JPH02209478A - Sputtering target - Google Patents

Sputtering target

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JPH02209478A
JPH02209478A JP3064689A JP3064689A JPH02209478A JP H02209478 A JPH02209478 A JP H02209478A JP 3064689 A JP3064689 A JP 3064689A JP 3064689 A JP3064689 A JP 3064689A JP H02209478 A JPH02209478 A JP H02209478A
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JP
Japan
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target
sputtering
wafer
boundary
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP3064689A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kubo
久保 謙一
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.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a target in which sputter grains sputtered diagonally toward the inside are secured and proper film formation is enabled by means of the above grains even it the erosion of target proceeds by forming a recessed part at least in the vicinity of the inside boundary of an erosion area in the sputter surface. CONSTITUTION:A recessed part 40 is previously formed at least in the vicinity of the inside boundary of an erosion area E in the sputter surface of a target 2, by which the formation of wall on the boundary can be prevented even if sputtering proceeds and as a result, sputter grains sputtered diagonally toward the central region can be always secured over a period from the beginning to the end of its period of service. Accordingly, even in the case when the prescribed film formation is applied to the inner wall of a hole, proper film formation can be performed by means of the above sputter grains with the above diagonal-direction components.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、スパッタ用ターゲットに関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a sputtering target.

(従来の技術) 一般に、スパッタ装置はイオン化するスパッタガスを導
入した気密容器内で、プラズマ中のイオンが負電圧の例
えばアルミニウム材等のターゲットに衝突してスパッタ
が行われ、陽極に設けられた半導体ウェハ等の試料の表
面に薄膜を形成するものである。ここで、半導体チップ
としてDRAMを例に挙げれば、1M−DRAMの量産
が開始されつつあり、近い将来には4M−DRAMの量
産に移行することが予定されている。このように、半導
体チップの高密度化に伴い、半導体ウェハの微細処理に
対する対応が迫られている。
(Prior art) In general, a sputtering device is a gas-tight container into which ionizing sputtering gas is introduced, and ions in the plasma collide with a target such as aluminum material at a negative voltage to perform sputtering. A thin film is formed on the surface of a sample such as a semiconductor wafer. Here, taking DRAM as an example of a semiconductor chip, mass production of 1M-DRAM is beginning, and it is planned to shift to mass production of 4M-DRAM in the near future. As described above, with the increase in the density of semiconductor chips, it is necessary to respond to fine processing of semiconductor wafers.

このような状況下にあって、スパッタ装置にて例えば半
導体ウェハにアルミ配線を行う場合には、第4図に示す
ようにアルミを充填すべきホール100の穴径がサブミ
クロンのオーダとなっている。
Under these circumstances, when performing aluminum wiring on a semiconductor wafer using a sputtering device, for example, the diameter of the hole 100 to be filled with aluminum is on the order of submicrons, as shown in Figure 4. There is.

(発明が解決しようとする課題) 上記のようなホール100にアルミ膜を形成するために
は、このウェハと対向配置されるターゲットから垂直に
放出されるスパッタ粒子だけでは適正な膜が形成できな
い。もし、垂直方向のみのスパッタ粒子によって膜を形
成したとすれば、第7図に示すようにホール100の内
側壁に膜を形成できないからである。
(Problems to be Solved by the Invention) In order to form an aluminum film in the hole 100 as described above, an appropriate film cannot be formed only with sputtered particles vertically emitted from a target placed opposite to the wafer. This is because if a film were formed using sputtered particles only in the vertical direction, it would not be possible to form a film on the inner wall of the hole 100 as shown in FIG.

もちろん、スパッタ粒子は垂直方向にのみ飛翔するので
はなく、拡散して斜め方向にも放出されるので第7図の
ような極端なケースは生じ得ないが、ターゲットの浸油
が進むにつれ、ウニ/’%の中6側に斜めに向かうスパ
ッタ粒子が減少し、ホール100の内側壁に形成される
膜厚が不足するという現象が確認された。
Of course, the sputtered particles do not fly only in the vertical direction, but also diffuse and are emitted in diagonal directions, so the extreme case shown in Figure 7 cannot occur, but as the target becomes immersed in oil, the sea urchins A phenomenon was confirmed in which the number of sputtered particles diagonally directed toward the middle 6 side of /'% decreased, and the film thickness formed on the inner wall of the hole 100 became insufficient.

そこで、本発明の目的とするところは、ターゲットの浸
蝕が進行しても、被処理体の中心側に斜めに向かうスパ
ッタ粒子を常時確保でき、適正な膜付けを実施すること
ができるスパッタ用ターゲットを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering target that can always secure sputtered particles diagonally toward the center of the object to be processed even if the target is eroded, and can perform appropriate film deposition. Our goal is to provide the following.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明は、スパッタ面の少なくともエロージョンエリア
の内側境界付近に凹状部を形成してスパッタ用ターゲッ
トを構成している。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) According to the present invention, a sputtering target is constructed by forming a concave portion on the sputtering surface at least near the inner boundary of the erosion area.

(作 用) スパッタ用ターゲッとの中心領域は、ターゲラとの保持
あるいは冷却の必要上プラズマリングが形成され難く、
エロージョンエリアはこの外側に確保されるものが多い
。この際、ターゲットの浸蝕が進行すると、エロージョ
ンエリアの内側境界には、浸蝕されない部位が壁となり
、斜め内側に向けて飛翔するスパッタ粒子がこの壁に邪
魔されて被処理体に届かなくなってしまう。
(Function) Plasma rings are difficult to form in the central region of the sputtering target due to the necessity of holding the sputtering target or cooling it.
Erosion areas are often secured outside this area. At this time, as the erosion of the target progresses, the uneroded portion becomes a wall at the inner boundary of the erosion area, and sputtered particles flying diagonally inward are obstructed by this wall and cannot reach the object to be processed.

そこで、本発明では、このエロージョンエリアの内側境
界付近に予め凹状部を形成しておくことで、スパッタが
進行しても境界に壁が形成されることを防止し、その初
期使用時から寿命時に至るまで、相変わらずに中心領域
に斜めに向かうスパッタ粒子を確保している。この結果
、ホールの内側壁等にも適正な膜厚を確保することが可
能となる。
Therefore, in the present invention, by forming a concave portion in advance near the inner boundary of this erosion area, it is possible to prevent a wall from being formed at the boundary even if sputtering progresses, and to prevent the formation of a wall at the boundary from the initial use to the end of its life. Until then, the sputtered particles continue to be directed diagonally toward the central region. As a result, it is possible to ensure an appropriate film thickness on the inner wall of the hole, etc.

(実施例) 以下、本発明方法の一実施例について図面を参照して具
体的に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the method of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は、スパッタ装置の一例としてプレートマグレト
ロン形スパッタ装置を示すもので、図示しない真空容器
内には、半導体ウェハ1とターゲット2とが対向して配
置されている。前記半導体ウェハ1は、ウェハ加熱機構
3を含む試料台4に支持されている。
FIG. 1 shows a plate magretron type sputtering apparatus as an example of a sputtering apparatus, in which a semiconductor wafer 1 and a target 2 are placed facing each other in a vacuum vessel (not shown). The semiconductor wafer 1 is supported by a sample stage 4 that includes a wafer heating mechanism 3.

前記ウェハ1の上方に配置される前記ターゲット2は、
保持部材5によって保持されている。このターゲット2
は、ウェハ1に形成すべき材料に応じてその母材が選択
され、例えばアルミニウム。
The target 2 placed above the wafer 1 is
It is held by a holding member 5. This target 2
The base material is selected depending on the material to be formed on the wafer 1, such as aluminum.

シリコン、タングステン、チタン、モリブデン。Silicon, tungsten, titanium, molybdenum.

クロム、コバルト、ニッケル等、あるいはこれらを素材
とする合金で形成され、場合によっては焼結金属等の熱
伝導性の悪い材料も用いられる。このターゲット2には
、負の直流電圧が印加され、カソード電極を構成するも
のである。
It is made of chromium, cobalt, nickel, etc., or an alloy made of these materials, and in some cases, a material with poor thermal conductivity such as sintered metal is also used. A negative DC voltage is applied to this target 2, which constitutes a cathode electrode.

前記保持部材5のさらに上方には、この保持部材5を支
持し、かつ、後述するマグネット10を回転自在に支持
するための基台6が設けられている。この基台6の中央
部には、中空筒状の円筒部6aが形成され、その最下端
が前記保持部材5と接面している。そして、前記円筒部
6aの周囲にはベアリング7が配置され、このベアリン
グ7によって回転円盤8が回転自在に支持されている。
Further above the holding member 5, a base 6 is provided to support the holding member 5 and to rotatably support a magnet 10, which will be described later. A hollow cylindrical portion 6a is formed in the center of the base 6, and its lowermost end is in contact with the holding member 5. A bearing 7 is arranged around the cylindrical portion 6a, and a rotary disk 8 is rotatably supported by the bearing 7.

そして、この回転円盤8の偏心した位置に前記マグネッ
ト10が固着されている。一方、前記基台6の上面には
マグネット回転用モーター1が固定され、このモーター
1の出力軸には第1のギア12が固着されている。また
、前記回転円盤8と同心にて第2のギア13が固着され
、この第1゜第2のギア12.13が噛合するようにな
っている。この結果、前記マグネット回転用モーター1
を駆動することで、この回転出力は第1のギア12、第
2のギア13を介して前記回転円盤8に伝達され、前記
マグネット10を回転駆動することが可能なる。
The magnet 10 is fixed to an eccentric position of the rotating disk 8. On the other hand, a magnet rotation motor 1 is fixed to the upper surface of the base 6, and a first gear 12 is fixed to the output shaft of this motor 1. Further, a second gear 13 is fixed concentrically with the rotating disk 8, and the first and second gears 12 and 13 mesh with each other. As a result, the magnet rotation motor 1
By driving the magnet 10, this rotational output is transmitted to the rotating disk 8 via the first gear 12 and the second gear 13, and the magnet 10 can be rotationally driven.

前記保持部材5は、ターゲット2を冷却可能に保持する
ものであり、このために、保持部材5の内部には複数の
冷却ジャケット15が配置されている。そして、この冷
却ジャケット15内に冷却媒体例えば冷却水を循環させ
ることで、保持部材5を冷却し、この保持部材5とター
ゲット2との間の熱交換によってプラズマ発生時のター
ゲット2の昇温を抑制するようになっている。
The holding member 5 holds the target 2 in a coolable manner, and for this purpose, a plurality of cooling jackets 15 are arranged inside the holding member 5. By circulating a cooling medium, for example, cooling water, in this cooling jacket 15, the holding member 5 is cooled, and heat exchange between this holding member 5 and the target 2 suppresses the temperature rise of the target 2 when plasma is generated. It is supposed to be suppressed.

尚、前記ターゲット2の周囲には、絶縁体16を介して
アノード電極17が設けられ、さらに、ウェハ1とター
ゲット2との間を必要に応じて遮ぎることか可能なよう
にシャッタ18が設けられ、このシャッタ18をシャッ
タ駆動機構1.9によって駆動可能としている。
An anode electrode 17 is provided around the target 2 with an insulator 16 interposed therebetween, and a shutter 18 is further provided to block the gap between the wafer 1 and the target 2 as necessary. The shutter 18 can be driven by a shutter drive mechanism 1.9.

前記ターゲット2は、第3図に示すように、後述するガ
ス導入管20用の穴2aを有する段付きの略円板状に形
成され、スパッタリング面を有する大径部21と、この
大径部21の裏面側中央にて突出形成された小径部22
とから構成されている。尚、上記大径部21の周縁部2
1aの直径を11とし、小径部22の周縁部22aの直
径を12とする。一方、前記ターゲット2を保持するた
めの保持部材5は段付き穴形状となっていて、前記ター
ゲット2の大径部21に対応する大径穴24と、前記小
径部22に対応する小径穴25とを有している。尚、大
径穴24の内周面24aの直径を!、とし、小径穴25
の内周面25aの直径を14とする。そして、上記ター
ゲット2及び保持部材5の大きさについては、常温下に
あっては11〜!4の関係が以下のようになっている。
As shown in FIG. 3, the target 2 is formed into a stepped approximately disc shape having a hole 2a for a gas introduction pipe 20, which will be described later, and includes a large diameter portion 21 having a sputtering surface, and a large diameter portion 21 having a sputtering surface. A small diameter portion 22 formed protrudingly at the center of the back side of 21
It is composed of. Incidentally, the peripheral portion 2 of the large diameter portion 21
The diameter of 1a is 11, and the diameter of the peripheral edge 22a of the small diameter portion 22 is 12. On the other hand, the holding member 5 for holding the target 2 has a stepped hole shape, with a large diameter hole 24 corresponding to the large diameter portion 21 of the target 2 and a small diameter hole 25 corresponding to the small diameter portion 22. It has In addition, the diameter of the inner peripheral surface 24a of the large diameter hole 24! , small diameter hole 25
The diameter of the inner peripheral surface 25a is 14. The size of the target 2 and the holding member 5 is 11~ at room temperature! The relationship between 4 is as follows.

J、 <f!、、 I!2<14 ここで、前記大径部21と大径穴24との直径方向のギ
ャップ及び小径部22と小径穴22との直径方向のギャ
ップは、それぞれ以下のように設定されている。
J, <f! ,, I! 2<14 Here, the diametrical gap between the large diameter portion 21 and the large diameter hole 24 and the diametrical gap between the small diameter portion 22 and the small diameter hole 22 are set as follows.

すなわち、ターゲット2はプラズマ発生時の昇温により
熱膨張するため、前記大径部21の直径方向の熱膨張長
さが、前記大径部21.大径穴24の直径方向の間隙と
ほぼ同一となっている。
That is, since the target 2 thermally expands due to temperature rise during plasma generation, the thermal expansion length of the large diameter portion 21 in the diametrical direction is greater than the length of the large diameter portion 21. The gap is approximately the same as the gap in the diametrical direction of the large diameter hole 24.

同様に、ターゲット2の熱膨張による前記小径部22の
熱膨張長さは、この小径部22.小径穴25の直径方向
の間隙とほぼ同一となっている。
Similarly, the length of thermal expansion of the small diameter portion 22 due to thermal expansion of the target 2 is the length of the small diameter portion 22. The gap is approximately the same as the gap in the diameter direction of the small diameter hole 25.

したがって、ターゲット2の熱膨張により、大径部21
の周縁部21a及び小径部22の周縁部22aがそれぞ
れ膨張し、前記大径穴24.小径穴25のそれぞれの内
周面24 a + 25 aにほぼ同様の密閉度で密着
することになる。尚、同一温度の下にあっては、前記大
径部21と小径部22の膨張長さが相違するため、これ
らの周縁部21a、22aとこれに対向する穴部の内周
面24a、25a間のギャップ距離はそれぞれ相違して
いる。このように、ターゲット2の各段の周縁部21a
、22aと保持部材5の対向する内周面24 a、  
25 aとの密着を確保するようにして、ターゲット2
の効率良い冷却を可能としている。
Therefore, due to thermal expansion of the target 2, the large diameter portion 21
The peripheral edge portion 21a of the large diameter hole 24. and the peripheral edge portion 22a of the small diameter portion 22 expand, respectively. The inner circumferential surfaces 24 a + 25 a of the small diameter holes 25 are in close contact with substantially the same degree of sealing. Note that under the same temperature, the expansion lengths of the large diameter portion 21 and the small diameter portion 22 are different, so that the peripheral edges 21a, 22a and the inner peripheral surfaces 24a, 25a of the hole portions opposite thereto The gap distance between them is different. In this way, the peripheral edge 21a of each stage of the target 2
, 22a and the opposing inner peripheral surface 24a of the holding member 5,
25 a to ensure close contact with target 2.
This enables efficient cooling.

また、ターゲット2と保持部材5とのクランプを、ター
ゲットの中央部裏面側にて実施している。
Further, the target 2 and the holding member 5 are clamped on the back side of the central part of the target.

すなわち、ターゲット2の前記小径部22の周縁部22
aには、それぞれ相対向する位置にて直径方向で外側に
突出する係止用ピン23.23が形成されている。一方
、保持部材5の前記大径穴24の底面24bには、小径
穴25の相対向する位置に連通し前記係止用ピン23.
23を挿入可能な所定深さの挿入用スリット26.26
が設けられ、さらにこの挿入用スリット26.26の下
端側にて連通し、同一回転方向に伸びる横溝がら構成さ
れる係止用溝27.27を有している。この結果、前記
ターゲット2の小径部22を保持部材5の小径穴25に
対して前記係止用ピン23゜23が挿入用スリット26
.26に挿入されるように配置し、この後、このターゲ
ット2を回転が許容される方向に所定角度回転すること
により、前記係止用ピン23.23を保持部材5の係止
用溝27.27の末端に配置することができる。
That is, the peripheral portion 22 of the small diameter portion 22 of the target 2
A is formed with locking pins 23, 23 that project outward in the diametrical direction at opposing positions. On the other hand, the bottom surface 24b of the large diameter hole 24 of the holding member 5 communicates with the opposing position of the small diameter hole 25, and the locking pin 23.
Insertion slit 26, 26 with a predetermined depth into which 23 can be inserted.
Further, the insertion slit 26.26 has a locking groove 27.27 formed of a horizontal groove that communicates with the lower end side and extends in the same rotational direction. As a result, the locking pin 23° 23 is inserted into the insertion slit 26 so that the small diameter portion 22 of the target 2 is connected to the small diameter hole 25 of the holding member 5.
.. 26, and then by rotating the target 2 by a predetermined angle in a rotationally permissible direction, the locking pins 23.23 are inserted into the locking grooves 27.23 of the holding member 5. It can be placed at the end of 27.

このようなりランプにより、ターゲット2の昇温か著し
く反りの発生しやすい中心領域を機械的にクランプする
ことで、ターゲット2の裏面と保持部材5との密着性を
も確保し、冷却効率を高めている。また、上記クランプ
によってワンタッチな交換が可能となり、しかもクラン
プ部材がターゲット2の表面に露出しないので、ターゲ
ット全面をエロージョンエリアとして有効に利用するこ
とができる。
By using such a lamp, the central region of the target 2, which is prone to rise or warp, is mechanically clamped, thereby ensuring close contact between the back surface of the target 2 and the holding member 5, and increasing cooling efficiency. There is. Furthermore, the clamp allows one-touch replacement, and since the clamp member is not exposed on the surface of the target 2, the entire surface of the target can be effectively used as an erosion area.

また、前記基台6の円筒部6aの中心を貫通し、さらに
保持部材5の中心部を貫通してターゲット2の前記穴2
aを介してスパッタリング面に臨むガス導入管20を有
している。このガス導入管20は、前記ウェハ1とター
ゲット2との間に、主スパッタガスと同一種類の圧力補
正用のスパッタガスを導入するものである。
The hole 2 of the target 2 also passes through the center of the cylindrical portion 6a of the base 6 and further through the center of the holding member 5.
It has a gas introduction pipe 20 facing the sputtering surface through a. This gas introduction pipe 20 is for introducing a pressure correction sputtering gas of the same type as the main sputtering gas between the wafer 1 and the target 2 .

次に、本実施例装置の特徴的構成として、前記ターゲッ
ト2の形状について説明すると、このターゲット2のス
パッタ面のエロージョンエリアの内側境界付近より、中
心に向けて例えば三角錐形状のテーパ面42が形成され
、凹状部40を構成している。上記テーパ面42の角度
は被スパツタ材の表面状態により適宜選択する。
Next, to explain the shape of the target 2 as a characteristic configuration of the apparatus of this embodiment, a tapered surface 42 in the shape of, for example, a triangular pyramid is formed from near the inner boundary of the erosion area of the sputtering surface of the target 2 toward the center. The concave portion 40 is formed. The angle of the tapered surface 42 is appropriately selected depending on the surface condition of the material to be sputtered.

次に、作用について説明する。Next, the effect will be explained.

このスパッタ装置にてスパッタリングを行うために、ウ
ェハ1及びターゲット2をそれぞれ支持した状態で、こ
れらが配置される真空容器(図示せず)内の真空度を例
えば10−I〜10−’Torrに荒引きする。次に、
上記真空容器内の真空度を10−5〜10−8Torr
台に高真空引きし、その後このJ空容器内に主スパッタ
ガス例えばArガスを導入し、真空容器内を10−2〜
10−3Torr台に設定する。ここで、ターゲット2
に負電圧を印加すると、このターゲット2のスパッタリ
ング面側にプラズマが形成され、さらにこのターゲット
2の裏面側にてマグネット10を回転駆動することによ
り、このプラズマを磁界によって閉込めたプラズマリン
グ30を形成することができる。このプラズマリング3
0の形成によりイオン化率が向上し、ターゲット2のス
パッタリング面での所定エロージョンエリアにてスパッ
タが実行されることになる。
In order to perform sputtering with this sputtering apparatus, the degree of vacuum in a vacuum chamber (not shown) in which the wafer 1 and target 2 are placed is set to, for example, 10-1 to 10-'Torr while supporting each of the wafer 1 and target 2. Roughly pull. next,
The degree of vacuum in the vacuum container is 10-5 to 10-8 Torr.
A high vacuum is applied to the table, and then a main sputtering gas such as Ar gas is introduced into this J empty container, and the inside of the vacuum container is
Set to 10-3 Torr. Here, target 2
When a negative voltage is applied to the target 2, plasma is formed on the sputtering surface side of the target 2. Furthermore, by rotating the magnet 10 on the back surface side of the target 2, a plasma ring 30 is created in which the plasma is confined by a magnetic field. can be formed. This plasma ring 3
The formation of zero improves the ionization rate, and sputtering is performed in a predetermined erosion area on the sputtering surface of the target 2.

ここで、本実施例では上記のようなスバ・ツタ時に、前
記ガス導入管20より、ウエノ11とターゲット2との
間の中心領域に、圧力補正用スノ<・ツタガスを導入し
ている。
Here, in this embodiment, at the time of the above-mentioned sock and ivy, a pressure-correcting soot gas is introduced into the central region between the wafer 11 and the target 2 through the gas introduction pipe 20.

この理由は下記の通りである。すなわち、散乱されてウ
ェハ1上に到達するスパッタ粒子は、左右両側の散乱成
分によってウエノX1の中心領域に集中する傾向にあり
、集中されたスバ・ツタ粒子によってウェハ1.ターゲ
ット2間の中心領域のスパッタガスが飛ばされ、その領
域のスバ・ツタガスが稀薄となって圧力が低下すること
になる。そしてさらに、中心領域の圧力低下によってそ
の両端側の領域のスパッタ粒子がさらに中心領域に集中
する現象が助長され、ウエノ11上に形成される膜厚の
均一性が悪化してしまう。この際の、中心領域の圧力は
3〜5mTorrとすれば、その両側の圧力は7 m 
Torr程度と予想される。
The reason for this is as follows. That is, the sputtered particles that are scattered and reach the wafer 1 tend to concentrate in the central region of the wafer X1 due to the scattering components on both the left and right sides, and the concentrated sorrel and ivy particles cause the sputtered particles to reach the wafer 1. The sputtering gas in the central region between the targets 2 is blown away, the soot and ivy gas in that region becomes diluted, and the pressure decreases. Furthermore, the decrease in pressure in the central region promotes the phenomenon that sputtered particles in the regions on both ends of the central region are further concentrated in the central region, resulting in deterioration of the uniformity of the film thickness formed on the wafer 11. At this time, if the pressure in the center area is 3 to 5 mTorr, the pressure on both sides is 7 mTorr.
It is expected to be around Torr.

そこで、ウェハ1.ターゲット2間の比較的圧力が低く
なる領域である中心領域に、圧力補正用のスパッタガス
を導入し、ウェハ1.ターゲット2間の圧力勾配を除去
している。このように、ウェハ1.ターゲット2間の圧
力勾配を減少することにより、ウェハ1の中心領域にス
パッタ粒子が集中することを防止するようにスパッタ粒
子の飛翔方向を制御し、ウェハ1に形成される膜厚の均
一性を向上することが可能となる。
Therefore, wafer 1. A sputtering gas for pressure correction is introduced into the central region where the pressure between the targets 2 is relatively low, and the wafer 1. The pressure gradient between targets 2 is eliminated. In this way, wafer 1. By reducing the pressure gradient between the targets 2, the flying direction of the sputtered particles is controlled to prevent the sputtered particles from concentrating on the central region of the wafer 1, and the uniformity of the film thickness formed on the wafer 1 is improved. It becomes possible to improve.

ここで、このようなスパッタリング方法によって、サブ
ミクロンオーダのホール100にアルミ配線を行った場
合には、第2図に示すように、半導体ウェハ1の中心領
域9両端領域のいずれのホール100についても、はぼ
左右対称の膜厚とすることが可能となった。
Here, when aluminum wiring is formed in the holes 100 on the submicron order by such a sputtering method, as shown in FIG. , it became possible to achieve a film thickness that was almost symmetrical.

特に、数十能のウェハ1/ターゲツト2間距離を有する
高速スパッタ装置においては、上記圧力勾配の形成が著
しいので、このような装置にて上北方法を適用すれば良
好な結果を得ることができる。
In particular, in high-speed sputtering equipment with a distance between wafer 1 and target 2 of several tens of degrees, the formation of the pressure gradient described above is significant, so if the Kamikita method is applied to such equipment, good results can be obtained. can.

次に、ホール100の内側壁に形成される膜について考
察すると、これは斜め方向に飛翔するスパッタ粒子によ
って膜形成が行われる。
Next, considering the film formed on the inner wall of the hole 100, this film is formed by sputtered particles flying in an oblique direction.

ここで、ターゲット2のスパッタ面の浸蝕が進行すると
、第5図に示すようにエロージョンエリアEおいてター
ゲット2が消耗されることになる。
If the erosion of the sputtering surface of the target 2 progresses, the target 2 will be consumed in the erosion area E as shown in FIG.

このエロージョンエリアEとは、第1図に示すプラズマ
リング30の形成位置にほぼ対応しており、したがって
、ターゲット2の中心領域はエロージョンエリアEとは
ならない。この際、第6図に示すようにターゲット10
2のエロージョンエリアEの内側境界付近がフラットで
あると、この境界付近でのスパッタ粒子が斜め内側に向
かおうとする時、浸蝕されていない境界部の壁104に
よってこの飛翔が阻止されてしまうことになる。
This erosion area E approximately corresponds to the formation position of the plasma ring 30 shown in FIG. 1, and therefore the central region of the target 2 does not become the erosion area E. At this time, as shown in FIG.
If the area near the inner boundary of the erosion area E in No. 2 is flat, when the sputtered particles near this boundary try to head diagonally inward, this flight will be blocked by the uneroded boundary wall 104. become.

すなわち、ターゲット102の使用初期にあってはスパ
ッタ粒子の斜め方向への飛翔は許容されるが、浸蝕が進
むにつれてこのスパッタ粒子の飛翔が阻止され、結局ホ
ール]00の内側壁への膜付けに支障が生じてしまう。
That is, at the initial stage of use of the target 102, sputtered particles are allowed to fly in an oblique direction, but as the erosion progresses, these sputtered particles are prevented from flying, and eventually the film is not deposited on the inner wall of the hole]00. This will cause problems.

本実施例では、上記のような壁104がスパッタ粒子の
飛翔を妨げないように、予めターゲット2のエロージョ
ンエリアの境界付近より内側に凹状部40を設けている
。この結果、第5図に示すように上記境界付近であって
もスパッタ粒子は斜め内側に向けて飛翔することが可能
となり、第2図に示すように各ホール100の内側壁に
も所定の膜付けを実施することが可能となる。特に、こ
の凹状部40をテーパ面42で構成することにより、凹
状部40の表面をスパッタしつつ壁を構成しないように
ターゲツト材を有効利用することができることで優れて
いる。
In this embodiment, the concave portion 40 is provided in advance inward from the vicinity of the boundary of the erosion area of the target 2 so that the wall 104 as described above does not impede the flight of sputtered particles. As a result, as shown in FIG. 5, sputtered particles can fly diagonally inward even near the boundary, and as shown in FIG. It becomes possible to carry out attachment. Particularly, by forming the concave portion 40 with a tapered surface 42, it is possible to effectively utilize the target material while sputtering the surface of the concave portion 40 without forming a wall.

また、通常ターゲットの中心領域はスパッタされないの
で、ターゲットを寿命によって交換する際にはこの中心
領域の消耗されない部分が無駄となっていたが、本実施
例によれば凹状部4oを予め形成することで、寿命時に
はエロージョンエリアの消耗部とほぼ面一にでき、ター
ゲット2の有効利用と材料費削減によるコストダウンと
を図ることができる。
Further, since the central region of the target is not normally sputtered, the unconsumed portion of the central region is wasted when the target is replaced due to its lifespan. However, according to this embodiment, the concave portion 4o is formed in advance. At the end of its life, it can be made almost flush with the consumable part in the erosion area, making it possible to effectively utilize the target 2 and reduce costs by reducing material costs.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

例えば、ターゲット2のスパッタ面に形成される凹状部
40の形状としては、テーパ面で構成するものに限らず
、湾曲面等スパッタの飛翔を妨げる壁を形成しない種々
の形状とすることができる。
For example, the shape of the concave portion 40 formed on the sputtering surface of the target 2 is not limited to a tapered surface, and may be of various shapes such as a curved surface that does not form a wall that prevents sputter from flying.

また、凹状部40を中心まで連続的に形成するようにす
れば、本来スパッタされない部分の材料を最初から除去
しておくことができ、ターゲット2の有効利用が図られ
る点で好ましいが、斜め方向に向かうスパッタ粒子の確
保のみを考えれば、エロージョンエリアの内側境界付近
に例えばリング状の溝として上記四部40を構成するも
のであっても良い。
In addition, if the concave portion 40 is formed continuously to the center, the material in the portion that is not originally sputtered can be removed from the beginning, which is preferable since the target 2 can be used effectively. Considering only the securing of sputtered particles toward the erosion area, the four portions 40 may be configured as, for example, ring-shaped grooves near the inner boundary of the erosion area.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によればターゲットの浸油
が進行しても、スパッタ面のエロージョンエリアの内側
境界付近からの斜め内側に向かうスパッタ粒子を常時確
保でき、ホールの内側壁に所定厚の膜付けを行う場合に
あっても、この斜め方向成分のスパッタ粒子によって適
正な膜付けを実施することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, even if the target is immersed in oil, it is possible to always secure sputtered particles diagonally inward from the vicinity of the inner boundary of the erosion area of the sputtering surface, and to fill holes. Even when a film of a predetermined thickness is to be applied to the inner wall, the sputtered particles having the diagonal component can be used to properly apply the film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係わるスパッタ用ターゲットが装着
されるスパッタ装置の一例を示す概略断面図、第2図は
、第1図の実施例装置によってホール内にアルミ配線し
た場合の膜厚状態を説明するための概略説明図、第3図
は、ターゲット。 保持部材の取り付は構造を説明するための概略斜視図、
第4図は、スパッタ装置によってアルミ配線されるホー
ルの概略説明図、第5図は、スパッタ粒子の斜め内側へ
の飛翔の動作を説明するための概略説明図、第6図は、
ターゲット全面がフラットである場合に、斜め内側に向
かうスパッタ粒子の飛翔が阻止される動作を説明するた
めの概略説明図、第7図は、垂直方向成分のみによるホ
ールへの膜付けを説明するための概略説明図である。 1・・・試料、2・・・ターゲット、 40・・・凹状部、42・・・テーパ面。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sputtering apparatus to which a sputtering target according to the present invention is attached, and FIG. 2 shows a state of film thickness when aluminum wiring is formed in a hole using the embodiment apparatus of FIG. 1. A schematic explanatory diagram for explaining, FIG. 3 is a target. The attachment of the holding member is shown in a schematic perspective view for explaining the structure.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a hole in which aluminum is wired by a sputtering device, FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining the movement of sputtered particles diagonally inward, and FIG.
A schematic explanatory diagram for explaining the operation of preventing sputtered particles from flying diagonally inward when the entire surface of the target is flat. Figure 7 is for explaining film deposition on holes by only vertical components. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sample, 2... Target, 40... Concave part, 42... Tapered surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スパッタ面の少なくともエロージョンエリアの内
側境界付近に凹状部を形成したことを特徴するスパッタ
用ターゲット。
(1) A sputtering target characterized in that a concave portion is formed on the sputtering surface at least near the inner boundary of the erosion area.
JP3064689A 1989-02-08 1989-02-08 Sputtering target Pending JPH02209478A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138361A (en) * 1989-10-20 1991-06-12 Tokyo Electron Ltd Sputtering target
US5336386A (en) * 1991-01-28 1994-08-09 Materials Research Corporation Target for cathode sputtering

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183467A (en) * 1985-02-08 1986-08-16 Hitachi Ltd Sputtering electrode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183467A (en) * 1985-02-08 1986-08-16 Hitachi Ltd Sputtering electrode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138361A (en) * 1989-10-20 1991-06-12 Tokyo Electron Ltd Sputtering target
US5336386A (en) * 1991-01-28 1994-08-09 Materials Research Corporation Target for cathode sputtering

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