JP3535224B2 - スパッタ法によって基板上に膜を堆積させる方法 - Google Patents
スパッタ法によって基板上に膜を堆積させる方法Info
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- JP3535224B2 JP3535224B2 JP18902494A JP18902494A JP3535224B2 JP 3535224 B2 JP3535224 B2 JP 3535224B2 JP 18902494 A JP18902494 A JP 18902494A JP 18902494 A JP18902494 A JP 18902494A JP 3535224 B2 JP3535224 B2 JP 3535224B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
-
- 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
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ法によって基板
上に膜を堆積させる方法に関する。
上に膜を堆積させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタ法は半導体技術において種々の
材料から成る膜を堆積させるためにしばしば使用され
る。このためにスパッタ反応装置内では２つの電極間に
プラズマが点弧される。陰極上にはスパッタターゲット
が配置され、陽極上には膜を堆積されるべき基板が配置
される。保護ガス、例えばアルゴンの正に荷電したイオ
ンがターゲットへ向けて加速され、そしてターゲットに
衝突した際にこのターゲットから個々の原子又は分子が
叩き出される。ターゲットは膜堆積のために必要な材料
から構成される。叩き出された粒子はターゲット表面の
ところであらゆる方向に分布を有する粒子流を形成す
る。従って、スパッタ法ではスパッタされた粒子流を２
つの成分、即ち、基板に垂直にぶつかる縦方向成分と、
基板の表面に対して或る角度を持ってぶつかる横方向成
分とに区別する。
材料から成る膜を堆積させるためにしばしば使用され
る。このためにスパッタ反応装置内では２つの電極間に
プラズマが点弧される。陰極上にはスパッタターゲット
が配置され、陽極上には膜を堆積されるべき基板が配置
される。保護ガス、例えばアルゴンの正に荷電したイオ
ンがターゲットへ向けて加速され、そしてターゲットに
衝突した際にこのターゲットから個々の原子又は分子が
叩き出される。ターゲットは膜堆積のために必要な材料
から構成される。叩き出された粒子はターゲット表面の
ところであらゆる方向に分布を有する粒子流を形成す
る。従って、スパッタ法ではスパッタされた粒子流を２
つの成分、即ち、基板に垂直にぶつかる縦方向成分と、
基板の表面に対して或る角度を持ってぶつかる横方向成
分とに区別する。
【０００３】ほぼ平坦な表面を持つ基板上に膜を堆積さ
せる際、粒子流の両成分が膜生成に貢献する。しかしな
がら、基板の表面が１に等しいか又はそれよりも小さい
縦横比を持つ構造物を有する場合、本質的に縦方向流れ
成分しか膜生成に貢献しない。なお、縦横比とは深さに
対する直径の商である。１に等しいか又はそれよりも小
さい縦横比は特に接触穴に金属化膜を充填する場合に生
ずる。横方向流れ成分は構造物の側壁に衝突し、実際上
この側壁しか被覆しない。このために構造物、例えば接
触穴の充填は困難である。
せる際、粒子流の両成分が膜生成に貢献する。しかしな
がら、基板の表面が１に等しいか又はそれよりも小さい
縦横比を持つ構造物を有する場合、本質的に縦方向流れ
成分しか膜生成に貢献しない。なお、縦横比とは深さに
対する直径の商である。１に等しいか又はそれよりも小
さい縦横比は特に接触穴に金属化膜を充填する場合に生
ずる。横方向流れ成分は構造物の側壁に衝突し、実際上
この側壁しか被覆しない。このために構造物、例えば接
触穴の充填は困難である。
【０００４】ロン・イスコフ（Ron Iscoff）著「セミコ
ンダクター・インターナショナル（Semiconductor Inte
rnational ）」（１９９２年８月、第４３頁参照）によ
れば、基板とターゲットとの間にコリメータを使用する
ことによって基板に衝突する前の横方向成分を捕捉する
ことが知られている。これによって例えば接触穴の側壁
の被覆が防止され、それにより接触穴充填の品質が改善
される。しかしながら、これは堆積率の高さを犠牲にし
て行われる。さらに、補助的な措置を講ずることなく通
常のスパッタ反応装置内でコリメータを使用すると、堆
積率は基板上に非常に不均一に分布する。この理由は、
横方向流れ成分と縦方向流れ成分との和が均一となるよ
うに通常の反応装置が最適化されていることにある。縦
方向成分自体は最適化されない。
ンダクター・インターナショナル（Semiconductor Inte
rnational ）」（１９９２年８月、第４３頁参照）によ
れば、基板とターゲットとの間にコリメータを使用する
ことによって基板に衝突する前の横方向成分を捕捉する
ことが知られている。これによって例えば接触穴の側壁
の被覆が防止され、それにより接触穴充填の品質が改善
される。しかしながら、これは堆積率の高さを犠牲にし
て行われる。さらに、補助的な措置を講ずることなく通
常のスパッタ反応装置内でコリメータを使用すると、堆
積率は基板上に非常に不均一に分布する。この理由は、
横方向流れ成分と縦方向流れ成分との和が均一となるよ
うに通常の反応装置が最適化されていることにある。縦
方向成分自体は最適化されない。
【０００５】縦方向成分の最適化はターゲットでの磁界
を変えることにより達成することができる。これによ
り、縦方向流れ成分自体だけが取り上げられて均一分布
を有し、一方横方向流れ成分は比較的不均一な分布を有
するようになる。横方向流れ成分はコリメータによって
捕捉され、それゆえ不均一性は堆積を妨害しない。
を変えることにより達成することができる。これによ
り、縦方向流れ成分自体だけが取り上げられて均一分布
を有し、一方横方向流れ成分は比較的不均一な分布を有
するようになる。横方向流れ成分はコリメータによって
捕捉され、それゆえ不均一性は堆積を妨害しない。
【０００６】堆積率の均一性と磁界との間の相関関係は
非常に間接的であるので、縦方向流れ成分の分布の最適
化はこのように時間の掛かる一連の実験を必要とする。
さらに、磁界の変更は大抵反応装置のメーカの手によっ
てのみ可能である。このことによりスパッタ法の開発が
さらに遅れた。最後に、コリメータ内に横方向成分を捕
捉することはコリメータの劣化に繋がる。横方向流れ成
分はコリメータの穴の側壁上に膜堆積を生ぜしめ、これ
によってコリメータ穴が徐々に塞がれてしまう。横方向
流れ成分は縦方向流れ成分の最適化のためにコリメータ
面において不均一であるので、この劣化作用は補償する
ことができない。
非常に間接的であるので、縦方向流れ成分の分布の最適
化はこのように時間の掛かる一連の実験を必要とする。
さらに、磁界の変更は大抵反応装置のメーカの手によっ
てのみ可能である。このことによりスパッタ法の開発が
さらに遅れた。最後に、コリメータ内に横方向成分を捕
捉することはコリメータの劣化に繋がる。横方向流れ成
分はコリメータの穴の側壁上に膜堆積を生ぜしめ、これ
によってコリメータ穴が徐々に塞がれてしまう。横方向
流れ成分は縦方向流れ成分の最適化のためにコリメータ
面において不均一であるので、この劣化作用は補償する
ことができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、縦方向流れ成分が不均一である場合でも一様な膜堆
積が達成されるような、スパッタ法によって基板上に膜
を堆積させる方法を提供することにある。この方法は１
より小さいか又はそれに等しい縦横比を有する接触穴の
ような構造物を充填するのに特に適するようにするべき
である。
は、縦方向流れ成分が不均一である場合でも一様な膜堆
積が達成されるような、スパッタ法によって基板上に膜
を堆積させる方法を提供することにある。この方法は１
より小さいか又はそれに等しい縦横比を有する接触穴の
ような構造物を充填するのに特に適するようにするべき
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明によれば、基板がターゲットとコリメータと
を備えたスパッタ反応装置内に、コリメータが基板とタ
ーゲットとの間にあるように配置され、スパッタの際に
粒子流に縦方向成分と横方向成分とが形成され、コリメ
ータは円筒状の穴を備え、この穴の円筒軸線が基板の表
面に対して垂直に向けられ、穴は粒子流の縦方向成分だ
けを通過させ、コリメータは種々の大きさの穴半径を有
し、スパッタ反応装置内のスパッタ率は磁界を印加する
ことによって、横方向の流れ密度が均一に調整されるよ
うに制御される。
め、本発明によれば、基板がターゲットとコリメータと
を備えたスパッタ反応装置内に、コリメータが基板とタ
ーゲットとの間にあるように配置され、スパッタの際に
粒子流に縦方向成分と横方向成分とが形成され、コリメ
ータは円筒状の穴を備え、この穴の円筒軸線が基板の表
面に対して垂直に向けられ、穴は粒子流の縦方向成分だ
けを通過させ、コリメータは種々の大きさの穴半径を有
し、スパッタ反応装置内のスパッタ率は磁界を印加する
ことによって、横方向の流れ密度が均一に調整されるよ
うに制御される。
【０００９】本発明の他の構成は請求項２以降に記載さ
れている。
れている。
【００１０】本発明による方法では、スパッタ法に、粒
子流の横方向成分を絞り込むコリメータが使用される。
このコリメータは円筒状の穴を備え、穴の円筒軸線が基
板の表面に対してほぼ垂直に向けられている。コリメー
タの穴の直径は穴毎に種々異なっている。穴半径の分布
は、特に、穴半径が大きな縦方向流れ成分を有する領域
では小さな縦方向流れ成分を有する領域より小さくなる
ように選定される。これによって、基板上に生じる堆積
率が均一化される。
子流の横方向成分を絞り込むコリメータが使用される。
このコリメータは円筒状の穴を備え、穴の円筒軸線が基
板の表面に対してほぼ垂直に向けられている。コリメー
タの穴の直径は穴毎に種々異なっている。穴半径の分布
は、特に、穴半径が大きな縦方向流れ成分を有する領域
では小さな縦方向流れ成分を有する領域より小さくなる
ように選定される。これによって、基板上に生じる堆積
率が均一化される。
【００１１】非常に良く使われているスパッタ反応装置
では、ターゲット上に、ターゲットの中心点以外のとこ
ろに最大スパッタ率が現れる個所がある。この種の反応
装置において、穴の半径が反応装置の中心点からターゲ
ットでの最大スパッタ率個所に至るまで定常的に減少
し、この個所から基板縁部に相当する中心点からの距離
に至るまで増大し、基板縁部の外では一定に保たれるこ
とは有利である。
では、ターゲット上に、ターゲットの中心点以外のとこ
ろに最大スパッタ率が現れる個所がある。この種の反応
装置において、穴の半径が反応装置の中心点からターゲ
ットでの最大スパッタ率個所に至るまで定常的に減少
し、この個所から基板縁部に相当する中心点からの距離
に至るまで増大し、基板縁部の外では一定に保たれるこ
とは有利である。
【００１２】小さな構造物、例えば接触穴の充填の際の
問題を回避するために、コリメータの縦横比が基板の表
面において最小の直径を持つ構造物の縦横比にほぼ等し
くなるように、最小穴半径を選定することは有利であ
る。
問題を回避するために、コリメータの縦横比が基板の表
面において最小の直径を持つ構造物の縦横比にほぼ等し
くなるように、最小穴半径を選定することは有利であ
る。
【００１３】スパッタ反応装置内のスパッタ率が磁界を
印加することによって、横方向の流れ密度が均一に調整
されるように制御されることは、本発明の枠内である。
これによってコリメータの面に亘って一様な堆積が得ら
れ、それゆえスパッタ時間によって全体的に補償するこ
とのできる均一な劣化作用が得られる。
印加することによって、横方向の流れ密度が均一に調整
されるように制御されることは、本発明の枠内である。
これによってコリメータの面に亘って一様な堆積が得ら
れ、それゆえスパッタ時間によって全体的に補償するこ
とのできる均一な劣化作用が得られる。
【００１４】本発明による方法によれば、堆積率は短時
間に、しかも装置メーカへの時間の掛かる戻しを行わな
くても最適化することができる。
間に、しかも装置メーカへの時間の掛かる戻しを行わな
くても最適化することができる。
【００１５】さらに、本発明による方法は、装置メーカ
のところで磁界の粗い事前調整を行った後にスパッタ法
を最適化する際に精密調整を行うために使用することが
できる。
のところで磁界の粗い事前調整を行った後にスパッタ法
を最適化する際に精密調整を行うために使用することが
できる。
【００１６】穴半径を変えることの他に、隣接する穴間
の間隔を変え、通過する粒子流の大きさを変えることは
本発明の枠内である。その際縦方向流れ成分の一部分は
頑丈なコリメータ材料にぶつかることによって抑制され
る。使用されるコリメータのこの変形例においてはさら
に隣接する穴間にはシャドー条片を設けることができ
る。これによってコリメータの縦横比が人為的に小さく
される。充分に平らな角度で入射する横方向流れ成分の
一部分はシャドー条片上に堆積する。横方向成分のこの
部分はコリメータ穴の側壁には達せず、従って劣化作用
には寄与しない。このようにして、横方向流れ成分の堆
積による穴の半径の減少は遅くなる。
の間隔を変え、通過する粒子流の大きさを変えることは
本発明の枠内である。その際縦方向流れ成分の一部分は
頑丈なコリメータ材料にぶつかることによって抑制され
る。使用されるコリメータのこの変形例においてはさら
に隣接する穴間にはシャドー条片を設けることができ
る。これによってコリメータの縦横比が人為的に小さく
される。充分に平らな角度で入射する横方向流れ成分の
一部分はシャドー条片上に堆積する。横方向成分のこの
部分はコリメータ穴の側壁には達せず、従って劣化作用
には寄与しない。このようにして、横方向流れ成分の堆
積による穴の半径の減少は遅くなる。
【００１７】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
【００１８】図１はスパッタ反応装置１の断面図を示
す。電気端子、ガス供給管，ポンプ短管又は磁界発生コ
イルのようなスパッタ反応装置１の細部は概要を理解し
易くするために省略されている。このスパッタ反応装置
１内にはスパッタターゲット２が配置されている。この
スパッタターゲット２と向かい合って、基板３が、基板
中心点がスパッタ反応装置１の中心点と一致するように
配置されている。基板３は例えばシリコンウエハであ
る。このシリコンウエハにはマイクロエレクトロニクス
回路が構成され、そしてその表面にはパッシベーション
膜が設けられている。このパッシベーション膜にはスパ
ッタ法で充填されるべき接触穴が明けられている。
す。電気端子、ガス供給管，ポンプ短管又は磁界発生コ
イルのようなスパッタ反応装置１の細部は概要を理解し
易くするために省略されている。このスパッタ反応装置
１内にはスパッタターゲット２が配置されている。この
スパッタターゲット２と向かい合って、基板３が、基板
中心点がスパッタ反応装置１の中心点と一致するように
配置されている。基板３は例えばシリコンウエハであ
る。このシリコンウエハにはマイクロエレクトロニクス
回路が構成され、そしてその表面にはパッシベーション
膜が設けられている。このパッシベーション膜にはスパ
ッタ法で充填されるべき接触穴が明けられている。
【００１９】スパッタターゲット２と基板３との間には
コリメータ４が配置されている。このコリメータ４は基
板３の表面に対して平行にほぼ円形断面を有する多数の
穴５を有している。さらに、穴５は円筒状である。穴５
の半径はコリメータ４について異なる分布を持ってい
る。スパッタ反応装置１の中心部では穴の半径が比較的
大きいのに対して、基板３の基板半径の約三分の二では
穴半径は最小値となっている。
コリメータ４が配置されている。このコリメータ４は基
板３の表面に対して平行にほぼ円形断面を有する多数の
穴５を有している。さらに、穴５は円筒状である。穴５
の半径はコリメータ４について異なる分布を持ってい
る。スパッタ反応装置１の中心部では穴の半径が比較的
大きいのに対して、基板３の基板半径の約三分の二では
穴半径は最小値となっている。
【００２０】最適な穴半径は基板３上に堆積した膜の評
価により経験的に決定することができる。
価により経験的に決定することができる。
【００２１】また、穴の半径の分布は例えば「ＩＥＤＭ
９２」（筆者Ａ．ケルシュ（Kersch）等、ペーパー
７．６、１９９２年サンフランシスコ）により知られて
いるようなシミュレーションプログラムを用いて反復的
に算出される。
９２」（筆者Ａ．ケルシュ（Kersch）等、ペーパー
７．６、１９９２年サンフランシスコ）により知られて
いるようなシミュレーションプログラムを用いて反復的
に算出される。
【００２２】図２は堆積率Ｄのシミュレーション演算を
反応装置中心部からの距離ｘの関数として示す。堆積率
Ｄは予め与えられた堆積率に正規化されている。堆積率
Ｄは穴半径の予め与えられた分布に対してその都度算出
される。曲線１１では穴半径が特性線２１で示された一
定分布を有する場合の堆積率が算出されている。曲線１
２は特性線２２に従って穴半径分布が予め与えられてい
る場合に生じる。曲線１３に相当する堆積率は特性線２
３に従って穴半径分布が予め与えられている場合に生じ
る。図の右軸には穴半径ｒがとられている。
反応装置中心部からの距離ｘの関数として示す。堆積率
Ｄは予め与えられた堆積率に正規化されている。堆積率
Ｄは穴半径の予め与えられた分布に対してその都度算出
される。曲線１１では穴半径が特性線２１で示された一
定分布を有する場合の堆積率が算出されている。曲線１
２は特性線２２に従って穴半径分布が予め与えられてい
る場合に生じる。曲線１３に相当する堆積率は特性線２
３に従って穴半径分布が予め与えられている場合に生じ
る。図の右軸には穴半径ｒがとられている。
【００２３】図３は穴半径分布を、経験的なデータを使
用することにより均一な堆積率を比較的素早く得ること
ができる反応装置中心部からの距離ｘの関数として示
す。分布は次の式で表される部分的な直線関数である。
用することにより均一な堆積率を比較的素早く得ること
ができる反応装置中心部からの距離ｘの関数として示
す。分布は次の式で表される部分的な直線関数である。
【００２４】ｒ（ｘ）＝｛（ｒm −ｒm ／ａ0 ）／
ｘm ｝・ｘ＋ｒm ／ａ0 但し、０≦ｘ≦ｘm
ｘm ｝・ｘ＋ｒm ／ａ0 但し、０≦ｘ≦ｘm
【００２５】ｒ（ｘ）＝｛（ｒm ／ａ1 −ｒm ）／（ｘ
1 −ｘm ）｝・ｘ＋ｒm ・｛（ｘ1 −ｘm ／ａ1 ）／
（ｘ1 −ｘm ）｝ 但し、ｘm ≦ｘ≦ｘ1
1 −ｘm ）｝・ｘ＋ｒm ・｛（ｘ1 −ｘm ／ａ1 ）／
（ｘ1 −ｘm ）｝ 但し、ｘm ≦ｘ≦ｘ1
【００２６】ｒ（ｘ）＝ｒm ／ａ1
但し、ｘ1 ≦ｘ
但し、ｘ1 ≦ｘ
【００２７】なお、ｒm は最小穴半径、ｘm は反応装置
の中心点からターゲットでの最大スパッタ率個所までの
距離、ｘ1 は反応装置の中心点から基板縁部までの距
離、ａ0 は個所ｘm での最大スパッタ率に対する反応装
置の中心点でのスパッタ率の低減係数、ａ1 は個所ｘm
での最大スパッタ率に対する基板縁部でのスパッタ率の
低減係数である。
の中心点からターゲットでの最大スパッタ率個所までの
距離、ｘ1 は反応装置の中心点から基板縁部までの距
離、ａ0 は個所ｘm での最大スパッタ率に対する反応装
置の中心点でのスパッタ率の低減係数、ａ1 は個所ｘm
での最大スパッタ率に対する基板縁部でのスパッタ率の
低減係数である。
【００２８】穴の半径のこの分布は、多くのスパッタ反
応装置においてはスパッタ率が最大となるようなターゲ
ット個所が有ることが考慮される。大抵の場合、この個
所は基板半径の約三分の二のところにある。この個所は
反応装置の型式に依存し、長い有効寿命の後のスパッタ
ターゲットの侵食輪郭から決定することができる。ター
ゲット中心点もしくは基板縁部におけるスパッタ率を最
大スパッタ率に対して低減させる係数ａ0 、ａ1 も侵食
輪郭の測定によって決定することができる。通常の反応
装置における標準値はａ0 ＝０．５、ａ1 ＝０．４であ
る。
応装置においてはスパッタ率が最大となるようなターゲ
ット個所が有ることが考慮される。大抵の場合、この個
所は基板半径の約三分の二のところにある。この個所は
反応装置の型式に依存し、長い有効寿命の後のスパッタ
ターゲットの侵食輪郭から決定することができる。ター
ゲット中心点もしくは基板縁部におけるスパッタ率を最
大スパッタ率に対して低減させる係数ａ0 、ａ1 も侵食
輪郭の測定によって決定することができる。通常の反応
装置における標準値はａ0 ＝０．５、ａ1 ＝０．４であ
る。
【００２９】最小穴半径ｒm は、例えば、コリメータの
縦横比（２ｒm ）／ｄが基板上に存在している一番小さ
い構造物（例えば接触穴）の縦横比に等しくなるように
選定することができる。なお、ｄはコリメータの厚みで
ある。基板半径ｘ1 は使用される基板の大きさに依存
し、例えば１００ｍｍである。
縦横比（２ｒm ）／ｄが基板上に存在している一番小さ
い構造物（例えば接触穴）の縦横比に等しくなるように
選定することができる。なお、ｄはコリメータの厚みで
ある。基板半径ｘ1 は使用される基板の大きさに依存
し、例えば１００ｍｍである。
【００３０】図４は本発明の他の実施例において使用さ
れるコリメータの断面図である。このコリメータ６は種
々異なった穴半径を有しそして種々異なった幅の条帯８
によって互いに分離されている穴７を有している。条帯
８の大きな幅は縦方向粒子流成分を局部的に弱くする。
条帯８上には遮蔽体９が配置されている。反応装置の駆
動時にはコリメータ６は、遮蔽体９がスパッタターゲッ
トの方向へ向くように、スパッタターゲットと基板との
間に配置される。遮蔽体９はスパッタの際に横方向粒子
流成分の一部分を捕捉する。従って、遮蔽体９は穴７の
側壁に堆積する横方向粒子流成分の量が減少するように
作用する。これによってコリメータ６の劣化が遅くされ
る。
れるコリメータの断面図である。このコリメータ６は種
々異なった穴半径を有しそして種々異なった幅の条帯８
によって互いに分離されている穴７を有している。条帯
８の大きな幅は縦方向粒子流成分を局部的に弱くする。
条帯８上には遮蔽体９が配置されている。反応装置の駆
動時にはコリメータ６は、遮蔽体９がスパッタターゲッ
トの方向へ向くように、スパッタターゲットと基板との
間に配置される。遮蔽体９はスパッタの際に横方向粒子
流成分の一部分を捕捉する。従って、遮蔽体９は穴７の
側壁に堆積する横方向粒子流成分の量が減少するように
作用する。これによってコリメータ６の劣化が遅くされ
る。
【図１】本発明によるスパッタ反応装置の概略図であ
る。
る。
【図２】穴半径分布が予め与えられている際のスパッタ
法における堆積率に関するシミュレーション演算結果を
示す概略図である。
法における堆積率に関するシミュレーション演算結果を
示す概略図である。
【図３】本発明による方法に対して好適な穴半径分布を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】本発明によるコリメータの断面図である。
１ スパッタ反応装置
２ スパッタターゲット
３ 基板
４、６ コリメータ
５、７ 穴
８ 条帯
９ 遮蔽体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特表 平９−500690（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
Claims (8)
- 【請求項１】 基板（３）がターゲット（２）とコリメ
ータ（４）とを備えたスパッタ反応装置（１）内に、コ
リメータ（４）が基板（３）とターゲット（２）との間
にあるように配置され、スパッタの際に粒子流に縦方向
成分と横方向成分とが形成され、コリメータ（４）は円
筒状の穴（５）を備え、この穴の円筒軸線が基板（３）
の表面に対して垂直に向けられ、穴（５）は粒子流の縦
方向成分だけを通過させ、コリメータ（４）は種々の大
きさの穴半径を有し、スパッタ反応装置内のスパッタ率
は磁界を印加することによって、横方向の流れ密度が均
一に調整されるように制御されることを特徴とするスパ
ッタ法によって基板上に膜を堆積させる方法。 - 【請求項２】 基板（３）は反応装置中心点と基板中心
点とが一致するように反応装置（１）内に位置決めさ
れ、穴半径はスパッタ反応装置（１）の中心点からター
ゲット（２）での最大スパッタ率の個所に至るまで定常
的に減少し、この個所から基板縁部に相当する中心点か
らの距離に至るまで再び増大し、基板縁部の外では一定
であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 穴半径ｒ（ｘ）はスパッタ反応装置の中
心点からの距離（ｘ）の関数として次の分布式 なお、ｒmは最小穴半径、ｘmは反応装置の中心点からタ
ーゲットでの最大スパッタ率の個所までの距離、ｘlは
反応装置の中心点から基板縁部までの距離、ａo は個所
ｘmでの最大スパッタ率に対する反応装置の中心点での
スパッタ率の低減係数、ａlは個所ｘmでの最大スパッタ
率に対する基板縁部でのスパッタ率の低減係数を有する
ことを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 ｘm、ａo、ａl は有効寿命の後のターゲ
ットの侵食輪郭を測定することによって決定されること
を特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 ｘm＝ｂ・ｘl（この場合ｂは０．９より
小さいか又は等しい）が当てはまり、ａoは０．１〜
０．７であり、ａ1は０．１〜０．７であることを特徴
とする請求項３又は４記載の方法。 - 【請求項６】 最小穴半径は、コリメータの縦横比（２
ｒm）／ｄ（ｄはコリメータの厚み）が基板の表面にお
いて最小の直径を持つ構造物の縦横比に等しくなるよう
に選定されることを特徴とする請求項３乃至５の１つに
記載の方法。 - 【請求項７】 コリメータにおいて隣接する穴の間隔は
種々の大きさであることを特徴とする請求項１乃至６の
１つに記載の方法。 - 【請求項８】 コリメータ（６）には隣接する穴（７）
間に、穴（７）の円筒軸線に対して垂直に一平面にてコ
リメータ（６）から突出する遮蔽体（９）がそれぞれ設
けられ、コリメータ（６）の穴（７）は遮蔽体（９）に
よってそれぞれ環状に取り囲まれ、コリメータ（６）は
遮蔽体（９）がターゲットに向くように配置され、それ
により横方向流れ成分の一部分が遮蔽体（９）によって
捕捉されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記
載の方法。
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