各
種の方式を採用することができる。
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。なお、実施例では２極放電型のスパッタ装置に
ついて述べたが、スパッタ装置の基本的構成としては各
種の方式を採用することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コリメータの多数の貫通孔の中で放電を起こすことによ
って、スパッタ成膜中、コリメータにスパッタ膜が形成
されることがなく、チャンバ内のパーティクル発生を効
果的に防止することが可能であり、製品歩留りを大幅に
向上させることができる。
コリメータの多数の貫通孔の中で放電を起こすことによ
って、スパッタ成膜中、コリメータにスパッタ膜が形成
されることがなく、チャンバ内のパーティクル発生を効
果的に防止することが可能であり、製品歩留りを大幅に
向上させることができる。
【００３６】また、コリメータの定期的な交換やクリー
ニング等が不要になるので、大幅な低コスト化を図るこ
とができると共に、チャンバの大気開放回数を低減でき
稼働率の著しい向上を図ることができる。
ニング等が不要になるので、大幅な低コスト化を図るこ
とができると共に、チャンバの大気開放回数を低減でき
稼働率の著しい向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施例におけるスパッタ装置の概略構
成図である。
成図である。
【図２】上記実施例におけるコリメータを示し、（ａ）
は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。
は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。
【図３】上記実施例におけるコリメータの再スパッタを
説明する貫通孔部分の拡大断面図である。
説明する貫通孔部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の別の実施例におけるコリメータの概略
平面図である。
平面図である。
【図５】従来のスパッタ装置の概略構成図である。
【図６】従来のスパッタ装置におけるコリメータの作用
を説明する構成図である。
を説明する構成図である。
１ ターゲット ２ 電極 ３ ウエハ ４ 電極 ５ チャンバ ６ ガス導入管 ７ 排気管 ８ 直流電源 ９ 真空ポンプ １０ コリメータ １１ 金属板 １２ 貫通孔 １３ａ、１３ｂ 絶縁板 １４ａ、１４ｂ 電極 １５ 交流電源 １６ スパッタ粒子 １７ Ａｒ+ イオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31
Claims (6)
- 【請求項１】 チャンバ内に配置されたターゲット用電
極と基板用電極との間に、多数の貫通孔を有するコリメ
ータを備えたスパッタ装置において、前記コリメータが
前記多数の貫通孔の中で放電可能に構成されていること
を特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 前記コリメータに電圧を印加する電源手
段を備え、前記多数の貫通孔の中で放電を起こし、前記
コリメータに付着した膜を除去するように構成したこと
を特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。 - 【請求項３】 前記コリメータの材質を前記ターゲット
の材質と同一にしたことを特徴とする請求項１記載のス
パッタ装置。 - 【請求項４】 屈曲成形された複数の金属板を対向配列
することによって前記コリメータの前記多数の貫通孔を
構成し、前記複数の金属板の互いに対向する２枚の金属
板間でそれぞれ放電を起こすことを特徴とする請求項１
記載のスパッタ装置。 - 【請求項５】 前記複数の金属板の互いに対向する２枚
の金属板間にそれぞれ交流電圧を印加することを特徴と
する請求項４記載のスパッタ装置。 - 【請求項６】 ターゲットから放出されたスパッタ粒子
のうち、多数の貫通孔を有するコリメータによって、基
板に対して斜め方向に飛来するスパッタ粒子を遮断しか
つ基板に対してほぼ垂直方向に飛来するスパッタ粒子の
みを選択的に通過させて、前記基板上に薄膜を形成する
スパッタ成膜方法において、 前記コリメータの前記多数の貫通孔の中で放電を生じさ
せ、前記多数の貫通孔により遮断されてこれら貫通孔内
に付着したスパッタ粒子を再スパッタすることを特徴と
するスパッタ成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22377393A JP3366391B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | スパッタ装置及びスパッタ成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22377393A JP3366391B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | スパッタ装置及びスパッタ成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774103A true JPH0774103A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3366391B2 JP3366391B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16803489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22377393A Expired - Lifetime JP3366391B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | スパッタ装置及びスパッタ成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366391B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07211640A (ja) * | 1993-12-01 | 1995-08-11 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子製造用スパッターリング装置 |
| KR100301066B1 (ko) * | 1999-08-16 | 2001-11-01 | 윤종용 | 비금속 도전물질로 구성된 음극판을 갖는 전자빔 조사장비 |
| KR100531991B1 (ko) * | 1996-10-21 | 2006-01-27 | 가부시키가이샤 아루박 | 스퍼터링 장치 |
| WO2015060942A1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | Applied Materials, Inc. | Bipolar collimator utilized in a physical vapor deposition chamber |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP22377393A patent/JP3366391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07211640A (ja) * | 1993-12-01 | 1995-08-11 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子製造用スパッターリング装置 |
| KR100531991B1 (ko) * | 1996-10-21 | 2006-01-27 | 가부시키가이샤 아루박 | 스퍼터링 장치 |
| KR100301066B1 (ko) * | 1999-08-16 | 2001-11-01 | 윤종용 | 비금속 도전물질로 구성된 음극판을 갖는 전자빔 조사장비 |
| WO2015060942A1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | Applied Materials, Inc. | Bipolar collimator utilized in a physical vapor deposition chamber |
| US9831074B2 (en) | 2013-10-24 | 2017-11-28 | Applied Materials, Inc. | Bipolar collimator utilized in a physical vapor deposition chamber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3366391B2 (ja) | 2003-01-14 |
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