JP2904263B2 - スパッタ装置 - Google Patents

スパッタ装置

Info

Publication number
JP2904263B2
JP2904263B2 JP7315031A JP31503195A JP2904263B2 JP 2904263 B2 JP2904263 B2 JP 2904263B2 JP 7315031 A JP7315031 A JP 7315031A JP 31503195 A JP31503195 A JP 31503195A JP 2904263 B2 JP2904263 B2 JP 2904263B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
substrate
processing substrate
sputtering apparatus
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP7315031A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09157842A (ja
Inventor
晶 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP7315031A priority Critical patent/JP2904263B2/ja
Priority to US08/759,777 priority patent/US5922180A/en
Priority to GB9625269A priority patent/GB2307919B/en
Priority to KR1019960062959A priority patent/KR100255532B1/ko
Publication of JPH09157842A publication Critical patent/JPH09157842A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2904263B2 publication Critical patent/JP2904263B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3435Applying energy to the substrate during sputtering
    • C23C14/345Applying energy to the substrate during sputtering using substrate bias
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/046Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C23C14/165Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32935Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32963End-point detection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332Coating
    • H01J2237/3322Problems associated with coating
    • H01J2237/3327Coating high aspect ratio workpieces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ装置に関
し、特に、アスペクト比の高いホール内において導体形
成を行う際用いられるスパッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路等において、半
導体基板上に形成される素子間又は周辺回路を繋ぐ内部
配線のための導体膜形成の際には、スパッタ法が用いら
れている。
【0003】ところで、近年、半導体集積回路の微細化
が進み、配線と不純物拡散層をつなぐコンタクトホール
及び配線と配線をつなぐスルーホールのアスペクト比
(ホール径に対するホールの深さ)が高くなっている。
そして、このようなホールではホール側面が半導体基板
に対して垂直であり段差が大きい。
【0004】ここで、図4を参照して、所謂平行平板型
スパッタ装置を用いた導体膜の形成について概説する。
【0005】図示のスパッタ装置は、チャンバー1aを
備えており、このチャンバー1a内にはターゲット1が
配置されている。図示のように、ターゲット1の周囲に
はシールド2が配設されている。そして、ターゲット1
には直流電源9が接続されてマイナス電圧(電位)が印
加されており、シールド2は接地されている。チャンバ
ー1a内にはターゲット1と対向して基板4が配置さ
れ、この基板4は接地されている。この平行平板型スパ
ッタ装置では、ターゲット1から広い角度分布でスパッ
タ粒子(中性スパッタ粒子)6が放出される。
【0006】ここで、図5も参照して、いまシリコン基
板100上にシリコン酸化膜102が形成された基板を
考える。図示の基板にはコンタクトホール104が形成
されている(つまり、シリコン酸化膜102にはコンタ
クトホール104が形成されている)。
【0007】図4に示す平行平板型スパッタ装置でアス
ペクト比の高いコンタクトホール104に導体膜102
を形成すると、図5に示すように、コンタクトホール1
04上部の肩部分に導体膜102が厚く形成されてしま
う(この部分をオーバーハング形状と呼び、参照番号1
03で示す)ため、つまり、シャドー効果のため、コン
タクトホール104の下部に形成される導体膜102厚
はホール上部に形成される導体膜102厚に比べ極端に
薄くなる。
【0008】基板の垂直方向(図4において上下方向)
に対して深い角度で入射するスパッタ粒子が多いほど、
オーバーハング形状103が顕著に現れる。そして、コ
ンタクトホール104下部に導体膜102の膜厚が十分
確保されないと、コンタクトホール104(又はスルー
ホール)において、良好な電気的接続ができず、半導体
集積回路の製造において歩留まりが低下するばかりでな
く、半導体集積回路の信頼性が低下してしまう。
【0009】上述のような不具合を防止するための手法
として、所謂バイアススパッタ法が知られている。
【0010】図6を参照して、図6において図4に示す
構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号が
付されている。図示のスパッタ装置は2つの直流電源9
を備えており、一方の直流電源9はターゲット1に接続
され、他方の直流電源9は基板4に接続されている。さ
らに、ターゲット1の上方において、チャンバー1aの
外側にはマグネット8が配設されている。バイアススパ
ッタ法では、基板4に直流電源9でバイアス電圧(マイ
ナス電圧)を印加することによって、導体膜の形成とス
パッタエッチングとを同時に行う。
【0011】図7(a)に示すように、スパッタエッチ
ングによってシャドー効果を引き起こすオーバーハング
形状の形成が抑制され、平行平板型スパッタ装置を用い
た場合に比べるとコンタクトホール104下部に効率よ
く導体膜102を形成できる。
【0012】さらに、シャドー効果を引き起こすオーバ
ーハング形状の形成を抑制するスパッタ法として、特開
平5−299375号公報に記載されたコリメータを用
いたスパッタ法が知られている。
【0013】図8を参照して、図8において、図4に示
す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号
が付されている。図示のスパッタ装置では、ターゲット
1と基板4との間にコリメータ10が配置されるととも
に、ターゲット1の上方において、チャンバー1aの外
側にはマグネット8が配設されている。
【0014】このスパッタ装置では、ターゲット1から
放出されたスパッタ粒子6はコリメータ10を通過して
基板4に到達するが、コリメータ10によって、基板4
に対して垂直方向もしくは垂直方向に対して浅い角度で
放出された粒子6のみが基板4に到達できる。
【0015】このスパッタ法を用いると、図9(a)に
示すように、基板4垂直方向に対して深く入射するスパ
ッタ粒子6が少ないため、コンタクトホール104上部
の肩部分にはシャドー効果を引き起こすオーバーハング
形状103が形成されにくい。従って、コンタクトホー
ル104の下部に効率よく導体膜102を形成できる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体集積回路におけるコンタクトホールは、その径が0.
5μm、絶縁膜が2.0μm程度となり、アスペクト比
が約4に達する。このような高アスペクト比のホールで
は、バイアススパッタ法を用いても、平行平板型スパッ
タ装置によるスパッタと同程度の膜厚を有する導体膜1
02がホール下部に形成されるのみである(図7
(b))。このことは、最上氏らによりプロシーディン
グ セカンド インターナショナルアイ・イー・イー・
イー ブイエルエスアイ マルチレベル インターコネ
クション コンファレンス(Proceeding S
econd International IEEE
VLSIMultilevel Interconne
ction Conference),17〜23頁
(1985)で報告されている。
【0017】さらに、コリメータを用いたスパッタ法に
おいても同様な問題点がある。高アスペクト比のコンタ
クトホール下部に十分な導体膜厚を確保するには、その
上部に厚く導体膜102を形成する必要がある。この場
合、図9(b)に示すように、コリメータ10を使用し
ても基板4に対して斜めに入射する粒子6があるため、
コンタクトホール104上部でオーバーハング形状10
3が形成されることになってしまう。すると、シャドー
効果のためにコンタクトホール104下部の導体膜10
2形成が阻害される。
【0018】このような不具合を解決するためには、コ
リメータホールのアスペクト比を高くする必要がある。
これによって、基板4に対してほぼ垂直に入射するスパ
ッタ粒子6のみが選別され、コンタクトホール104上
部に導体膜102を厚く形成してもオーバーハング形状
103は形成されにくい。
【0019】ところが、特開平5−299375号公報
に記載されているように、コリメータホールのアスペク
ト比を高くすると、成膜速度が極端に低下してしまうと
いう問題点がある。
【0020】本発明の目的はアスペクト比が高いホール
に十分な膜厚でしかも成膜速度が低下することなく導体
膜を形成することのできるスパッタ法及びスパッタ装置
を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ターゲ
ットからのスパッタ粒子を用いて処理基板上に膜を形成
するスパッタ装置であって、前記処理基板は前記ターゲ
ットの表面に対する立体角が0°になるように配置され
ており、プラズマを発生させて前記ターゲットからイオ
ン性スパッタ粒子を前記スパッタ粒子として引き出す第
1の手段と、前記処理基板と対向して配置された電極を
備え前記処理基板と前記電極との間に電界を発生させ前
記イオン性スパッタ粒子を前記処理基板に対して垂直に
入射する第2の手段とを有することを特徴とするスパッ
タ装置が得られる。
【0022】例えば、このスパッタ装置では、前記処理
基板は前記ターゲットの表面に対して垂直に配置されて
おり、前記ターゲットの周囲に前記ターゲットの表面を
開放した状態ではシールド板が配置され、前記ターゲッ
トが電気的に接地されるとともに前記シールド板は電気
的に絶縁されており、前記第1の手段は、パルス電圧を
発生するパルス電源を備え、前記パルス電圧のプラス側
を前記シールド板に印加するとともに前記パルス電圧の
マイナス側を前記ターゲットに印加しており、前記パル
ス電圧がプラスの際前記プラズマを発生させて前記パル
ス電圧がマイナスの際前記イオン性スパッタ粒子が前記
ターゲットから引き出されて前記処理基板と前記電極と
の間に規定される空間に導かれており、前記第2の手段
は、前記処理基板と前記電極との間に直流電圧を印加す
る直流電源を有し、前記処理基板と前記電極との間に前
記電界を発生させて前記イオン性スパッタ粒子を前記処
理基板に対して垂直に入射する。つまり、このスパッタ
装置では、パルス電圧によって、ターゲットからイオン
性スパッタ粒子が引き出され、このイオン性スパッタ粒
子は電界によって処理基板に対して垂直に入射する。
【0023】このようにして、本発明によるスパッタ装
置では、イオン性スパッタ粒子を電界によって処理基板
に対して垂直に入射させて堆積させているので、コンタ
クトホール上部にオーバーハング形状が形成されない。
従って、高アスペクト比のコンタクトホールでもシャド
ー効果の影響を受けずコンタクトホール下部に十分な導
体膜厚を確保できる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下本発明について、図面を参照
して説明する。本発明で用いられる半導体製造装置(ス
パッタ装置)の一例を図1に示す。
【0025】図1を参照して、図1において、図4に示
すスパッタ装置と同様の構成要素については同一の参照
番号を付す。図示のスパッタ装置はチャンバー1aを備
えており、チャンバー1a内にはターゲット1が配置さ
れている。
【0026】ターゲット1を取り囲むようにしてシール
ド2が配置されており、ターゲット1は電気的に接地さ
れ、シールド2は電気的に絶縁されている。ターゲット
1とシールド2との間にはパルス電源3が配置接続され
ている。ターゲット1は、例えば、高融点金属、高融点
金属化合物、アルミニウム、又はアルミニウム合金であ
る。
【0027】ターゲット1とシールド2との幾何学的な
配置は公知のスパッタ装置と同様であるが、従来のスパ
ッタ装置が電気的にターゲットを絶縁し、シールドを接
地する点で、図示のスパッタ装置は従来のスパッタ装置
とはその構成が異なっている。つまり、図示のスパッタ
装置では、上述のように、ターゲット1を電気的に接地
し、シールド2を絶縁している。さらに、パルス電源3
を用いることによって、後述するようにして、イオン性
スパッタ粒子を引き出すことができる。
【0028】図示のように、基板4はターゲット1の表
面に対して垂直に配置され、さらに、基板4に対向する
ようにして電極基板5が設置されている。そして、基板
4と電極基板5との間には直流電源9が接続されてい
る。
【0029】基板4はターゲット1の表面に対する立体
角が0°になるように配置される。そして、基板4と電
極基板5との間に静電場を発生させることによって、パ
ルス電源3により引き出されたイオン性スパッタ粒子7
を基板4の表面に垂直入射させる。
【0030】ここで、図2及び図3も参照して、図1に
示すスパッタ装置を用いた半導体装置の製造について説
明する。
【0031】図2(a)において、平坦な表面を有する
シリコン基板100上にシリコン酸化膜101をCVD
法を用いて厚さ約2μm堆積した後、通常のホトレジス
ト工程とドライエッチング工程とを経て、シリコン酸化
膜101に直径0.4μmのコンタクトホール104が
形成される(以下この基板を処理基板と呼ぶ)。
【0032】次に、開孔部(コンタクトホール104)
が形成されたシリコン酸化膜101有するシリコン基板
100、つまり、処理基板を図1に示す基板4としてス
パッタ装置内に配置する。
【0033】チャンバー1a内に処理基板を配置した
後、真空中(1.0mTorr)で、ターゲット1とシ
ールド2との間にパルス電源3から矩形波の電力を供給
する。この供給電力は、使用するターゲット種におい
て、イオン性スパッタ粒子の生成量が増大するように設
定され、これによって、成膜速度を高めることができ
る。
【0034】ところで、コリメータを用いたスパッタ法
(特開平5−299375号公報)では、放出スパッタ
粒子を選別することなく基板上に成膜するスパッタ法
(従来のスパッタ法)に対して、1:1(コリメータ穴
のアスペクト比)のコリメータを用いた際の成膜速度は
18%程度である旨記載されている。
【0035】本発明では、例えば、ターゲットからの放
出スパッタ粒子全体(従来スパッタ法の成膜速度に相当
する)の10%がイオンとなるように設定すれば、プラ
ズマ中でイオン化される中性スパッタ粒子10%と合わ
せて20%のイオン性スパッタ粒子を引き出すことがで
き、この結果、アスペクト比1:1のコリメータを用い
たスパッタ法とほぼ同等の成膜速度を確保できる。な
お、中性スパッタ粒子の10%がプラズマ中でイオン化
されることは、早川著:スパッタ技術(共立出版)に記
載されている。
【0036】パルス電源3によって、シールド2に加わ
るパルス電圧がプラス(+)の際、プラズマが発生し、
ターゲット1から中性スパッタ粒子6、イオン性スパッ
タ粒子7が放出される。中性スパッタ粒子6は、電場及
び磁場に影響されることなくターゲット1からの放出方
向へ直進する。
【0037】前述のように、基板4はターゲット1の表
面に対して立体角が0°の状態に配置されているので、
中性スパッタ粒子は基板4上に堆積できないことにな
る。
【0038】ターゲット1から放出されたイオン性スパ
ッタ粒子7は、図3(a)に示すように、陰極電位降下
に起因するポテンシャル障壁に閉じこめられており、図
3(b)に示すように、直流電圧を用いた際には、イオ
ン性スパッタ粒子7はターゲット1から離脱することは
できない。
【0039】パルス電源3を用いた際には、図3(a)
に示すように、パルス電圧がマイナス(−)に転じる
と、陰極電位降下によるポテンシャル障壁がなくなり、
この結果、イオン性スパッタ粒子7はターゲット1から
離脱することができる。
【0040】この例で用いられるパルス電圧の変化時間
T1及びT2(図3(b)参照)は、10〜100ms
ec程度であることが好ましい。ただし、変化時間T1
及びT2はイオン性スパッタ粒子の引き出し及び安定し
たプラズマ生成にとって重要であり、ターゲット1及び
シールド2の幾何学的な配置及び形状、さらには、真空
度により適正値が異なる。
【0041】パルス電圧がマイナス(−)の時に、イオ
ン性スパッタ粒子7は、基板4と電極基板5との間の空
間に飛来する。直流電源9によって基板4と電極基板5
との間には静電場が発生している結果、イオン性スパッ
タ粒子7は、基板4へほぼ垂直に入射する。その結果、
図2(b)に示すように、シリコン酸化膜101上及び
コンタクトホール104下部に同等な膜厚の導体膜10
2を形成することができる。
【0042】なお、この例による導体膜形成では、イオ
ン性スパッタ粒子7による基板4の帯電は問題とならな
い。また、ターゲット1として絶縁物を用いた際には、
基板4が帯電するが、この場合には、電子照射等を用い
て電荷を解放してやればよく、その他は上述の例と同様
の手順で絶縁膜の形成を行うことができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、イオ
ン性スパッタ粒子を電界により基板に対して垂直に入射
させて膜を堆積するようにしたので、ホール上部にオー
バーハング形状が形成されることがない。さらに、成膜
速度は主にターゲットとシールド間の電圧のみで制御で
きる。
【0044】従って、高アスペクト比のホールでも、十
分な成膜速度のもとでシャドー効果の影響を受けず、コ
ンタクトホール下部に十分な膜厚を確保できるという効
果がある。その結果、微細で高アスペクト比のコンタク
トホールにおいても、安定した電気的接続が確保できる
ことになる。そして、半導体高集積回路に用いた場合に
は、信頼性及び歩留まりを飛躍的に向上させることがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスパッタ装置の一例を示す断面模
式図である。
【図2】図1に示すスパッタ装置を用いた半導体装置の
製造を説明するため図であり、(a)は基板を示す断面
図、(b)は処理後の状態を示す断面図である。
【図3】図1に示すスパッタ装置の動作を説明するため
の図であり、(a)はイオン性スパッタ粒子のポテンシ
ャルを説明するための図、(b)はパルス電圧の時間変
化を説明するための図である。
【図4】従来のスパッタ装置の一例を示す断面模式図で
ある。
【図5】図4に示すスパッタ装置を用いて製造された半
導体装置の断面図である。
【図6】従来のスパッタ装置の他の例を示す断面模式図
である。
【図7】図6に示す従来のスパッタ装置を用いて製造さ
れた半導体装置を説明するための断面図であり、(a)
はアスペクト比が小さいホールに導体膜を形成した状態
を示す図、(b)はアスペクト比が大きいホールに導体
膜を形成した状態を示す図である。
【図8】従来のスパッタ装置のさらに他の例を示す断面
模式図である。
【図9】図8に示す従来のスパッタ装置を用いて製造さ
れた半導体装置を説明するための断面図であり、(a)
はアスペクト比が小さいホールに導体膜を形成した状態
を示す図、(b)はアスペクト比が大きいホールに導体
膜を形成した状態を示す図である。
【符号の説明】
1 ターゲット 2 シールド(シールド板) 3 パルス電源 4 基板 5 電極基板(電極板) 6 中性スパッタ粒子 7 イオン性スパッタ粒子 8 マグネット 9 直流電源 10 コリメータ 100 シリコン基板 101 シリコン酸化膜 102 導体膜 103 オーバーハング形状 104 コンタクトホール
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/203 H01L 21/285

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲットからのスパッタ粒子を用いて
    処理基板上に膜を形成するスパッタ装置であって、前記
    処理基板は前記ターゲットの表面に対する立体角が0°
    になるように配置されており、プラズマを発生させて前
    記ターゲットからイオン性スパッタ粒子を前記スパッタ
    粒子として引き出す第1の手段と、前記処理基板と対向
    して配置された電極を備え前記処理基板と前記電極との
    間に電界を発生させ前記イオン性スパッタ粒子を前記処
    理基板に対して垂直に入射する第2の手段とを有するこ
    とを特徴とするスパッタ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたスパッタ装置にお
    いて、前記処理基板は前記ターゲットの表面に対して垂
    直に配置されており、前記ターゲットの周囲に前記ター
    ゲットの表面を開放した状態ではシールド板が配置さ
    れ、前記ターゲットが電気的に接地されるとともに前記
    シールド板は電気的に絶縁されており、前記第1の手段
    は、パルス電圧を発生するパルス電源を備え、前記パル
    ス電圧のプラス側を前記シールド板に印加するとともに
    前記パルス電圧のマイナス側を前記ターゲットに印加し
    ており、前記パルス電圧がプラスの際前記プラズマを発
    生させて前記パルス電圧がマイナスの際前記イオン性ス
    パッタ粒子が前記ターゲットから引き出されて前記処理
    基板と前記電極との間に規定される空間に導かれてお
    り、前記第2の手段は、前記処理基板と前記電極との間
    に直流電圧を印加する直流電源を有し、前記処理基板と
    前記電極との間に前記電界を発生させて前記イオン性ス
    パッタ粒子を前記処理基板に対して垂直に入射するよう
    にしたことを特徴とするスパッタ装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載されたスパッタ装置にお
    いて、前記処理基板は前記直流電源のマイナス側に接続
    され、前記電極は前記直流電源のプラス側に接続される
    ことを特徴とするスパッタ装置。
JP7315031A 1995-12-04 1995-12-04 スパッタ装置 Expired - Fee Related JP2904263B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7315031A JP2904263B2 (ja) 1995-12-04 1995-12-04 スパッタ装置
US08/759,777 US5922180A (en) 1995-12-04 1996-12-03 Sputtering apparatus for forming a conductive film in a contact hole of a high aspect ratio
GB9625269A GB2307919B (en) 1995-12-04 1996-12-04 Sputtering apparatus
KR1019960062959A KR100255532B1 (ko) 1995-12-04 1996-12-04 고 종횡비의 컨택트 홀내에 전도성막을 형성하기 위한 스퍼터링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7315031A JP2904263B2 (ja) 1995-12-04 1995-12-04 スパッタ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09157842A JPH09157842A (ja) 1997-06-17
JP2904263B2 true JP2904263B2 (ja) 1999-06-14

Family

ID=18060598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7315031A Expired - Fee Related JP2904263B2 (ja) 1995-12-04 1995-12-04 スパッタ装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5922180A (ja)
JP (1) JP2904263B2 (ja)
KR (1) KR100255532B1 (ja)
GB (1) GB2307919B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102069359A (zh) * 2011-01-04 2011-05-25 宁波江丰电子材料有限公司 一种防着板结构的加工方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962923A (en) * 1995-08-07 1999-10-05 Applied Materials, Inc. Semiconductor device having a low thermal budget metal filling and planarization of contacts, vias and trenches
JP3275166B2 (ja) * 1997-02-28 2002-04-15 住友重機械工業株式会社 プラズマビームの偏り修正機構を備えた真空成膜装置
JPH111770A (ja) * 1997-06-06 1999-01-06 Anelva Corp スパッタリング装置及びスパッタリング方法
FR2772546A1 (fr) * 1997-12-16 1999-06-18 Centre Nat Rech Scient Systeme de deviation d'un plasma ionique
JP4021601B2 (ja) * 1999-10-29 2007-12-12 株式会社東芝 スパッタ装置および成膜方法
DE10141696A1 (de) * 2001-08-25 2003-03-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erzeugung einer nanostruktuierten Funktionsbeschichtung und damit herstellbare Beschichtung
DE10222909A1 (de) * 2002-05-22 2003-12-04 Unaxis Balzers Ag Sputterverfahren bzw. Vorrichtung zur Herstellung von eigenspannungsoptimierten Beschichtungen
EP1609882A1 (de) * 2004-06-24 2005-12-28 METAPLAS IONON Oberflächenveredelungstechnik GmbH Kathodenzerstäubungsvorrichtung und -verfahren
US20060283702A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Applied Materials, Inc. Random pulsed DC power supply
US7966909B2 (en) * 2007-07-25 2011-06-28 The Gillette Company Process of forming a razor blade

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4690744A (en) * 1983-07-20 1987-09-01 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Method of ion beam generation and an apparatus based on such method
JPS6376871A (ja) * 1986-09-19 1988-04-07 Hitachi Ltd 薄膜形成法およびその装置
JP2587924B2 (ja) * 1986-10-11 1997-03-05 日本電信電話株式会社 薄膜形成装置
EP0334204B1 (de) * 1988-03-23 1995-04-19 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Beschichtung von Werkstücken
DE3809734C1 (ja) * 1988-03-23 1989-05-03 Helmut Prof. Dr. 7805 Boetzingen De Haberland
KR970002340B1 (ko) * 1988-07-15 1997-03-03 미쓰비시 가세이 가부시끼가이샤 자기 기록 매체의 제조방법
DE68913883T2 (de) * 1988-09-20 1994-09-22 Ibm Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Diamantfilmen bei tiefen Temperaturen.
JPH0687170B2 (ja) * 1988-10-05 1994-11-02 学校法人東京理科大学 パターン欠陥の修正方法
JPH02141572A (ja) * 1988-11-24 1990-05-30 Hitachi Ltd バイアススパツタリング法および装置
JPH02217467A (ja) * 1989-02-17 1990-08-30 Pioneer Electron Corp 対向ターゲット型スパッタリング装置
JPH031810A (ja) * 1989-05-30 1991-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 厨房装置
US5250779A (en) * 1990-11-05 1993-10-05 Balzers Aktiengesellschaft Method and apparatus for heating-up a substrate by means of a low voltage arc discharge and variable magnetic field
US5302266A (en) * 1992-03-20 1994-04-12 International Business Machines Corporation Method and apparatus for filing high aspect patterns with metal
JPH05287518A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Hitachi Ltd 薄膜形成法及び装置
US5435900A (en) * 1992-11-04 1995-07-25 Gorokhovsky; Vladimir I. Apparatus for application of coatings in vacuum
FR2699934B1 (fr) * 1992-12-30 1995-03-17 Lorraine Inst Nat Polytech Procédé de contrôle de la concentration en métalloïde d'un dépôt réalisés par voie physique en phase vapeur réactive à l'aide d'un plasma froid de pulvérisation.
US5480527A (en) * 1994-04-25 1996-01-02 Vapor Technologies, Inc. Rectangular vacuum-arc plasma source
US5584974A (en) * 1995-10-20 1996-12-17 Eni Arc control and switching element protection for pulsed dc cathode sputtering power supply

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102069359A (zh) * 2011-01-04 2011-05-25 宁波江丰电子材料有限公司 一种防着板结构的加工方法
CN102069359B (zh) * 2011-01-04 2012-12-19 宁波江丰电子材料有限公司 一种防着板结构的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB2307919B (en) 1999-06-30
GB9625269D0 (en) 1997-01-22
GB2307919A (en) 1997-06-11
JPH09157842A (ja) 1997-06-17
US5922180A (en) 1999-07-13
KR100255532B1 (ko) 2000-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2904263B2 (ja) スパッタ装置
JP3326974B2 (ja) 多層配線の形成方法および半導体装置の製造方法
US20030019582A1 (en) Electrostatic control of deposition of, and etching by, ionized materials in semiconductor processing
US20030038025A1 (en) Method and apparatus for improving sidewall coverage during sputtering in a chamber having an inductively coupled plasma
US5918150A (en) Method for a chemical vapor deposition of copper on an ion prepared conductive surface
US4853341A (en) Process for forming electrodes for semiconductor devices using focused ion beams
EP0747502A1 (en) Improved adhesion layer for tungsten deposition
US7033931B2 (en) Temperature optimization of a physical vapor deposition process to prevent extrusion into openings
US6080658A (en) Device protection structure for preventing plasma charging damage and vertical cross talk
JP2001053026A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2897520B2 (ja) 冷陰極
JP4768689B2 (ja) マグネトロン型スパッタリング装置および半導体装置の製造方法
JPH11167856A (ja) 微小冷陰極およびその製造方法
US6365510B2 (en) Method for fabricating a contact layer
JP3281924B2 (ja) イオンビームスパッタリング装置
JPS5987834A (ja) 薄膜形成方法
KR100200499B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선막 형성방법
JPH0867981A (ja) スパッタ装置
JPH084088B2 (ja) 薄膜形成方法
KR100485584B1 (ko) 롤링 플라즈마 소스를 이용한 콘텍홀 베리어 메탈막플라즈마 처리 장치 및 방법
EP0693782B1 (en) Method for reducing process antenna effect
JPH10298750A (ja) スパッタリング装置
JPH02156536A (ja) 膜形成方法およびそれに用いるスパッタ装置ならびにこれを用いた高集積型半導体装置の製造方法
JPH0445972B2 (ja)
JPH027393B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990224

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees