JPS63149374A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
- Publication number
- JPS63149374A JPS63149374A JP29717086A JP29717086A JPS63149374A JP S63149374 A JPS63149374 A JP S63149374A JP 29717086 A JP29717086 A JP 29717086A JP 29717086 A JP29717086 A JP 29717086A JP S63149374 A JPS63149374 A JP S63149374A
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- JP
- Japan
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- target
- center
- permanent magnet
- permanent magnets
- annular
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Classifications
-
- 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
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マグネトロンスパッタ装置の改良である。
反応室をなす真空容器中に、ターゲットが半導体ウェー
ハと対向して設けられ、環状に配置される複数の永久磁
石または環状永久磁石が半導体ウェーハとは逆の側にタ
ーゲットと対向して極性がターゲットと平行の面内で法
線方向になるように回転可能に配置され、環状に配こさ
れる複数の永久磁石または環状永久磁石の中心がターゲ
ットの中心から偏心しており、環状に配置される複数の
永久磁石または環状永久磁石のいづれかの１点はターゲ
ットの中心と重なるように配置されているマグネトロン
スパッタ装置である。
ハと対向して設けられ、環状に配置される複数の永久磁
石または環状永久磁石が半導体ウェーハとは逆の側にタ
ーゲットと対向して極性がターゲットと平行の面内で法
線方向になるように回転可能に配置され、環状に配こさ
れる複数の永久磁石または環状永久磁石の中心がターゲ
ットの中心から偏心しており、環状に配置される複数の
永久磁石または環状永久磁石のいづれかの１点はターゲ
ットの中心と重なるように配置されているマグネトロン
スパッタ装置である。
本発明は、マグネトロンスパッタ装置の改良に関する。
特に、ターゲットの一部領域のみがスバッ゛りされるこ
とも、また、一部領域に予期せぬ堆積がなされることも
なく、ターゲットの面の凹凸が甚だしくなくてターゲッ
トの使用効率が良好で、また、予期せぬ堆積物が落下し
て製造歩留りを低下するようなこともないようにするこ
とができるマグネトロンスパッタ装置に関する。
とも、また、一部領域に予期せぬ堆積がなされることも
なく、ターゲットの面の凹凸が甚だしくなくてターゲッ
トの使用効率が良好で、また、予期せぬ堆積物が落下し
て製造歩留りを低下するようなこともないようにするこ
とができるマグネトロンスパッタ装置に関する。
従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の１例を第７
図を参照して説明する０図において、１は反応室をなす
真空容器であり、アルゴンガス等が稀薄な状態で供給さ
れる。２はターゲットであり、堆積される材料例えば高
融点金属やそのシリサイド等よりなる平板である。３は
その上に堆積がなされるシリコンウェー／Ｘ等の半導体
ウェーハ等であり、ターゲット２と対向して相互に固定
して配置される。半導体ウェーハ等３からターゲット２
に向う方向に電界Ｅが印加される。
図を参照して説明する０図において、１は反応室をなす
真空容器であり、アルゴンガス等が稀薄な状態で供給さ
れる。２はターゲットであり、堆積される材料例えば高
融点金属やそのシリサイド等よりなる平板である。３は
その上に堆積がなされるシリコンウェー／Ｘ等の半導体
ウェーハ等であり、ターゲット２と対向して相互に固定
して配置される。半導体ウェーハ等３からターゲット２
に向う方向に電界Ｅが印加される。
４は環状の永久磁石または環状に配置された複数の永久
磁石であり１図示するように、ターゲット２の面と平行
する面内で法線方向に磁束Ｈを発生する。この磁束Ｈは
、上記の電界Ｅによって飛行する帯電粒子の飛行経路を
回転させ、帯電粒子が反応室ｌ内に滞留する期間を長く
し、アルゴン原子をイオン化する機能を増大する。
磁石であり１図示するように、ターゲット２の面と平行
する面内で法線方向に磁束Ｈを発生する。この磁束Ｈは
、上記の電界Ｅによって飛行する帯電粒子の飛行経路を
回転させ、帯電粒子が反応室ｌ内に滞留する期間を長く
し、アルゴン原子をイオン化する機能を増大する。
この磁界発生手段として、環状の永久磁石または複数の
永久磁石を環状に配置し磁石中心をターゲットの中心か
ら偏心させた状態で回転して使用する理由は、ターゲッ
ト２の一部のみが深くスパッタされることを防止し、タ
ーゲットの利用効率が低下することを防止するとともに
、ウェーハ３に付着する被膜の膜厚を均一にするためで
ある。換言すれば、ターゲット表面において磁束Ｈがタ
ーゲットの面に平行する方向であると、その部分のみが
深くスパッタされるが、ターゲット表面において磁束Ｈ
がターゲットの面に直交する方向であると、スパッタは
全くなされない、環状永久磁石をターゲット中心を回転
中心として偏心して回転すると、環状の深くスパッタさ
れる領域と、スパッタがなされない領域とがターゲット
中心を中心として画いた円周に沿って移動するために、
ターゲット全域にわたって、平均化されてスパッタされ
る。しかし、偏心量が少ないとターゲット中央の領域で
は、磁束Ｈが常にターゲツト面とほぼ直交するために、
スパッタが行なわれない。
永久磁石を環状に配置し磁石中心をターゲットの中心か
ら偏心させた状態で回転して使用する理由は、ターゲッ
ト２の一部のみが深くスパッタされることを防止し、タ
ーゲットの利用効率が低下することを防止するとともに
、ウェーハ３に付着する被膜の膜厚を均一にするためで
ある。換言すれば、ターゲット表面において磁束Ｈがタ
ーゲットの面に平行する方向であると、その部分のみが
深くスパッタされるが、ターゲット表面において磁束Ｈ
がターゲットの面に直交する方向であると、スパッタは
全くなされない、環状永久磁石をターゲット中心を回転
中心として偏心して回転すると、環状の深くスパッタさ
れる領域と、スパッタがなされない領域とがターゲット
中心を中心として画いた円周に沿って移動するために、
ターゲット全域にわたって、平均化されてスパッタされ
る。しかし、偏心量が少ないとターゲット中央の領域で
は、磁束Ｈが常にターゲツト面とほぼ直交するために、
スパッタが行なわれない。
上記せる従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置にお
いては、ターゲットの中心とその近傍が深くスパッタさ
れることはないが、逆に、このターゲットの中心に不必
要な堆積がなされ、この堆積物が剥離して浮遊し、半導
体ウェーハ上に付着し、突起等を形成する原因となり、
製造歩留りを低下する原因となっていた。
いては、ターゲットの中心とその近傍が深くスパッタさ
れることはないが、逆に、このターゲットの中心に不必
要な堆積がなされ、この堆積物が剥離して浮遊し、半導
体ウェーハ上に付着し、突起等を形成する原因となり、
製造歩留りを低下する原因となっていた。
本発明の目的は、複数の永久磁石が環状に配置されまた
は環状永久磁石が環状に配置されており、磁束の方向が
一部領域においてターゲットの面と直交しているマグネ
トロンスパッタ装置において、この磁束がターゲットの
面とほぼ直交している領域に堆積がなされることがなく
、その結果、その堆積物が落下して製造歩留りを低下す
ることのないようにする改良を提供することにある。
は環状永久磁石が環状に配置されており、磁束の方向が
一部領域においてターゲットの面と直交しているマグネ
トロンスパッタ装置において、この磁束がターゲットの
面とほぼ直交している領域に堆積がなされることがなく
、その結果、その堆積物が落下して製造歩留りを低下す
ることのないようにする改良を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、第
１図に示すように、環状に回転可能に配置される複数の
永久磁石または環状永久磁石４をターゲット２の回転中
心と偏心して配置し、このとき、永久磁石４のどこかの
１点とターゲット２の中心とが重なるようにし、この偏
心して配置された環状に配置された永久磁石または環状
永久磁石４をターゲット２の中心を回転中心として回転
することにある。
１図に示すように、環状に回転可能に配置される複数の
永久磁石または環状永久磁石４をターゲット２の回転中
心と偏心して配置し、このとき、永久磁石４のどこかの
１点とターゲット２の中心とが重なるようにし、この偏
心して配置された環状に配置された永久磁石または環状
永久磁石４をターゲット２の中心を回転中心として回転
することにある。
特に、環状永久磁石の断面形状または永久磁石を環状に
配置する配置形状が第２図に示すようにハート形にされ
ていると、極めて有利である。
配置する配置形状が第２図に示すようにハート形にされ
ていると、極めて有利である。
本発明は、磁束Ｈがターゲットの面と交叉し堆積がなさ
れない領域を時間的に変化させ、全体として平均化する
という着想を実験的に確認して完成したものである。
れない領域を時間的に変化させ、全体として平均化する
という着想を実験的に確認して完成したものである。
第３図参照
図において、Ａは周辺の堆積が発生する領域であり、Ｂ
はスパッタされる二ローション領域であり、Ｃは中央部
の堆積が発生する領域である。
はスパッタされる二ローション領域であり、Ｃは中央部
の堆積が発生する領域である。
この中央部の堆積が発生する領域Ｃの半径ｙは。
スパッタパワー、ｆｉｉ石の種類、磁極の配置方向（磁
束の方向がターゲットに平行か垂直か）、磁石の長さａ
、磁石とターゲット表面間の距離す等によっても変化す
るが、偏心して環状に配置される複数の永久磁石または
環状永久磁石の内側の端とターゲット中心との最短距＃
Ｘにより、大きく変化する。
束の方向がターゲットに平行か垂直か）、磁石の長さａ
、磁石とターゲット表面間の距離す等によっても変化す
るが、偏心して環状に配置される複数の永久磁石または
環状永久磁石の内側の端とターゲット中心との最短距＃
Ｘにより、大きく変化する。
Ｂ Ｈｍａ！が３０ＭＧＯｅである希土類磁石を使用し
、磁極方向をターゲツト面に平行し、磁石の幅ａを４０
−自とし、磁石とターゲット表面間の距ｍｂを３８ｍｍ
とし、ターゲット中心と磁石の外側の端との最大距離Ｃ
を １３０１１−とし、ターゲット表面（ｂ ＝ ３８
ｍｍ）での磁場の強さの水平方向成分の最大値を ４０
０ガウスとし、スパッタパワー５ＫＷ（ＤＣ）とし、タ
ーゲットの種類はタングステンとした場合、実験の結果
によれば。
、磁極方向をターゲツト面に平行し、磁石の幅ａを４０
−自とし、磁石とターゲット表面間の距ｍｂを３８ｍｍ
とし、ターゲット中心と磁石の外側の端との最大距離Ｃ
を １３０１１−とし、ターゲット表面（ｂ ＝ ３８
ｍｍ）での磁場の強さの水平方向成分の最大値を ４０
０ガウスとし、スパッタパワー５ＫＷ（ＤＣ）とし、タ
ーゲットの種類はタングステンとした場合、実験の結果
によれば。
第４図のグラフに示すように、ｘ＝−６層■のときｙ＝
ｏ■１となる。
ｏ■１となる。
このような実験を繰返して、第１図に示すように、永久
磁石４のどこかの１点がターゲット２の中心と重なるよ
うな配置であると、本発明の効果が認められることを確
認した。
磁石４のどこかの１点がターゲット２の中心と重なるよ
うな配置であると、本発明の効果が認められることを確
認した。
以下１図面を参照しつ一２本発明の実施例に係るスパッ
タ装置２例についてさらに説明する。
タ装置２例についてさらに説明する。
１上ｊ
第１図参照
図において、１は反応室をなす真空容器であす、アルゴ
ンガス等が稀薄な状態で供給される。
ンガス等が稀薄な状態で供給される。
２はターゲットであり、堆積される材料例えば高融点金
属やそのシリサイド等よりなる平板である。３はその上
に堆積がなされるシリコンウェー八等の半導体ウェー八
等であり、ターゲット２と対向して相互に固定して配置
される。半導体ウェーハ等３からターゲット２に向う方
向に電界Ｅが印加される。
属やそのシリサイド等よりなる平板である。３はその上
に堆積がなされるシリコンウェー八等の半導体ウェー八
等であり、ターゲット２と対向して相互に固定して配置
される。半導体ウェーハ等３からターゲット２に向う方
向に電界Ｅが印加される。
第５図、第６図参照
４は環状の永久磁石または環状に配置された複数の永久
磁石であり、環状の永久磁石または環状に配置された複
数の永久磁石４の断面に平行する面内で法線方向に磁束
Ｈを発生する。磁束Ｈの方向は、求心的でも放射的でも
さしつかえない、この磁束Ｈは、上記の電界Ｅによって
飛行する電子の飛行経路を回転させ、電子が反応室１内
に滞留する期間を長くし、アルゴン原子をイオン化する
機能を増大する。
磁石であり、環状の永久磁石または環状に配置された複
数の永久磁石４の断面に平行する面内で法線方向に磁束
Ｈを発生する。磁束Ｈの方向は、求心的でも放射的でも
さしつかえない、この磁束Ｈは、上記の電界Ｅによって
飛行する電子の飛行経路を回転させ、電子が反応室１内
に滞留する期間を長くし、アルゴン原子をイオン化する
機能を増大する。
さらに、この環状磁界発生手段４は、そのどこかがター
ゲット２の中心と重なっており、この環状磁界発生手段
４はターゲット２の中心を回転中心として回転される。
ゲット２の中心と重なっており、この環状磁界発生手段
４はターゲット２の中心を回転中心として回転される。
そのため、ターゲット２の中心部のみが深くスパッタさ
れることもなく、また、その領域に堆積が発生すること
もない。
れることもなく、また、その領域に堆積が発生すること
もない。
１又ｊ
第２図参照
環状の永久磁石または環状に配置された複数の永久磁石
４の形状または配置をハート形にすると、本発明の効果
は極めて顕著であることが知られているが、１例として
図示するようなハート形にすることが望ましい。
４の形状または配置をハート形にすると、本発明の効果
は極めて顕著であることが知られているが、１例として
図示するようなハート形にすることが望ましい。
図において、Ｅはハートの中心とし、Ｆを回転中心とし
、文をハートの径とし、０をノ＼−トの中心Ｅと基準点
Ｇとを結ぶ方向からの回転角としたとき、回転中心Ｆか
らノ＼−トの周までの長さｒが式 ％式％ をもって表しうるようにする。
、文をハートの径とし、０をノ＼−トの中心Ｅと基準点
Ｇとを結ぶ方向からの回転角としたとき、回転中心Ｆか
らノ＼−トの周までの長さｒが式 ％式％ をもって表しうるようにする。
実験の結果によれば、この場合、ターゲットが一様にス
パッタされて本発明の効果は極めて顕著になる。
パッタされて本発明の効果は極めて顕著になる。
以上説明せるとおり１本発明に係るスパッタ装置は、反
応室をなす真空容器中に、ターゲットが半導体ウェーハ
と対向して設けられ、環状に配置される複数の永久磁石
または環状永久磁石が半導体ウェーハとは逆の側にター
ゲットと対向して極性がターゲットと平行の面内で法線
方向になるように回転可能に配置され、環状に配置され
る複数の永久磁石または環状永久磁石の中心がターゲッ
トの中心から偏心しており、環状に配置される複数の永
久磁石または環状永久磁石のいづれかの１点はターゲッ
トの中心と重なるように配置されているので、磁束がタ
ーゲットの面と直交する一部領域のみがスパッタされる
こともこの領域においてターゲット面玉に予期せぬ堆積
がなされることもなく、ターゲットの面はフラットに保
持されてターゲットの使用効率が向上し、その結果。
応室をなす真空容器中に、ターゲットが半導体ウェーハ
と対向して設けられ、環状に配置される複数の永久磁石
または環状永久磁石が半導体ウェーハとは逆の側にター
ゲットと対向して極性がターゲットと平行の面内で法線
方向になるように回転可能に配置され、環状に配置され
る複数の永久磁石または環状永久磁石の中心がターゲッ
トの中心から偏心しており、環状に配置される複数の永
久磁石または環状永久磁石のいづれかの１点はターゲッ
トの中心と重なるように配置されているので、磁束がタ
ーゲットの面と直交する一部領域のみがスパッタされる
こともこの領域においてターゲット面玉に予期せぬ堆積
がなされることもなく、ターゲットの面はフラットに保
持されてターゲットの使用効率が向上し、その結果。
その堆積物が落下して製造歩留りを低下することがない
。
。
第１図は１本発明の一実施例に係るでグネトロンスパッ
タ装置の構成図である。 第２図は、本発明の他の実施例に係るマグネトロンスパ
ッタ装置の環状永久磁石または環状に配置される永久磁
石のハート形配置形状である。 第３図は、本発明の作用説明図である。 第４図は、本発明の作用確認試験の結果を示すグラフで
ある。 第５図は、本発明のマグネトロンスパッタ装置に使用さ
れる環状永久磁石の平面図である。 第６図は、本発明のマグネトロンスパッタ装置に使用さ
れる永久磁石が環状に配置された状態を示す平面図であ
る。 第７図は、従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の
構成図である。 ｌ・・・真空容器。 ２日・ターゲット、 ３・・・半導体ウェーハ等、 ４・・・環状の永久磁石または環状に配置される永久磁
石。 ＼１くツノ王−パ こ〕、。 従来技術 第７図 第１図 ハート！立１−ＴＩ９；１尺′ 第２図 ｉａｍｔｒしβ月唱 第３図 ｍｍ 詐用、４誌諷゛疲・ご東 第４図 〕 〔〜丘 第６図
タ装置の構成図である。 第２図は、本発明の他の実施例に係るマグネトロンスパ
ッタ装置の環状永久磁石または環状に配置される永久磁
石のハート形配置形状である。 第３図は、本発明の作用説明図である。 第４図は、本発明の作用確認試験の結果を示すグラフで
ある。 第５図は、本発明のマグネトロンスパッタ装置に使用さ
れる環状永久磁石の平面図である。 第６図は、本発明のマグネトロンスパッタ装置に使用さ
れる永久磁石が環状に配置された状態を示す平面図であ
る。 第７図は、従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の
構成図である。 ｌ・・・真空容器。 ２日・ターゲット、 ３・・・半導体ウェーハ等、 ４・・・環状の永久磁石または環状に配置される永久磁
石。 ＼１くツノ王−パ こ〕、。 従来技術 第７図 第１図 ハート！立１−ＴＩ９；１尺′ 第２図 ｉａｍｔｒしβ月唱 第３図 ｍｍ 詐用、４誌諷゛疲・ご東 第４図 〕 〔〜丘 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］ターゲット（２）と、該ターゲット（２）と対向
して設けられる半導体ウェーハ（３）とが反応室をなす
真空容器中（１）に収容され該半導体ウェーハ（３）と
は逆の側に前記ターゲット（２）と対向して極性が前記
ターゲット（２）と平行の面内で法線方向になるように
、環状に回転可能に複数の永久磁石または環状永久磁石
（４）が配置されるスパッタ装置において、前記環状に
配置される複数の永久磁石または環状永久磁石（４）の
中心は前記ターゲット（２）の中心から偏心しており、
前記環状に配置される複数の永久磁石または環状永久磁
石（４）のいづれかの１点は前記ターゲット（２）の中
心と重なるように配置されていることを特徴とするスパ
ッタ装置。 ［２］前記環状に配置される複数の永久磁石または環状
永久磁石（４）の平面形状はハート形であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29717086A JPS63149374A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29717086A JPS63149374A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149374A true JPS63149374A (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=17843088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29717086A Pending JPS63149374A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63149374A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995958A (en) * | 1989-05-22 | 1991-02-26 | Varian Associates, Inc. | Sputtering apparatus with a rotating magnet array having a geometry for specified target erosion profile |
| US5108574A (en) * | 1991-01-29 | 1992-04-28 | The Boc Group, Inc. | Cylindrical magnetron shield structure |
| JPH04183857A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-30 | Tokuda Seisakusho Ltd | プレーナ型マグネトロンスパッタ源における磁石の構造 |
| US5130005A (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-14 | Materials Research Corporation | Magnetron sputter coating method and apparatus with rotating magnet cathode |
| JPH05263235A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Shibaura Eng Works Co Ltd | プレーナ型マグネトロンスパッタ源における磁石構造 |
| 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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-
1986
- 1986-12-12 JP JP29717086A patent/JPS63149374A/ja active Pending
Cited By (15)
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