JP2537167B2 - 合金膜の形成方法 - Google Patents
合金膜の形成方法Info
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はスパッタリングによる合金膜の形成方法に係
り、特に、金属を含む２種以上の物質からなるターゲッ
トの表面に磁界を印加し、この磁界の影響下でスパッタ
リングするときの合金膜の組成制御に関する。
り、特に、金属を含む２種以上の物質からなるターゲッ
トの表面に磁界を印加し、この磁界の影響下でスパッタ
リングするときの合金膜の組成制御に関する。
スパッタリングによってモリブデン（Mo）とシリコン
（Si）との合金膜、すなわち、モリブデンシリサイド膜
を形成するには、第４図に示すように楔形のモリブデン
板１およびシリコン板２を交互に組合わせて円板状にし
た、いわゆる、モザイクターゲット３が用いられる。
（Si）との合金膜、すなわち、モリブデンシリサイド膜
を形成するには、第４図に示すように楔形のモリブデン
板１およびシリコン板２を交互に組合わせて円板状にし
た、いわゆる、モザイクターゲット３が用いられる。
かかる構成のターゲットを用いるならば、モリブデン
およびシリコンの面積比を適当に選ぶことによって所望
の組成の合金膜が得られる。
およびシリコンの面積比を適当に選ぶことによって所望
の組成の合金膜が得られる。
ところで、スパッタリングによって合金膜を形成する
場合、ターゲットを長時間使用するとスパッタ面の浸食
すなわちエロージョンが進んで形状が変化し、その結
果、生成する膜の組成を一定に保つことが難しかった。
場合、ターゲットを長時間使用するとスパッタ面の浸食
すなわちエロージョンが進んで形状が変化し、その結
果、生成する膜の組成を一定に保つことが難しかった。
このことは、モリブデンシリサイド膜をMOS（Metal O
xide Semiconducter）メモリの電極や配線材料として用
いた場合に配線抵抗が変化することに他ならず、例え
ば、ロットごとにメモリのアクセス時間が異る等、素子
製造の信頼度を著しく低下させる一因になっていた。
xide Semiconducter）メモリの電極や配線材料として用
いた場合に配線抵抗が変化することに他ならず、例え
ば、ロットごとにメモリのアクセス時間が異る等、素子
製造の信頼度を著しく低下させる一因になっていた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ターゲ
ットのエロージョンが進行した場合でも、合金膜の組成
を略一定に保持し得る合金膜の形成方法の提供を目的と
する。
ットのエロージョンが進行した場合でも、合金膜の組成
を略一定に保持し得る合金膜の形成方法の提供を目的と
する。
この目的を達成するために本発明は、それぞれ楔状に
形成され、互いに材質の異なる２種以上の部材が中心軸
の周囲に密接して組立てられた円板状のターゲットと、
円筒状コイルとを互いに軸心が一致するように配置し、
この円筒状コイルによりターゲットの表面に磁界を印加
し、この磁界の影響下でスパッタリングを行ってターゲ
ットの近傍に配置された被処理体に合金膜を形成する方
法において、ターゲットのエロージョンの深さ若しくは
このエロージョンの深さに関連する因子に応じて、合金
膜の組成が略一定に保たれるように、磁界の強度を変化
させることを特徴としている。
形成され、互いに材質の異なる２種以上の部材が中心軸
の周囲に密接して組立てられた円板状のターゲットと、
円筒状コイルとを互いに軸心が一致するように配置し、
この円筒状コイルによりターゲットの表面に磁界を印加
し、この磁界の影響下でスパッタリングを行ってターゲ
ットの近傍に配置された被処理体に合金膜を形成する方
法において、ターゲットのエロージョンの深さ若しくは
このエロージョンの深さに関連する因子に応じて、合金
膜の組成が略一定に保たれるように、磁界の強度を変化
させることを特徴としている。
以下、ターゲット表面に磁界を印加してスパッタリン
グするマグネトロンスパッタリング装置と併せて本発明
を説明する。
グするマグネトロンスパッタリング装置と併せて本発明
を説明する。
第２図はマグネトロンスパッタリング装置の主要部の
構成を示す縦断面図で、円筒状コイル５および６が同心
配置されて多層コイルを形成し、この多層コイルの外側
に端部縁7aを有するステンレス製の円筒状カバー７が配
置されており、この円筒状カバー７の端部縁7aには上述
したモザイクターゲット３が配置される一方、このモザ
イクダーゲット３から60［mm］離隔した位置に被処理体
としてのシリコン（Si）の基板４が対向配置されてい
る。
構成を示す縦断面図で、円筒状コイル５および６が同心
配置されて多層コイルを形成し、この多層コイルの外側
に端部縁7aを有するステンレス製の円筒状カバー７が配
置されており、この円筒状カバー７の端部縁7aには上述
したモザイクターゲット３が配置される一方、このモザ
イクダーゲット３から60［mm］離隔した位置に被処理体
としてのシリコン（Si）の基板４が対向配置されてい
る。
ここで、ターゲット３はモリブデン板とシリコン板と
を面積比1:3で組み合せたものを用い、円筒状コイル６
にはターゲット側がＮ極になる電流Iinを、円筒状コイ
ル６にはターゲット側がＳ極になる電流Ioutをそれぞれ
流すと共に、その大きさを変えることによってモリブデ
ンシリサイド膜の組成を制御するものである。
を面積比1:3で組み合せたものを用い、円筒状コイル６
にはターゲット側がＮ極になる電流Iinを、円筒状コイ
ル６にはターゲット側がＳ極になる電流Ioutをそれぞれ
流すと共に、その大きさを変えることによってモリブデ
ンシリサイド膜の組成を制御するものである。
第３図は外側円筒コイル６の電流を内側円筒コイル５
の電流に換算したコイル電流Ｉ（任意単位）と、モリブ
デンシリサイド膜のシリコンおよびモリブデンの含有比
Si/Moとの関係を示した線図で、それぞれコイル電流Ｉ
を2.5,2.0,1.5および1.0とした条件A,B,C,Dにおいて、
含有比Si/Moは2.41,2.36,2.27および2.22のように略直
線的に変化している。
の電流に換算したコイル電流Ｉ（任意単位）と、モリブ
デンシリサイド膜のシリコンおよびモリブデンの含有比
Si/Moとの関係を示した線図で、それぞれコイル電流Ｉ
を2.5,2.0,1.5および1.0とした条件A,B,C,Dにおいて、
含有比Si/Moは2.41,2.36,2.27および2.22のように略直
線的に変化している。
このことから明らかなように、マグネトロンスパッタ
リング装置を第２図のように構成し、ここで多層コイル
による磁界強度を調整することによって合金膜の組成制
御ができることになる。
リング装置を第２図のように構成し、ここで多層コイル
による磁界強度を調整することによって合金膜の組成制
御ができることになる。
一般にターゲットを長期間使用してエロージョンが進
むと生成する膜の組成も変化する。第２図に示した装置
を用いてコイル電流を前述の条件Ａに固定し、各種のタ
ーゲット使用時間Ｔ（任意単位）に対する含有比Si/Mo
を調べたところ第３図の・印で示す結果が得られた。す
なわち、ターゲットの使用時間Ｔに応じて含有比Si/Mo
は略2.4から2.6までも変化することが判る。
むと生成する膜の組成も変化する。第２図に示した装置
を用いてコイル電流を前述の条件Ａに固定し、各種のタ
ーゲット使用時間Ｔ（任意単位）に対する含有比Si/Mo
を調べたところ第３図の・印で示す結果が得られた。す
なわち、ターゲットの使用時間Ｔに応じて含有比Si/Mo
は略2.4から2.6までも変化することが判る。
かかる組成変動に対して磁界強度を第３図に示した結
果を用いて適切に調整すれば、エロージョンが進行して
も組成を略一定に保持することができる。
果を用いて適切に調整すれば、エロージョンが進行して
も組成を略一定に保持することができる。
しかして、ターゲットの使用初期において磁界強度を
条件Ａに設定し、次いで、ターゲットの使用時間が1.3,
2.3,3.7になった時点でそれぞれ磁界強度を条件B,C,Dと
変化させ、各種のターゲット使用時間Ｔに対する含有比
Si/Moを調べたところ第１図の○印で示す結果が得られ
た。すなわち、ターゲットの使用時間Ｔに応じて磁界強
度を変化させることによって合金膜の組成を略一定に保
つことができる。
条件Ａに設定し、次いで、ターゲットの使用時間が1.3,
2.3,3.7になった時点でそれぞれ磁界強度を条件B,C,Dと
変化させ、各種のターゲット使用時間Ｔに対する含有比
Si/Moを調べたところ第１図の○印で示す結果が得られ
た。すなわち、ターゲットの使用時間Ｔに応じて磁界強
度を変化させることによって合金膜の組成を略一定に保
つことができる。
なお、上記実施例ではターゲットの使用時間を基準に
して磁界強度を定めたが、合金膜の組成はエロージョン
の深さに大きく関係するものと判断される。しかして、
エロージョンの深さを直接測定してその深さに応じて磁
界強度を決定してもよく、あるいは、スパッタリングを
起こす高周波電力量等のエロージョンの深さに関連する
因子に応じて磁界の強度を変えるようにしても上述した
と同様な組成制御が可能となる。
して磁界強度を定めたが、合金膜の組成はエロージョン
の深さに大きく関係するものと判断される。しかして、
エロージョンの深さを直接測定してその深さに応じて磁
界強度を決定してもよく、あるいは、スパッタリングを
起こす高周波電力量等のエロージョンの深さに関連する
因子に応じて磁界の強度を変えるようにしても上述した
と同様な組成制御が可能となる。
また、上記実施例ではモリブデン板とシリコン板とを
面積比で1:3になるように組み合わせたものを用いてい
るが、金属を含む２種以上の物質からなるターゲットを
用いたときにも同様な組成制御ができる。
面積比で1:3になるように組み合わせたものを用いてい
るが、金属を含む２種以上の物質からなるターゲットを
用いたときにも同様な組成制御ができる。
さらにまた、上記実施例ではターゲット使用時間が所
定値になったときに、磁界強度を階段状に変化さている
がターゲット使用時間に応じて磁界強度を連続的に変化
させても上述したと同様な作用を行なわせることができ
る。
定値になったときに、磁界強度を階段状に変化さている
がターゲット使用時間に応じて磁界強度を連続的に変化
させても上述したと同様な作用を行なわせることができ
る。
以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば、
ターゲット表面に印加する磁界の強度を、エロージョン
の深さ、若しくは、このエロージョンの深さに関連する
因子に応じて変化させているので、ターゲットのエロー
ジョンが進んだ場合でも、合金膜の組成を略一定に保持
し得るという効果が得られている。
ターゲット表面に印加する磁界の強度を、エロージョン
の深さ、若しくは、このエロージョンの深さに関連する
因子に応じて変化させているので、ターゲットのエロー
ジョンが進んだ場合でも、合金膜の組成を略一定に保持
し得るという効果が得られている。
また、本発明を適用するモザイクターゲットは、楔状
の部材を中心軸の周囲に密接して円板状に組立てたもの
で、例えば、物質の異なる素材を同心円状に配置したタ
ーゲットと比較した場合、製作に難しさはあるが、合金
膜の組成比がターゲット面の面積比に依存するので、被
処理体の面積が広くなっても被処理面内の組成比を均一
に保持できる特性を有している。しかるに、ターゲット
のモザイク模様の軸心と、その表面部に形成される磁界
の軸心とを一致させたとしても、エロージョンの深さに
よって合金膜の組成が次第に変化する。そこで本発明な
エロージョンの深さ若しくはこのエロージョンの深さに
関連する因子に応じて、合金膜の組成が略一定に保たれ
るように、磁界の強度を変化させるという方法で、合金
膜の組成の変化を抑え得たもので、この結果、被処理体
が大口径のウェハーであっても、被処理面の組成の均一
性が得られるという効果も得られる。
の部材を中心軸の周囲に密接して円板状に組立てたもの
で、例えば、物質の異なる素材を同心円状に配置したタ
ーゲットと比較した場合、製作に難しさはあるが、合金
膜の組成比がターゲット面の面積比に依存するので、被
処理体の面積が広くなっても被処理面内の組成比を均一
に保持できる特性を有している。しかるに、ターゲット
のモザイク模様の軸心と、その表面部に形成される磁界
の軸心とを一致させたとしても、エロージョンの深さに
よって合金膜の組成が次第に変化する。そこで本発明な
エロージョンの深さ若しくはこのエロージョンの深さに
関連する因子に応じて、合金膜の組成が略一定に保たれ
るように、磁界の強度を変化させるという方法で、合金
膜の組成の変化を抑え得たもので、この結果、被処理体
が大口径のウェハーであっても、被処理面の組成の均一
性が得られるという効果も得られる。
第１図は本発明を実施したターゲット使用時間と含有比
との関係を示す線図、第２図はこの発明を実施する装置
の主要部の構成を示す縦断面図、第３図は同装置のコイ
ル電流と含有比との関係を示す線図、第４図は一般的な
モザイクターゲットの構成を示す斜視図である。 １……モリブデン板、２……シリコン板、３……モザイ
クターゲット、４基板、5,6……円筒状コイル、７……
カバー。
との関係を示す線図、第２図はこの発明を実施する装置
の主要部の構成を示す縦断面図、第３図は同装置のコイ
ル電流と含有比との関係を示す線図、第４図は一般的な
モザイクターゲットの構成を示す斜視図である。 １……モリブデン板、２……シリコン板、３……モザイ
クターゲット、４基板、5,6……円筒状コイル、７……
カバー。
Claims (2)
- 【請求項１】それぞれ楔状に形成され、互いに材質の異
なる２種以上の部材が中心軸の周囲に密接して組立てら
れた円板状のターゲットと、円筒状コイルとを互いに軸
心が一致するように配置し、この円筒状コイルにより前
記ターゲットの表面に磁界を印加し、この磁界の影響下
でスパッタリングを行って前記ターゲットの近傍に配置
された被処理体に合金膜を形成する方法において、前記
ターゲットのエロージョンの深さ若しくはこのエロージ
ョンの深さに関連する因子に応じて、合金膜の組成が略
一定に保たれるように、前記磁界の強度を変化させるこ
とを特徴とする合金膜の形成方法。 - 【請求項２】前記エロージョンの深さに関連する因子は
前記ターゲットの使用時間であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の合金膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133939A JP2537167B2 (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 合金膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133939A JP2537167B2 (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 合金膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6112863A JPS6112863A (ja) | 1986-01-21 |
| JP2537167B2 true JP2537167B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=15116601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133939A Expired - Lifetime JP2537167B2 (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 合金膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537167B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816068A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-29 | Hitachi Ltd | プレ−ナマグネトロン方式のスパッタリング方法 |
-
1984
- 1984-06-28 JP JP59133939A patent/JP2537167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6112863A (ja) | 1986-01-21 |
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