JPH10147864A - 薄膜形成方法及びスパッタ装置 - Google Patents
薄膜形成方法及びスパッタ装置Info
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- JPH10147864A JPH10147864A JP8309335A JP30933596A JPH10147864A JP H10147864 A JPH10147864 A JP H10147864A JP 8309335 A JP8309335 A JP 8309335A JP 30933596 A JP30933596 A JP 30933596A JP H10147864 A JPH10147864 A JP H10147864A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高アスペクト比の開口部の底に被覆性良く、
また、ターゲットの使用効率良くスパッタ法により成膜
する。 【解決手段】 ターゲット４に対して最も多くのスパッ
タ粒子が放出される方向に対して垂直に基板７を配置
し、さらにターゲット４と基板７の距離を基板７の直径
よりも長くすると共に、スパッタガスの平均自由工程が
ターゲット４と基板７の距離よりも長くすることによ
り、スパッタ粒子が散乱されることなく基板に対して垂
直に近い角度で入射させる。そのため高アスペクト比の
開口部の底に被覆性良く、しかもターゲット４の使用効
率良く成膜可能である。また、基板７を面内で回転させ
ているため、基板面内の均一性も良い。
また、ターゲットの使用効率良くスパッタ法により成膜
する。 【解決手段】 ターゲット４に対して最も多くのスパッ
タ粒子が放出される方向に対して垂直に基板７を配置
し、さらにターゲット４と基板７の距離を基板７の直径
よりも長くすると共に、スパッタガスの平均自由工程が
ターゲット４と基板７の距離よりも長くすることによ
り、スパッタ粒子が散乱されることなく基板に対して垂
直に近い角度で入射させる。そのため高アスペクト比の
開口部の底に被覆性良く、しかもターゲット４の使用効
率良く成膜可能である。また、基板７を面内で回転させ
ているため、基板面内の均一性も良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタによる薄
膜形成方法及びスパッタ装置に関し、特に、半導体基板
に金属膜あるいは、その化合物をスパッタにより形成す
る方法及びスパッタ装置に関する。
膜形成方法及びスパッタ装置に関し、特に、半導体基板
に金属膜あるいは、その化合物をスパッタにより形成す
る方法及びスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩに使用される金属薄膜は、主にス
パッタ法により形成されている。その理由は、スパッタ
法によれば、不純物の少ない良質な膜を、基板にダメー
ジを与えることなく、均一性良く、かつ高速で安定して
形成することができるためである。
パッタ法により形成されている。その理由は、スパッタ
法によれば、不純物の少ない良質な膜を、基板にダメー
ジを与えることなく、均一性良く、かつ高速で安定して
形成することができるためである。
【０００３】しかしながら、ＬＳＩが高集積化されるに
従い、半導体素子や配線間を接続するために層間絶縁膜
に設ける開口部（コンタクトホール，スルーホール）に
おいて、開口部の深さを直径で割った割合として表わさ
れるアスペクト比が増大し、従来から使用されてきた通
常のスパッタ方法では、開口部内に被覆性良く金属薄膜
を形成することは困難となってきた。
従い、半導体素子や配線間を接続するために層間絶縁膜
に設ける開口部（コンタクトホール，スルーホール）に
おいて、開口部の深さを直径で割った割合として表わさ
れるアスペクト比が増大し、従来から使用されてきた通
常のスパッタ方法では、開口部内に被覆性良く金属薄膜
を形成することは困難となってきた。
【０００４】そこで、高アスペクト比の開口部の底にも
被覆性良く金属膜を形成するために、基板法線方向に近
いスパッタ粒子の割合を増加させる方法として、コリメ
ートスパッタ法やロングスロースパッタ法等が提案され
ている。
被覆性良く金属膜を形成するために、基板法線方向に近
いスパッタ粒子の割合を増加させる方法として、コリメ
ートスパッタ法やロングスロースパッタ法等が提案され
ている。
【０００５】コリメートスパッタ法は、たとえば特開平
１−１１６０７０号公報に開示されるように、ターゲッ
トと基板の間に、多数の孔を設けたコリメート板が配置
され、基板の法線方向から大きくずれたスパッタ粒子を
コリメート板に捕捉するようにしたものである。
１−１１６０７０号公報に開示されるように、ターゲッ
トと基板の間に、多数の孔を設けたコリメート板が配置
され、基板の法線方向から大きくずれたスパッタ粒子を
コリメート板に捕捉するようにしたものである。
【０００６】また、ロングスロースパッタ法は、例えば
１９９４年のセミコン韓国のセミナー予稿集２２５頁〜
２３０頁のフィリング テクノロジー フォー コンタ
クトホールズ ウィズ ア ハイ アスペクト レシオ
ユーズィング スパッタリング ウィズアウト ア
コリメータ（Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｏｒ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｈｏｌｅｓ Ｗｉｔｈ ａ
Ｈｉｇｈ Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ Ｕｓｉｎｇ Ｓ
ｐｕｔｔｅｒｉｎｇ Ｗｉｔｈｏｕｔ ａＣｏｌｌｉｍ
ａｔｏｒ）に紹介されているように、ターゲットと基板
の距離を通常のスパッタ法より大きくし、低圧力でスパ
ッタすることにより、スパッタ粒子が散乱されずに基板
に到達するようにしたものである。
１９９４年のセミコン韓国のセミナー予稿集２２５頁〜
２３０頁のフィリング テクノロジー フォー コンタ
クトホールズ ウィズ ア ハイ アスペクト レシオ
ユーズィング スパッタリング ウィズアウト ア
コリメータ（Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｏｒ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｈｏｌｅｓ Ｗｉｔｈ ａ
Ｈｉｇｈ Ａｓｐｅｃｔ Ｒａｔｉｏ Ｕｓｉｎｇ Ｓ
ｐｕｔｔｅｒｉｎｇ Ｗｉｔｈｏｕｔ ａＣｏｌｌｉｍ
ａｔｏｒ）に紹介されているように、ターゲットと基板
の距離を通常のスパッタ法より大きくし、低圧力でスパ
ッタすることにより、スパッタ粒子が散乱されずに基板
に到達するようにしたものである。
【０００７】ロングスロースパッタ法により、８インチ
基板にＴｉ膜を形成するときのスパッタ装置の概略図を
図５に示す。図５に示すように、ターゲット２５の直径
は３００ｍｍとし、ターゲット２５と基板２８との距離
も３００ｍｍとする。ターゲット２５のうち最も多くス
パッタされる位置が直径約１５０ｍｍ程度となるよう
に、ターゲット２５の裏面にマグネットを配置する（図
示せず）。また図５において、２６はカソード電極、２
７は直流電源、２９は基板ホルダー、２２はスパッタ
室、２３は真空排気口、２４はガス導入口である。
基板にＴｉ膜を形成するときのスパッタ装置の概略図を
図５に示す。図５に示すように、ターゲット２５の直径
は３００ｍｍとし、ターゲット２５と基板２８との距離
も３００ｍｍとする。ターゲット２５のうち最も多くス
パッタされる位置が直径約１５０ｍｍ程度となるよう
に、ターゲット２５の裏面にマグネットを配置する（図
示せず）。また図５において、２６はカソード電極、２
７は直流電源、２９は基板ホルダー、２２はスパッタ
室、２３は真空排気口、２４はガス導入口である。
【０００８】図５に示す構成のスパッタ装置を用いて金
属膜をスパッタする際、図６（ａ）に示すように基板２
８の中央付近のシリコン酸化膜４２に設けた開口部４２
ａにおいては、開口部４２ａ内にほぼ同じ量のスパッタ
粒子が飛来するため、開口部４２ａ内の底部及び内側壁
に一様にＴｉ膜４１が形成されているが、図６（ｂ）に
示すように基板２８の周辺部に設けた開口部４２ａで
は、ターゲット２５の中央から飛来するスパッタ粒子に
比べると、ターゲット２５の周辺方向からのスパッタ粒
子の数が少ないため、図６（ｂ）に示すように開口部４
２ａの内側壁及び底に形成されるＴｉ膜の膜厚は、基板
周辺側が中央側よりも厚くなってしまい、膜厚にバラツ
キが生じてしまうという問題がある。
属膜をスパッタする際、図６（ａ）に示すように基板２
８の中央付近のシリコン酸化膜４２に設けた開口部４２
ａにおいては、開口部４２ａ内にほぼ同じ量のスパッタ
粒子が飛来するため、開口部４２ａ内の底部及び内側壁
に一様にＴｉ膜４１が形成されているが、図６（ｂ）に
示すように基板２８の周辺部に設けた開口部４２ａで
は、ターゲット２５の中央から飛来するスパッタ粒子に
比べると、ターゲット２５の周辺方向からのスパッタ粒
子の数が少ないため、図６（ｂ）に示すように開口部４
２ａの内側壁及び底に形成されるＴｉ膜の膜厚は、基板
周辺側が中央側よりも厚くなってしまい、膜厚にバラツ
キが生じてしまうという問題がある。
【０００９】また、基板周辺部における開口部の段差被
覆率の不均一性を改善する方法として、例えば、特開昭
６３−１６２８６２号公報のようにターゲットと基板と
のどちらか一方を傾斜，スライドあるいは回転させた
り、それらの動作を組合せる方法が提案されている。
覆率の不均一性を改善する方法として、例えば、特開昭
６３−１６２８６２号公報のようにターゲットと基板と
のどちらか一方を傾斜，スライドあるいは回転させた
り、それらの動作を組合せる方法が提案されている。
【００１０】また、米国特許第４，６６４，９３５号明
細書においても、スパッタで形成した膜の基板内の膜厚
均一性，段差被覆性，表面形状を改善するために、ター
ゲットと基板を１０〜４５°傾斜させて、基板を回転さ
せる方法が提案されている。ターゲットと基板の傾斜角
度は、開口部の上部に厚く成膜されて開口部を塞ぐよう
な形状（セルフ・シャドーイング）が小さくなるように
１０〜４５°としているのみで、特に、この範囲が良く
なるというデータや理由等は記載されておらず、非常に
角度範囲も広い。
細書においても、スパッタで形成した膜の基板内の膜厚
均一性，段差被覆性，表面形状を改善するために、ター
ゲットと基板を１０〜４５°傾斜させて、基板を回転さ
せる方法が提案されている。ターゲットと基板の傾斜角
度は、開口部の上部に厚く成膜されて開口部を塞ぐよう
な形状（セルフ・シャドーイング）が小さくなるように
１０〜４５°としているのみで、特に、この範囲が良く
なるというデータや理由等は記載されておらず、非常に
角度範囲も広い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−１６２８６２号公報及び米国特許第４，６６４，
９３５号明細書に開示された技術には、第１の問題点と
して、開口部の底に成膜される被覆率が良くないという
問題があった。その理由は、ターゲットと基板との傾斜
角度が最適化されておらず、また、通常のスパッタ圧力
では、ターゲットから基板まで到達する間にＡｒガスと
何回か衝突して方向が変化するためである。
６３−１６２８６２号公報及び米国特許第４，６６４，
９３５号明細書に開示された技術には、第１の問題点と
して、開口部の底に成膜される被覆率が良くないという
問題があった。その理由は、ターゲットと基板との傾斜
角度が最適化されておらず、また、通常のスパッタ圧力
では、ターゲットから基板まで到達する間にＡｒガスと
何回か衝突して方向が変化するためである。
【００１２】また第２の問題点として、ターゲットの使
用効率が悪いという問題があった。その理由は、第１の
問題点と同様にターゲットと基板の傾斜角度が最適化さ
れていないためである。
用効率が悪いという問題があった。その理由は、第１の
問題点と同様にターゲットと基板の傾斜角度が最適化さ
れていないためである。
【００１３】本発明の目的は、微細で深い高アスペクト
比の開口部の底に、金属あるいは、金属間化合物をスパ
ッタ法により、被覆性良く形成できるようにすることに
より、微細な開口部を有する高集積ＬＳＩ形成を容易に
すること、及びターゲットの使用効率（ターゲット１枚
当りの成膜膜厚）を向上させて、スパッタ装置の稼動率
を上げ、生産性を向上させるとともに、コストダウンを
図る薄膜形成方法及びスパッタ装置を提供することにあ
る。
比の開口部の底に、金属あるいは、金属間化合物をスパ
ッタ法により、被覆性良く形成できるようにすることに
より、微細な開口部を有する高集積ＬＳＩ形成を容易に
すること、及びターゲットの使用効率（ターゲット１枚
当りの成膜膜厚）を向上させて、スパッタ装置の稼動率
を上げ、生産性を向上させるとともに、コストダウンを
図る薄膜形成方法及びスパッタ装置を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によるスパッタ法
による薄膜形成方法は、スパッタ法により基板に薄膜を
形成する薄膜形成方法であって、ターゲットから最も多
くのスパッタ粒子がスパッタされる方向に対して垂直に
基板を配置し、かつスパッタ中、前記基板を面内で回転
させ、前記ターゲットの中央と前記基板の中央との距離
よりスパッタガスの平均自由工程が長い条件にてスパッ
タ成膜する。
による薄膜形成方法は、スパッタ法により基板に薄膜を
形成する薄膜形成方法であって、ターゲットから最も多
くのスパッタ粒子がスパッタされる方向に対して垂直に
基板を配置し、かつスパッタ中、前記基板を面内で回転
させ、前記ターゲットの中央と前記基板の中央との距離
よりスパッタガスの平均自由工程が長い条件にてスパッ
タ成膜する。
【００１５】また前記ターゲットは、ＡｌあるいはＡｌ
合金であり、主として（１００）面に配向しており、前
記ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約４５
°である。
合金であり、主として（１００）面に配向しており、前
記ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約４５
°である。
【００１６】また前記ターゲットは、ＡｌあるいはＡｌ
合金であり、主として（１１１）面に配向しており、前
記ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約３５
°である。
合金であり、主として（１１１）面に配向しており、前
記ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約３５
°である。
【００１７】また前記ターゲットは、Ｔｉであり、主と
して（００２）面に配向しており、前記ターゲットの面
と前記基板の面とのなす角度が約３５°である。
して（００２）面に配向しており、前記ターゲットの面
と前記基板の面とのなす角度が約３５°である。
【００１８】また前記基板の前記ターゲット側とは逆の
約半分をシールド板により前記ターゲットからさえぎ
る。
約半分をシールド板により前記ターゲットからさえぎ
る。
【００１９】また基板支持手段と、回転手段とを有する
スパッタ装置であって、基板支持手段は、ターゲットか
ら最も多くのスパッタ粒子がスパッタされる方向に対し
て垂直に基板を支持するものであり、回転手段は、前記
基板を基板面内で回転させるものであり、前記ターゲッ
トの中央と前記基板中央との距離は、スパッタ圧力にお
けるスパッタガスの平均自由工程よりも短くし、前記基
板の直径よりも長くし、前記基板の中央の法線を前記タ
ーゲットのほぼ中央を通るように配置した。
スパッタ装置であって、基板支持手段は、ターゲットか
ら最も多くのスパッタ粒子がスパッタされる方向に対し
て垂直に基板を支持するものであり、回転手段は、前記
基板を基板面内で回転させるものであり、前記ターゲッ
トの中央と前記基板中央との距離は、スパッタ圧力にお
けるスパッタガスの平均自由工程よりも短くし、前記基
板の直径よりも長くし、前記基板の中央の法線を前記タ
ーゲットのほぼ中央を通るように配置した。
【００２０】また前記ターゲットは、主に（１００）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
と前記基板のなす角度は、約４５°となるように配置し
たものである。
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
と前記基板のなす角度は、約４５°となるように配置し
たものである。
【００２１】また前記ターゲットは、主に（１１１）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
と前記基板のなす角度は約３５°となるように配置した
ものである。
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
と前記基板のなす角度は約３５°となるように配置した
ものである。
【００２２】また前記ターゲットは、主に（００２）面
に配向したＴｉターゲットであり、前記ターゲットと前
記基板のなす角度は、約３５°となるように配置したも
のである。
に配向したＴｉターゲットであり、前記ターゲットと前
記基板のなす角度は、約３５°となるように配置したも
のである。
【００２３】また基板支持手段と、回転手段と、シール
ド板とを有するスパッタ装置であって、基板支持手段
は、ターゲットから最も多くのスパッタ粒子がスパッタ
される方向に対して垂直に基板を支持するものであり、
回転手段は、前記基板を基板面内で回転させるものであ
り、シールド板は、前記基板の前記ターゲット側とは逆
の約半分を前記ターゲット側からさえぎるものであり、
前記基板の中央から半径の１／２の位置で前記ターゲッ
トに最も近い点を通る法線は、前記ターゲットの最も多
くスパッタ放出される位置の内、最も近い点の近傍を通
るように配置し、前記基板の中央から半径の１／２の位
置で前記ターゲットに最も近い点と前記ターゲットの最
も多くスパッタ放出される位置の内最も近い点との距離
は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの平均自由工程
よりも短くし、前記基板の半径よりも長くしたものであ
る。
ド板とを有するスパッタ装置であって、基板支持手段
は、ターゲットから最も多くのスパッタ粒子がスパッタ
される方向に対して垂直に基板を支持するものであり、
回転手段は、前記基板を基板面内で回転させるものであ
り、シールド板は、前記基板の前記ターゲット側とは逆
の約半分を前記ターゲット側からさえぎるものであり、
前記基板の中央から半径の１／２の位置で前記ターゲッ
トに最も近い点を通る法線は、前記ターゲットの最も多
くスパッタ放出される位置の内、最も近い点の近傍を通
るように配置し、前記基板の中央から半径の１／２の位
置で前記ターゲットに最も近い点と前記ターゲットの最
も多くスパッタ放出される位置の内最も近い点との距離
は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの平均自由工程
よりも短くし、前記基板の半径よりも長くしたものであ
る。
【００２４】また前記ターゲットは、主に（１００）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約４５°となるように配
置したものである。
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約４５°となるように配
置したものである。
【００２５】また前記ターゲットは、主に（１１１）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約３５°となるように配
置したものである。
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約３５°となるように配
置したものである。
【００２６】また前記ターゲットは、主として（００
２）面に配向したＴｉであり、前記ターゲット面と前記
基板面のなす角度は、約３５°となるように配置したも
のである。
２）面に配向したＴｉであり、前記ターゲット面と前記
基板面のなす角度は、約３５°となるように配置したも
のである。
【００２７】
【作用】本発明に係るスパッタ法による薄膜形成方法
は、図１に示すようにターゲットから最も多くのスパッ
タ粒子がスパッタされる方向に対して垂直に基板４，７
を配置し、スパッタの期間中に基板面内で回転させ、タ
ーゲットの中央と基板の中央との距離（図１のＬ）より
スパッタガスの平均自由工程が長い条件にて行うという
特徴を有している。
は、図１に示すようにターゲットから最も多くのスパッ
タ粒子がスパッタされる方向に対して垂直に基板４，７
を配置し、スパッタの期間中に基板面内で回転させ、タ
ーゲットの中央と基板の中央との距離（図１のＬ）より
スパッタガスの平均自由工程が長い条件にて行うという
特徴を有している。
【００２８】また、基板のターゲット側とは逆の約半分
をシールド板（図４の２１）によりさえぎり、スパッタ
するという特徴を有している。
をシールド板（図４の２１）によりさえぎり、スパッタ
するという特徴を有している。
【００２９】また本発明のスパッタ装置は、ターゲット
から最も多くのスパッタ粒子が放出される方向に対して
基板を垂直に支持し、かつ基板を面内で回転させる手段
とを備え、ターゲットの中央と基板の中央との距離（図
１のＬ）は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの平均
自由工程よりも短く、基板の直径よりも長くし、基板の
中央を通る法線が、ターゲットのほぼ中央を通るという
特徴を有している。
から最も多くのスパッタ粒子が放出される方向に対して
基板を垂直に支持し、かつ基板を面内で回転させる手段
とを備え、ターゲットの中央と基板の中央との距離（図
１のＬ）は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの平均
自由工程よりも短く、基板の直径よりも長くし、基板の
中央を通る法線が、ターゲットのほぼ中央を通るという
特徴を有している。
【００３０】また、本発明の別のスパッタ装置は、ター
ゲットから最も多くのスパッタ粒子がスパッタされる方
向に対して垂直に基板を支持し、かつ基板を基板面内で
回転させる手段を備え、基板の中央から半径の１／２の
位置でターゲットに最も近い点を通る法線が、ターゲッ
トの最も多くスパッタ放出される位置のうち最も近い点
の近傍を通るように配置し、基板の中央から半径の１／
２の位置でターゲットに最も近い点とターゲットの最も
多くスパッタ放出される位置の内最も近い点との距離
（図２のＬ）は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの
平均自由工程よりも短く、基板の半径よりも長くし、基
板のターゲット側とは逆の約半分をシールド板によりタ
ーゲット側からさえぎる手段を有している。
ゲットから最も多くのスパッタ粒子がスパッタされる方
向に対して垂直に基板を支持し、かつ基板を基板面内で
回転させる手段を備え、基板の中央から半径の１／２の
位置でターゲットに最も近い点を通る法線が、ターゲッ
トの最も多くスパッタ放出される位置のうち最も近い点
の近傍を通るように配置し、基板の中央から半径の１／
２の位置でターゲットに最も近い点とターゲットの最も
多くスパッタ放出される位置の内最も近い点との距離
（図２のＬ）は、スパッタ圧力におけるスパッタガスの
平均自由工程よりも短く、基板の半径よりも長くし、基
板のターゲット側とは逆の約半分をシールド板によりタ
ーゲット側からさえぎる手段を有している。
【００３１】また、ターゲットが主に（１００）面に配
向したＡｌまたはＡｌ合金の場合、ターゲット面と基板
面がなす角度が約４５°となるように配置し、ターゲッ
トが主に（１１１）面に配向したＡｌまたはＡｌ合金ま
たは（００２）面に配向したＴｉの場合は、約３５°と
なるように配置するという特徴とする。
向したＡｌまたはＡｌ合金の場合、ターゲット面と基板
面がなす角度が約４５°となるように配置し、ターゲッ
トが主に（１１１）面に配向したＡｌまたはＡｌ合金ま
たは（００２）面に配向したＴｉの場合は、約３５°と
なるように配置するという特徴とする。
【００３２】以上のように本発明では、最も多くのスパ
ッタ粒子が、スパッタ放出される方向に対して垂直に基
板を配置して、さらにターゲットと基板の距離を基板の
直径よりも長くし、また、スパッタガスの平均自由工程
をターゲット面から基板までの距離よりも長くし、スパ
ッタ粒子のほとんどが散乱されることなく基板に到達す
るため、スパッタ粒子の多くが基板に対して垂直に近い
方向で入射し、アスペクト比の大きな開口部の底にも比
較的被覆性良く薄膜を形成でき、ターゲットの使用効率
も良い。
ッタ粒子が、スパッタ放出される方向に対して垂直に基
板を配置して、さらにターゲットと基板の距離を基板の
直径よりも長くし、また、スパッタガスの平均自由工程
をターゲット面から基板までの距離よりも長くし、スパ
ッタ粒子のほとんどが散乱されることなく基板に到達す
るため、スパッタ粒子の多くが基板に対して垂直に近い
方向で入射し、アスペクト比の大きな開口部の底にも比
較的被覆性良く薄膜を形成でき、ターゲットの使用効率
も良い。
【００３３】さらに基板を面内で回転させているため、
ターゲットに対して基板が傾斜していても基板面内の均
一性は良好である。また、基板のターゲット側とは逆の
約半分とターゲットの基板側とは逆の約半分をシールド
板で覆うことにより、ターゲットを大きくしなくても大
口径基板に膜厚の面内均一性，開口部の被覆均一性良く
薄膜を形成可能である。
ターゲットに対して基板が傾斜していても基板面内の均
一性は良好である。また、基板のターゲット側とは逆の
約半分とターゲットの基板側とは逆の約半分をシールド
板で覆うことにより、ターゲットを大きくしなくても大
口径基板に膜厚の面内均一性，開口部の被覆均一性良く
薄膜を形成可能である。
【００３４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るスパッタ装置を示す断面図である。
１に係るスパッタ装置を示す断面図である。
【００３６】図１において、スパッタ室１は、真空排気
口２を通して図示しない真空ポンプにより内部のガスが
排気され、真空となっている。また、スパッタ室１内に
は、ターゲット４及びカソード電極５が設けられ、ター
ゲット４が固定されたカソード電極５には、外部の直流
電源６が接続されている。
口２を通して図示しない真空ポンプにより内部のガスが
排気され、真空となっている。また、スパッタ室１内に
は、ターゲット４及びカソード電極５が設けられ、ター
ゲット４が固定されたカソード電極５には、外部の直流
電源６が接続されている。
【００３７】基板７を載置固定した基板ホルダー８は、
スパッタ室１内に配置され、モーター１０に回転駆動さ
れる回転軸９により支持されている。
スパッタ室１内に配置され、モーター１０に回転駆動さ
れる回転軸９により支持されている。
【００３８】基板７は、ターゲット４から最も多くのス
パッタ粒子が飛散する方向に対して垂直に配置され、基
板７の中央の法線は、ターゲット７のほぼ中央を通るよ
うに配置されている。
パッタ粒子が飛散する方向に対して垂直に配置され、基
板７の中央の法線は、ターゲット７のほぼ中央を通るよ
うに配置されている。
【００３９】ガス導入口３から不活性ガスを導入して、
所定の圧力にスパッタ室１内の圧力を調整することがで
きるようになっており、所定の圧力での不活性ガスの平
均自由工程よりも、基板７の中央と、ターゲット４の中
央との距離（Ｌ）は、短くするが、距離（Ｌ）は、基板
７の直径よりも長い範囲に制限されている。くする。１
個のターゲット４に対して基板７は、１枚だけを配置し
ても良いが、複数の基板を配置しても良い。
所定の圧力にスパッタ室１内の圧力を調整することがで
きるようになっており、所定の圧力での不活性ガスの平
均自由工程よりも、基板７の中央と、ターゲット４の中
央との距離（Ｌ）は、短くするが、距離（Ｌ）は、基板
７の直径よりも長い範囲に制限されている。くする。１
個のターゲット４に対して基板７は、１枚だけを配置し
ても良いが、複数の基板を配置しても良い。
【００４０】次に本発明の実施形態１の動作について説
明する。
明する。
【００４１】まず図２に示すようにステップＳ1におい
て、基板７を基板ホルダー８にセットする。このとき、
スパッタ室１内を大気圧にして行っても良いが、その後
の真空引きに長時間を要するので、図１には示していな
いが、搬送予備室（ロードロック室）をスパッタ室１の
横に配置して、基板７をロードロック室に入れてから真
空引きし、真空中でスパッタ室１内への基板１の出し入
れを行った方が良い。
て、基板７を基板ホルダー８にセットする。このとき、
スパッタ室１内を大気圧にして行っても良いが、その後
の真空引きに長時間を要するので、図１には示していな
いが、搬送予備室（ロードロック室）をスパッタ室１の
横に配置して、基板７をロードロック室に入れてから真
空引きし、真空中でスパッタ室１内への基板１の出し入
れを行った方が良い。
【００４２】次に図２に示すようにステップＳ2におい
て、スパッタ室１内を高真空まで、たとえば１×１０-7
Ｔｏｒｒ以下まで真空引きを行う。ロードロック室を介
して基板７を搬送した場合で、常に１×１０-7Ｔｏｒｒ
以下の場合には、この工程は必要ない。
て、スパッタ室１内を高真空まで、たとえば１×１０-7
Ｔｏｒｒ以下まで真空引きを行う。ロードロック室を介
して基板７を搬送した場合で、常に１×１０-7Ｔｏｒｒ
以下の場合には、この工程は必要ない。
【００４３】次に図２に示すようにステップＳ3におい
て、スパッタ室１内にガス導入口３から不活性ガス、一
般的にはＡｒを導入する。Ａｒガスの流量は、マスフロ
ーコントローラを用いて正確にコントロールし、所望の
圧力となるように流量を設定する。圧力は、Ａｒの平均
自由工程がターゲット４の中央と基板７の中央との間の
距離（Ｌ）よりも長くなるような圧力とする。必要に応
じて、真空排気口２のコンダクタンスを変化させて、所
望の設定圧力となるようにする。
て、スパッタ室１内にガス導入口３から不活性ガス、一
般的にはＡｒを導入する。Ａｒガスの流量は、マスフロ
ーコントローラを用いて正確にコントロールし、所望の
圧力となるように流量を設定する。圧力は、Ａｒの平均
自由工程がターゲット４の中央と基板７の中央との間の
距離（Ｌ）よりも長くなるような圧力とする。必要に応
じて、真空排気口２のコンダクタンスを変化させて、所
望の設定圧力となるようにする。
【００４４】次に図２に示すようにステップＳ4におい
て、基板７がセットされた基板ホルダー８を基板７に対
して垂直な回転軸９を中心にして回転させる。回転の中
心は、必ずしも基板７の中央にする必要はないが、基板
７の中央からのずれが大きいと、基板７が回転する領域
が広くなり、複数の基板７を配置するのが困難となって
くるため、基板７の中央付近を中心に回転させた方が良
い。
て、基板７がセットされた基板ホルダー８を基板７に対
して垂直な回転軸９を中心にして回転させる。回転の中
心は、必ずしも基板７の中央にする必要はないが、基板
７の中央からのずれが大きいと、基板７が回転する領域
が広くなり、複数の基板７を配置するのが困難となって
くるため、基板７の中央付近を中心に回転させた方が良
い。
【００４５】次に図２に示すようにステップＳ5におい
て、直流電源６のパワーをオンして、カソード電極５に
負の電圧を印加し、グロー放電を開始する。これによ
り、Ａｒがイオンかされ、ターゲット４に加速されて衝
突し、ターゲット４の物質をスパッタ粒子として飛び出
させる。このスパッタ粒子の飛び出す量が最も多い方向
は、一般的には、ターゲット４の表面に垂直な方向では
なく、２０〜５０°程度傾いていることが多い。基板７
は、その方向に対して垂直に配置されており、さらにＡ
ｒガスの平均自由工程が、ターゲット４の中央と基板７
の中央との間の距離（Ｌ）よりも長いため、基板７にス
パッタ粒子が到達する前に散乱されることが少なくな
り、図３に示すように、基板７の表面に形成されたシリ
コン酸化膜３２の開口部の底にも被覆性良く、成膜が可
能である。
て、直流電源６のパワーをオンして、カソード電極５に
負の電圧を印加し、グロー放電を開始する。これによ
り、Ａｒがイオンかされ、ターゲット４に加速されて衝
突し、ターゲット４の物質をスパッタ粒子として飛び出
させる。このスパッタ粒子の飛び出す量が最も多い方向
は、一般的には、ターゲット４の表面に垂直な方向では
なく、２０〜５０°程度傾いていることが多い。基板７
は、その方向に対して垂直に配置されており、さらにＡ
ｒガスの平均自由工程が、ターゲット４の中央と基板７
の中央との間の距離（Ｌ）よりも長いため、基板７にス
パッタ粒子が到達する前に散乱されることが少なくな
り、図３に示すように、基板７の表面に形成されたシリ
コン酸化膜３２の開口部の底にも被覆性良く、成膜が可
能である。
【００４６】また、基板７を回転しているため、基板７
の面内の膜厚均一性、及び段差被覆性の均一性も良い
（図３（ａ），（ｂ））。基板７の表面に所望の膜厚が
形成された時点で、直流電源６のパワーをオフして、グ
ロー放電を停止させて成膜を終了する（図２のステップ
Ｓ6）。
の面内の膜厚均一性、及び段差被覆性の均一性も良い
（図３（ａ），（ｂ））。基板７の表面に所望の膜厚が
形成された時点で、直流電源６のパワーをオフして、グ
ロー放電を停止させて成膜を終了する（図２のステップ
Ｓ6）。
【００４７】その後、基板ホルダー８の回転を止めて、
成膜が終了した基板７を回収する。
成膜が終了した基板７を回収する。
【００４８】
【実施例】次に、本発明の実施例を図１を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００４９】図１において、スパッタ室１は、真空排気
口２よりクライオポンプ（真空ポンプ）により内部のガ
スが排気され、１０-8Ｔｏｒｒ台以下の圧力となってい
る。
口２よりクライオポンプ（真空ポンプ）により内部のガ
スが排気され、１０-8Ｔｏｒｒ台以下の圧力となってい
る。
【００５０】主に（１００）面に配向した多結晶構造か
らなるＡｌ合金ターゲット４がカソード電極５に固定さ
れ、カソード電極５には直流電源６が接続されている。
Ａｌ合金ターゲット４の直径は、３００ｍｍとする。直
径８インチのシリコン基板７を静電吸着により載置固定
した基板ホルダー８は、モーター１０の回転軸９に支持
され、シリコン基板７は、モーター１０により基板の中
央を中心として面内で回転する。
らなるＡｌ合金ターゲット４がカソード電極５に固定さ
れ、カソード電極５には直流電源６が接続されている。
Ａｌ合金ターゲット４の直径は、３００ｍｍとする。直
径８インチのシリコン基板７を静電吸着により載置固定
した基板ホルダー８は、モーター１０の回転軸９に支持
され、シリコン基板７は、モーター１０により基板の中
央を中心として面内で回転する。
【００５１】シリコン基板７は、ターゲット４の面に対
して約４５°の角度となるように配置され、さらに、シ
リコン基板７の中央を通る法線は、Ａｌ合金ターゲット
４のほぼ中央を通るように配置する。ガス導入口３から
Ａｒガスをマスフローコントローラにより流量を制御し
て導入し、所定の圧力にスパッタ室１内の圧力を調整す
ることが可能となっている。
して約４５°の角度となるように配置され、さらに、シ
リコン基板７の中央を通る法線は、Ａｌ合金ターゲット
４のほぼ中央を通るように配置する。ガス導入口３から
Ａｒガスをマスフローコントローラにより流量を制御し
て導入し、所定の圧力にスパッタ室１内の圧力を調整す
ることが可能となっている。
【００５２】シリコン基板７の中央と、Ａｌ合金ターゲ
ット４の中央との距離は、２５０ｍｍとする。このと
き、Ａｒガスを導入して調整する所定の圧力を０．３ｍ
Ｔｏｒｒとすると、平均自由工程は約３００ｍｍとな
り、Ａｌ合金ターゲット４の中央とシリコン基板７の中
央との距離よりも長くなる。
ット４の中央との距離は、２５０ｍｍとする。このと
き、Ａｒガスを導入して調整する所定の圧力を０．３ｍ
Ｔｏｒｒとすると、平均自由工程は約３００ｍｍとな
り、Ａｌ合金ターゲット４の中央とシリコン基板７の中
央との距離よりも長くなる。
【００５３】シリコン基板７は同時に４個設置できるよ
うに、基板ホルダー８やモーター１０等は４セット備え
ておく。図１には、見やすくするために２個しか記載し
ていないが、他の２個は、図１の手前と奥に設置する。
うに、基板ホルダー８やモーター１０等は４セット備え
ておく。図１には、見やすくするために２個しか記載し
ていないが、他の２個は、図１の手前と奥に設置する。
【００５４】次に本発明の実施例の動作について図１及
び図２を参照して詳細に説明する。まず、図２のステッ
プＳ1において、直径８インチの基板７を基板ホルダー
８にセットする。このとき、図１には示していないが、
ロートロック室を介して基板７を搬送することにより、
スパッタ室１の真空をあまり悪くすることなく基板７を
搬送することが可能である。これにより、その後のスパ
ッタ室１の真空引きの時間を短縮することが可能であ
り、単位時間当りの処理枚数を増加させることが可能で
あるとともに、ターゲット表面が酸化されたり、汚染さ
れたりすることがない。
び図２を参照して詳細に説明する。まず、図２のステッ
プＳ1において、直径８インチの基板７を基板ホルダー
８にセットする。このとき、図１には示していないが、
ロートロック室を介して基板７を搬送することにより、
スパッタ室１の真空をあまり悪くすることなく基板７を
搬送することが可能である。これにより、その後のスパ
ッタ室１の真空引きの時間を短縮することが可能であ
り、単位時間当りの処理枚数を増加させることが可能で
あるとともに、ターゲット表面が酸化されたり、汚染さ
れたりすることがない。
【００５５】４つの基板ホルダー８に４枚の基板７が搬
送された後、図２のステップＳ2において、スパッタ室
１を１×１０-7Ｔｏｒｒ以下の高真空まで真空引きを行
う。ロードロック室を介して基板７を搬送した場合で、
スパッタ室１が常に１×１０-7Ｔｏｒｒ以下の場合に
は、この工程は必要ない。ロードロック室を介して搬送
を行う場合には、真空間の搬送であるため、通常スパッ
タ室１にスパッタガスであるＡｒを流したままで行う。
そのためスパッタ室１のほうがロードロック室よりも圧
力が高い状態で搬送を行うこととなり、ロードロック室
側から、スパッタ室１側に酸素や窒素等の不純ガスが流
れ込むことは少なく、この場合には、特にスパッタ室１
の真空引きの工程は必要ない。
送された後、図２のステップＳ2において、スパッタ室
１を１×１０-7Ｔｏｒｒ以下の高真空まで真空引きを行
う。ロードロック室を介して基板７を搬送した場合で、
スパッタ室１が常に１×１０-7Ｔｏｒｒ以下の場合に
は、この工程は必要ない。ロードロック室を介して搬送
を行う場合には、真空間の搬送であるため、通常スパッ
タ室１にスパッタガスであるＡｒを流したままで行う。
そのためスパッタ室１のほうがロードロック室よりも圧
力が高い状態で搬送を行うこととなり、ロードロック室
側から、スパッタ室１側に酸素や窒素等の不純ガスが流
れ込むことは少なく、この場合には、特にスパッタ室１
の真空引きの工程は必要ない。
【００５６】次に図２のステップＳ3において、スパッ
タ室１内にガス導入口３からＡｒガスを導入する。スパ
ッタ中の平均自由工程を長くするため、比較的スパッタ
圧力を小さくする必要があり、真空排気口２のバルブは
全開とし、Ａｒガスの流量をマスフローコントローラに
より正確に制御し、所望の圧力である０．３ｍＴｏｒｒ
となるように調整する。これにより平均自由工程は約３
００ｍｍとなり、ターゲット４の中央と基板７の中央と
の距離Ｌは、２５０ｍｍよりも長くできる。
タ室１内にガス導入口３からＡｒガスを導入する。スパ
ッタ中の平均自由工程を長くするため、比較的スパッタ
圧力を小さくする必要があり、真空排気口２のバルブは
全開とし、Ａｒガスの流量をマスフローコントローラに
より正確に制御し、所望の圧力である０．３ｍＴｏｒｒ
となるように調整する。これにより平均自由工程は約３
００ｍｍとなり、ターゲット４の中央と基板７の中央と
の距離Ｌは、２５０ｍｍよりも長くできる。
【００５７】次に図２のステップＳ4において、基板７
がセットされた基板ホルダー８を基板７に対して垂直な
回転軸を中心にして回転させる。回転の中心は基板７の
中央とする。回転の速度は、１分間に１０〜１００回転
程度でよく、ここでは５０回転とする。
がセットされた基板ホルダー８を基板７に対して垂直な
回転軸を中心にして回転させる。回転の中心は基板７の
中央とする。回転の速度は、１分間に１０〜１００回転
程度でよく、ここでは５０回転とする。
【００５８】次に図２のステップＳ5において、直流電
源６のパワーをオンしてカソード電極５に負の電圧を印
加して、グロー放電を開始する。スパッタパワーは２０
ｋｗとする。これによりＡｒがイオン化され、ターゲッ
ト４に加速されて衝突し、ターゲット４の構成物質であ
るＡｌ合金がスパッタ粒子として飛び出てくる。ここ
で、ターゲット４は、（１００）面に強く配向したＡｌ
合金ターゲットであるため、ターゲット面からスパッタ
粒子が飛び出す方向は図４に示すように、法線方向より
も約４５°傾いた方向が多い。
源６のパワーをオンしてカソード電極５に負の電圧を印
加して、グロー放電を開始する。スパッタパワーは２０
ｋｗとする。これによりＡｒがイオン化され、ターゲッ
ト４に加速されて衝突し、ターゲット４の構成物質であ
るＡｌ合金がスパッタ粒子として飛び出てくる。ここ
で、ターゲット４は、（１００）面に強く配向したＡｌ
合金ターゲットであるため、ターゲット面からスパッタ
粒子が飛び出す方向は図４に示すように、法線方向より
も約４５°傾いた方向が多い。
【００５９】基板７はターゲット面に対して４５°方向
に設置されており、さらに、低圧力のため、Ａｒガスの
平均自由工程が長く、ターゲット４から飛び出したスパ
ッタ粒子が基板７に到達するまでＡｒガスにより散乱さ
れることが少ないため、スパッタ粒子の多くが、基板７
に対して垂直に近い角度で入射する。
に設置されており、さらに、低圧力のため、Ａｒガスの
平均自由工程が長く、ターゲット４から飛び出したスパ
ッタ粒子が基板７に到達するまでＡｒガスにより散乱さ
れることが少ないため、スパッタ粒子の多くが、基板７
に対して垂直に近い角度で入射する。
【００６０】そのため、図３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、基板７の中央及び周辺に形成されたシリコン酸化膜
３２の開口部３２ａの底にも被覆性よく、Ｔｉ膜３１の
底部成膜の技術が可能であり、従来のスパッタに比べ、
より微細で深い開口部にも適用可能である。また基板７
を回転させているため、基板７の面内の膜厚均一性及び
段差被覆性の均一性も良い。
に、基板７の中央及び周辺に形成されたシリコン酸化膜
３２の開口部３２ａの底にも被覆性よく、Ｔｉ膜３１の
底部成膜の技術が可能であり、従来のスパッタに比べ、
より微細で深い開口部にも適用可能である。また基板７
を回転させているため、基板７の面内の膜厚均一性及び
段差被覆性の均一性も良い。
【００６１】基板に１．０μｍの膜厚のＡｌ合金を形成
するために９０秒ほどスパッタした後、直流電源６のパ
ワーをオフしてグロー放電を止め、スパッタ成膜を終了
する（図２のステップＳ6）。
するために９０秒ほどスパッタした後、直流電源６のパ
ワーをオフしてグロー放電を止め、スパッタ成膜を終了
する（図２のステップＳ6）。
【００６２】その後、基板ホルダー８の回転を止めて、
成膜が終了した基板７を４枚回収する。この後、引き続
き、他の基板に成膜を行う場合には、上記操作を繰り返
して行う。
成膜が終了した基板７を４枚回収する。この後、引き続
き、他の基板に成膜を行う場合には、上記操作を繰り返
して行う。
【００６３】本実施例においては、（１００）面に主に
配向したＡｌ合金ターゲットの場合について説明した
が、ターゲットの材質や、面方位が変化した場合には、
ターゲットと基板の角度を、それぞれのターゲットに合
わせて変化させる必要があり、Ａｌ合金ターゲットでも
（１１１）面に主に配向している場合は、基板の法線が
ターゲット面に対して５５°となるようにし、Ｔｉター
ゲットの場合は、（００２）面に主に配向したターゲッ
トについても５５°程度とするのが良い。
配向したＡｌ合金ターゲットの場合について説明した
が、ターゲットの材質や、面方位が変化した場合には、
ターゲットと基板の角度を、それぞれのターゲットに合
わせて変化させる必要があり、Ａｌ合金ターゲットでも
（１１１）面に主に配向している場合は、基板の法線が
ターゲット面に対して５５°となるようにし、Ｔｉター
ゲットの場合は、（００２）面に主に配向したターゲッ
トについても５５°程度とするのが良い。
【００６４】（実施形態２）次に本発明の実施形態２に
ついて図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施
形態２に係るスパッタ装置を示す構成図である。図にお
いて、スパッタ室１１は、真空排気口１２を通して真空
ポンプにより内部のガスが排気され真空となっている。
ターゲット１４が固定されたカソード電極１５には、直
流電源１６が接続されている。
ついて図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施
形態２に係るスパッタ装置を示す構成図である。図にお
いて、スパッタ室１１は、真空排気口１２を通して真空
ポンプにより内部のガスが排気され真空となっている。
ターゲット１４が固定されたカソード電極１５には、直
流電源１６が接続されている。
【００６５】基板１７を載置固定した基板ホルダー１８
は、モーター２０に回転軸１９を介して支持され、モー
ター２０により基板７は面内で回転する。ここまでは実
施形態１と同じである。
は、モーター２０に回転軸１９を介して支持され、モー
ター２０により基板７は面内で回転する。ここまでは実
施形態１と同じである。
【００６６】基板１７はターゲット１４から最も多くの
スパッタ粒子が飛散する方向に対して垂直に配置される
が、基板１７の中央を通る法線は、実施形態１とは異な
り、ターゲット１７の中央を通らず中央よりも遠い位置
を通るようにし、基板１７の中央から半径の１／２を通
る法線がターゲット１４の最もプラズマ密度が高く、ス
パッタ放出量が多い最も近い位置を通るようにする。基
板ホルダー１８は向かい合うように２個設置し、同時に
２枚の基板１７に膜形成を可能にする。ターゲット１４
の中心付近上部を通り、基板１７の内側をほぼ半分覆い
隠すようにシールド板２１を設け、基板１７への成膜
は、回転してターゲット１４に近い約半分を通るときに
のみ行われるようにする。
スパッタ粒子が飛散する方向に対して垂直に配置される
が、基板１７の中央を通る法線は、実施形態１とは異な
り、ターゲット１７の中央を通らず中央よりも遠い位置
を通るようにし、基板１７の中央から半径の１／２を通
る法線がターゲット１４の最もプラズマ密度が高く、ス
パッタ放出量が多い最も近い位置を通るようにする。基
板ホルダー１８は向かい合うように２個設置し、同時に
２枚の基板１７に膜形成を可能にする。ターゲット１４
の中心付近上部を通り、基板１７の内側をほぼ半分覆い
隠すようにシールド板２１を設け、基板１７への成膜
は、回転してターゲット１４に近い約半分を通るときに
のみ行われるようにする。
【００６７】ガス導入口１３からＡｒガスを導入してス
パッタ室１１内の圧力を所定の値にする。所定の圧力と
は、基板１７の中央から１／２の位置と、ターゲット１
４の最もスパッタ放出量の多い位置との距離（Ｌ）より
もＡｒガスの平均自由工程が長くなるような圧力であ
り、距離（Ｌ）は、基板１７の直径の半分よりも長くす
る。
パッタ室１１内の圧力を所定の値にする。所定の圧力と
は、基板１７の中央から１／２の位置と、ターゲット１
４の最もスパッタ放出量の多い位置との距離（Ｌ）より
もＡｒガスの平均自由工程が長くなるような圧力であ
り、距離（Ｌ）は、基板１７の直径の半分よりも長くす
る。
【００６８】本実施形態２においては、ターゲットの直
径を大きくすることなく、大口径の基板に膜厚の均一性
を悪化させることなく成膜するのに有効であり、ターゲ
ットの直径と同じ直径の基板に膜厚の均一性良く成膜可
能である。というのは、基板の半分のみにしか同時には
成膜されていないので、実質的には１／２の直径の基板
に成膜しているのとほぼ同じであるからである。
径を大きくすることなく、大口径の基板に膜厚の均一性
を悪化させることなく成膜するのに有効であり、ターゲ
ットの直径と同じ直径の基板に膜厚の均一性良く成膜可
能である。というのは、基板の半分のみにしか同時には
成膜されていないので、実質的には１／２の直径の基板
に成膜しているのとほぼ同じであるからである。
【００６９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高アスペ
クト比の開口部の底にも被覆性良く成膜を行うことがで
きる。その理由は、最も多くのスパッタ粒子が放出され
る方向に対して垂直に基板を配置していることと、スパ
ッタガスの平均自由工程をターゲットと基板の距離より
も大きくしてスパッタ粒子が散乱されないようにしたた
めである。
クト比の開口部の底にも被覆性良く成膜を行うことがで
きる。その理由は、最も多くのスパッタ粒子が放出され
る方向に対して垂直に基板を配置していることと、スパ
ッタガスの平均自由工程をターゲットと基板の距離より
も大きくしてスパッタ粒子が散乱されないようにしたた
めである。
【００７０】さらに、ターゲットの使用効率を良くする
ことができる。その理由は、最も多くのスパッタ粒子が
放出されている方向に垂直に基板を配置しているためで
ある。
ことができる。その理由は、最も多くのスパッタ粒子が
放出されている方向に垂直に基板を配置しているためで
ある。
【００７１】さらに、ターゲットを大きくすることなく
大口径の基板に均一性良く、成膜を行うことができる。
その理由は、基板の約半分をシールド板で覆い、成膜
中、基板を面内で回転させて実質的に直径の１／２の基
板に成膜していることになるためである。
大口径の基板に均一性良く、成膜を行うことができる。
その理由は、基板の約半分をシールド板で覆い、成膜
中、基板を面内で回転させて実質的に直径の１／２の基
板に成膜していることになるためである。
【図１】本発明の実施形態１に係るスパッタ装置を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作を示すタイムチャー
トである。
トである。
【図３】本発明の効果を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２を示す概略図である。
【図５】従来のスパッタ装置を示す概略図である。
【図６】従来の問題点を示す図である。
１，１１ スパッタ室 ２，１２ 真空排気室 ３，１３ ガス導入口 ４，１４ ターゲット ５，１５ カソード電極 ６，１６ 直流電源 ７，１７ 基板 ８，１８ 基板ホルダー ９，１９ 回転軸 １０，２０ モーター ２１ シールド板 ３１ Ｔｉ膜 ３２ シリコン酸化膜
Claims (13)
- 【請求項１】 スパッタ法により基板に薄膜を形成する
薄膜形成方法であって、 ターゲットから最も多くのスパッタ粒子がスパッタされ
る方向に対して垂直に基板を配置し、かつスパッタ中、
前記基板を面内で回転させ、 前記ターゲットの中央と前記基板の中央との距離よりス
パッタガスの平均自由工程が長い条件にてスパッタ成膜
することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記ターゲットは、ＡｌあるいはＡｌ合
金であり、主として（１００）面に配向しており、前記
ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約４５°
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方
法。 - 【請求項３】 前記ターゲットは、ＡｌあるいはＡｌ合
金であり、主として（１１１）面に配向しており、前記
ターゲットの面と前記基板の面とのなす角度が約３５°
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方
法。 - 【請求項４】 前記ターゲットは、Ｔｉであり、主とし
て（００２）面に配向しており、前記ターゲットの面と
前記基板の面とのなす角度が約３５°であることを特徴
とする請求項１に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項５】 前記基板の前記ターゲット側とは逆の約
半分をシールド板により前記ターゲットからさえぎるこ
とを特徴とする請求項１，２，３，又は４に記載の薄膜
形成方法。 - 【請求項６】 基板支持手段と、回転手段とを有するス
パッタ装置であって、 基板支持手段は、ターゲットから最も多くのスパッタ粒
子がスパッタされる方向に対して垂直に基板を支持する
ものであり、 回転手段は、前記基板を基板面内で回転させるものであ
り、前記ターゲットの中央と前記基板中央との距離は、
スパッタ圧力におけるスパッタガスの平均自由工程より
も短くし、前記基板の直径よりも長くし、前記基板の中
央の法線を前記ターゲットのほぼ中央を通るように配置
したことを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項７】 前記ターゲットは、主に（１００）面に
配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲットと
前記基板のなす角度は、約４５°となるように配置した
ものであることを特徴とする請求項６に記載のスパッタ
装置。 - 【請求項８】 前記ターゲットは、主に（１１１）面に
配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲットと
前記基板のなす角度は約３５°となるように配置したも
のであることを特徴とする請求項６に記載のスパッタ装
置。 - 【請求項９】 前記ターゲットは、主に（００２）面に
配向したＴｉターゲットであり、前記ターゲットと前記
基板のなす角度は、約３５°となるように配置したもの
であることを特徴とする請求項６に記載のスパッタ装
置。 - 【請求項１０】 基板支持手段と、回転手段と、シール
ド板とを有するスパッタ装置であって、 基板支持手段は、ターゲットから最も多くのスパッタ粒
子がスパッタされる方向に対して垂直に基板を支持する
ものであり、 回転手段は、前記基板を基板面内で回転させるものであ
り、シールド板は、前記基板の前記ターゲット側とは逆
の約半分を前記ターゲット側からさえぎるものであり、
前記基板の中央から半径の１／２の位置で前記ターゲッ
トに最も近い点を通る法線は、前記ターゲットの最も多
くスパッタ放出される位置の内、最も近い点の近傍を通
るように配置し、 前記基板の中央から半径の１／２の位置で前記ターゲッ
トに最も近い点と前記ターゲットの最も多くスパッタ放
出される位置の内最も近い点との距離は、スパッタ圧力
におけるスパッタガスの平均自由工程よりも短くし、前
記基板の半径よりも長くしたものであることを特徴とす
るスパッタ装置。 - 【請求項１１】 前記ターゲットは、主に（１００）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約４５°となるように配
置したものであることを特徴とする請求項１０に記載の
スパッタ装置。 - 【請求項１２】 前記ターゲットは、主に（１１１）面
に配向したＡｌまたはＡｌ合金であり、前記ターゲット
面と前記基板面のなす角度は、約３５°となるように配
置したものであることを特徴とする請求項１０に記載の
スパッタ装置。 - 【請求項１３】 前記ターゲットは、主として（００
２）面に配向したＴｉであり、前記ターゲット面と前記
基板面のなす角度は、約３５°となるように配置したも
のであることを特徴とする請求項１０に記載のスパッタ
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8309335A JPH10147864A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 薄膜形成方法及びスパッタ装置 |
| US08/972,922 US6241857B1 (en) | 1996-11-20 | 1997-11-18 | Method of depositing film and sputtering apparatus |
| KR1019970060958A KR100274709B1 (ko) | 1996-11-20 | 1997-11-19 | 막을 증착하는 방법 및 스퍼터링 장치 |
| CN97109399A CN1195712A (zh) | 1996-11-20 | 1997-11-20 | 淀积膜的方法和溅射设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8309335A JPH10147864A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 薄膜形成方法及びスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10147864A true JPH10147864A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17991780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8309335A Pending JPH10147864A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 薄膜形成方法及びスパッタ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6241857B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10147864A (ja) |
| KR (1) | KR100274709B1 (ja) |
| CN (1) | CN1195712A (ja) |
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| US8012314B2 (en) | 2000-09-12 | 2011-09-06 | Hoya Corporation | Manufacturing method and apparatus of phase shift mask blank |
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-
1997
- 1997-11-18 US US08/972,922 patent/US6241857B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-19 KR KR1019970060958A patent/KR100274709B1/ko not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6241857B1 (en) | 2001-06-05 |
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