DE3242854A1

DE3242854A1 - Verfahren und vorrichtung zur konturierung der dicke von aufgespruehten schichten

Info

Publication number: DE3242854A1
Application number: DE19823242854
Authority: DE
Inventors: David James Santa Cruz Calif. Harra; Martin Albert Santa Clara Calif. Hutchinson; Frederick Thomas Sunnyvale Calif. Turner
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-06-09
Also published as: JPS6154111B2; US4416759A; FR2517332A1; GB2110720B; GB2110720A; JPS5896873A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren

zum Konturieren der Dicke von durch Sprühzerstäubung niedergeschlagenen Schichten und bezieht sich insbesondere auf eine blockierende Abschirmung und ein Verfahren zur willkürlichen Konturierung der Dicke einer durch Versprühen aufgebrachten Schicht. ■

Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen wird es immer wichtiger, die Gleichmäßigkeit der Dicke aufgetragener Schichten exakt steuern zu können. Bei gleichmäßiger Dicke des Schichtauftrags kann die Ausbeute erhöht und das Betriebsverhalten einzelner Halbleitervorrichtungen verbessert werden und ermöglicht, daß die über das betreffende'Halbleiterplättchen verteilten Einzelgeräte eine bestimmte Spezifikation genauer einhalten. Wenn Halbleiterplättchen durch Zerstäuben oder Aufsprühen beschichtet werden, wird von einer Auffängerkathode oder Targetkathode eine Substanz so abgesprüht, daß sie sich auf der zu beschichtenden Oberfläche niederschlägt, wozu allgemein auf die Veröffentlichung von R.W. Berry, et al., "Thin Film Technology" (I968) und L.J. Maissei et al., "Handbook of Thin Film Technology" (I970) hingewiesen wird. Derartige durch Zerstäuben aufgetragene Filme beispielsweise aus Aluminium werden zur Metallisierung integrierter Schaltungen benutzt. Bisher hat man ungleichförmige Filme entweder hingenommen oder sich darum bemüht, die Sprühkathode so zu gestalten oder die Geometrie des Systems so zu wählen, daß der niedergeschlagene Film so gleichförmig wie möglich wird.

Ein zum Verbessern der Gleichförmigkeit aufgesprühter Filme angewandtes Verfahren sieht vor, Blockierschirme zwischen der Auffängerkathode und dem Substrat mindestens während eines Teils des Zerstäubungszyklus anzuordnen, um zerstäubte Atome abzufangen, die sonst auf das Substrat in Bereichen des Films aufgetragen würden, die dicker würden als andere Bereiche. US-PS 3 856 65k offenbart eine Anordnung, bei der Substrate längs einer kreisförmigen Bahn um eine zentrale zylin-

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drische Kathode bewegt werden. Jedes Substrat wird nacheinander einem bestimmten Segment der Kathode ausgesetzt. An den meisten Stationen ist das Substrat der Kathode ungestört ausgesetzt, während an ausgewählten Stationen eine feste Sperrabschirmung zur Blockierung benutzt wird, um einen Teilbereich des Substrats abzuschatten, so daß die zerstäubten Atome nur von dem nichtabgeschatteten Bereich des Substrats aufgenommen werden. Durch die Wahl der Anzahl von Stationen, an denen Blockierschirme vorgesehen sind und durch die Wahl der Größe und Gestalt dieser Blockierschirme kann die Auswirkung der mit der Anlage hervorgerufenen Ungleichmäßigkeiten wesentlich verringert werden. Auf diese Weise lassen sich gleichförmigere aufgesprühte Filme erzielen. US-PS 3 9.0*4- 503 offenbart eine Anordnung, bei der ebene Abschirmungen unterschiedlicher Gestalt und Größe zwischen eine Auffängerkathode und ein Substrat geschaltet werden. Zunächst werden die Niederschlagsmerkmale der Anlage beobachtet, Ungleichförmigkeiten festgestellt und dann die AnOrdnung _f Größe und Gestalt der Abschirmung bestimmt. Abschirmungen mit variablen Formen werden ebenfalls beschrieben. Die aus den beiden genannten Eöbenben bekannten Vorrichtungen ermöglichen Korrekturen der Gleichförmigkeit erster Ordnung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, da auch die Gaszerstreuung als Transportmechanismus wirkt, eine Blockierung des Transportes in der Sichtlinie keine vollkommene Abschattung hervorruft, und daß die optimale Gleichförmigkeit nicht unbedingt erreicht wird. Versprühte Atome, die durch Gas zerstreut werden, bewegen sich unter die Abschirmung und fügen sich entweder dem Film unter der Abschirmung hinzu oder lagern sich lose auf dem unter der Abschirmung niedergeschlagenen Film ab. >

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch Verwendung der primären Blockierabschirmung zwischen einer Zerstäubungsquelle und einem Substrat erhaltene Korrektur der Gleichmäßigkeit durch zusätzliche Blockierung gegenüber den zerstäubten Atomen zu verbessern.

Hierzu soll gemäß der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, die den Transport versprühter Atome durch den Zerstäubungsmechanismus der Gaskollision auf Bereiche des Substrats verhindert, die gegenüber Niederschlag in Sichtlinie abgeschirmt sind.

Aufgrund eines zusätzlichen Blockierschirms, der gemeinsam mit einem Hauptblockierschirm verwendet wird, ermöglicht die Erfindung eine exaktere Konturierung der Dicke eines durch Zerstäuben aufgetragenen Films.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zerstäubungsstation mit einer Magnetronquelle, einem Hauptblockierschirm, einem zu beschichtenden Substrat und einem Zusatzblockier schirm gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Kontur der Filmdicke über ein Halbleiterplättchen hinweg im Fall von erfindungsgemäß hergestellten Schichten;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer von Kassette zu Kassette arbeitenden Beschichtungseinrichtung mit mehreren Stationen zum Durchführen des Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. k eine graphische Darstellung der Kontur der Filmdicke gemäß dem Stand der Technik (Kurve a) und gemäß der Erfindung (Kurven b und c).

Die willkürliche Konturierung der Dicke eines durch Versprühen niedergeschlagenen Films wird durch eine Hilfssperrabschirmung oder einen Zusatzblockierschirm ermöglicht, der gemeinsam mit einem Hauptblockierschirm vorgesehen ist. Der Zusatzblockierschirm erstreckt sich von der dem Substrat am nächsten liegenden Seite des Hauptblockierschirms nach unten.

Der Blockierschirm fängt direkt von der Auffängerkathode zerstäubte Atome insgesamt in Sichtlinientransportrichtung ab. Der Zusatzblockierschirm fängt Atome ab, die von der Kathode versprüht und durch dazwischen tretende Gaskollisionen unter den Hauptblockierschirm gerichtet werden. Dies ermöglicht ein genaues Maßschneidern des Dickeprofils der Beschichtung auf dem Substrat, und dabei bleibt die Qualität des zusammengesetzten Films erhalten.

Der Sprühauftrag, insbesondere von Metallen ist ein allgemein anerkanntes Verfahren in der Halbleiterindustrie. Zerstäuber- oder Sprühkathoden dienen als Targets zum Auffangen energiereicher Gasionen und bestehen aus dem auf dem Halbleiterplättchen niederzuschlagenden Material, z.B. Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silizium, bodTschneLzendsn Metallen und Suiziden und dgl.. Um eine gleichmäßige Beschichtung eines Substrates zu erhalten, können die Targets beispielsweise gemäß US-PS k 100 055 gestaltet sein. Wie Fig. 3 des genannten Patentes zeigt, sind für das Target verschiedene Profile auswählbar, so daß die Verteilung der vom Target zerstäubten Atome während der Lebensdauer des Targets so gleichmäßig wie möglich ist. Trotz der richtigen Auswahl eines Targetprofils kann die Gestaltung einer gegebenen Zerstäubungsstation oder die Form eines Substrates immer noch zu Ungleichmaßigkeiten der Beschichtung führen. In gewissen Anwendungsfällen kann es, auch wenn ein gleichmäßiger Metallfilm niedergeschlagen werden kann, erwünscht oder nötig sein, absichtlich eine Ungleichförmigkeit einzuführen, um umgekehrt eine Anpassung an die Ungleichförmigkeit eines anschließenden Metallätz-Verfahrensschritts zu erreichen. Es hat sich z.B. als wünschenswert erwiesen, Abschirmungen zu benutzen, die zwischen der Auffängerkathode und dem Substrat angeordnet werden. Derartige Abschirmungen gehen z.B. aus den schon erwähnten US-PS 3 856 65b und 3 90^ 503 hervor. Diese Abschirmungen sind meistens ebene Konstruktionen, die zwischen die Auffängerkathode und das Substrat geschaltet werden. Damit erreichen die von der Katho-

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de zerstäubten Atome diejenigen Bereiche des Substrates nicht, die normalerweise dicker beschichtet werden als erwünscht. Insgesamt fangen die Abschirmungen diejenigen Atome ab, die von einer Stelle am Target durch Sichtlinientransport zu diesen genannten Bereichen auf dem Substrat fliegen würden. Übrigens fangen sie auch einen Teil dieser Atome ab, die auf ihrem Weg zu dem Substrat eine Gasstreukollision erfahren. In einer Zerstäubungskammer erfolgen Gasstreukollisionen/weil eine Zerstäubungsatmosphäre im Größenordnungsbereich von ca.

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1x1 Cr Torr bis ca. 5x10 Torr aufrechterhalten wird, wie schematisch durch eine Gaswolke 20 in Fig. 1 angedeutet. Es besteht also eine endliche Wahrscheinlichkeit, daß ein versprühtes Atom mit einem Atom oder Molekül des Zerstäbungsgases kollidiert, z.B. mit Argon, während es zum Substrat wandert. Jedoch werden nicht alle dieser zerstäubten Atome, die durch Gas zerstreut wurden, von der primären Blockierabschirmung gemäß dem Stand der Technik abgefangen.

Es hat sich erwiesen, daß ein Teil der zerstäubten Atome Zerstreuungskollisionen mit dem Zerstäubungsgas in der Nähe des Randes der Blockierplatte erfahren und in ihrer Bewegungsrichtung eine Komponente entwickeln, die parallel zur Oberfläche des Substrats gerichtet ist. Dies ist in Fig. 1 anhand eines zerstäubten Atoms der Bahn 14 gezeigt, welches an der Stelle 15 eine Gasstreukollision erfährt. Aufgrund dieser Kollision wird das zerstäubte Atom umgelenkt und wandert längs einer neuen Bahn 16 unterhalb der Blockierabschirmung und würde sich auf dem angeblich abgeschirmten Bereich des Halbleiterplättchens niederschlagen. Es hat sich gezeigt, daß diese ungewollten Niederschläge in den Film bei seiner Bildung integriert werden und deshalb die Qualität des Films verschlechtern, oder daß sie überhaupt nicht haften bleiben und die Filmoberfläche von ihnen gesäubert werden muß. Derartige unerwünschte Niederschläge durch GasZerstreuung können Filme erzeugen, deren mikroskopische Struktur Eigenschaften, z.B. Körnchengröße und Reflexionsvermögen hat, die sich unter

Umständen deutlich von den erwünschten Eigenschaften unterscheiden. Wie Fig. 1 zeigt, ist das zerstäubte Atom der Bahn 13 von einer zur Zerstäubung benutzten Kathode 37 zur Mitte eines Hauptblockierschirms 11 gewandert, während das zerstäubte Atom der Bahn Ik oder l6 zur Mitte des Substrats gewandert ist, genau der Stelle, die durch den Hauptblockierschirm 11 abgeschirmt sein sollte. Das schränkt die Fähigkeit ein, die Dicke der durch Versprühen aufgetragenen Schicht willkürlich zu konturioren, ermöglicht das Entstehen von unerwünschten Niederschlägen in denjenigen Bereichen, die blockiert sein sollten und kann die Qualität der aufgesprühten Lage verschlech-' tern.

In der Theorie sollte eine Blockiereinrichtung 10 in unmittelbarer Nähe, aber in geringem Abstand vom Halbleiterplättchen so angeordnet sein, daß ein Zustand der Nichtberührung eingehalten wird, und der Randeffekt sowie der Mechanismus der Gaszerstreuung keine besonderen Schwierigkeiten verursacht. En ist aber nötig, die Blockiereinrichtung 10 so weit oberhalb eines Substrates 1? anzuordnen, daß der Hauptblockier schirm 11 um einen Abstand χ oberhalb der Oberfläche des Substrates I? angeordnet ist, damit eine sprungartige Ungleichmäßigkeit im zerstäubten Film vermieden wird, d.h. damit der Rand der im nichtblockierten Bereich niedergeschlagenen Schicht allmählich übergeht in den Rand der auf dem blockierten Bereich niedergeschlagenen Schicht. Der Abstand χ ist so groß, daß keine Berührung mit dem Halbleiterplättchen besteht, aber nicht so groß, daß die Abschirmung nun ein Hindernis wird und übermäßig stark Material abfängt oder daß durch Gas zerstreute Niederschläge bis zur Mitte des Halbleiterplattchens vorangehen können.

Gemäß der Erfindung wird dem Hauptblockierschirm 11 ein weiterer Zusatzblockierschirm 12 hinzugefügt, um die schon erwähnten unerwünschten, durch Gas zerstreuten Atome abzufangen. Das bedeutet, daß das zerstäubte Atom der Bahn l6 nunmehr abgefangen wird.

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Der Hilfsblockierschirra 12 gemäß der Erfindung erlaubt es, den Hauptblockierschirm 11 in einer geeigneten Entfernung χ oberhalb des Halbleiterplättchens 17 anzuordnen und verhindert trotzdem, daß zerstäubte Atome durch GasZerstreuung in horizontaler Richtung unterhalb des Hauptblockierschirms wandern.

Wenn die Zerstäuberanlage zum Beschichten eines Halbleiterplättchens eingerichtet wird, ist der Hauptblockierschirm 11 kreisförmig und der Zusatzblockierschirm 12 besteht aus einem Ring, der sich vom Hauptblockierschirm 11 nach unten erstreckt. Dieser Ring kann entweder am Hauptblockierschirm 11 befestigt oder einstückig mit ihm ausgebildet sein. Der Ring kann orthogonal zum Hauptblockierschirm 11 oder nach Wunsch gestaltet sein. Der Ring ist in einem Abstand y nach innen vom Umfang des Hauptblockierschirms 11 versetzt. Bei einer Zerstäuberanlage zum Beschichten von Halbleitern ist der Zusatzblockierschirm 12 in Form des genannten Ringes typischerweise am Hauptblockierschirm 11 konzentrisch angeordnet. Die Werte der variablen Entfernungen werden so gewählt, daß das Profil der Dicke der aufgestäubten Beschichtung gemäß Fig. 2 maßgeschneidert wird.

Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung zur Verwendung der verbesserten Blockierabschirmung. Eine Kathode mit kreisförmiger Symmetrie, z.B. eine konische Magnetronquelle 30 ist einer Haltevorrichtung 23 für Halbleiterplättchen gegenüber angeordnet. Der Betrieb einer solchen konischen Magnetronquelle ist von L. T. Lamont Jr. beschrieben in "A Magnetically Enhanced Sputter Source for Semiconductor Metallizations", veröffentlicht in Proceedings, 8. Intl. Vacuum Congress, Frankreich, 1980. Kurzgesagt wird durch Aufrechterhalten einer beträchtlichen Potentialdifferenz zwischen einer Anode 3^ und der Kathode 37 in Gegenwart einer Zerstäubungsatmosphäre oberhalb der Kathode 37 ein Glühentladungsplasma nrzeugt. Durch Einführen eines Kühlmittels durch Leitungen 31 in einen

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Hohlraum 32 wird die Kathode aktiv gekühlt. Die Haltevorrichtung 23 für Halbleiterplättchen ist von der Art, wie sie in Beschichtungsstationen einer Beschichtungseinrichtung mit mehreren Stationen gemäß Fig. 3 verwendet wird. Das Halbleiterplättchen 17 wird mittels einer Federklammer 18 auf einer mit Aussparung ausgebildeten Lippe gehalten, die eine Umfangsleiste 22 in einer Basis Zk bestimmt. Die Basis Zk sitzt innerhalb einer von einer Platte 21 bestimmten Öffnung. Bei dem in Fiß. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel halten an der Fiatte 21 befestigte Drähte I9 den Hauptblockierschirm 11 der Blockiereinrichtung 10 oberhalb des Halbleiterplättchens 17.

In Fig. 2 zeigt die Kurve a die Kontur der Filmdicke bei Benutzung eines zentral angeordneten Hauptblockierschirms zur Schaffung eines endgültigen Teils des Films. In diesem Fall ist die Gestalt der Abschirmung und die Niederschlagszeit so gewählt worden, daß eine flache Beschichtung um den Umfang aufgefüllt und die Umfangslage über dem Rest des Halbleiterplättcbens aufgebaut wird. Die Zunahme beträgt ca. 10$ der Gesamtfilmdicke über der Mitte, Es zeigt sich, daß die Dicke um den Umfang herum am größten ist und allmählich abnimmt, wo die abgeschirmten und nichtabgeschirmten Bereiche ineinander übergehen. Auch wenn die Kurven es nicht zeigen, da kein Zusatzblockierschirm verwendet wurde, besteht die Wahrscheinlichkeit., daß die Filmqualität aufgrund des Vorhandenseins unerwünschter, durch Gas zerstreuter Atome gelitten hat. Die Kurve b gilt für das Zerstäuben bei Verwendung des Zusatzblockierschirms gemeinsam mit dem Hauptblockierschirm. Teile der Kurve b sind ähnlich geformt wie Kurve a, aber versetzt wegen eines geringfügig größeren Durchmessers des Hauptblockierschirms bei Kurve b. Die Abbruchstelle im unteren Teil der Kurve b bei c gibt die Abschattung des Substrates durch den Zusatzblockiernchirm wieder. Obwohl es die Kurven nicht zeigen, ist in diesem Fall eine hohe Qualität für den aufgesprühten Film eingehalten, da die unerwünschten Beiträge von durch Gas zer-

streuten Atomen beschnitten sind. Es hat sich gezeigt, daß die Abbruchstelle bestimmt wird durch den Abstand y, den der Hilfsblockierschirm gegenüber der Kante des Hauptblockierschirms¹ hat, wie Fig. 1 zeigt. Die Höhe χ des Hauptblockierschirms oberhalb des Substrats bestimmt die richtige Menge von durch Gas zerstäubter Substanz für den Übergang. Die Höhe ζ des Bodens des Zusatzblockierschirms 12 oberhalb der Oberfläche bestimmt den Sicherheitsfaktor für Nichtberührung mit dem Halbleiterplättchen.

Zur Nutzung der erfindungsgemäß verbesserten Blockierabschirmung ist eine neue Zerstreuungafolge ungewandt worden. Diese Folge beruht auf einem in-line-Zerstäubungs-Niederschlagsystem mit positiver Halterung, z.B. dem von der Fa. Varian Associates, Inc., PaIo Alto, California, zur Verfügung stehenden 3180 Cassette Coating System. Bei bekannten Zerstäubungs-Niederschlaganordnungen gemäß dem Stand der Technik ist typischerweise partieweises Laden und partieweise Beschichtung von Halbleiterplättchen vorgesehen. Oder sie arbeiten mit kontinuierlicher Beschickung, wofür als Beispiel das Triad System der MRC Corporation, Orangeburg, New York, genannt sei. Bei einem in-line System mit positiver Halterung wird jedes Halbleiterplättchen einer bestimmten Arbeitsstation zugeführt und dort während einer endlichen Zeit gehalten, bis eine bestimmte Funktion durchgeführt ist. Wie Fig. 3 zeigt, und wie aus Broschüren mit dem Titel "3180 Cassette Coating System - the Cassette-to-Cassette Coater" der Palo Alto Vacuum Division der Fa. Varian Associates, Inc., 611 Hansen Way, Palo Alto, Californien 9^303 hervorgeht, werden Halbleiterplättchen in Kassetten 45, 46, 47 längs einer Spur 56 geführt. Zur Bearbeitung wird ein Halbleiterplättchen aus einer Kassette 46 mittels einer automatischen Ladevorrichtung 48 durch eine Vakuumladeschleuse in eine einer Vielzahl von Stationen mit positiver Halterung an einer revolvierenden Platte 50 eingegeben. Das Halbleiterplättchen erfährt an jeder der aufeinanderfolgenden Stationen eine Bearbeitung, während die

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Platte 50 mittels eines Riemenantriebs S5 um ihre Mittelachse 51 gedreht wird. An den aufeinanderfolgenden Stationen können Verfahrensschritte, wie Vorerwärmen, Niederschlag, Zerstäubungsätzen, Kühlen oder andere ähnliche Schritte durchgeführt werden. Mit einem solchen in-line System mit gesonderten Stationen kann eine Zerstäubungsbeschichtung in aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, nacheinander mindestens zwei Sprühniederschlagsschritte zu kombinieren. Mindestens einer dieser Schritte wird in einer Sprühnieder-schlagsstation durchgeführt, die mit einer Blockierabschirmung arbeitet, z.B. dem erfindungsgemäß verbesserten Blockierschirm. Die Kontoren der Filmdicke der Schichten können maßgeschneidert werden, indem die einzelnen Profile jedes der aufeinanderfolgenden Schritte kombiniert werden, d.h. das Dickeprofil einer nichtblockierten Zerstäubungsquelle mit dem Dickeprofil einer abgeschirmten Quelle. Andererseits können Abschirmungen von deutlich unterschiedlicher Gestalt mit verschiedenem Dickeprofil nacheinander benutzt werden. Durch Ändern der Verweilzeit an jeder Station wird beim Maßschneidern der kumulativen Dickeprofile eine große Flexibilität erhalten. So könnte z.B. die Station 52 zum Vorerwärmen des Halbleiterplättchens dienen. Wenn dann das Halbleiterplättchen zur Station 53 weiterbewegt ist, kann ein ganz normaler Zerstäubungsvorgang durchgeführt werden, um eine Metallschicht mit einem für das System charakteristischen Dickeprofil aufzutragen, z.B. dem Profil der Kurve a in Fig. ^. Schließlich wird nach der. Weiterbewegung zur Station 5^ eine weitere Metallschicht mittels einer Zerstäubungsanlage aufgebracht, die einen Blockierschirm aufweist. Die Gestalt dieses Schirms ist so gewählt, daß die an der Station 53 eingeführte Ungleichmäßigkeit ausgeglichen wird. Da Halbleiterplättchen rund sind, kann eine kreisförmige Abschirmung der in Fig. 1 gezeigten Art verwendet werden. Der Durchmoanor dor Abschirmung und die Höhe oberhalb des Halbleiterplättchens ist so gewählt, daß die zu-

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sätzliche ringförmige Metallschicht eine Gestalt hat, die der der Kurve c in Fig. h angenähert ist, und daß die kumulative Metallschicht ein Dickeprofil hat, welches nahezu eine gerade Linie ist, d.h. die Dicke des Films ist außerordentlich gleichmäßig, wie Kurve b in Fig. k zeigt. Es sei noch darauf hingewiesen, daß das Betriebsverfahren in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden kann. Dazu gehört: 1.) Unabgeschirmter Niederschlag, gefolgt von abgeschirmtem Niederschlag, wobei die Zeitanteile so gewählt sind, daß ein gleichmäßiger Film entsteht. 2.) Unabgeschirmter Niederschlag, gefolgt von abgeschirmtem Niederschlag, wobei die Zeitanteile so gewählt sind, daß ein absichtlich ungleichmäßiger Film entsteht, z.B. ein Film, der in einem geschlossenen Ring längs des Umfangs des Halbleiterplättchens dicker ist. 3·) Abgeschirmter Niederschlag an einer ersten Station, gefolgt von abgeschirmtem Niederschlag an einer zweiten Station, wobei die beiden Abschirmungen und die Zeitanteile so gewählt sind, daß eine für einen bestimmten Anwendungsfall benötigte , willkürliche Kontur entsteht.

In den genannten Verfahrensfolgen kann eine verbesserte Blockierabschirmung gemäß der Erfindung oder ein verallgemeinerter Blockierschirm benutzt werden. Die Reihenfolge, in der die Schritte durchgeführt werden, ist nicht entscheidend; aber um die besten Ergebnisse zu erzielen, wird vorzugsweise, das meiste Metall zunächst ohne Blockierschirm niedergeschlagen und dann die kumulative Kontur durch Niederschlag von Metall unter Verwendung eines Blockierschirms maßgeschneidert.

Claims

Varian Associates, Inc. Palo Alto, California, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Konturierung der Dicke von

aufgesprühten Schichten

Priorität: 27. November 1981 - USA - Serial No. 325 588

Patentansprüche

Blockierschirm zur Konturierung der Dicke einer aufgesprühten Schicht in einer Zerstäubungsanlage mit einer Auffängerkathode, einem Substrat und einer Einrichtung zum Erzeugen eines Plasmas in der Anlage, gekennzeichnet durch

- einen Hauptblockierschirm, der in der Zerstäubungsanlage zwischen der Auffängerkathode und dem Substrat angeordnet ist und dem Substrat benachbart ist, um einen Teil des Substrats nicht in Sichtlinie der Auffängerkathode auszusetzen, und

- einen Zusatzblockierschirm, der in der Zerstäubungsanlage

so angeordnet ist, daß er eine Verlängerung des Hauptblockierschirms in Richtung zum Substrat bildet und oberhalb des Substrats versetzt ist und zur Abschirmung gegenüber der seitlichen Bewegung zerstäubter Atome dient, die durch Gasstreukollisionen einwärts von der Unterkante des Hauptblockierschirms umgelenkt werden.
2. Blockierschirm nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein insgesamt kreisförmiges Halbleiterplättchen aufweist, daß

der Hauptblockierschirm eine kreisförmige Abschirmung aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der des Halbleiterplättchens, und daß der kreisförmige Hauptblockierschirm oberhalb des Halbleiterplättchens konzentrisch mit demselben angeordnet ist.
3. Blockierschirm nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzblockierschirm einen kreisförmigen Ring aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Hauptblockierschirms, und daß der Zusatzblockierschirm konzentrisch an der Unterseite des Hauptblockierschirms angeordnet ist·
4. Blockierschirm nach Anspruch 3,

dadurch gekenn ζ eichnet, daß der Hilfsblockierschirm einwärts gegen die Unterkante des Hauptblockierschirms um einen Abstand y zwischen 2,5^· und 15i24 mm (0,1 bis 0,6 Zoll) versetzt ist.
5. Bl.ocki.Rrach.lrm nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zusatzblockierschirm vom Hauptblockierschirm um eine Entfernung x-z zwischen 2,5^ und 12,70 mm (0,1 bis 0,5 Zoll) nach unten erstreckt.
6. Blockierschirm nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand ζ von der Unterkante des Zusatzblockierschirms bis zum Substrat zwischen 0,?6 und 2,Sk mm (0,03 bis 0,1 Zoll) beträgt.
7. Verfahren zum Sprühniederschlag eines Films von willkürlicher Konturierung auf einem Substrat in einer Zerstäubungsanlage mit mehreren Stationen,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus einem Material auf dem Substrat an einer ersten Zerstäubungsstation von einer Kathodenquelle aufgesprüht wird, daß das .

Substrat zu einer weiteren Zerstäubungsstation weiterbewegt wird, wobei es ab der Beendigung der Zerstäubung an der ersten Zerstäubungsstation bis zum Beginn der Zerstäubung an der weiteren Zerstäubungsstation vor Niederschlag abgeschirmt ist, und daß eine Teilschicht aus einem Material auf dem Substrat an der weiteren Zerstäubungsstation von einer Kathodenquelle niedergeschlagen wird, deren Gestalt von einem Blockierschirm bestimmt wird, der in fester Stellung an der weiteren Zerstäubungsstation zwischen der Kathodenquelle und dem Substrat angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7»

dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühniederschlag einer Teilschicht bewirkt wird, ehe eine Schicht aus einem Material zerstäubt wird, und daß bei dem Schritt des Weiterbewegens des Substrats zu der weiteren Zerstäubungsstation das Substrat von der weiteren Zerstäubungsstation zu der ersten Zerstäubungsstation bewegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7»

dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des Zerstäubungsniederschlags einer Schicht aus Material eine Teilschicht aus einem Material durch Zerstäuben niedergeschlagen wird, die durch eine Blockierabschirmung bestimmt wird, welche in fester Stellung an der ersten Zerstäubungsstation zwischen der Kathodenquelle und dem Substrat angeordnet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 7»

dadurch gekennz eichnet, daß als Substrat ein insgesamt kreisförmiges Halbleiterplattchen verwendet wird, und daß für den Schritt des Sprühniederschlags einer Teilschicht diese mittels eines kreisförmigen Blockierschirms aufgebracht wird, dessen Durchmesser kleiner ist als der des kreisförmigen Halbleiterplättchens, wobei der kreisförmige Blockierschirm konzentrisch über dem Halbleiterplattchen

angeordnet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Sprühniederschlags einer Teilschicht eines Materials auf dem Substrat unter Verwendung eines kreisförmigen Blockierschirms ferner den Schritt aufweist, daß eine Teilschicht im Sprühniederschlag unter Verwendung einer Blockiereinrichtung aufgebracht wird, die einen kreisförmigen Hauptblockierschirmteil und einen Zusatzblockierschirmteil aufweist, der sich in Richtung zum Substrat erstreckt.
12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des Niederschlags einer Teilschicht unter Verwendung eines Zusatzblockierschirms eine Teilschicht unter Verwendung eines Zusatzblockierschirms niedergeschlagen wird, der einen geschlossenen Ring aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der des kreisförmigen Hauptblockierschirms und der konzentrisch an der Unterseite dss kreisförmigen Hauptblockierschirms angeordnet ist.