JPH09176848A - スパッタリング装置及びスパッタリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャンバ内のスパッタリング領域に効率良く
プロセスガスを供給することである。 【解決手段】 内部にチャンバ１２を有するハウジング
１４と、このハウジングの上部に配置されたターゲット
１６と、ウエハ２２を支持すると共に昇降させる昇降機
構２０と、ターゲットと昇降機構との間に設けられたシ
ールド３６とを備えるスパッタリング装置において、少
なくともターゲット、昇降機構及びシールドによりチャ
ンバ内に形成されるスパッタリング領域４２にプロセス
ガスを供給するガス流路２１ａ，３２を昇降機構に備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ上に集積回
路を形成する場合等に用いられるスパッタリング装置及
びスパッタリング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング装置は、グロー放電中に
於て放電用ガスの正イオン、通常はアルゴンイオンを陰
極であるターゲットに衝突させ、そこからスパッタされ
るターゲット原子を陽極であるウェハ上に堆積させて成
膜を行うものである。

【０００３】従来、スパッタリング装置においては、図
３に示すように、拡散ポンプ等の超真空ポンプ４０によ
りチャンバ１２の内部を真空にした後、この真空状態を
維持したままウエハ支持ペディスタル２１上にウエハ２
２をセットし、駆動機構２８によりウエハ支持ペディス
タル２１を二点鎖線で示す位置まで上昇させる。その
後、ハウジング１４の下部に設けられたガス導入口５０
を通してチャンバ１２内にアルゴンガス等のプロセスガ
スを供給しスパッタリングを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパッタリング装置においては、ハウジング１４の下部
に設けられたガス導入口５０を通してチャンバ１２内に
アルゴンガス等のプロセスガスを供給しているため、タ
ーゲット１６、昇降機構２０及びシールド３６によりチ
ャンバ１２内に形成されるスパッタリング領域４２にプ
ロセスガスを十分に供給するために、ガス導入口５０を
通して多量のプロセスガスを供給する必要があり、プロ
セスガスを無駄に消費していた。

【０００５】この発明の課題は、チャンバ内のスパッタ
リング領域にプロセスガスを無駄に消費することなく効
率良く供給することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のスパッタ
リング装置は、内部にチャンバを有するハウジングと、
このハウジングの上部に配置されたターゲットと、ウエ
ハを支持すると共に昇降させる昇降機構と、ターゲット
と昇降機構との間に設けられたシールドとを備えるスパ
ッタリング装置において、少なくともターゲット、昇降
機構及びシールドによりチャンバ内に形成されるスパッ
タリング領域にプロセスガスを供給するガス流路を昇降
機構に備えることを特徴とする。

【０００７】従って、昇降機構に備えられたガス流路を
介して直接スパッタリング領域にプロセスガスが供給さ
れるため、チャンバの全体にプロセスガスを供給する必
要が無くなり、プロセスガスを無駄に消費することな
く、少量のプロセスガスでスパッタリングを行うことが
できる。また、請求項２記載のスパッタリング装置は、
請求項１記載のスパッタリング装置の昇降機構を、ウエ
ハをターゲットの下面に対して平行に支持するウエハ支
持ペディスタルと、このウエハ支持ペディスタルの下面
を支持する上部部材と、この上部部材の下面を支持し駆
動機構により昇降駆動される駆動伝達部材とを備えて構
成することを特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載のスパッタリング装置
は、請求項２記載のスパッタリング装置のウエハ支持ペ
ディスタルの上面にガス流路の開口部を有することを特
徴とする。従って、ウエハ支持ペディスタルの上面に設
けられたガス流路の開口部からスパッタリング領域にプ
ロセスガスが直接噴出されるため、プロセスガスを効率
良くスパッタリング領域に供給することができる。

【０００９】また、請求項４記載のスパッタリング方法
は、ウエハを支持する昇降機構によりウエハを上昇させ
る第１のステップと、少なくともハウジングの上部に配
置されたターゲット、昇降機構及び、ターゲットと昇降
機構との間に設けられたシールドによりチャンバ内に形
成されるスパッタリング領域に、昇降機構に設けられた
ガス流路を介してプロセスガスを供給する第２のステッ
プと、この第２のスッテプによりスパッタリング領域に
プロセスガスを供給した後にスパッタリングを行う第３
のステップとを備えることを特徴とする。

【００１０】従って、上昇した昇降機構、ターゲット及
びシールドによりチャンバ内に形成されるスパッタリン
グ領域に直接プロセスガスを供給してスパッタリングを
行うため、プロセスガスを無駄に消費することが無くな
る。

【００１１】また、請求項５記載のスパッタリング方法
は、請求項４記載のスパッタリング方法の第２のステッ
プにおいて、昇降機構を構成するウエハ支持ペディスタ
ルの上面に設けられた開口部からプロセスガスを噴出す
ることによりスパッタリング領域にプロセスガスを供給
することを特徴とする。従って、スパッタリング領域に
効率良くプロセスガスを噴出させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して本
発明の実施の形態を説明する。なお、従来技術のスパッ
タリング装置の構成と同一の構成については同一の符号
を用いて説明を行う。

【００１３】図１は、本発明が適用可能なスパッタリン
グ装置１０の概略図である。このスパッタリング装置１
０は、内部にチャンバ１２を有するハウジング１４と、
ハウジング１４の上部に配置された円形のターゲット１
６及びターゲット１６の裏面を支持する蓋体１８とを備
えている。

【００１４】また、ハウジング１４内の下部には、ウエ
ハ２２を支持すると共にウエハ２２を上昇又は下降させ
るための昇降機構２０が設けられている。この昇降機構
２０は、ウエハ支持ペディスタル２１、上部部材２４、
駆動伝達部材２６及び伸縮可能な蛇腹状のべローズ３０
により構成されている。

【００１５】ここで、ウエハ２２は、ウエハ支持ペディ
スタル２１の上面で支持され、ターゲット１６の下面に
対して平行に配置されている。このウエハ支持ペディス
タル２１には、図２に示すように、放射状にガス流路２
１ａが設けられており、ガス流路２１ａの開口部２１ｂ
は、ウエハ支持ペディスタル２１の上面の円周部に設け
られた環状溝２１ｃの内側の壁面に設けられている。

【００１６】また、このウエハ支持ペディスタル２１の
下面は、上部部材２４の上部フランジ２４ａにより支持
されている。更に、上部部材２４の下部フランジ２４ｂ
の下面は、円筒状の駆動伝達部材２６によって支持され
ている。また、ハウジング１４の下部には、駆動伝達部
材２６を昇降駆動するための駆動機構２８が備えられて
いる。

【００１７】上述の上部部材２４及び駆動伝達部材２６
の内部には、アルゴンガス等のプロセスガスを導くため
のガス導管３２が設けられており、このガス導管３２に
上端は、上述のウエハ支持ペディスタル２１に設けられ
たガス流路２１ａに接続されている。なお、チャンバ１
２内の真空を維持すべく、上部部材２４の下部フランジ
２４ｂの下面に駆動伝達部材２６を覆う蛇腹状のべロー
ズ３０の上端が密着されており、また、駆動機構２８の
上面には、べローズ３０の下端が密着されている。

【００１８】また、上述の駆動機構２８により、駆動伝
達部材２６及び上部部材２４と共に上昇させたウエハ支
持ペディスタル２１（図中二点鎖線で示す位置）により
支持されているウエハ２２を固定するためのカバーリン
グ３４が設けられている。また、ターゲット１６とウエ
ハ２２との間には、ターゲット原子の漏出を防止すべく
シールド３６が設けられている。

【００１９】更に、ハウジング１４には、排気口３８が
設けられており、この排気口３８には拡散ポンプやクラ
イオポンプ等のいわゆる高真空ポンプ４０が接続されて
いる。

【００２０】このように構成されたスパッタリング装置
１０によりウエハ２２上に成膜を行う場合には、超真空
ポンプ４０によりチャンバ１２の内部を真空にした後、
この真空状態を維持したままウエハ支持ペディスタル２
０上にウエハ２２をセットし、駆動機構２８によりウエ
ハ支持ペディスタル２１を二点鎖線で示す位置まで上昇
させる。その後、駆動伝達部材２６及び上部部材２４内
に設けられたガス導管３２及びウエハ支持ペディスタル
２１に設けられたガス流路２１ａを介して、ウエハ支持
ペディスタル２１の上面の環状溝２１ｃに設けられた開
口部２１ｂから噴出させることにより、スパッタリング
領域４２にアルゴンガスを供給した後、スパッタリング
を行う。これにより、ターゲット１６からスパッタされ
るターゲット原子はウエハ２２上に堆積し成膜が行われ
る。

【００２１】従って、チャンバ１２内のスパッタリング
領域４２に直接プロセスガスを供給することができ、プ
ロセスガスを無駄に消費することなく、少量のプロセス
ガスでスパッタリングを行うことができる。

【００２２】また、超真空ポンプ４０に流れ込むプロセ
スガスの量が減少するため、超真空ポンプ４０の寿命を
長くすることができ、超真空ポンプ４０の再生サイク
ル、即ち、超真空ポンプ４０を再生するための時間間隔
を大幅に長くすることができる。更に、再生サイクルか
長くなるため、装置の停止時間を短くすることができ
る。

【００２３】また、従来のスパッタリング装置のウエハ
支持ペディスタル２１、上部部材２４及びべローズ３０
を部分的に改良するだけで本願の発明が適応可能なスパ
ッタリング装置を製作することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、昇降機構に備えられた
ガス流路を介して直接スパッタリング領域にプロセスガ
スが供給されるため、チャンバの全体にプロセスガスを
供給する必要が無くなり、プロセスガスを無駄に消費す
ることなく、少量のプロセスガスで少量のプロセスガス
で所望のプロセスガスの分圧を得ることができる。ま
た、高価なアルゴンガス等の消費量を少なくすることが
でき、スパッタリングに要するコストの低減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能なスパッタリング装置の概略
図である。

【図２】本発明が適用可能なスパッタリング装置のウエ
ハ支持ペディスタルの平面概略図である。

【図３】従来のスパッタリング装置の概略図である。

【符号の説明】

１０…スパッタリング装置、１２…チャンバ、１４…ハ
ウジング、１６…ターゲット、１８…蓋体、２０…昇降
機構、２１…ウエハ支持ペディスタル、２１ａ…ガス流
路、２１ｂ…開口部、２１ｃ…環状溝、２２…ウエハ、
２４…上部部材、２４ａ…上部フランジ、２４ｂ…下部
フランジ、２６…駆動伝達部材、２８…駆動機構、３０
…べローズ、３２…ガス導管、３４…カバーリング、３
６…シールド、３８…排気口、４０…高真空ポンプ、４
２…スパッタリング領域。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にチャンバを有するハウジングと、 このハウジングの上部に配置されたターゲットと、 ウエハを支持すると共に昇降させる昇降機構と、 前記ターゲットと前記昇降機構との間に設けられたシー
   ルドとを備えるスパッタリング装置において、 少なくとも前記ターゲット、前記昇降機構及び前記シー
   ルドにより前記チャンバ内に形成されるスパッタリング
   領域にプロセスガスを供給するガス流路を前記昇降機構
   に備えることを特徴とするスパッタリング装置。
2. 【請求項２】 前記昇降機構は、ウエハをターゲットの
   下面に対して平行に支持するウエハ支持ペディスタル
   と、 このウエハ支持ペディスタルの下面を支持する上部部材
   と、 この上部部材の下面を支持し駆動機構により昇降駆動さ
   れる駆動伝達部材とを備えて構成されることを特徴とす
   る請求項１記載のスパッタリング装置。
3. 【請求項３】 前記ウエハ支持ペディスタルは、その上
   面に前記ガス流路の開口部を有することを特徴とする請
   求項２記載のスパッタリング装置。
4. 【請求項４】 ウエハを支持する昇降機構によりウエハ
   を上昇させる第１のステップと、 少なくともハウジングの上部に配置されたターゲット、
   前記昇降機構及び前記ターゲットと前記昇降機構との間
   に設けられたシールドによりチャンバ内に形成されるス
   パッタリング領域に、前記昇降機構に設けられたガス流
   路を介してプロセスガスを供給する第２のステップと、 この第２のスッテプにより前記スパッタリング領域にプ
   ロセスガスを供給した後にスパッタリングを行う第３の
   ステップとを備えることを特徴とするスパッタリング方
   法。
5. 【請求項５】前記第２のステップは、前記昇降機構を構
   成するウエハ支持ペディスタルの上面に設けられた開口
   部からプロセスガスを噴出することにより前記スパッタ
   リング領域にプロセスガスを供給することを特徴とする
   請求項４記載のスパッタリング方法。