JPS627852A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPS627852A JPS627852A JP60147022A JP14702285A JPS627852A JP S627852 A JPS627852 A JP S627852A JP 60147022 A JP60147022 A JP 60147022A JP 14702285 A JP14702285 A JP 14702285A JP S627852 A JPS627852 A JP S627852A
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- Japan
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- substrate
- target material
- film
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- thin film
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は薄膜形成方法に係り、特にスパッタリング法に
おけるターゲット材料の改良に関する。
おけるターゲット材料の改良に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
半導体ウェハー等の基体上に薄膜を形成する１つの方法
として、スパッタリング法は広く用いられている方法で
ある。一般のスパッタリング法では、１０−１〜１０
’、［Ｔｏｒｒ］程度の真空中で放電を起こし、陰極降
下電圧により陽イオンを加速して陰極に衝突せしめ、こ
の際陽イオンのスパッタリングにより、陰極部に設置さ
れたターゲット材料から放出される原子を基体上に堆積
せしめることにより薄膜を形成している。
として、スパッタリング法は広く用いられている方法で
ある。一般のスパッタリング法では、１０−１〜１０
’、［Ｔｏｒｒ］程度の真空中で放電を起こし、陰極降
下電圧により陽イオンを加速して陰極に衝突せしめ、こ
の際陽イオンのスパッタリングにより、陰極部に設置さ
れたターゲット材料から放出される原子を基体上に堆積
せしめることにより薄膜を形成している。
しかしながらこの方法では、膜の堆積速度が遅く、所望
の厚さの膜を得るのに要する時間が長いという問題があ
る。この方法では、入射してくる陽イオンがターゲット
内へ侵入する過程においてターゲットの構成原子との弾
性散乱の結果、その運動エネルギーの一部を該構成原子
に与えることになる。その運動エネルギーが該構成原子
のまわりに存在する該構成原子によって形成されている
ポテンシャルの障壁を越えるのに十分なときは、その原
子は格子点からはじき出されて（ｋｎｏｃｋ−ｏｎ）、
さらに近くの構成原子と順次衝突を重ねることによって
、いわゆる衝突カスケード（ｋｎｏｃｋ−ｏｎｃａｓｃ
ａｄｅ）が生じる。この衝突カスケードがターゲット表
面に達したとき、ターゲットの表面近傍の原子の運動エ
ネルギーが表面結合エネルギーを越えるのに十分であれ
ば、その原子はターゲツト面から真空中へ放出されるこ
とになる。
の厚さの膜を得るのに要する時間が長いという問題があ
る。この方法では、入射してくる陽イオンがターゲット
内へ侵入する過程においてターゲットの構成原子との弾
性散乱の結果、その運動エネルギーの一部を該構成原子
に与えることになる。その運動エネルギーが該構成原子
のまわりに存在する該構成原子によって形成されている
ポテンシャルの障壁を越えるのに十分なときは、その原
子は格子点からはじき出されて（ｋｎｏｃｋ−ｏｎ）、
さらに近くの構成原子と順次衝突を重ねることによって
、いわゆる衝突カスケード（ｋｎｏｃｋ−ｏｎｃａｓｃ
ａｄｅ）が生じる。この衝突カスケードがターゲット表
面に達したとき、ターゲットの表面近傍の原子の運動エ
ネルギーが表面結合エネルギーを越えるのに十分であれ
ば、その原子はターゲツト面から真空中へ放出されるこ
とになる。
従って、スパッタされる原子はターゲット表面第１層な
らびに第２層からはじき出されたものが大部分であって
、スパッタリングにより、表面原子が順次削り取られて
いくことが推測される。
らびに第２層からはじき出されたものが大部分であって
、スパッタリングにより、表面原子が順次削り取られて
いくことが推測される。
そこで、膜の堆積速度は、放出原子を増やすこと、すな
わち、電源出力、圧力等、スパッタリング条件によりあ
る程度は速めることができる。しかしながら、このよう
にスパッタリング条件を改善しても、例えば、酸化シリ
コン膜等の絶縁膜の堆積速度はせいぜい１００ ［Ａ／
ｍｉｎ、］前後であり、厚い膜を形成するには多大な時
間を要するものもあり、堆積速度が遅いということが依
然としてスパッタリングにおける重大な問題となってい
た。
わち、電源出力、圧力等、スパッタリング条件によりあ
る程度は速めることができる。しかしながら、このよう
にスパッタリング条件を改善しても、例えば、酸化シリ
コン膜等の絶縁膜の堆積速度はせいぜい１００ ［Ａ／
ｍｉｎ、］前後であり、厚い膜を形成するには多大な時
間を要するものもあり、堆積速度が遅いということが依
然としてスパッタリングにおける重大な問題となってい
た。
ところでターゲット材料の表面形状としては、従来は平
坦なものを用いるのが一般的であったが、平坦な表面形
状とした場合、前述の如く、放出されるのはターゲット
の表面近傍の原子であるため表面形状の影響をそのまま
受けて、飛び出す原子は広範囲に広がってしまう。この
ため基体上への原子の到達率が小さくなり、膜の堆積速
度が遅くなっているものと考えられる。
坦なものを用いるのが一般的であったが、平坦な表面形
状とした場合、前述の如く、放出されるのはターゲット
の表面近傍の原子であるため表面形状の影響をそのまま
受けて、飛び出す原子は広範囲に広がってしまう。この
ため基体上への原子の到達率が小さくなり、膜の堆積速
度が遅くなっているものと考えられる。
［発明の目的］
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、基本的に
はスパッタリング装置を改良することなく膜の堆積速度
を向上させ、生産性の向上をはかることを目的とする。
はスパッタリング装置を改良することなく膜の堆積速度
を向上させ、生産性の向上をはかることを目的とする。
［発明の概要］
そこで本発明では、スパッタリングによってターゲット
材料から放出される原子を収束し基体上への到達率を上
げるという点に着目してなされたもので、従来平坦であ
ったターゲット材料の表面形状を凹状とすることにより
、放出原子が膜を形成すべき基体に向うようにし、堆積
速度を高めるようにしている。
材料から放出される原子を収束し基体上への到達率を上
げるという点に着目してなされたもので、従来平坦であ
ったターゲット材料の表面形状を凹状とすることにより
、放出原子が膜を形成すべき基体に向うようにし、堆積
速度を高めるようにしている。
すなわち、ターゲット材料の周辺部を中央部より厚く加
工することにより、ターゲット材料から飛び出す原子は
収束され、基体上への原子の到達率が大きくなり、膜の
堆積速度は高められる。
工することにより、ターゲット材料から飛び出す原子は
収束され、基体上への原子の到達率が大きくなり、膜の
堆積速度は高められる。
［発明の効果］
本発明によれば、ターゲット材料の表面を凹状にしてい
るため、飛び出す原子が収束されて基体上への到達率が
高められ、薄膜の堆積速度が高められて生産性が大幅に
向上する。
るため、飛び出す原子が収束されて基体上への到達率が
高められ、薄膜の堆積速度が高められて生産性が大幅に
向上する。
さらに、スパッタリング装置自体には何ら改良を施す必
要がなく、ターゲット材料の形状を変えるのみで実施で
きるため、製造が容易で実用的利点が大である。
要がなく、ターゲット材料の形状を変えるのみで実施で
きるため、製造が容易で実用的利点が大である。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明実施例の方法に用いられるスパッタリ
ング装置の概略構成を示す断面図である。
ング装置の概略構成を示す断面図である。
このスパッタリング装置は、真空容器１１（スパッタ容
器）と、該真空容器内に相対向して配置された平板状の
上部電極（陰極）１２および下部電極１３（陽極）とか
ら構成されている。
器）と、該真空容器内に相対向して配置された平板状の
上部電極（陰極）１２および下部電極１３（陽極）とか
ら構成されている。
該上部電極１２には、整合鼎１４を介して高周波電源１
５から高周波電力が供給される。また該上部電極１２の
下面には、例えば、酸化シリコン膜を形成する場合とし
て石英ガラス（ＳｉＯｚ）からなるターゲット材料１６
が設置されている。
５から高周波電力が供給される。また該上部電極１２の
下面には、例えば、酸化シリコン膜を形成する場合とし
て石英ガラス（ＳｉＯｚ）からなるターゲット材料１６
が設置されている。
このターゲット材料１６は、第２図にその断面図を示す
如く（第１図と第２図は同一縮尺に基づくものではない
）、主表面が球面の１部からなり断面円弧状をなすもの
で厚みが中央部でｔ１＝１０［＃］、周辺部でｔ２”３
ｏ［姻］、直径Ｒ＝２０［ｃｍｌの円板状をなすもので
ある。
如く（第１図と第２図は同一縮尺に基づくものではない
）、主表面が球面の１部からなり断面円弧状をなすもの
で厚みが中央部でｔ１＝１０［＃］、周辺部でｔ２”３
ｏ［姻］、直径Ｒ＝２０［ｃｍｌの円板状をなすもので
ある。
更に、下部電極１３は通常接地されており、この上に半
導体ウェハー等の被処理基体１７が載置されるようにな
っている。
導体ウェハー等の被処理基体１７が載置されるようにな
っている。
更にまた、真空容器１１の両側面には、ガスを導入する
ためのガス導入口１８と、ガスを排出するためのガス排
出口１９とが相対向して設けられている。
ためのガス導入口１８と、ガスを排出するためのガス排
出口１９とが相対向して設けられている。
加えて、第１図中、２０．２１は夫々両電極１２．１３
と真空容器１１とを電気的に絶縁するための絶縁材であ
る。
と真空容器１１とを電気的に絶縁するための絶縁材であ
る。
次に、上記スパッタリング装置を用いた酸化シリコン膜
の形成方法について説明する。
の形成方法について説明する。
まず、被処理基体１７としてのシリコン基板を下部電極
１３上に設置し真空容器１１内を１×１０−６［Ｔｏｒ
ｒ］程度の真空度となるように真空排気したのち、ガス
導入口１８より例えばアルゴンガス［Ａｒ１を導入し、
真空容器１１内のガス圧を１０ ［ｍｔｏｒｒｌに保持
する。
１３上に設置し真空容器１１内を１×１０−６［Ｔｏｒ
ｒ］程度の真空度となるように真空排気したのち、ガス
導入口１８より例えばアルゴンガス［Ａｒ１を導入し、
真空容器１１内のガス圧を１０ ［ｍｔｏｒｒｌに保持
する。
次いで、高周波電源１５をＯＮにし、例えば１ ［ＫＷ
］の高周波電力を印加することにより、上部電極１２と
下部電極１３との間で放電を生起せしめ、アルゴンイオ
ンによりターゲット材料１６をスパッタリングし、シリ
コン基板１７上に酸化シリコン膜を堆積させる。このと
き、ターゲット材料１６とシリコン基板１７との距離は
７．５［Ｃｌ１ｌとする。
］の高周波電力を印加することにより、上部電極１２と
下部電極１３との間で放電を生起せしめ、アルゴンイオ
ンによりターゲット材料１６をスパッタリングし、シリ
コン基板１７上に酸化シリコン膜を堆積させる。このと
き、ターゲット材料１６とシリコン基板１７との距離は
７．５［Ｃｌ１ｌとする。
このようにしてシリコン基板上に酸化シリコン膜を形成
した場合、堆積速度は３２０ ［Ａ／ｍｉｎ、］であっ
た。
した場合、堆積速度は３２０ ［Ａ／ｍｉｎ、］であっ
た。
ターゲット材料として、従来の如く表面が平坦なものを
用いた場合、同一条件下での堆積速度は１００ ［Ａ／
ｍｉｎ、１ Ｆアッタ。
用いた場合、同一条件下での堆積速度は１００ ［Ａ／
ｍｉｎ、１ Ｆアッタ。
すなわち、本発明実施例の方法によれば、従来に比べて
３倍以上の堆積速度を得ることができる。
３倍以上の堆積速度を得ることができる。
なお、ターゲット材料の主表面の形状としては、実施例
においては球面の１部が構成されており断面円弧状とし
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく複数個の
テーパを有する面からなる複合面でもよく、放出原子が
収束されるように周辺部が中央部より厚くなるような形
状すなわち表面が凹状になっていればよい。
においては球面の１部が構成されており断面円弧状とし
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく複数個の
テーパを有する面からなる複合面でもよく、放出原子が
収束されるように周辺部が中央部より厚くなるような形
状すなわち表面が凹状になっていればよい。
また、ターゲット材料の材質についても石英ガラスに限
定されるものではなく、必要に応じて適宜選枦すればよ
いことはいうまでもない。
定されるものではなく、必要に応じて適宜選枦すればよ
いことはいうまでもない。
更に、装置の構成についても実施例に何ら限定されるも
のではなく、ターゲット材料を担持する上部電極上にマ
グネットを配置し電磁界空間中で電子をドリフト運動さ
せるようにしたマグネトロンスパッタ装置、被処理基体
を載置する下部電極にも適当なバイアス電圧を印加して
イオンの１部が被処理基体表面の近傍に流れ込むように
し、堆積過程でも被処理基体表面がイオンによる衝撃を
受けて、堆積膜面に吸着されるガスをたたき出し堆積膜
の純化を行なうようにしたバイアススパッタ装置等、他
の装置でも本発明は有効である。
のではなく、ターゲット材料を担持する上部電極上にマ
グネットを配置し電磁界空間中で電子をドリフト運動さ
せるようにしたマグネトロンスパッタ装置、被処理基体
を載置する下部電極にも適当なバイアス電圧を印加して
イオンの１部が被処理基体表面の近傍に流れ込むように
し、堆積過程でも被処理基体表面がイオンによる衝撃を
受けて、堆積膜面に吸着されるガスをたたき出し堆積膜
の純化を行なうようにしたバイアススパッタ装置等、他
の装置でも本発明は有効である。
第１図は、本発明実施例の方法に用いられるスパッタリ
ング装置の概略構成を示す断面図、第２図は、同方法に
用いられるターゲット材料の形状を示す断面図である。 １１・・・真空容器、１２・・・上部電極、１３・・・
下部電極、１４・・・整合器、１５・・・高周波電源、
１６・・・ターゲット材料、１７・・・被処理基体、１
８・・・ガス導入口、１９・・・ガス排出口、２０．２
１・・・絶縁材。 第１図 第２図
ング装置の概略構成を示す断面図、第２図は、同方法に
用いられるターゲット材料の形状を示す断面図である。 １１・・・真空容器、１２・・・上部電極、１３・・・
下部電極、１４・・・整合器、１５・・・高周波電源、
１６・・・ターゲット材料、１７・・・被処理基体、１
８・・・ガス導入口、１９・・・ガス排出口、２０．２
１・・・絶縁材。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 放電により生じたイオンでターゲット材料をスパッタリ
ングし、被処理基体上に薄膜を堆積形成する薄膜形成方
法において、 前記放出原子を被処理基体上に収束せしむべく、前記タ
ーゲット材料として表面が凹面状をなすように形成され
たものを用いるようにしたことを特徴とする薄膜形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147022A JPS627852A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147022A JPS627852A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627852A true JPS627852A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15420773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60147022A Pending JPS627852A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627852A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06505051A (ja) * | 1990-10-31 | 1994-06-09 | 東京エレクトロン株式会社 | マグネトロンスパッタコーテイング法と回転磁石陰極を備えた装置 |
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| JP2009046735A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置およびプラズマ処理装置 |
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| US10278361B2 (en) | 2010-10-11 | 2019-05-07 | Innovive, Inc. | Rodent containment cage monitoring apparatus and methods |
| US10448612B2 (en) | 2004-12-13 | 2019-10-22 | Innovive, Inc. | Process for replacing a cage in a rodentcontainment system for animal husbandry |
| US10729098B2 (en) | 2013-07-01 | 2020-08-04 | Innovive, Inc. | Cage rack monitoring apparatus and methods |
| US10842124B2 (en) | 2014-07-25 | 2020-11-24 | Innovive, Inc. | Animal containment enrichment compositions and methods |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP60147022A patent/JPS627852A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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