JPH0955357A - Semiconductor manufacturing apparatus and thin film deposition method - Google Patents

Semiconductor manufacturing apparatus and thin film deposition method

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JPH0955357A
JPH0955357A JP20556895A JP20556895A JPH0955357A JP H0955357 A JPH0955357 A JP H0955357A JP 20556895 A JP20556895 A JP 20556895A JP 20556895 A JP20556895 A JP 20556895A JP H0955357 A JPH0955357 A JP H0955357A
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JP
Japan
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target
semiconductor substrate
thin film
manufacturing apparatus
target material
Prior art date
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JP20556895A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Hiranabe
雅司 平鍋
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基板上に複数種の薄膜を効率よく堆積
することができる半導体製造装置を提供する。 【構成】 減圧下での放電でイオン化された気体分子に
より叩き出されたターゲット原子で半導体基板1上に薄
膜を堆積する半導体製造装置であり、処理ガス8の導入
されるチャンバ4内には半導体基板1を保持するステー
ジ5が設置されている。それぞれの支持面12a,12
bがいずれも半導体基板1に対向し得るようにしてター
ゲット電極12が設けられている。ターゲット電極12
の各支持面12a,12bには相互に異なるターゲット
材であるMo17とAl18がそれぞれ取り付けられ
る。ターゲット電極12は半導体基板1と平行に設けら
れてモータ13によって回転するシャフト14に取り付
けられている。
(57) [Summary] [Object] To provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of efficiently depositing plural kinds of thin films on a semiconductor substrate. A semiconductor manufacturing apparatus for depositing a thin film on a semiconductor substrate 1 with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, and a semiconductor is provided in a chamber 4 into which a processing gas 8 is introduced. A stage 5 that holds the substrate 1 is installed. Each support surface 12a, 12
The target electrode 12 is provided so that each of b can face the semiconductor substrate 1. Target electrode 12
Targets Mo17 and Al18, which are different from each other, are attached to the support surfaces 12a and 12b, respectively. The target electrode 12 is provided in parallel with the semiconductor substrate 1 and attached to a shaft 14 rotated by a motor 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置および薄
膜堆積方法に関し、特にスパッタリングによる薄膜堆積
に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a thin film deposition method, and more particularly to a technique effectively applied to thin film deposition by sputtering.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板上に形成された回路素子は、
その断面構造からもわかるように、薄膜が幾層にも重ね
て作り上げられている。これらの薄膜は半導体や絶縁体
であったり、あるいは導電体であったりする。このよう
な半導体基板に対する薄膜形成技術としては、化学的手
法であるCVD(Chemical Vapor Deposition) と物理的
手法であるPVD(Physical Vapor Deposition) とが知
られている。そして、PVDの代表的なものとして、イ
オンによるターゲット原子の叩き出しつまりスパッタリ
ングがあり、スパッタリングにより半導体基板上に薄膜
を堆積する半導体製造装置としてスパッタリング装置が
ある。
2. Description of the Related Art Circuit elements formed on a semiconductor substrate are
As you can see from the cross-sectional structure, thin films are made up of multiple layers. These thin films may be semiconductors, insulators, or conductors. As a thin film forming technique for such a semiconductor substrate, CVD (Chemical Vapor Deposition) which is a chemical technique and PVD (Physical Vapor Deposition) which is a physical technique are known. As a typical PVD, there is tapping of target atoms by ions, that is, sputtering, and a sputtering apparatus is a semiconductor manufacturing apparatus for depositing a thin film on a semiconductor substrate by sputtering.

【0003】たとえば、株式会社オーム社発行、「超微
細加工入門」(1989年 6月20日発行)、P120〜P124に記
載されているように、スパッタリング装置は、カソード
であるターゲット電極に取り付けられたターゲット材の
原子(以下「ターゲット原子」という。)をイオン化さ
れた気体分子ではじき飛ばしてアノードに設けられた半
導体基板に薄膜として堆積させている。ここで、工業調
査会発行、「電子材料別冊・超LSI製造、試験装置ガ
イドブック」1994年版(平成 5年11月20日発行)、P41
〜P47 などに記載されているように、スパッタリング装
置には、異なるターゲット材がそれぞれセットされた複
数のチャンバを共通の搬送室に向けて設け、半導体基板
を順次各チャンバに導入して複数種の薄膜を順次形成す
るようにしたマルチチャンバシステムの採用されたもの
がある。
For example, as described in "Introduction to Ultrafine Machining" (published on June 20, 1989), P120-P124, published by Ohmsha, Inc., a sputtering apparatus is attached to a target electrode which is a cathode. The target material atoms (hereinafter referred to as “target atoms”) are repelled by the ionized gas molecules and deposited as a thin film on the semiconductor substrate provided on the anode. Here, published by the Industrial Research Board, “Electronic Material Separate Volume / VLSI Manufacturing, Test Equipment Guidebook”, 1994 edition (issued on November 20, 1993), P41
As described in ~ P47 etc., the sputtering system is equipped with multiple chambers in which different target materials are set, facing a common transfer chamber, and the semiconductor substrate is sequentially introduced into each chamber to provide multiple types of chambers. There has been adopted a multi-chamber system in which thin films are sequentially formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このマ
ルチチャンバシステムによれば、たとえばMoSi2
Al−MoSi2(MoSi2 :モリブデンシリサイド、
Al:アルミニウム)の3層の薄膜を形成する場合に
は、ターゲット材としてMo(モリブデン)が設置され
た2台のチャンバと、Alが設置された1台のチャンバ
の合計3チャンバが必要となり、装置が大型化してしま
うという問題点がある。
However, according to this multi-chamber system, for example, MoSi 2
Al-MoSi 2 (MoSi 2 : molybdenum silicide,
In the case of forming a three-layer thin film of Al: aluminum), two chambers in which Mo (molybdenum) is installed as a target material and one chamber in which Al is installed require a total of three chambers, There is a problem that the device becomes large.

【0005】また、ターゲット材がスパッタリングによ
り消耗されて寿命になったときには新しいターゲット材
との交換作業が必要になるが、この作業のためにチャン
バ内を大気開放にするとダウンタイムが非常に大きくな
ってスループットが大幅に低下する。
Further, when the target material is consumed by sputtering and has reached the end of its life, it is necessary to replace it with a new target material. If the chamber is opened to the atmosphere for this work, the downtime becomes very large. Throughput is significantly reduced.

【0006】ターゲット材の寿命を延して交換作業の頻
度を低減する技術として、工業調査会発行、「電子材料
別冊・超LSI製造、試験装置ガイドブック」1993年版
(平成 4年11月20日発行)、P54 において、はんだ材を
使用しない一体化ターゲットが提案されているが、これ
によってもその寿命をたとえば倍以上というように圧倒
的に延ばすことは困難であると思われる。
[0006] As a technique for extending the life of the target material and reducing the frequency of replacement work, published by the Industrial Research Committee, "Electronic Material Separate Volume / VLSI Manufacturing, Test Equipment Guidebook", 1993 edition (November 20, 1992) (Issue), P54 proposes an integrated target that does not use solder material, but it seems that it is difficult to extend its life overwhelmingly.

【0007】そこで、本発明の目的は、装置の小型化を
図りつつ半導体基板上に複数種の薄膜を効率よく堆積す
ることのできる技術を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently depositing plural kinds of thin films on a semiconductor substrate while miniaturizing the device.

【0008】本発明の他の目的は、ターゲット材の交換
作業の頻度を低減することのできる技術を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the frequency of replacement work of a target material.

【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から明らかにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0010】[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説明すれば、次の通
りである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, typical ones will be outlined as follows.

【0011】すなわち、本発明による半導体製造装置は
減圧下での放電でイオン化された気体分子により叩き出
されたターゲット原子で半導体基板上に薄膜を堆積する
装置であり、処理ガスの導入されるチャンバ内には半導
体基板を保持するステージが設置されている。それぞれ
の支持面がいずれも半導体基板に対向し得るようにして
ターゲット電極が設けられている。ターゲット電極の各
支持面には第1および第2のターゲット材がそれぞれ取
り付けられる。この装置において、ターゲット電極は半
導体基板と平行に設けられて回転駆動手段によって回転
するシャフトに取り付けることができる。
That is, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is an apparatus for depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, and a chamber into which a processing gas is introduced. A stage for holding the semiconductor substrate is installed therein. The target electrode is provided so that each supporting surface can face the semiconductor substrate. First and second target materials are attached to the respective support surfaces of the target electrode. In this device, the target electrode may be provided in parallel with the semiconductor substrate and attached to the shaft rotated by the rotation driving means.

【0012】第1および第2のターゲット材には、たと
えばモリブデンとアルミニウムのように相互に異なるタ
ーゲット材を取り付けることができる。また、同一のタ
ーゲット材を取り付けることもできる。
Different target materials such as molybdenum and aluminum can be attached to the first and second target materials. Also, the same target material can be attached.

【0013】本発明による薄膜堆積方法は、減圧下での
放電でイオン化された気体分子により叩き出されたター
ゲット原子で半導体基板上に薄膜を堆積する方法であ
り、ターゲット電極のそれぞれの支持面に相互に異なる
ターゲット材を取り付け、これら2つのターゲット材の
うちの何れか一方のターゲット材を半導体基板に対向す
る位置に設定して薄膜を堆積し、その後、もう一方のタ
ーゲット材を半導体基板に対向する位置に設定して異な
る種類の薄膜を堆積するものである。
The thin film deposition method according to the present invention is a method for depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, and is used for depositing on each support surface of a target electrode. Different target materials are attached to each other, one of these two target materials is set at a position facing the semiconductor substrate to deposit a thin film, and then the other target material is opposed to the semiconductor substrate. It is set to the position to deposit different kinds of thin films.

【0014】そして、本発明による薄膜堆積方法は、減
圧下での放電でイオン化された気体分子により叩き出さ
れたターゲット原子で半導体基板上に薄膜を堆積する方
法であり、ターゲット電極のそれぞれの支持面に同一の
ターゲット材を取り付け、これら2つのターゲット材の
うちの何れか一方のターゲット材を半導体基板に対向す
る位置に設定して薄膜を堆積し、このターゲット材が寿
命に達したときにもう一方のターゲット材を半導体基板
に対向する位置に設定して薄膜を堆積するものである。
The thin film deposition method according to the present invention is a method of depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by ionized gas molecules by discharge under reduced pressure, and supports each target electrode. The same target material is attached to the surface, and one of these two target materials is set at a position facing the semiconductor substrate to deposit a thin film, and when the target material reaches the end of its life, another One target material is set at a position facing the semiconductor substrate to deposit a thin film.

【0015】[0015]

【作用】上記した手段によれば、ターゲット電極の各支
持面を半導体基板と対向可能にして相互に異なるターゲ
ット材を取り付けているので、1台のチャンバで複数種
の薄膜を効率よく形成することが可能になる。そして、
これにより、チャンバ数を削減して装置の小型化を図る
ことができる。
According to the above-mentioned means, since each supporting surface of the target electrode can be opposed to the semiconductor substrate and different target materials are attached to each other, a plurality of types of thin films can be efficiently formed in one chamber. Will be possible. And
As a result, the number of chambers can be reduced and the device can be downsized.

【0016】また、ターゲット電極の各支持面を半導体
基板と対向可能にして同一のターゲット材を取り付けて
いるので、2つのターゲット材の合計寿命がターゲット
材の交換タイミングとなり、交換作業の頻度を約半分に
低減することができる。
Since the same target material is attached so that each support surface of the target electrode can face the semiconductor substrate, the total life of the two target materials becomes the target material replacement timing, and the frequency of the replacement work is about the same. It can be reduced to half.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0018】(実施例1)図1は本発明の一実施例であ
る半導体製造装置を示す断面図、図2および図3は図1
の半導体製造装置による半導体基板に対する薄膜堆積の
メカニズムを示す説明図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 6 is an explanatory view showing a mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by the semiconductor manufacturing apparatus of FIG.

【0019】図1に示すように、本実施例による半導体
製造装置は、イオン化された気体分子P1(図2、図3)
にスパッタリングされたターゲット原子P2,P3(図2、
図3)で半導体基板1に薄膜を堆積するスパッタリング
装置であり、内部を所定の真空度に排気するために拡散
ポンプなどの真空ポンプ2が真空配管3を介して接続さ
れたチャンバ4内には、半導体基板1を保持するための
ステージ5が設置されている。アノードとしてのこのス
テージ5は絶縁材6を介してチャンバ4に取り付けられ
て接地電位とされている。ステージ5の支持部5aはチ
ャンバ4の外部に導出されて、ステージ5内に形成され
た流路へ冷却水7を供給する給水ポンプに接続されてい
る。
As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus according to this embodiment has an ionized gas molecule P 1 (FIGS. 2 and 3).
Target atoms P 2 and P 3 sputtered on the substrate (FIG. 2,
3) is a sputtering apparatus for depositing a thin film on a semiconductor substrate 1, and a vacuum pump 2 such as a diffusion pump for evacuating the inside to a predetermined vacuum degree is provided in a chamber 4 connected through a vacuum pipe 3. A stage 5 for holding the semiconductor substrate 1 is installed. This stage 5 as an anode is attached to the chamber 4 via an insulating material 6 and is set to the ground potential. The support portion 5 a of the stage 5 is led out of the chamber 4 and is connected to a water supply pump that supplies the cooling water 7 to the flow path formed in the stage 5.

【0020】なお、チャンバ4には不活性ガスのたとえ
ばAr(アルゴン)やXe(キセノン)といった処理ガ
ス8を導入するためのガス供給管9が接続されている。
また、真空配管3およびガス供給管9にはそれぞれバル
ブ10,11が取り付けられてこれらの経路が開閉可能
にされている。
A gas supply pipe 9 for introducing a processing gas 8 such as an inert gas such as Ar (argon) or Xe (xenon) is connected to the chamber 4.
Further, valves 10 and 11 are attached to the vacuum pipe 3 and the gas supply pipe 9, respectively, so that these paths can be opened and closed.

【0021】ステージ5と対向する位置にはカソードと
してのディスク状のターゲット電極12が設けられてい
る。このターゲット電極12は半導体基板1と平行に設
けられてモータ(回転駆動手段)13によって回転する
シャフト14に取り付けられ、それぞれの支持面12
a,12bがいずれも半導体基板1に対向し得るように
なっている。なお、このようにターゲット電極12を回
転させるのではなく、たとえばターゲット電極12を無
限軌道を描いて移動させて支持面12a,12bの方向
を変えるようにしてもよい。
A disk-shaped target electrode 12 serving as a cathode is provided at a position facing the stage 5. The target electrode 12 is provided in parallel with the semiconductor substrate 1 and is attached to a shaft 14 which is rotated by a motor (rotational driving means) 13, and each of the support surfaces 12 is provided.
Both a and 12b can face the semiconductor substrate 1. Instead of rotating the target electrode 12 in this way, for example, the target electrode 12 may be moved along an endless track to change the directions of the support surfaces 12a and 12b.

【0022】絶縁材15a,15bを介してチャンバ4
に取り付けられたシャフト14には、ターゲット電極1
2に直流の負電圧を印加するためのDC電源16が接続
されている。したがって、ターゲット電極12への電圧
印加により、アノードであるステージ5とカソードであ
るこのターゲット電極12との間にはグロー放電が発生
する。なお、ターゲット電極12へは、たとえば13.56M
Hzといった高周波電圧を印加するようにしてもよい。
Chamber 4 via insulating materials 15a and 15b
The target electrode 1 is attached to the shaft 14 attached to the
A DC power supply 16 for applying a DC negative voltage is connected to the terminal 2. Therefore, when a voltage is applied to the target electrode 12, glow discharge is generated between the stage 5 that is the anode and the target electrode 12 that is the cathode. Note that, for example, 13.56M is applied to the target electrode 12.
A high frequency voltage such as Hz may be applied.

【0023】モータ13に接続されていない側のシャフ
ト14はチャンバ4の外部に導出されており、前記した
ステージ5と同様に、ターゲット電極12内に形成され
た流路へ冷却水7を供給する給水ポンプに接続されてい
る。
The shaft 14 on the side not connected to the motor 13 is led to the outside of the chamber 4 and supplies the cooling water 7 to the flow passage formed in the target electrode 12 like the stage 5 described above. It is connected to a feed pump.

【0024】ターゲット電極12の一方の支持面12a
にはMo(第1のターゲット材)17が、他方の支持面
12bにはAl(第2のターゲット材)18がそれぞれ
取り付けられている。そして、これらのターゲット材1
7,18はモータにより回転されるターゲット電極12
によっていずれかが半導体基板1に対向する位置に設定
される。
One support surface 12a of the target electrode 12
Mo (first target material) 17 is attached to the other side, and Al (second target material) 18 is attached to the other supporting surface 12b. And these target materials 1
Reference numerals 7 and 18 denote target electrodes 12 rotated by a motor.
Either of them is set to a position facing the semiconductor substrate 1.

【0025】本実施例の半導体製造装置による半導体基
板1への薄膜堆積は次のようにして行われる。
The thin film deposition on the semiconductor substrate 1 by the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment is performed as follows.

【0026】先ず、図2に示すように、ターゲット電極
12の一方の支持面12aに取り付けられたターゲット
材であるMo17を半導体基板1と対向するようにセッ
トする。そして、チャンバ4内を真空引きして処理ガス
8を導入し、DC電源16によりたとえば1kW程度の電
力をターゲット電極12に供給してグロー放電を発生さ
せ、気体分子P1 をイオン化してMoのターゲット原子
2 をスパッタリングしてバリアメタルとしてのMoS
2 の薄膜を半導体基板1上に形成する。Mo17によ
るスパッタリングはたとえば30sec 程度行う。
First, as shown in FIG. 2, a target material Mo17 attached to one supporting surface 12a of the target electrode 12 is set so as to face the semiconductor substrate 1. Then, the inside of the chamber 4 is evacuated to introduce the processing gas 8 and the DC power source 16 supplies electric power of, for example, about 1 kW to the target electrode 12 to generate glow discharge and ionize the gas molecule P 1 to generate Mo. MoS as barrier metal by sputtering target atom P 2
A thin film of i 2 is formed on the semiconductor substrate 1. The sputtering with Mo17 is performed for about 30 seconds, for example.

【0027】次に、図3に示すように、ターゲット電極
12を回転してもう一方の支持面12bに取り付けられ
たターゲット材であるAl18を対向位置に設定し、た
とえば 9〜12kW程度の電力の下でAlのターゲット原子
3 をスパッタリングして配線層としてのAlの薄膜を
形成する。このスパッタリングはたとえば1min程度行
う。
Next, as shown in FIG. 3, the target electrode 12 is rotated to set the target material Al18 attached to the other support surface 12b at an opposing position, and for example, a power of about 9 to 12 kW is applied. A target atom P 3 of Al is sputtered below to form an Al thin film as a wiring layer. This sputtering is performed for about 1 min, for example.

【0028】Alの薄膜を堆積した後、ターゲット電極
12を回転して再び図2に示すようにMo17を半導体
基板1と対向する位置にセットして先と同一の条件下で
スパッタリングを行い、Alの配線層の上にキャップと
してのMoSi2 の薄膜を形成する。
After depositing a thin film of Al, the target electrode 12 is rotated, Mo17 is set again at a position facing the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. 2, and sputtering is performed under the same conditions as described above. A MoSi 2 thin film as a cap is formed on the wiring layer.

【0029】このように、本実施例の半導体製造装置で
はターゲット電極12のそれぞれの支持面12a,12
bを半導体基板1と対向可能にしてMo17とAl18
という相互に異なるターゲット材を取り付けているの
で、1台のチャンバ4を有する装置により複数種の薄膜
(ここでは2種類3層の薄膜)を効率よく形成すること
が可能になる。
As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment, the respective support surfaces 12a, 12 of the target electrode 12 are formed.
b so that it can face the semiconductor substrate 1 and Mo17 and Al18
Since different target materials are attached to each other, it is possible to efficiently form a plurality of types of thin films (here, two types and three layers of thin films) by an apparatus having one chamber 4.

【0030】なお、エッチングの不要な薄膜を堆積し、
その上層にさらに薄膜を堆積する場合には、ターゲット
電極12を回転させて異なる薄膜を連続的に堆積するこ
とができるので、半導体基板1をあるチャンバから他の
チャンバに移送する必要がなくなり薄膜堆積時間の短縮
化を図ることができる。
A thin film that does not require etching is deposited,
When a thin film is further deposited on the upper layer, the target electrode 12 can be rotated to continuously deposit different thin films, which eliminates the need to transfer the semiconductor substrate 1 from one chamber to another chamber. The time can be shortened.

【0031】(実施例2)図4および図5は本発明の他
の実施例である半導体製造装置による半導体基板に対す
る薄膜堆積のメカニズムを示す説明図である。
(Embodiment 2) FIGS. 4 and 5 are explanatory views showing the mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【0032】図示するように、本実施例の半導体製造装
置は、ターゲット電極12の両方の支持面12a,12
bにたとえばMo(第1のターゲット材)17a、Mo
(第2のターゲット材)17bという同一のターゲット
材が取り付けられたもので、他の装置構成に関しては実
施例1における半導体製造装置と同じとされている。な
お、本実施例において、2つのMo17a,17bは同
一のサイズおよび重量とされているが、異なるものであ
ってもよい。
As shown in the figure, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment has both supporting surfaces 12a, 12 of the target electrode 12.
In b, for example, Mo (first target material) 17a, Mo
The same target material as (second target material) 17b is attached, and the other device configurations are the same as those of the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment. In this embodiment, the two Mo 17a and 17b have the same size and weight, but they may have different sizes.

【0033】本実施例の半導体製造装置での薄膜堆積は
次のようにして行われる。
Thin film deposition in the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment is carried out as follows.

【0034】先ず、図4に示すように、ターゲット電極
12の一方の支持面12aに取り付けられたMo17a
を半導体基板1と対向するようにセットしてスパッタリ
ングを行う。このようにしてMo17aをターゲット材
に複数の半導体基板1に対して順次薄膜を形成して行
く。そして、スパッタリングされたMo17aはたとえ
ば400kWhで寿命に達する。
First, as shown in FIG. 4, the Mo 17a attached to one supporting surface 12a of the target electrode 12 is used.
Are set so as to face the semiconductor substrate 1, and sputtering is performed. Thus, using Mo17a as a target material, thin films are sequentially formed on the plurality of semiconductor substrates 1. The sputtered Mo17a reaches the end of its life at, for example, 400 kWh.

【0035】Mo17aが寿命になったならば、図4に
示すように、ターゲット電極12を回転してもう一方の
支持面12bに取り付けられたMo17bを半導体基板
1の対向位置に設定し、同様にして複数の半導体基板1
に薄膜を堆積して行く。前記のように、Mo17bはM
o17aと同一のサイズ・重量とされているので、この
Mo17bもやはり400kWhで寿命に達する。
When the Mo17a has reached the end of its life, as shown in FIG. 4, the target electrode 12 is rotated to set the Mo17b attached to the other supporting surface 12b at the position opposite to the semiconductor substrate 1, and similarly. Multiple semiconductor substrates 1
A thin film is deposited on. As mentioned above, Mo17b is M
Since it has the same size and weight as o17a, this Mo17b also reaches the end of its life at 400kWh.

【0036】そして、両方のMo17a,17bが寿命
になった後、チャンバ4(図1)内を大気に開放してタ
ーゲット材の交換作業を行う。
After both the Mo 17a and 17b have reached the end of their lives, the chamber 4 (FIG. 1) is opened to the atmosphere and the target material is replaced.

【0037】このように、本実施例の半導体製造装置に
よれば、回転可能とされたターゲット電極12のそれぞ
れの支持面12a,12bに同一のターゲット材である
Mo17a,17bを取り付けているので、一方のMo
17aが寿命になっても他方のMo17bをターゲット
材にして継続着工が可能になり、2つのMo17a,1
7bによる合計の寿命800kWhがターゲット材の交換タイ
ミングとなって、交換作業の頻度を 1/2に低減すること
ができる。
As described above, according to the semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment, since the same target materials Mo17a and 17b are attached to the respective supporting surfaces 12a and 12b of the rotatable target electrode 12, One Mo
Even if 17a reaches the end of its life, the other Mo17b can be used as a target material to continue the construction work.
The total life of 800kWh by 7b becomes the target material replacement timing, and the frequency of replacement work can be reduced to half.

【0038】以上、本発明者によってなされた発明を実
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
で種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0039】たとえば、本実施例におけるターゲット材
にはMo17,17a,17bおよびAl18が用いら
れているが、これらに限定されることなく、Ti(チタ
ン)やW(タングステン)など他の種々のターゲット材
を用いることができる。
For example, although Mo17, 17a, 17b and Al18 are used as the target material in this embodiment, the target material is not limited to these and various other targets such as Ti (titanium) and W (tungsten) are used. Materials can be used.

【0040】また、以上の説明では、主として本発明者
によってなされた発明をその背景となった利用分野であ
る半導体の製造に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、他の種々の薄膜形成の分
野に適用することが可能である。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the manufacture of semiconductors, which is the field of application of the background, has been described, but the present invention is not limited to this. It can be applied to various fields of thin film formation.

【0041】[0041]

【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以
下の通りである。
The effects obtained by the typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0042】(1).すなわち、本発明の薄膜堆積技術によ
れば、ターゲット電極の各支持面を半導体基板と対向可
能にして相互に異なるターゲット材を取り付けているの
で、1台のチャンバで複数種の薄膜を効率よく形成する
ことが可能になる。
(1) That is, according to the thin film deposition technique of the present invention, since each support surface of the target electrode can face the semiconductor substrate and different target materials are attached to each other, a plurality of target materials can be attached to one chamber. It becomes possible to efficiently form a thin film of a seed.

【0043】(2).これにより、チャンバ数を削減して装
置の小型化を図ることができる。
(2) As a result, the number of chambers can be reduced and the apparatus can be downsized.

【0044】(3).なお、エッチングの不要な薄膜を堆積
し、その上層にさらに薄膜を堆積する場合には、異なる
薄膜を連続的に堆積することができるので、薄膜堆積時
間の短縮化を図ることが可能になる。
(3) When depositing a thin film that does not require etching and further depositing a thin film on top of it, different thin films can be deposited successively, so that the thin film deposition time can be shortened. It becomes possible to plan.

【0045】(4).また、本発明の薄膜堆積技術によれ
ば、ターゲット電極の各支持面を半導体基板と対向可能
にして同一のターゲット材を取り付けているので、2つ
のターゲット材の合計寿命がターゲット材の交換タイミ
ングとなり、交換作業の頻度を約半分に低減することが
できる。
(4) Further, according to the thin film deposition technique of the present invention, since the same target material is attached so that each supporting surface of the target electrode can face the semiconductor substrate, the total life of the two target materials is Is the target material replacement timing, and the frequency of replacement work can be reduced to about half.

【0046】(5).これにより装置の稼働時間が増加して
スループットの向上を図ることが可能になる。
(5) As a result, the operating time of the device is increased and the throughput can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である半導体製造装置を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体製造装置による半導体基板に対す
る薄膜堆積のメカニズムを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by the semiconductor manufacturing apparatus of FIG.

【図3】図1の半導体製造装置による半導体基板に対す
る薄膜堆積のメカニズムを示す説明図である。
3 is an explanatory view showing a mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by the semiconductor manufacturing apparatus of FIG.

【図4】本発明の他の実施例である半導体製造装置によ
る半導体基板に対する薄膜堆積のメカニズムを示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例である半導体製造装置によ
る半導体基板に対する薄膜堆積のメカニズムを示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a mechanism of thin film deposition on a semiconductor substrate by a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 真空ポンプ 3 真空配管 4 チャンバ 5 ステージ 5a 支持部 6 絶縁材 7 冷却水 8 処理ガス 9 ガス供給管 10 バルブ 11 バルブ 12 ターゲット電極 12a 支持面 12b 支持面 13 モータ(回転駆動手段) 14 シャフト 15a 絶縁材 15b 絶縁材 16 DC電源 17 Mo(第1のターゲット材) 17a Mo(第1のターゲット材) 17b Mo(第2のターゲット材) 18 Al(第2のターゲット材) P1 気体分子 P2 ターゲット原子 P3 ターゲット原子1 Semiconductor Substrate 2 Vacuum Pump 3 Vacuum Piping 4 Chamber 5 Stage 5a Supporting Part 6 Insulating Material 7 Cooling Water 8 Processing Gas 9 Gas Supply Pipe 10 Valve 11 Valve 12 Target Electrode 12a Supporting Surface 12b Supporting Surface 13 Motor (Rotating Driving Means) 14 Shaft 15a Insulation material 15b Insulation material 16 DC power supply 17 Mo (first target material) 17a Mo (first target material) 17b Mo (second target material) 18 Al (second target material) P 1 gas molecule P 2 target atom P 3 target atom

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 減圧下での放電でイオン化された気体分
子により叩き出されたターゲット原子で半導体基板上に
薄膜を堆積する半導体製造装置であって、 処理ガスの導入されるチャンバ内に設置され、前記半導
体基板を保持するステージと、 それぞれの支持面がいずれも前記半導体基板に対向し得
るように設けられ、所定の電圧が印加されるターゲット
電極と、 前記ターゲット電極の各支持面にそれぞれ取り付けられ
た第1および第2のターゲット材とを有することを特徴
とする半導体製造装置。
1. A semiconductor manufacturing apparatus for depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, which is installed in a chamber into which a processing gas is introduced. A target electrode to which a stage for holding the semiconductor substrate and a supporting surface of the stage are provided so that each supporting surface can face the semiconductor substrate, and a predetermined voltage is applied; A semiconductor manufacturing apparatus having the first and second target materials formed.
【請求項2】 請求項1記載の半導体製造装置におい
て、前記ターゲット電極は前記半導体基板と平行に設け
られて回転駆動手段によって回転するシャフトに取り付
けられていることを特徴とする半導体製造装置。
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the target electrode is provided in parallel with the semiconductor substrate and is attached to a shaft rotated by a rotation driving means.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体製造装置
において、前記第1および第2のターゲット材は相互に
異なるターゲット材であることを特徴とする半導体製造
装置。
3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the first target material and the second target material are target materials different from each other.
【請求項4】 請求項3記載の半導体製造装置におい
て、前記第1のターゲット材はモリブデンで、前記第2
のターゲット材はアルミニウムであることを特徴とする
半導体製造装置。
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the first target material is molybdenum and the second target material is molybdenum.
The semiconductor manufacturing apparatus is characterized in that the target material is aluminum.
【請求項5】 請求項1または2記載の半導体製造装置
において、前記第1および第2のターゲット材は同一の
ターゲット材であることを特徴とする半導体製造装置。
5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the first and second target materials are the same target material.
【請求項6】 減圧下での放電でイオン化された気体分
子により叩き出されたターゲット原子で半導体基板上に
薄膜を堆積する薄膜堆積方法であって、 ターゲット電極のそれぞれの支持面に相互に異なるター
ゲット材を取り付け、 これら2つのターゲット材のうちの何れか一方の前記タ
ーゲット材を前記半導体基板に対向する位置に設定して
前記半導体基板上に薄膜を堆積し、 その後、もう一方の前記ターゲット材を前記半導体基板
に対向する位置に設定して前記半導体基板上に前記薄膜
と異なる種類の薄膜を堆積することを特徴とする薄膜堆
積方法。
6. A thin film deposition method for depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, which are different from each other on respective supporting surfaces of target electrodes. A target material is attached, one of the two target materials is set at a position facing the semiconductor substrate, and a thin film is deposited on the semiconductor substrate, and then the other target material. Is set at a position facing the semiconductor substrate, and a thin film of a type different from the thin film is deposited on the semiconductor substrate.
【請求項7】 減圧下での放電でイオン化された気体分
子により叩き出されたターゲット原子で半導体基板上に
薄膜を堆積する薄膜堆積方法であって、 ターゲット電極のそれぞれの支持面に同一のターゲット
材を取り付け、 これら2つのターゲット材のうちの何れか一方の前記タ
ーゲット材を前記半導体基板に対向する位置に設定して
前記半導体基板上に薄膜を堆積して行き、 該ターゲット材が寿命に達したときにもう一方の前記タ
ーゲット材を前記半導体基板に対向する位置に設定して
前記半導体基板上に前記薄膜を堆積することを特徴とす
る薄膜堆積方法。
7. A thin film deposition method for depositing a thin film on a semiconductor substrate with target atoms knocked out by gas molecules ionized by discharge under reduced pressure, wherein the same target is provided on each support surface of a target electrode. A target material is attached, one of the two target materials is set at a position facing the semiconductor substrate, and a thin film is deposited on the semiconductor substrate. Then, the other target material is set at a position facing the semiconductor substrate and the thin film is deposited on the semiconductor substrate.
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