JPH02274874A - 基板被覆堆積用スパッタ装置及び方法 - Google Patents
基板被覆堆積用スパッタ装置及び方法Info
- Publication number
- JPH02274874A JPH02274874A JP1329425A JP32942589A JPH02274874A JP H02274874 A JPH02274874 A JP H02274874A JP 1329425 A JP1329425 A JP 1329425A JP 32942589 A JP32942589 A JP 32942589A JP H02274874 A JPH02274874 A JP H02274874A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- region
- magnetic field
- substrate
- regions
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 93
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 49
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 197
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 153
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 100
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 94
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 94
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 73
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 18
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 abstract 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 62
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 32
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002902 ferrimagnetic material Substances 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- -1 argon cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010044038 Tooth erosion Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- 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
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- 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
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/046—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
-
- 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
- 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
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3414—Targets
- H01J37/3423—Shape
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
- H01J37/3452—Magnet distribution
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
- H01J37/3458—Electromagnets in particular for cathodic sputtering apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/332—Coating
- H01J2237/3322—Problems associated with coating
- H01J2237/3327—Coating high aspect ratio workpieces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、基板表面のスパッタ被覆、特に、マグネトロ
ン形スパッタ装置用ターゲットからスパッタ放出される
スパッタ材料を半導体ウェハ基板の有段又は無段表面へ
均一に分布する方法及び装置に関する。
ン形スパッタ装置用ターゲットからスパッタ放出される
スパッタ材料を半導体ウェハ基板の有段又は無段表面へ
均一に分布する方法及び装置に関する。
［従来の技術］
スパッタ被覆は、スパッタ材料のターゲットのスパッタ
表面（以下ターゲット表面）にイオンを衝撃させること
によって、このターゲットからスパッタ材料の原子規模
の粒子をスパッタ放出させ、これをウェハ基板表面に薄
膜として再堆積させるプロセスを含む。このプロセスは
、イオン源としてアルゴンのような中性ガスを利用する
真空室内で実施される。電離は、ターゲットを負電位で
バイアスしてターゲットから電子を離脱させかつ陽極へ
向けて運動させることによって、達成される。
表面（以下ターゲット表面）にイオンを衝撃させること
によって、このターゲットからスパッタ材料の原子規模
の粒子をスパッタ放出させ、これをウェハ基板表面に薄
膜として再堆積させるプロセスを含む。このプロセスは
、イオン源としてアルゴンのような中性ガスを利用する
真空室内で実施される。電離は、ターゲットを負電位で
バイアスしてターゲットから電子を離脱させかつ陽極へ
向けて運動させることによって、達成される。
この運動の行程中、電子はターゲットの上方にあるガス
の原子と衝突してこれを電離する。この結果生じる陽イ
オンは、ターゲットの負電荷によってターゲット表面に
向けて吸引され、これに衝突すると、ターゲット表面へ
運動量を転送してターゲットから原子又は微粒子をスパ
ッタ放出させる。
の原子と衝突してこれを電離する。この結果生じる陽イ
オンは、ターゲットの負電荷によってターゲット表面に
向けて吸引され、これに衝突すると、ターゲット表面へ
運動量を転送してターゲットから原子又は微粒子をスパ
ッタ放出させる。
放出された原子は、ターゲット表面上のそれらの放出点
から運動して、その行程内にある基板表面の部分を衝突
しかつこれに付着する。
から運動して、その行程内にある基板表面の部分を衝突
しかつこれに付着する。
マグネトロン形スパッタは、磁界がターゲット表面を覆
って形成されるエンハンスメントスパッタである。この
磁界は、ターゲットから放出される電子を偏向し、その
結果、この電子は閉じ込められた経路内を運動させられ
、ターゲット表面上の閉じ込められた空間内に捕獲され
る。電子のこの閉じ込めは、著しくその密度を増大しか
つターゲット表面近くの空間内のガスの原子の電子との
衝突の可能性を生じ、したがって、イオンの有効な生成
を増大するであろう。このように生成されたイオンの濃
度は、ターゲット表面の直上のこの閉じ込め空間内にグ
ローを生じるプラズマの形になって現れ、その結果、プ
ラズマ近傍のターゲット表面の領域のイオン衝撃速度を
向上する。これによって、スパッタ材料のスパッタ放出
速度を上昇し、したがって、プラズマ近傍のターゲット
表面の浸食速度を向上する。
って形成されるエンハンスメントスパッタである。この
磁界は、ターゲットから放出される電子を偏向し、その
結果、この電子は閉じ込められた経路内を運動させられ
、ターゲット表面上の閉じ込められた空間内に捕獲され
る。電子のこの閉じ込めは、著しくその密度を増大しか
つターゲット表面近くの空間内のガスの原子の電子との
衝突の可能性を生じ、したがって、イオンの有効な生成
を増大するであろう。このように生成されたイオンの濃
度は、ターゲット表面の直上のこの閉じ込め空間内にグ
ローを生じるプラズマの形になって現れ、その結果、プ
ラズマ近傍のターゲット表面の領域のイオン衝撃速度を
向上する。これによって、スパッタ材料のスパッタ放出
速度を上昇し、したがって、プラズマ近傍のターゲット
表面の浸食速度を向上する。
［発明が解決しようとする問題点］
先行技術のスパッタ技術の主要な問題点は、基板表面に
施される被覆の均一性を達成することであった。基板は
、多くの場合、電子回路を形成するために導電材料で被
覆しようとするウェハである。スパッタプロセスの実行
に先立ち、基板は、多くの場合、多重回路層の堆積に対
してこれらを準備するために他の被覆又はエツチングプ
ロセスによって処理される。これらのプロセスの結果、
表面層に線形溝又はこの層を貫通する小孔（「ヴアイア
」と呼ぶ）が形成され、これらの立て側壁は基板の平坦
表面に垂直である。スパッタプロセスにおいて、これら
の表面又は「段」は、これらの段付き表面によって接合
される各種導電回路層間の導電を与えるためにもまた被
゛覆されなければならない。その結果、基板を均一に被
覆する問題は、スパッタプロセスにおいて基板表面の互
いに垂直なかつ異なる向きの部分を均一に被覆する必要
によって複雑なものとなる。
施される被覆の均一性を達成することであった。基板は
、多くの場合、電子回路を形成するために導電材料で被
覆しようとするウェハである。スパッタプロセスの実行
に先立ち、基板は、多くの場合、多重回路層の堆積に対
してこれらを準備するために他の被覆又はエツチングプ
ロセスによって処理される。これらのプロセスの結果、
表面層に線形溝又はこの層を貫通する小孔（「ヴアイア
」と呼ぶ）が形成され、これらの立て側壁は基板の平坦
表面に垂直である。スパッタプロセスにおいて、これら
の表面又は「段」は、これらの段付き表面によって接合
される各種導電回路層間の導電を与えるためにもまた被
゛覆されなければならない。その結果、基板を均一に被
覆する問題は、スパッタプロセスにおいて基板表面の互
いに垂直なかつ異なる向きの部分を均一に被覆する必要
によって複雑なものとなる。
・先行技術のスパッタ被覆形成装置は、基板に所望分布
の被覆を形成するに当たり様々な問題に遭遇してきた。
の被覆を形成するに当たり様々な問題に遭遇してきた。
これらいくつかの問題に対して提案された何らかの解決
が、他の問題を厳しくする始末である。
が、他の問題を厳しくする始末である。
プレーナターゲットが、このターゲットの区域を覆う磁
界によって閉じ込められたプラズマと共に採用された。
界によって閉じ込められたプラズマと共に採用された。
米国特許第３，８７８，０８５号及び同第４，１６６．
０１８号を参照されたい。
０１８号を参照されたい。
ターゲットの浸食を円滑化しようとする企図が、先行技
術において、しばしば行われてきた。この目的のために
、運動磁界が採用され、この運動磁界は磁石要素を機械
的に運動させることによって及び磁石電流を変化させて
磁界を電気的に運動させることによって試みられた。米
国特許第３，９５６．０９３号及び特公昭５８−１７１
−５５６号参照。
術において、しばしば行われてきた。この目的のために
、運動磁界が採用され、この運動磁界は磁石要素を機械
的に運動させることによって及び磁石電流を変化させて
磁界を電気的に運動させることによって試みられた。米
国特許第３，９５６．０９３号及び特公昭５８−１７１
−５５６号参照。
いくつかの先行技術の装置においては、スパッタ材料の
流束を空間的に調節して、本来ならば起こるであろう基
板の有効範囲の不均一性をある程度まで補償する作業が
なされた。このような技術は、例えば、米国特許第４，
７４７．９２６号に開示されている。この作業によって
、先行技術が到達したのは分離調節電源を備える分離絶
縁ターゲットを用意することであった。米国特許第４゜
６０６．８０６号及び同第４，５９５．４８２号に開示
されているこのようなターゲットは、プレーナターゲッ
トをこのターゲットから電気的に絶縁された環状切頭円
すいターゲットで囲んで利用するものである。分離絶縁
ターゲットを使用するときは、各ターゲットはその表面
を覆う磁界と他のターゲット表面への作用から分離され
かつ明確に異なるプラズマを有する。米国特許第４，５
９５．３８２号に開示されているような、分離した電源
が各ターゲット部分を独立に附勢するために使用される
。
流束を空間的に調節して、本来ならば起こるであろう基
板の有効範囲の不均一性をある程度まで補償する作業が
なされた。このような技術は、例えば、米国特許第４，
７４７．９２６号に開示されている。この作業によって
、先行技術が到達したのは分離調節電源を備える分離絶
縁ターゲットを用意することであった。米国特許第４゜
６０６．８０６号及び同第４，５９５．４８２号に開示
されているこのようなターゲットは、プレーナターゲッ
トをこのターゲットから電気的に絶縁された環状切頭円
すいターゲットで囲んで利用するものである。分離絶縁
ターゲットを使用するときは、各ターゲットはその表面
を覆う磁界と他のターゲット表面への作用から分離され
かつ明確に異なるプラズマを有する。米国特許第４，５
９５．３８２号に開示されているような、分離した電源
が各ターゲット部分を独立に附勢するために使用される
。
しかしながら、複数のターゲットは、多数の電源構成要
素、重複する回路構成を必要とし、ターゲットの陰極電
源回路の各々ごとに及び磁界発生電流電源回路の各々ご
とに制御を必要とする。機械的観点から、これらの複数
のターゲットは、なおまた、室内の真空を維持する分離
した封止を必要とし、分離した施設を必要とし、分離し
た製造段を必要とし及びそのターゲットの適正な冷却を
保証する分離した装置を必要とする。これらの要求の全
ての結果、全般的に費用は極めて高くなり、製造上及び
保守上の問題を増大し及び機械の準備及び操作を極めて
複雑にする。
素、重複する回路構成を必要とし、ターゲットの陰極電
源回路の各々ごとに及び磁界発生電流電源回路の各々ご
とに制御を必要とする。機械的観点から、これらの複数
のターゲットは、なおまた、室内の真空を維持する分離
した封止を必要とし、分離した施設を必要とし、分離し
た製造段を必要とし及びそのターゲットの適正な冷却を
保証する分離した装置を必要とする。これらの要求の全
ての結果、全般的に費用は極めて高くなり、製造上及び
保守上の問題を増大し及び機械の準備及び操作を極めて
複雑にする。
先行技術の単一片ターゲットは、スパッタ表面上の互い
に異なる領域からのスパッタ強度の調整に従うことがで
きなかった。ターゲットの分離領域からのスパッタ放出
を有効に制御する能力の欠如が先行技術の単一片ターゲ
ットの欠点であった。
に異なる領域からのスパッタ強度の調整に従うことがで
きなかった。ターゲットの分離領域からのスパッタ放出
を有効に制御する能力の欠如が先行技術の単一片ターゲ
ットの欠点であった。
したがって、このことがその固有の欠点を持つターゲッ
トで多重ターゲット集合を開発する同期であった。
トで多重ターゲット集合を開発する同期であった。
ターゲット集合のうちの単一ターゲット又は個個のター
ゲット要素に向けられた先行技術の開発は、米国特許第
４．４０１，５３９号に論じらているように、不均一浸
食の防止に集中された。ターゲット表面は、しばしば、
好ましからざる浸食パターンを示し、これがターゲット
表面の幾何学を変更し、その結果、ターゲットの初期放
出パターンからの逸脱を起こさせる。したがって、基板
上の堆積分析も、ターゲットが浸食されるに従い、また
変化する。さらに、ターゲット表面にわたって放出強度
が変動し、その結果、時間と共に連続的に変化するはず
の基板表面にわたっての堆積の均一性に変動する。それ
ゆえ、例えば、米国特許第４，１００，０５５号にある
ように、不規則浸食は、防止すべき現象として看なされ
ている。例えば、米国特許第４．６２２，１２１号に開
示されているように、磁石の極の再構成又は磁極片の運
動がターゲット浸食を滑かにするために採用されている
。先行技術においては、単一片ターゲットの不均一浸食
は、ターゲット表面にわたってターゲットの不均一消費
に因るスパッタ材料の非効率な使用の結果であると看な
されてきた。
ゲット要素に向けられた先行技術の開発は、米国特許第
４．４０１，５３９号に論じらているように、不均一浸
食の防止に集中された。ターゲット表面は、しばしば、
好ましからざる浸食パターンを示し、これがターゲット
表面の幾何学を変更し、その結果、ターゲットの初期放
出パターンからの逸脱を起こさせる。したがって、基板
上の堆積分析も、ターゲットが浸食されるに従い、また
変化する。さらに、ターゲット表面にわたって放出強度
が変動し、その結果、時間と共に連続的に変化するはず
の基板表面にわたっての堆積の均一性に変動する。それ
ゆえ、例えば、米国特許第４，１００，０５５号にある
ように、不規則浸食は、防止すべき現象として看なされ
ている。例えば、米国特許第４．６２２，１２１号に開
示されているように、磁石の極の再構成又は磁極片の運
動がターゲット浸食を滑かにするために採用されている
。先行技術においては、単一片ターゲットの不均一浸食
は、ターゲット表面にわたってターゲットの不均一消費
に因るスパッタ材料の非効率な使用の結果であると看な
されてきた。
浸食は、また、ターゲットが浸食されるに従いスパッタ
放出速度に変化、一般に、低下をきたす。
放出速度に変化、一般に、低下をきたす。
不均一ターゲット浸食に伴うこの速度の低下は、スパッ
タ表面にわたって不均一に起こし及びターゲット表面上
のスパッタ放出電力分布に時間的に変動する変化を生じ
、この結果、基板上への堆積スパッタ材料の全量と分布
に変化を生じる。分離した電気絶縁ターゲットを使用し
て、これらの作用を測定することができまた電気的パラ
メータの制御を通してこれを補償することができる。し
かし、単一ターゲット又はターゲット構成要素を使用す
る場合は、これらの作用は、スパッタプロセスの行程中
、これまで、測定又は制御することのできなかった仕方
で起こる。ターゲット浸食の観察の経験に基づくターゲ
ットの可視検査及びターゲ→トの電気的パラメータの調
節は、先行技術が採用した唯一の行程であった。例えば
、米国特許第４，１６６．７８３号は、このような制御
における１つの試行に関連する。したがって、ターゲッ
ト表面からの不均一放出速度を企図的に起こすことの目
標は、主として多数部分ターゲットの使用に限定され、
単一片ターゲット上の浸食パターンの制御の目標とは両
立しなかった。
タ表面にわたって不均一に起こし及びターゲット表面上
のスパッタ放出電力分布に時間的に変動する変化を生じ
、この結果、基板上への堆積スパッタ材料の全量と分布
に変化を生じる。分離した電気絶縁ターゲットを使用し
て、これらの作用を測定することができまた電気的パラ
メータの制御を通してこれを補償することができる。し
かし、単一ターゲット又はターゲット構成要素を使用す
る場合は、これらの作用は、スパッタプロセスの行程中
、これまで、測定又は制御することのできなかった仕方
で起こる。ターゲット浸食の観察の経験に基づくターゲ
ットの可視検査及びターゲ→トの電気的パラメータの調
節は、先行技術が採用した唯一の行程であった。例えば
、米国特許第４，１６６．７８３号は、このような制御
における１つの試行に関連する。したがって、ターゲッ
ト表面からの不均一放出速度を企図的に起こすことの目
標は、主として多数部分ターゲットの使用に限定され、
単一片ターゲット上の浸食パターンの制御の目標とは両
立しなかった。
基板の面に垂直な側壁を有する段又はヴアイアを有する
基板を均一に被覆する必要は、先行技術では不適当に取
り扱われてきた。不均一ターゲットスパッタ放出速度及
びターゲット浸食制御は、特に単一片ターゲットに関し
て、先行技術にいくつかの問題を残している。
基板を均一に被覆する必要は、先行技術では不適当に取
り扱われてきた。不均一ターゲットスパッタ放出速度及
びターゲット浸食制御は、特に単一片ターゲットに関し
て、先行技術にいくつかの問題を残している。
したがって、段付きウェハ基板を均一に被覆するマグネ
トロン形スパッタ装置用ターゲットを提供し、保守しか
つ制御する必要性がある。さらに、特に単一片ターゲッ
トにおいて、上に論じた先行技術の問題を解決するため
に、いままでは両立不可能だった特徴を、利用する特に
必要性がある。
トロン形スパッタ装置用ターゲットを提供し、保守しか
つ制御する必要性がある。さらに、特に単一片ターゲッ
トにおいて、上に論じた先行技術の問題を解決するため
に、いままでは両立不可能だった特徴を、利用する特に
必要性がある。
［発明の要約］
本発明の主目的は、互いに異なる方向を向き、基板の互
いに異なる区域に配置されているかつ基板の面に全体的
に垂直な段表面に対して、特に、基板上のスパッタ被覆
堆積の段付き有効範囲の均一性を向上することにある。
いに異なる区域に配置されているかつ基板の面に全体的
に垂直な段表面に対して、特に、基板上のスパッタ被覆
堆積の段付き有効範囲の均一性を向上することにある。
さらに特に、本発明の目的は、基板、特に互いに近傍の
平坦なかつ垂直な複数の基板表面区域によって形成され
る段を有する基板にわたってさらに均一なスパッタ被覆
を堆積する方法と装置を提供することにある。
平坦なかつ垂直な複数の基板表面区域によって形成され
る段を有する基板にわたってさらに均一なスパッタ被覆
を堆積する方法と装置を提供することにある。
本発明の追加の目的は、ターゲットの漸進的浸食によっ
て起こされるターゲット表面の幾何学的変化に因る均一
段付き有効範囲への時間的変動逆作用を最小化すること
にある。
て起こされるターゲット表面の幾何学的変化に因る均一
段付き有効範囲への時間的変動逆作用を最小化すること
にある。
本発明のこれらの目的の達成は、基板表面のどの点にお
けるスパッタ被覆もターゲット及び基板の形状及び相対
的間隔を規定する幾何学を含む多数のパラメータの関数
、並びにターゲットのスパッタに影響する電磁界の形状
を規定しかつ附勢する多数のパラメータの関数である。
けるスパッタ被覆もターゲット及び基板の形状及び相対
的間隔を規定する幾何学を含む多数のパラメータの関数
、並びにターゲットのスパッタに影響する電磁界の形状
を規定しかつ附勢する多数のパラメータの関数である。
特に、ターゲット表面の増分の各々と放出スパッタ材料
が堆積される基板表面の増分の各々との間の点対点幾何
学は、この２つの増分の間の転送速度に影響すると考え
られる。これらの増分が粒子の経路との間に形成する経
路距離及び角は、増分の各対の間のスパッタ放出速度に
影響する幾何学的パラメータである。
が堆積される基板表面の増分の各々との間の点対点幾何
学は、この２つの増分の間の転送速度に影響すると考え
られる。これらの増分が粒子の経路との間に形成する経
路距離及び角は、増分の各対の間のスパッタ放出速度に
影響する幾何学的パラメータである。
さらに、プラズマをターゲットを覆って集中する磁界の
形状と強度、ターゲットと基板との間の電界と電位、及
びターゲットと基板を通る回路の電流、電圧、インピー
ダンスは、基板の被覆の分布に作用するパラメータと考
えられる。これらのパラメータがターゲットと基板との
間の空間内のイオンの電子の経路及び運動に及ぼす作用
、したがって、生成されたスパッタ放出粒子の放出パタ
ーンと堆積パターンに及ぼす作用は、先行技術によって
は部分的にのみ制御され、したがって、被膜の均一性を
強化するには不適当に取り扱われてきた。
形状と強度、ターゲットと基板との間の電界と電位、及
びターゲットと基板を通る回路の電流、電圧、インピー
ダンスは、基板の被覆の分布に作用するパラメータと考
えられる。これらのパラメータがターゲットと基板との
間の空間内のイオンの電子の経路及び運動に及ぼす作用
、したがって、生成されたスパッタ放出粒子の放出パタ
ーンと堆積パターンに及ぼす作用は、先行技術によって
は部分的にのみ制御され、したがって、被膜の均一性を
強化するには不適当に取り扱われてきた。
本発明を追究するに当っては、これらの幾何学的及び電
気的パラメータもまた、ターゲットの浸食パターンに作
用すると考えられている。ターゲットから放出される粒
子又は原子は重くかつ、通常、中性であるゆえに、これ
らはターゲット上の放出点から伝搬して基板上のそれら
の目的点又はその他の箇所に到達すると考えられる。し
たがって、ターゲットの浸食パターンは、基板との関係
におけるターゲットの幾何学と共に、基板上に堆積され
るスパッタ材料の分布に強く相関することが判っている
。
気的パラメータもまた、ターゲットの浸食パターンに作
用すると考えられている。ターゲットから放出される粒
子又は原子は重くかつ、通常、中性であるゆえに、これ
らはターゲット上の放出点から伝搬して基板上のそれら
の目的点又はその他の箇所に到達すると考えられる。し
たがって、ターゲットの浸食パターンは、基板との関係
におけるターゲットの幾何学と共に、基板上に堆積され
るスパッタ材料の分布に強く相関することが判っている
。
本発明の目的を追及するに当たって、１つの磁界強度を
増加することは、ターゲット領域の１つの近傍のプラズ
マ内に捕獲された電子の密度を増加すると考えられてい
る。これらの増加は、強化磁界近傍領域におけるターゲ
ット表面へのイオン流束を増加させる。増加された流束
は、通常、部分的にターゲットの特定の領域と回路陽極
との間の電気的インピーダンスの低下及びターゲットの
その領域から放出される原子の数の増加の形になって現
れる。これはその領域においてターゲットの浸食速度を
上昇し、この速度の上昇がさらにこのターゲットのその
領域によって支配的に供給される基板表面の領域上の堆
積速度を上昇する。増加する堆積は、ターゲットのこの
領域に真正面に向く又はこの領域の近傍の基板面上で最
も著しい。
増加することは、ターゲット領域の１つの近傍のプラズ
マ内に捕獲された電子の密度を増加すると考えられてい
る。これらの増加は、強化磁界近傍領域におけるターゲ
ット表面へのイオン流束を増加させる。増加された流束
は、通常、部分的にターゲットの特定の領域と回路陽極
との間の電気的インピーダンスの低下及びターゲットの
その領域から放出される原子の数の増加の形になって現
れる。これはその領域においてターゲットの浸食速度を
上昇し、この速度の上昇がさらにこのターゲットのその
領域によって支配的に供給される基板表面の領域上の堆
積速度を上昇する。増加する堆積は、ターゲットのこの
領域に真正面に向く又はこの領域の近傍の基板面上で最
も著しい。
本発明の原理によれば、本発明の目的は、分離して附勢
される多数浸食領域を備える凹面環状スパッタ表面を有
する単一片ターゲットを提供することによって、部分的
に完成される。凹面ターゲット表面は、基板の互いに異
なる向きの段表面にほぼ向いている区域を含む。好適に
は、環状ターゲット表面は、各増分ごとに滑らかでかつ
連続的である。このターゲット表面上の多数のかつ、好
適には、同心の浸食領域は、好適には、ターゲットの附
勢と共にスイッチされるプラズマ閉じ込め磁界で以て分
離して制御される。
される多数浸食領域を備える凹面環状スパッタ表面を有
する単一片ターゲットを提供することによって、部分的
に完成される。凹面ターゲット表面は、基板の互いに異
なる向きの段表面にほぼ向いている区域を含む。好適に
は、環状ターゲット表面は、各増分ごとに滑らかでかつ
連続的である。このターゲット表面上の多数のかつ、好
適には、同心の浸食領域は、好適には、ターゲットの附
勢と共にスイッチされるプラズマ閉じ込め磁界で以て分
離して制御される。
本発明のさらに原理によれば、本発明の目的は、さらに
、スパッタターゲットの互いに異なる領域の電気的パラ
メータを分離して制御することによって完成される。こ
れらのパラメータは、ターゲットの各領域のスパッタ放
出エネルギーがスパッタ材料の放出を起こさせ、この材
料放出がターゲットの他の領域の全てからの基板表面に
わたって被覆の堆積と組み合わされて、均一になるよう
に、制御される。このことは、好適には、ターゲットの
分離領域を交番的に附勢することによって行われる。好
適実施例においては、電磁石電流が分離ターゲットの分
離領域を覆うプラズマ閉じ込め磁界を交番的に活性化さ
せるようにオンオフスイッチされる一方、ターゲットが
附勢される電力レベルが電磁石のスイッチングに同期し
てスイッチされる。好適には、このスイッチング順序の
使用率は、ターゲットの互いに異なる領域からのスパッ
タ量を変動するように制御される、しかし、ターゲット
電力又は他の電気的パラメータも、異なる領域を通じて
同様に、制御することができる。この制御は、浸食の測
定に応答して行われる。この測定は、本発明のいくつか
の実施例によれば、レーザ装置による、又は堆積速度の
監視によるなどのような浸食される表面の直接測定、又
はターゲット電力などの電気的パラメータを検出又は調
整することによって達成され、ターゲット電力等は、そ
のスイッチングが電力消費を附勢されたターゲットの領
域に局部化するゆえに、ターゲット領域の特定の領域に
のみ関連する。
、スパッタターゲットの互いに異なる領域の電気的パラ
メータを分離して制御することによって完成される。こ
れらのパラメータは、ターゲットの各領域のスパッタ放
出エネルギーがスパッタ材料の放出を起こさせ、この材
料放出がターゲットの他の領域の全てからの基板表面に
わたって被覆の堆積と組み合わされて、均一になるよう
に、制御される。このことは、好適には、ターゲットの
分離領域を交番的に附勢することによって行われる。好
適実施例においては、電磁石電流が分離ターゲットの分
離領域を覆うプラズマ閉じ込め磁界を交番的に活性化さ
せるようにオンオフスイッチされる一方、ターゲットが
附勢される電力レベルが電磁石のスイッチングに同期し
てスイッチされる。好適には、このスイッチング順序の
使用率は、ターゲットの互いに異なる領域からのスパッ
タ量を変動するように制御される、しかし、ターゲット
電力又は他の電気的パラメータも、異なる領域を通じて
同様に、制御することができる。この制御は、浸食の測
定に応答して行われる。この測定は、本発明のいくつか
の実施例によれば、レーザ装置による、又は堆積速度の
監視によるなどのような浸食される表面の直接測定、又
はターゲット電力などの電気的パラメータを検出又は調
整することによって達成され、ターゲット電力等は、そ
のスイッチングが電力消費を附勢されたターゲットの領
域に局部化するゆえに、ターゲット領域の特定の領域に
のみ関連する。
本発明のいくつかの他の原理によれば、ターゲットの下
に存在するいくつかの磁極片がターゲットの領域内へ延
長させられてこれらの磁極片の端をターゲットのスパッ
タ表面の近くに持たらして、これらの磁極片の上に配置
されている非浸食領域の幅を短縮し、これによってター
ゲットのスパッタ材料の使用効率を向上する。これらの
埋込み磁極片は、構造的にターゲットとその載持装置を
半径方向外向きへの熱膨張に対して補強するように働き
、これによって好ましからざる熱変形の公算を減少する
。このような埋込み磁極片構造は、イオンで衝撃される
ときに加熱される傾向のあるターゲット容積内への追加
的な冷却を導入する手段である。
に存在するいくつかの磁極片がターゲットの領域内へ延
長させられてこれらの磁極片の端をターゲットのスパッ
タ表面の近くに持たらして、これらの磁極片の上に配置
されている非浸食領域の幅を短縮し、これによってター
ゲットのスパッタ材料の使用効率を向上する。これらの
埋込み磁極片は、構造的にターゲットとその載持装置を
半径方向外向きへの熱膨張に対して補強するように働き
、これによって好ましからざる熱変形の公算を減少する
。このような埋込み磁極片構造は、イオンで衝撃される
ときに加熱される傾向のあるターゲット容積内への追加
的な冷却を導入する手段である。
本発明の利点は、及び特に本発明の好適実施例は、凹面
環状単一片ターゲットを採用することができ、このター
ゲット表面を、例えば、旋盤上で実行されるような単純
な機械加工段によって形成することができるということ
である。したがって、このターゲットを、複雑な幾何学
形を有する多数の部分ターゲットの場合よりも遥かに容
易に製造することができる。単一片ターゲット構造は、
スパッタ真空室と共に封止するのにきわめて容易であり
、また整列かつ調整するのに容易であり、交換に容易、
及び冷却に容易である。このターゲット表面の無数の角
は、段付き基板の互いに異なる向きの表面に対する良好
な近似とスパッタ角を生じる。分離浸食領域の分離制御
は、均一段付き有効範囲を強化するために不均一ターゲ
ット浸食の使用を可能にする。ターゲットの附勢と同期
して活性化プラズマをスイッチングすることによって、
単一電源回路をターゲットの２つ以上の領域に対して使
用することができかつ同じターゲット表面の異なる領域
の分離制御を可能にする。
環状単一片ターゲットを採用することができ、このター
ゲット表面を、例えば、旋盤上で実行されるような単純
な機械加工段によって形成することができるということ
である。したがって、このターゲットを、複雑な幾何学
形を有する多数の部分ターゲットの場合よりも遥かに容
易に製造することができる。単一片ターゲット構造は、
スパッタ真空室と共に封止するのにきわめて容易であり
、また整列かつ調整するのに容易であり、交換に容易、
及び冷却に容易である。このターゲット表面の無数の角
は、段付き基板の互いに異なる向きの表面に対する良好
な近似とスパッタ角を生じる。分離浸食領域の分離制御
は、均一段付き有効範囲を強化するために不均一ターゲ
ット浸食の使用を可能にする。ターゲットの附勢と同期
して活性化プラズマをスイッチングすることによって、
単一電源回路をターゲットの２つ以上の領域に対して使
用することができかつ同じターゲット表面の異なる領域
の分離制御を可能にする。
本発明は、さらに、単一片ターゲットの特定の既知の領
域からのスパッタ量の局部化制御、これによってターゲ
ットの浸食の局部化制御及び基板表面にわたってこの結
果生じる堆積分布の均一性の制御を行うという利点を有
する。したがって、本発明によりターゲットの幾何学的
パラメータを初期的に選択することによっ与えられる均
一段付き有効範囲及びターゲットを初期的に附勢するに
当たっての電気的パラメータを、ターゲットの浸食に従
うターゲットの時間的変動形状に係わらず維持すること
ができる。本発明の特徴を以てすれば、領域から領域へ
のターゲット性能または状態の制御において単一片ター
ゲットを使用しその２つ以上の領域のパラメータを決定
しかつ互いに異なるように制御することが可能である。
域からのスパッタ量の局部化制御、これによってターゲ
ットの浸食の局部化制御及び基板表面にわたってこの結
果生じる堆積分布の均一性の制御を行うという利点を有
する。したがって、本発明によりターゲットの幾何学的
パラメータを初期的に選択することによっ与えられる均
一段付き有効範囲及びターゲットを初期的に附勢するに
当たっての電気的パラメータを、ターゲットの浸食に従
うターゲットの時間的変動形状に係わらず維持すること
ができる。本発明の特徴を以てすれば、領域から領域へ
のターゲット性能または状態の制御において単一片ター
ゲットを使用しその２つ以上の領域のパラメータを決定
しかつ互いに異なるように制御することが可能である。
したがって、いままでに、単一片ターゲットにおいての
み得られた利点又は二部品絶縁ターゲットのみにおいて
得られた他の利点はもとより、さらにその他の利点が、
本発明の原理によれば、単一片ターゲット集合体におい
て実現される。
み得られた利点又は二部品絶縁ターゲットのみにおいて
得られた他の利点はもとより、さらにその他の利点が、
本発明の原理によれば、単一片ターゲット集合体におい
て実現される。
本発明のこれらの目的及び利点は、付図を参照して行わ
れる次の説明から容易に理解されるであろう。
れる次の説明から容易に理解されるであろう。
［実施例］
本発明が関係する型式のマグネトロン形スパッタ装置は
、次に掲げる米国の一般に譲わたされた同時継続出願に
記載されており、これらは参考試料として完全な形で特
に本願に収録されている＝［スパッタ被覆形成装置用陰
極ターゲット設計（Ｃｘｊｈｏｄ Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅ
ｓｉｇｎ ｌｏｔ ＩＳｐｍｔｌｅｔ Ｃ６１目１１８
＾ｐｐＡｒ＊ｔｗｓ ） Ｊと称する米国同時係属特許
出願第０９５．１００号、提出１９８７年９月１０日で
あって米国特許出願第８４８．６９８号、提出１９８６
年８月４日かつ現在放棄されたものの継続出願； ［マ
グネトロン形スパッタシステム内のイオン衝撃の均一性
を改善する装置（＾ｐｐ＊ｒｅｔｏｓ１ｏｔ １ｍｒｏ
ｙｉＢ ｔｈｅυｎｌ［ｏｒａｌｔ７ ｏｆ ＩｏｎＢ
ｏａ＋ｂｓｒｄｍｅｎｊ Ｉｎ ｔ ＭＢｎｅｊｏｒｏ
ｎ Ｓｐｌｔｅｒｉｎｇ３７ｓｔｅａ） Ｊと称する米
国係属特許出願第０９５゜５６０号、提出１９８７年９
月１０日であって米国特許第８４８．７５０号、提出１
９８６年４月４日かつ現在放棄されたものの継続出願；
「ウェハ状物品の取扱い及び処理方法及び装置（Ｍｅｔ
ｈｏｄｕ＋ｄ Ａｐｐｔｒｓｔａｓ ｆｏｔ Ｈ■ｄｌ
ｌＢ ｕｄ ＰｒｏｃｅｓｓｉＨＷａｆｅｒ−Ｌｉｋｅ
Ａｒｔｉｃｌｅ＠） Ｊと称する複数の米国係属特許
出願、その１つは米国特許出願第２２２゜３２７号、提
出１９８８年７月２０日であって米国特許出願第１１２
．７６６号、提出１９８７年１０月２２日かつ現在放棄
されたものの継続出願、後者は米国特許出願第８４８．
６８７号、提出１９８６年４月４日かつ現在放棄された
ものの継続、及び他の１つは米国特許出願第２２２，３
２８号、提出１９８８年７月２０日であって米国特許出
願第１１２．７７７号、提出１９８７年１０月２０日か
つ現在放棄されたものの継続、後者は米国特許出願第８
４８，２９７号、提出１９８６年４月４日かつ現在放棄
されたものの継続である。
、次に掲げる米国の一般に譲わたされた同時継続出願に
記載されており、これらは参考試料として完全な形で特
に本願に収録されている＝［スパッタ被覆形成装置用陰
極ターゲット設計（Ｃｘｊｈｏｄ Ｔａｒｇｅｔ Ｄｅ
ｓｉｇｎ ｌｏｔ ＩＳｐｍｔｌｅｔ Ｃ６１目１１８
＾ｐｐＡｒ＊ｔｗｓ ） Ｊと称する米国同時係属特許
出願第０９５．１００号、提出１９８７年９月１０日で
あって米国特許出願第８４８．６９８号、提出１９８６
年８月４日かつ現在放棄されたものの継続出願； ［マ
グネトロン形スパッタシステム内のイオン衝撃の均一性
を改善する装置（＾ｐｐ＊ｒｅｔｏｓ１ｏｔ １ｍｒｏ
ｙｉＢ ｔｈｅυｎｌ［ｏｒａｌｔ７ ｏｆ ＩｏｎＢ
ｏａ＋ｂｓｒｄｍｅｎｊ Ｉｎ ｔ ＭＢｎｅｊｏｒｏ
ｎ Ｓｐｌｔｅｒｉｎｇ３７ｓｔｅａ） Ｊと称する米
国係属特許出願第０９５゜５６０号、提出１９８７年９
月１０日であって米国特許第８４８．７５０号、提出１
９８６年４月４日かつ現在放棄されたものの継続出願；
「ウェハ状物品の取扱い及び処理方法及び装置（Ｍｅｔ
ｈｏｄｕ＋ｄ Ａｐｐｔｒｓｔａｓ ｆｏｔ Ｈ■ｄｌ
ｌＢ ｕｄ ＰｒｏｃｅｓｓｉＨＷａｆｅｒ−Ｌｉｋｅ
Ａｒｔｉｃｌｅ＠） Ｊと称する複数の米国係属特許
出願、その１つは米国特許出願第２２２゜３２７号、提
出１９８８年７月２０日であって米国特許出願第１１２
．７６６号、提出１９８７年１０月２２日かつ現在放棄
されたものの継続出願、後者は米国特許出願第８４８．
６８７号、提出１９８６年４月４日かつ現在放棄された
ものの継続、及び他の１つは米国特許出願第２２２，３
２８号、提出１９８８年７月２０日であって米国特許出
願第１１２．７７７号、提出１９８７年１０月２０日か
つ現在放棄されたものの継続、後者は米国特許出願第８
４８，２９７号、提出１９８６年４月４日かつ現在放棄
されたものの継続である。
第１図を参照すると、本発明の原理によるマグネトロン
形スパッタ装置１０が、概略的に示されている。この装
置１０の含む真空室１１はその室壁１２で境され、後者
は電気的接地線１３に接続されている。真空室１１内に
支持体（図には示されていない）がありその上に加工物
である基板１４が載持されている。基板１４は、典型的
には、シリコンウェハ基板１４であり、この上に装置１
０を使って実行されるスパッタプロセスによって導体被
覆が堆積される。基板１４は、通常は、プレーナ又はパ
ターン化されたウェハであり、多くの場合、形状は円形
であり、本発明の好適実施例に関連する第１図では、縁
を見る形で示されている。
形スパッタ装置１０が、概略的に示されている。この装
置１０の含む真空室１１はその室壁１２で境され、後者
は電気的接地線１３に接続されている。真空室１１内に
支持体（図には示されていない）がありその上に加工物
である基板１４が載持されている。基板１４は、典型的
には、シリコンウェハ基板１４であり、この上に装置１
０を使って実行されるスパッタプロセスによって導体被
覆が堆積される。基板１４は、通常は、プレーナ又はパ
ターン化されたウェハであり、多くの場合、形状は円形
であり、本発明の好適実施例に関連する第１図では、縁
を見る形で示されている。
基板１４は、その規定面１６に垂直な中心軸１５によっ
て規定される幾何学的中心を有する。基板１４はその面
１６に平行な表面１７を有し、この表面はスパッタ源か
らのスパッタ材料の被覆堆積を受けるような向きを取っ
ている。
て規定される幾何学的中心を有する。基板１４はその面
１６に平行な表面１７を有し、この表面はスパッタ源か
らのスパッタ材料の被覆堆積を受けるような向きを取っ
ている。
陰極ターゲット集合体２０は、図示の実施例では、真空
室壁１２との間を封止される関係に配置され、かつこの
関係を０リング封止材１８によって維持され、基板１４
を被覆するスパッタ材料源を構成する。陰極ターゲット
集合体２０も、全体的に円形であり、真空室壁１２内に
配置されるとき、集合体の軸１９を基板１４の軸１５と
一致させる。陰極ターゲット集合体２０は、基板１４表
面１７へ堆積されるスパッタ材料で形成されたスパッタ
ゲート２１を含む。
室壁１２との間を封止される関係に配置され、かつこの
関係を０リング封止材１８によって維持され、基板１４
を被覆するスパッタ材料源を構成する。陰極ターゲット
集合体２０も、全体的に円形であり、真空室壁１２内に
配置されるとき、集合体の軸１９を基板１４の軸１５と
一致させる。陰極ターゲット集合体２０は、基板１４表
面１７へ堆積されるスパッタ材料で形成されたスパッタ
ゲート２１を含む。
第１図と第２図を同時に参照することによって一層明ら
かなように、ターゲット２１は、形状が環状でありその
軸１９は基板１４の中心軸１５と同軸である。ターゲッ
ト２１は、スパッタ表面２２を有しこれは円形内側リム
２３と円形外側リム２４によって境される。表面２２は
、内側リム２３から外側リム２４にかけて滑らかでかつ
連続的である。「滑らかでかつ連続的」とは、ターゲッ
ト２１の表面２２は傾斜を連続的に変動しており、傾斜
を数学的に定義できないような角又は点を全く持たない
ことを意味する。
かなように、ターゲット２１は、形状が環状でありその
軸１９は基板１４の中心軸１５と同軸である。ターゲッ
ト２１は、スパッタ表面２２を有しこれは円形内側リム
２３と円形外側リム２４によって境される。表面２２は
、内側リム２３から外側リム２４にかけて滑らかでかつ
連続的である。「滑らかでかつ連続的」とは、ターゲッ
ト２１の表面２２は傾斜を連続的に変動しており、傾斜
を数学的に定義できないような角又は点を全く持たない
ことを意味する。
好適には、表面２２の湾曲は、各増分ごとに凹面を呈す
る。図示の実施例においては、表面２２は、半径２６の
円の軸１９の回りの回転面でありその原点は軸１９から
距離２９を取る点２７及び円２８上に位置する。他の実
施例においては、距離２９、点２７及び半径２６は、軸
１９からの表面２２への異なる距離に対して固定されな
いで変動し、したがって、放物面、だ円面又は他の数学
的関数又はこれらの関数の組み合わせ又はこれらの倍数
の関数である。１好適実施例においては、この回転面は
変調だ円であり、このだ円において内側リム２３に近い
距離の表面、外側リム２４及び内側と外側リムとの間の
中間点は、互いに異なる３つの点の回りの異なる３つの
半径を有する。
る。図示の実施例においては、表面２２は、半径２６の
円の軸１９の回りの回転面でありその原点は軸１９から
距離２９を取る点２７及び円２８上に位置する。他の実
施例においては、距離２９、点２７及び半径２６は、軸
１９からの表面２２への異なる距離に対して固定されな
いで変動し、したがって、放物面、だ円面又は他の数学
的関数又はこれらの関数の組み合わせ又はこれらの倍数
の関数である。１好適実施例においては、この回転面は
変調だ円であり、このだ円において内側リム２３に近い
距離の表面、外側リム２４及び内側と外側リムとの間の
中間点は、互いに異なる３つの点の回りの異なる３つの
半径を有する。
ターゲット２１の外側リム２４は、その目的は下にさら
に詳しく論じられるが、基板１４の直径よりも大きい直
径を有する。好適には、２０．３２ａｏまでの直径の基
板に対しては、約２７．９４国のターゲットの直径が好
適である。外側リム２４はターゲット２１上の、基板１
４の面１６に最も接近している部分である。約１０．１
６から２０．３４ａｎの基板１４の直径かつ約１５．２
４から２７．９４ｃｍのターゲット２１の直径の場合、
基板１４の面１６からターゲット２１の外側リム２４ま
での間隔は、好適には、約２．５４ａｎである。
に詳しく論じられるが、基板１４の直径よりも大きい直
径を有する。好適には、２０．３２ａｏまでの直径の基
板に対しては、約２７．９４国のターゲットの直径が好
適である。外側リム２４はターゲット２１上の、基板１
４の面１６に最も接近している部分である。約１０．１
６から２０．３４ａｎの基板１４の直径かつ約１５．２
４から２７．９４ｃｍのターゲット２１の直径の場合、
基板１４の面１６からターゲット２１の外側リム２４ま
での間隔は、好適には、約２．５４ａｎである。
したがって、好適幾何学に従えば、ターゲット表面２２
は軸１９から半径２９の距離において基板１４の面１６
から最も遠く、内側リム２３において基板１４の面１６
に比較的近く、及びターゲット２１の外側リム２４にお
いて基板１４の面１６に最も近いことが認められるであ
ろう。これにもかかわらず、ターゲット表面２２は、外
側リム２４から内側リム２３にかけてのターゲット２１
の広がりにわたって全体的に凹面を呈する。このように
構成配置されたターゲット２１は、好適には、スパッタ
材料の単一片で形成され、旋盤上の切断又は機械加工に
よって形成される。
は軸１９から半径２９の距離において基板１４の面１６
から最も遠く、内側リム２３において基板１４の面１６
に比較的近く、及びターゲット２１の外側リム２４にお
いて基板１４の面１６に最も近いことが認められるであ
ろう。これにもかかわらず、ターゲット表面２２は、外
側リム２４から内側リム２３にかけてのターゲット２１
の広がりにわたって全体的に凹面を呈する。このように
構成配置されたターゲット２１は、好適には、スパッタ
材料の単一片で形成され、旋盤上の切断又は機械加工に
よって形成される。
ターゲット２１は、ターゲット保持器３０内に支持され
、後者は軸１９に同心の全体的に円形背板３１を有する
。ターゲット保持器３０は円筒形外側壁３２及び立上が
り円筒形中間壁３３を有する。円筒形外側壁３２は、タ
ーゲット２１の外側リム２４を囲む。保持器３０は内側
表面３４を有し、後者は背板３１、円筒形外側壁３２及
び円筒形中間壁３３を有し、ターゲット２１を支持しか
つこれからの熱を伝導する。ターゲット２１は外側冷却
表面３５を有し、この表面はターゲット２１が保持器３
０内に載持されたとき、保持器３０の内側表面３４に適
合しこれと冷却接触するように密着配置される。ターゲ
ット２１は、また冷却表面３５内に背面３６を有し、後
者はターゲット保持器３０の背板３１の内側表面３４と
接触するように配置される。ターゲット２１の背面３６
内に内側環状溝３７がありこの溝の内側表面は保持器３
０の円筒形中間壁３３と部分的に接触するように配置さ
れる。このようにして、ターゲット２１の全表面が旋盤
上で回転可能である。
、後者は軸１９に同心の全体的に円形背板３１を有する
。ターゲット保持器３０は円筒形外側壁３２及び立上が
り円筒形中間壁３３を有する。円筒形外側壁３２は、タ
ーゲット２１の外側リム２４を囲む。保持器３０は内側
表面３４を有し、後者は背板３１、円筒形外側壁３２及
び円筒形中間壁３３を有し、ターゲット２１を支持しか
つこれからの熱を伝導する。ターゲット２１は外側冷却
表面３５を有し、この表面はターゲット２１が保持器３
０内に載持されたとき、保持器３０の内側表面３４に適
合しこれと冷却接触するように密着配置される。ターゲ
ット２１は、また冷却表面３５内に背面３６を有し、後
者はターゲット保持器３０の背板３１の内側表面３４と
接触するように配置される。ターゲット２１の背面３６
内に内側環状溝３７がありこの溝の内側表面は保持器３
０の円筒形中間壁３３と部分的に接触するように配置さ
れる。このようにして、ターゲット２１の全表面が旋盤
上で回転可能である。
ターゲット保持器３０は、熱伝導材料、通常、銅で作製
され、また、通常、保持器３０を低温に維持するために
冷却液と連絡し、これによってガスイオン衝撃によるス
パッタ中に発生する熱をターゲット２１から導出するた
めに導管等の装置３９を具備する。このような装置は、
線図的にのみ示されているが、様々な形でスパッタ装置
内に採用される。
され、また、通常、保持器３０を低温に維持するために
冷却液と連絡し、これによってガスイオン衝撃によるス
パッタ中に発生する熱をターゲット２１から導出するた
めに導管等の装置３９を具備する。このような装置は、
線図的にのみ示されているが、様々な形でスパッタ装置
内に採用される。
ターゲット集合体２０は磁石集合体４０を具備し、後者
は、好適には、１対の電磁石４１ａ及び４２ａを含み、
これらの電磁石はそれぞれ環状内側巻線４１と外側巻線
４２を有し、これらの巻線は、第１図に示されるように
、典型的には、ターゲット保持器３０の背後の面内に軸
１９を中心のその回りにかつこれに垂直に配置される。
は、好適には、１対の電磁石４１ａ及び４２ａを含み、
これらの電磁石はそれぞれ環状内側巻線４１と外側巻線
４２を有し、これらの巻線は、第１図に示されるように
、典型的には、ターゲット保持器３０の背後の面内に軸
１９を中心のその回りにかつこれに垂直に配置される。
いくつかの実施例の場合は、永久磁石又は永久磁石と電
磁石の組み合わせが採用される。堅牢なフェリ磁性材料
がターゲット集合体２０に対する構造的支持体を形成し
かつ磁極片を構成し、後者は電流が巻線４１及び４２に
供給されるとき磁石４１′及び４２′ を形成する。こ
のフェリ磁性材料は円形キャップ片４４を含み、後者は
ターゲット集合体２０の平坦後部支持体を形成しかつ磁
石４１′の磁極片と４２′の磁極片との間に横方向磁界
を維持する。円筒形外側磁極片４５は、ターゲット保持
器３０の外側壁３２を取り囲む。上側露出表面は、この
磁極片表面のスパッタを防止する暗黒部遮蔽と称せられ
る遮蔽４５ａによって覆われる。
磁石の組み合わせが採用される。堅牢なフェリ磁性材料
がターゲット集合体２０に対する構造的支持体を形成し
かつ磁極片を構成し、後者は電流が巻線４１及び４２に
供給されるとき磁石４１′及び４２′ を形成する。こ
のフェリ磁性材料は円形キャップ片４４を含み、後者は
ターゲット集合体２０の平坦後部支持体を形成しかつ磁
石４１′の磁極片と４２′の磁極片との間に横方向磁界
を維持する。円筒形外側磁極片４５は、ターゲット保持
器３０の外側壁３２を取り囲む。上側露出表面は、この
磁極片表面のスパッタを防止する暗黒部遮蔽と称せられ
る遮蔽４５ａによって覆われる。
円筒形内側磁極片４６は、その軸として軸１９を有し、
ターゲット２１の内側リム２３を通して突出する。この
磁極片４６もまた、遮蔽又はキャップ４６ａによって覆
われる。円筒形中間磁極片４７もまた、その軸として軸
１９を有し、ターゲット２１内の環状溝３７の下に存在
する。堅牢なフ工り磁性材料で作られかつ中間磁極片４
７の直径と同じ直径を有する環４８が、ターゲット２１
の背面３６内の環状溝３７内に存在しかつこれに埋め込
まれている。中間磁極片４７の上端もまた、円筒形中間
壁３３と反対側の背板３１の表面内の環状溝４９内に埋
め込まれている。フェリ磁性材料の環４８は、ターゲッ
ト保持器３０の円筒形中間壁３３を取り囲みかつこの中
間壁と共にターゲット２１の背面３６上の環状溝３７を
充填する。
ターゲット２１の内側リム２３を通して突出する。この
磁極片４６もまた、遮蔽又はキャップ４６ａによって覆
われる。円筒形中間磁極片４７もまた、その軸として軸
１９を有し、ターゲット２１内の環状溝３７の下に存在
する。堅牢なフ工り磁性材料で作られかつ中間磁極片４
７の直径と同じ直径を有する環４８が、ターゲット２１
の背面３６内の環状溝３７内に存在しかつこれに埋め込
まれている。中間磁極片４７の上端もまた、円筒形中間
壁３３と反対側の背板３１の表面内の環状溝４９内に埋
め込まれている。フェリ磁性材料の環４８は、ターゲッ
ト保持器３０の円筒形中間壁３３を取り囲みかつこの中
間壁と共にターゲット２１の背面３６上の環状溝３７を
充填する。
中間磁極片４７は、フェリ磁性材料の環４８と一緒に、
外側磁石４１ａ及び内側磁石４２ａが共通に有する１つ
の磁極片を形成する。環４８は、中間磁極片４７と機械
的に結合されることによって、その有効磁極片をターゲ
ット２１の環状溝３７の所でターゲット２１の表面２２
に極めて近いしかしその下の位置まで延長する。フェリ
磁性材料の環４８は堅牢なフェリ磁性材料で作られてい
るので、ターゲット保持器３０の軟鋼より構造的上実質
的に強固である。このため、環４８は、保持器３０の中
間壁３３をターゲット２１の加熱及び半径方向膨張に起
因して生起するその半径方向膨張に対して構造的に補強
し、これによってまたターゲット２１を半径方向熱膨張
に対して拘束する。
外側磁石４１ａ及び内側磁石４２ａが共通に有する１つ
の磁極片を形成する。環４８は、中間磁極片４７と機械
的に結合されることによって、その有効磁極片をターゲ
ット２１の環状溝３７の所でターゲット２１の表面２２
に極めて近いしかしその下の位置まで延長する。フェリ
磁性材料の環４８は堅牢なフェリ磁性材料で作られてい
るので、ターゲット保持器３０の軟鋼より構造的上実質
的に強固である。このため、環４８は、保持器３０の中
間壁３３をターゲット２１の加熱及び半径方向膨張に起
因して生起するその半径方向膨張に対して構造的に補強
し、これによってまたターゲット２１を半径方向熱膨張
に対して拘束する。
真空室１１の室壁１２は、接地線１３を通して接地電位
に維持される。基板１４は、接地電位に又はこれに近い
電位に維持されるあるいは接地電位に対して実質的に負
であるように強くバイアスされるように、接続されてい
る。電源兼制御回路５０が配設されて、負電位をターゲ
ット２１に供給しかつ磁石４１′及び４２′を活性化す
る。電源兼制御回路５０は、ターゲット２１にスパッタ
放出電力を供給することによってターゲット２１を附勢
する陰極電源回路５１、磁石巻線４１，４２に電流を供
給することによってこれらの巻線を活性化する１つ以上
の磁石電源回路５２、及び電源回路５１．５２の動作を
制御する制御回路５３を、含む。電源兼制御回路５０は
、接地線１３へ接続される接地系を有しかつ室壁１２の
陽極接地電位を確立する。ターゲット２１は、陰極電源
回路５１の出力線路５４を通して接地線１３に対して負
電位に附勢される。磁石電源回路５２は、磁石巻線４１
及び４２のそれぞれ接続された出力線路５５及び５６を
通してそれぞれの巻線に電流を供給する。電源兼制御回
路５０の構成要素及びこの回路の制御動作は、以下に詳
しく記載される。
に維持される。基板１４は、接地電位に又はこれに近い
電位に維持されるあるいは接地電位に対して実質的に負
であるように強くバイアスされるように、接続されてい
る。電源兼制御回路５０が配設されて、負電位をターゲ
ット２１に供給しかつ磁石４１′及び４２′を活性化す
る。電源兼制御回路５０は、ターゲット２１にスパッタ
放出電力を供給することによってターゲット２１を附勢
する陰極電源回路５１、磁石巻線４１，４２に電流を供
給することによってこれらの巻線を活性化する１つ以上
の磁石電源回路５２、及び電源回路５１．５２の動作を
制御する制御回路５３を、含む。電源兼制御回路５０は
、接地線１３へ接続される接地系を有しかつ室壁１２の
陽極接地電位を確立する。ターゲット２１は、陰極電源
回路５１の出力線路５４を通して接地線１３に対して負
電位に附勢される。磁石電源回路５２は、磁石巻線４１
及び４２のそれぞれ接続された出力線路５５及び５６を
通してそれぞれの巻線に電流を供給する。電源兼制御回
路５０の構成要素及びこの回路の制御動作は、以下に詳
しく記載される。
本発明の原理による磁石４１’、４２’及び磁極片４５
，４６．４７のスパッタプロセス中のターゲット２１の
浸食に対する関係は、第４図を参照することによって、
良く理解されるであろう。
，４６．４７のスパッタプロセス中のターゲット２１の
浸食に対する関係は、第４図を参照することによって、
良く理解されるであろう。
しかしながら、これの理解を援けるために、まず代替実
施例を第３図に関して説明する。第３図は、いままで説
明を省略されていた本発明の好適実施例のいくつかの特
徴を有するターゲット集合体を示す。
施例を第３図に関して説明する。第３図は、いままで説
明を省略されていた本発明の好適実施例のいくつかの特
徴を有するターゲット集合体を示す。
第３図を参照すると、環状単一片ターゲット６１は保持
器（この図には示されていない）内に支持されかつ中央
磁極片６２を取り囲み、自らは環状磁極片６３によって
取り囲まれ、かつ環状中間磁極片６４上に存在する。磁
極片６２．６３及び６４の磁気は、永久磁石によるか又
は第３図に示されている装置によるかのいずれかで維持
され、この装置は直流電流が中央磁極片６２の回りを互
いに逆方向に流れるように附勢される内側巻線６６と外
側巻線６７を含む１対の電磁石巻線によって構成される
。環状単一片ターゲット６１は、内側平坦表面６８とこ
れを取り囲む外側切頭円すい表面６９を含み、後者は円
７０（第３図の断面図では点）において表面６９と交差
することによってこれらの表面６８と６９の間に鈍角を
形成する。
器（この図には示されていない）内に支持されかつ中央
磁極片６２を取り囲み、自らは環状磁極片６３によって
取り囲まれ、かつ環状中間磁極片６４上に存在する。磁
極片６２．６３及び６４の磁気は、永久磁石によるか又
は第３図に示されている装置によるかのいずれかで維持
され、この装置は直流電流が中央磁極片６２の回りを互
いに逆方向に流れるように附勢される内側巻線６６と外
側巻線６７を含む１対の電磁石巻線によって構成される
。環状単一片ターゲット６１は、内側平坦表面６８とこ
れを取り囲む外側切頭円すい表面６９を含み、後者は円
７０（第３図の断面図では点）において表面６９と交差
することによってこれらの表面６８と６９の間に鈍角を
形成する。
第３図のターゲットにおいて、負電圧が陰極ターゲット
６１に印加されることによって、電子をターゲット６１
から放出させかつ接地された陽極壁１２′に向けて走行
させ、陽極壁１２′は、通常、真空室１１′の室壁であ
る。真空室１１′は、真空に維持されかつ不活性ガス、
通常、アルゴンを含む。ターゲット６１から放出された
電子はアルゴン原子と衝突することによって、二次電子
を解放しこれらの二次電子がまた陽極壁１２′に向けて
運動してまたこれらの経路上で他のアルゴン原子と衝突
する。これらの衝突は、アルゴン原子から電子を奪うこ
とによりこのプロセスを通じてアルゴン陽イオンを発生
する。これらのアルゴンイオンは、次いで、負に帯電し
ている陰極ターゲット６１に向けて吸引されターゲット
６１の表面６８及び６９を衝撃し、これによってターゲ
ットか゛らそのスパッタ材料の粒子又は原子の放出を起
こさせる。ターゲット６１から放出されたこれらの粒子
は、ターゲット６１．のこれらのスパッタ表面から走行
を続けこれらの多くは基板１４′に衝突して基板をスパ
ッタ材料で被覆する。
６１に印加されることによって、電子をターゲット６１
から放出させかつ接地された陽極壁１２′に向けて走行
させ、陽極壁１２′は、通常、真空室１１′の室壁であ
る。真空室１１′は、真空に維持されかつ不活性ガス、
通常、アルゴンを含む。ターゲット６１から放出された
電子はアルゴン原子と衝突することによって、二次電子
を解放しこれらの二次電子がまた陽極壁１２′に向けて
運動してまたこれらの経路上で他のアルゴン原子と衝突
する。これらの衝突は、アルゴン原子から電子を奪うこ
とによりこのプロセスを通じてアルゴン陽イオンを発生
する。これらのアルゴンイオンは、次いで、負に帯電し
ている陰極ターゲット６１に向けて吸引されターゲット
６１の表面６８及び６９を衝撃し、これによってターゲ
ットか゛らそのスパッタ材料の粒子又は原子の放出を起
こさせる。ターゲット６１から放出されたこれらの粒子
は、ターゲット６１．のこれらのスパッタ表面から走行
を続けこれらの多くは基板１４′に衝突して基板をスパ
ッタ材料で被覆する。
磁界を第３図のプロセスに適正に導入することによって
、マグネトロン形スパッタとして定義されるものが創出
される。磁界７１及び７２は、互いに反対極性磁極片対
６２と６４との間に、及び互いに反対極性磁極片対６３
と６４との間にそれぞれ発生し、かつこれらの磁界の磁
束を延ばし、図示の場合、ターゲット６１の各表面６８
及び６９上のそれぞれターゲットの内側領域７４及び外
側領域７５にそれぞれ股がって延びる。中央磁極片６２
と中間磁極片６４との間の磁界７１の磁束はターゲット
６１の内側領域７４を囲み、他方、外側磁極片６３と中
間磁極片６４との間の磁界７２の磁束はターゲット６１
の外側領域７５を囲む。
、マグネトロン形スパッタとして定義されるものが創出
される。磁界７１及び７２は、互いに反対極性磁極片対
６２と６４との間に、及び互いに反対極性磁極片対６３
と６４との間にそれぞれ発生し、かつこれらの磁界の磁
束を延ばし、図示の場合、ターゲット６１の各表面６８
及び６９上のそれぞれターゲットの内側領域７４及び外
側領域７５にそれぞれ股がって延びる。中央磁極片６２
と中間磁極片６４との間の磁界７１の磁束はターゲット
６１の内側領域７４を囲み、他方、外側磁極片６３と中
間磁極片６４との間の磁界７２の磁束はターゲット６１
の外側領域７５を囲む。
磁界７１及び７２は、ターゲット６１の領域７４及び７
５の上に存在するこれらの磁界内を運動する帯電粒子に
横方向の力を作用させる。電子は軽量であり、これらの
磁界を通って運動するに従い発生する力に対して低い慣
性を有するので、偏向されることによって、ターゲット
のそれぞれの領域７４及び７５の直上の磁界により磁気
的に囲まれた空間の回りの円形又はら旋形の経路内を運
動する。このような旋回運動を行う電子は、それゆえ、
捕獲されるようになり、各々がガス原子との衝突の確率
を増大して電子とアルゴン原子との衝突数を著しく増加
し、したがって、ターゲット６１のこれらの領域７４及
び７５上側でのアルゴンイオンの生成を強化する。この
結果のイオン濃度によって、領域７４及び７５の近傍で
アルゴンガスがグローを生じ、このグローは、ターゲッ
ト６１の領域７４及び７５それぞれの近傍における、１
対のそれぞれ環状雲又はプラズマ８４及び８５として可
視される。
５の上に存在するこれらの磁界内を運動する帯電粒子に
横方向の力を作用させる。電子は軽量であり、これらの
磁界を通って運動するに従い発生する力に対して低い慣
性を有するので、偏向されることによって、ターゲット
のそれぞれの領域７４及び７５の直上の磁界により磁気
的に囲まれた空間の回りの円形又はら旋形の経路内を運
動する。このような旋回運動を行う電子は、それゆえ、
捕獲されるようになり、各々がガス原子との衝突の確率
を増大して電子とアルゴン原子との衝突数を著しく増加
し、したがって、ターゲット６１のこれらの領域７４及
び７５上側でのアルゴンイオンの生成を強化する。この
結果のイオン濃度によって、領域７４及び７５の近傍で
アルゴンガスがグローを生じ、このグローは、ターゲッ
ト６１の領域７４及び７５それぞれの近傍における、１
対のそれぞれ環状雲又はプラズマ８４及び８５として可
視される。
マグネトロン形スパッタの使用は、スパッタ放出速度を
向上する。この結果は、ターゲット粒子又はスパッタ材
料の放出が増大する。しかしながら、この放出はまた、
プラズマ８４及び８５の局部化性質に因りターゲットの
領域７４及び７５に局部化される。これらのプラズマに
よって占領される空間内にガスイオンの発生を集中する
ことによって、磁極片６４の外側及び内側に存在するタ
ーゲットの領域内に不規則浸食パターン８６及び８７を
、それぞれ、起こさせる。しかしながら、磁界７１及び
７２の磁束がターゲット６１の表面に垂直な所では、放
出電子はこれらの磁束の磁力線に平行に運動して偏向さ
れることはない。したがって、これらの電子は磁極片６
４を覆う領域内に捕獲されることはなく、わずかなプラ
ズマがこの領域に形成され、僅かな数のイオンがここの
表面を衝撃し、それゆえ、浸食速度はここではマグネト
ロン形スパッタによって加速されることはない。したが
って、磁極片６４の真上のターゲット６１に、広い非浸
食又は微小浸食領域８８が発達する。この領域８８は環
であり、領域８６と８７との間の磁極片６２を取り囲み
、かつターゲット６１表面上の磁極片６４の上に存在す
る。このような広い非浸食領域の結果、スパッタ材料の
非効率的な使用が行われる。
向上する。この結果は、ターゲット粒子又はスパッタ材
料の放出が増大する。しかしながら、この放出はまた、
プラズマ８４及び８５の局部化性質に因りターゲットの
領域７４及び７５に局部化される。これらのプラズマに
よって占領される空間内にガスイオンの発生を集中する
ことによって、磁極片６４の外側及び内側に存在するタ
ーゲットの領域内に不規則浸食パターン８６及び８７を
、それぞれ、起こさせる。しかしながら、磁界７１及び
７２の磁束がターゲット６１の表面に垂直な所では、放
出電子はこれらの磁束の磁力線に平行に運動して偏向さ
れることはない。したがって、これらの電子は磁極片６
４を覆う領域内に捕獲されることはなく、わずかなプラ
ズマがこの領域に形成され、僅かな数のイオンがここの
表面を衝撃し、それゆえ、浸食速度はここではマグネト
ロン形スパッタによって加速されることはない。したが
って、磁極片６４の真上のターゲット６１に、広い非浸
食又は微小浸食領域８８が発達する。この領域８８は環
であり、領域８６と８７との間の磁極片６２を取り囲み
、かつターゲット６１表面上の磁極片６４の上に存在す
る。このような広い非浸食領域の結果、スパッタ材料の
非効率的な使用が行われる。
本発明の好適実施例によれば、第４図に示されるように
、上掲の問題は、中間磁極片４７′を環状溝３３を介し
てターゲット２１の背面３６内へ埋め込むことによって
抑制される。ターゲット２１の表面２２への磁極片４７
′の接近は、ターゲットのスパッタ材料の効率的使用を
強化する２つの効果を有する。その第１は、ターゲット
２１表面２２に対する磁極片４７′の遠端の接近が磁極
片４７′の上のかつ磁界８９及び９０がターゲット表面
２２に全体的に垂直であるような領域を狭めるというこ
とである。それゆえ、ターゲット表面に平行な磁界が内
側プラズマ９１及び外側プラズマ９２を支持するには強
さが不充分であるのはターゲット表面の小さい領域の上
においてのみである。したがって、ターゲット２１の内
側領域９４及び外側領域９５は、それぞれ、互いに接近
し、それゆえ、非浸食領域９６は、第３図の対応する領
域８８よりも可なり狭くなる。さらに、環状溝３３がス
パッタ材料の容積を変位させ、その結果、本来、非浸食
領域９３下に存在しているが、しかしこのスパッタプロ
セスでは使用されないスパッタ材料がターゲット２１か
ら省略され、ひいては費用節約をもたらす。
、上掲の問題は、中間磁極片４７′を環状溝３３を介し
てターゲット２１の背面３６内へ埋め込むことによって
抑制される。ターゲット２１の表面２２への磁極片４７
′の接近は、ターゲットのスパッタ材料の効率的使用を
強化する２つの効果を有する。その第１は、ターゲット
２１表面２２に対する磁極片４７′の遠端の接近が磁極
片４７′の上のかつ磁界８９及び９０がターゲット表面
２２に全体的に垂直であるような領域を狭めるというこ
とである。それゆえ、ターゲット表面に平行な磁界が内
側プラズマ９１及び外側プラズマ９２を支持するには強
さが不充分であるのはターゲット表面の小さい領域の上
においてのみである。したがって、ターゲット２１の内
側領域９４及び外側領域９５は、それぞれ、互いに接近
し、それゆえ、非浸食領域９６は、第３図の対応する領
域８８よりも可なり狭くなる。さらに、環状溝３３がス
パッタ材料の容積を変位させ、その結果、本来、非浸食
領域９３下に存在しているが、しかしこのスパッタプロ
セスでは使用されないスパッタ材料がターゲット２１か
ら省略され、ひいては費用節約をもたらす。
さらに、第３図において、環状単一片ターゲット６１は
、複数のセグメント表面６８及び６９などで形態化され
る。これらの表面は、円である接合部７０に沿い接合し
、第３図の横断面図において角状接合部７０を形成する
。このような角状接合部の近くのターゲット表面は、こ
の表面の滑らかな領域よりも急速に浸食されること、及
びこれらが第５Ｃ図に示されるように深いカブスを形成
することが判っている。本発明の好適実施例において、
連続的に傾斜を変化する滑らかな表面は、好適には、変
形だ内構断面を持つ一定曲率のものであるか、又は第４
図に示されるように円形横断面のものであり、このよう
にして、第５Ａ図から第５Ｃ図の浸食の漸進ステップに
おいて示される深いカブスの形成を回避する。
、複数のセグメント表面６８及び６９などで形態化され
る。これらの表面は、円である接合部７０に沿い接合し
、第３図の横断面図において角状接合部７０を形成する
。このような角状接合部の近くのターゲット表面は、こ
の表面の滑らかな領域よりも急速に浸食されること、及
びこれらが第５Ｃ図に示されるように深いカブスを形成
することが判っている。本発明の好適実施例において、
連続的に傾斜を変化する滑らかな表面は、好適には、変
形だ内構断面を持つ一定曲率のものであるか、又は第４
図に示されるように円形横断面のものであり、このよう
にして、第５Ａ図から第５Ｃ図の浸食の漸進ステップに
おいて示される深いカブスの形成を回避する。
第５Ａ図を参照すると、いくつかの先行技術において見
られる、表面８１及び８２の接合部７０が示されている
。プラズマ８５は、この表面６９の上方に存在しかつイ
オンの一次源となり、そのイオンはターゲット６１を衝
撃する。これらのイオンが表面６８と６９の接合部７０
の近くのターゲット６１を衝撃すると、スパッタ材料の
粒子又は原子が、第５ａ図の分布パターンによって示さ
れるような、近似的に余弦法則に従う分布による放出角
の関数として変動する速度で放出される。
られる、表面８１及び８２の接合部７０が示されている
。プラズマ８５は、この表面６９の上方に存在しかつイ
オンの一次源となり、そのイオンはターゲット６１を衝
撃する。これらのイオンが表面６８と６９の接合部７０
の近くのターゲット６１を衝撃すると、スパッタ材料の
粒子又は原子が、第５ａ図の分布パターンによって示さ
れるような、近似的に余弦法則に従う分布による放出角
の関数として変動する速度で放出される。
したがって、他のいかなる角におけるよりも多い数の粒
子がこの表面に垂直に放出される。それでもなお、放出
粒子又は原子の予測される百分率がこの面と鋭角方向に
放出される。この様子は、放出パターン７７に示され、
ここでは、矢印の長さは、それぞれの方向への近似的相
対スパッタ放出速度を表示する。
子がこの表面に垂直に放出される。それでもなお、放出
粒子又は原子の予測される百分率がこの面と鋭角方向に
放出される。この様子は、放出パターン７７に示され、
ここでは、矢印の長さは、それぞれの方向への近似的相
対スパッタ放出速度を表示する。
接合部７０の形式のような鋭い接合は、ターゲット表面
の局部浸食速度に作用する静電界及びその他の因子に作
用することが判っている。このような接合部の作用は、
接合部７０の近くの浸食速度の上昇である。その結果の
浸食によって、接合部７０の領域のターゲット６１表面
は次第に急になるかつ対向する壁を有するＶ形カブスの
形を取るようになる。スパッタがさらに進行すると、こ
の浸食は、第５Ｃ図に示されるように、接合部７０の領
域内に過度に広がる。このようなカプスは、ターゲット
を通して成長するであろう、またこれによってターゲッ
トの寿命が実質的に短縮されるであろう。この形式の浸
食では、スパッタ材料の実質的な量が使用されないで済
み、及び以下にさらに詳しく説明するように、スパッタ
放出効率は接合部７０の回りの浸食領域で急速にロール
オフ、すなわち、低下するであろう。
の局部浸食速度に作用する静電界及びその他の因子に作
用することが判っている。このような接合部の作用は、
接合部７０の近くの浸食速度の上昇である。その結果の
浸食によって、接合部７０の領域のターゲット６１表面
は次第に急になるかつ対向する壁を有するＶ形カブスの
形を取るようになる。スパッタがさらに進行すると、こ
の浸食は、第５Ｃ図に示されるように、接合部７０の領
域内に過度に広がる。このようなカプスは、ターゲット
を通して成長するであろう、またこれによってターゲッ
トの寿命が実質的に短縮されるであろう。この形式の浸
食では、スパッタ材料の実質的な量が使用されないで済
み、及び以下にさらに詳しく説明するように、スパッタ
放出効率は接合部７０の回りの浸食領域で急速にロール
オフ、すなわち、低下するであろう。
平坦でなく第５Ａ図から第５Ｃ図の接合部７０のような
角状接合部を含む表面をイオンが衝撃する場合には、こ
の接合部の近くから広めの鋭角方向に放出される粒子又
は原子は、ある程度直ぐ近傍の表面を衝撃するであろう
。例えば、接合部７０の近傍の第５Ａ図内の表面６８上
の点７８から矢印７９で示されるように浅い角方向に放
出される原子は、表面６９を衝撃するであろう。
角状接合部を含む表面をイオンが衝撃する場合には、こ
の接合部の近くから広めの鋭角方向に放出される粒子又
は原子は、ある程度直ぐ近傍の表面を衝撃するであろう
。例えば、接合部７０の近傍の第５Ａ図内の表面６８上
の点７８から矢印７９で示されるように浅い角方向に放
出される原子は、表面６９を衝撃するであろう。
これと対照的に、第６Ａ図から第６Ｃ図に示されるよう
に、本発明の原理に従うターゲット２１は、加速浸食作
用をより広く分布する。本発明の滑らかなかつ連続的に
湾曲するターゲット表面２２を使用することによって、
この浸食作用は均一にされる。好適には、ターゲット表
面２２は、だ円形、円形又はこれらの類似の横断面を有
する。
に、本発明の原理に従うターゲット２１は、加速浸食作
用をより広く分布する。本発明の滑らかなかつ連続的に
湾曲するターゲット表面２２を使用することによって、
この浸食作用は均一にされる。好適には、ターゲット表
面２２は、だ円形、円形又はこれらの類似の横断面を有
する。
ターゲット表面２２が近似的に円形横断面の場合、放出
粒子又は原子が近傍のターゲット表面を衝撃する確率は
、この表面にわたって均一である。それゆえ、浸食に少
しでも不均一があるとすれば、それは、例えば、プラズ
マ９２を集中する磁界の変位又は強度などのような、他
のより制御可能な因子によって起こされるであろう。し
たがって、浸食パターンは、スパッタプロセスが進行す
るに従い第６Ｂ図及び第６Ｃ図に示される形状に次第に
似てくるであろう。
粒子又は原子が近傍のターゲット表面を衝撃する確率は
、この表面にわたって均一である。それゆえ、浸食に少
しでも不均一があるとすれば、それは、例えば、プラズ
マ９２を集中する磁界の変位又は強度などのような、他
のより制御可能な因子によって起こされるであろう。し
たがって、浸食パターンは、スパッタプロセスが進行す
るに従い第６Ｂ図及び第６Ｃ図に示される形状に次第に
似てくるであろう。
ターゲットの寿命を制限することに加えて、カプス形成
の他の好ましからざる作用は、次のような陰極「ロール
オフ」、すなわち、劣化作用を起こすということである
。第５Ａ図から第５Ｃ図のようにターゲットが浸食され
るに従い、深いカプスによってその近傍のターゲット表
面を衝撃する放出粒子又は原子の百分率が次第に増大さ
せられる。これが起こると、第７Ａ図から第７Ｃ図に示
されるようなステップを通して浸食が漸進して、粒子又
は原子がターゲット６１表面から離れることのできる角
９７（第７Ｂ図）及び９７′ （第７Ｃ図）が近傍の表
面によってマスクされかつ狭められるに従いセルフシャ
ドーイング（自己隠蔽）作用を起こす。これによって、
スパッタ放出効率が低下させられる。これによってまた
、基板１４′ （第３図）と浸食領域内ターゲット表面
の部分との間の離隔が増大させられる。幾何学上の変化
の結果、スパッタ放出速度に関する電気的特性が変化す
る。
の他の好ましからざる作用は、次のような陰極「ロール
オフ」、すなわち、劣化作用を起こすということである
。第５Ａ図から第５Ｃ図のようにターゲットが浸食され
るに従い、深いカプスによってその近傍のターゲット表
面を衝撃する放出粒子又は原子の百分率が次第に増大さ
せられる。これが起こると、第７Ａ図から第７Ｃ図に示
されるようなステップを通して浸食が漸進して、粒子又
は原子がターゲット６１表面から離れることのできる角
９７（第７Ｂ図）及び９７′ （第７Ｃ図）が近傍の表
面によってマスクされかつ狭められるに従いセルフシャ
ドーイング（自己隠蔽）作用を起こす。これによって、
スパッタ放出効率が低下させられる。これによってまた
、基板１４′ （第３図）と浸食領域内ターゲット表面
の部分との間の離隔が増大させられる。幾何学上の変化
の結果、スパッタ放出速度に関する電気的特性が変化す
る。
さらに、このロールオフは、ターゲット表面に沿って均
一ではなく、スパッタ材料のターゲット表面からの放出
の不均一を誘い、この結果また被覆の基板表面にわたっ
て堆積の不均一を誘う。加えて、自己を隠蔽すること、
すなわち、セルフシャドーイングは、本来ならば基板に
衝突しこれを被覆するはずの放出粒子又は原子を遮り、
さらに基板を均一に被覆するように選択されたいかなる
設計幾何学の性能をも損なう。これと対照的に、第６ａ
図から第６Ｃ図に示された本発明の浸食パターンの場合
は、この現象に因るセルフシャドーイング作用及びロー
ルオフが実質的に減少される。
一ではなく、スパッタ材料のターゲット表面からの放出
の不均一を誘い、この結果また被覆の基板表面にわたっ
て堆積の不均一を誘う。加えて、自己を隠蔽すること、
すなわち、セルフシャドーイングは、本来ならば基板に
衝突しこれを被覆するはずの放出粒子又は原子を遮り、
さらに基板を均一に被覆するように選択されたいかなる
設計幾何学の性能をも損なう。これと対照的に、第６ａ
図から第６Ｃ図に示された本発明の浸食パターンの場合
は、この現象に因るセルフシャドーイング作用及びロー
ルオフが実質的に減少される。
広めの角９８（第８Ｂ図）及び９８′（第８Ｃ図）の示
すように、ターゲット２１表面を離脱する放出粒子又は
原子はほとんど又は全くシャドーイングを伴わない。
すように、ターゲット２１表面を離脱する放出粒子又は
原子はほとんど又は全くシャドーイングを伴わない。
先行技術のプレーナ又はその他のターゲット形態の平坦
表面は、カプス形成問題をある程度回避したとしても、
第９Ａ図及び第９Ｂ図に関連して示されるような他の好
ましからざる特徴を呈する。
表面は、カプス形成問題をある程度回避したとしても、
第９Ａ図及び第９Ｂ図に関連して示されるような他の好
ましからざる特徴を呈する。
第９Ａ図に示されるようにプレーナターゲット１００は
１対の同心プラズマ１０１及び１０２を有し、これらは
ターゲット１００上に２つの同心浸食領域１０３及び１
９４を生じる。ウェハ基板１０５は、ターゲット１００
に平行に置かれたとき、第９Ａ図の線図において輪郭１
０６によって示されるようにプラズマ帯に正反対の領域
においてより厚くなる被覆分布を発達させる傾向がある
。この作用は、基板１０５をターゲット１００から大き
な距離を取ることにより減少させることができるが、し
かしこれを行うと、スパッタ効率が低下する。それでも
、中心にさらに近接する基板の部分は、なお、ターゲッ
トのリムに近い領域で行われるよりもより強いかつ厚い
被覆層の堆積を受ける。
１対の同心プラズマ１０１及び１０２を有し、これらは
ターゲット１００上に２つの同心浸食領域１０３及び１
９４を生じる。ウェハ基板１０５は、ターゲット１００
に平行に置かれたとき、第９Ａ図の線図において輪郭１
０６によって示されるようにプラズマ帯に正反対の領域
においてより厚くなる被覆分布を発達させる傾向がある
。この作用は、基板１０５をターゲット１００から大き
な距離を取ることにより減少させることができるが、し
かしこれを行うと、スパッタ効率が低下する。それでも
、中心にさらに近接する基板の部分は、なお、ターゲッ
トのリムに近い領域で行われるよりもより強いかつ厚い
被覆層の堆積を受ける。
第９Ｂ図は、幾何学的にかつ電気的に特色のあるターゲ
ットを使用する先行技術による対策を示す。このような
いくつかの装置においては、ターゲットの外側リムの近
傍のプラズマ１０２′は内側プラズマ１０１′の濃度と
異なる濃度を有する。
ットを使用する先行技術による対策を示す。このような
いくつかの装置においては、ターゲットの外側リムの近
傍のプラズマ１０２′は内側プラズマ１０１′の濃度と
異なる濃度を有する。
ある２つの部品ターゲットにおいて、ターゲット１００
′の外側リムは基板１０５′ も縁を超え、したがって
、ターゲット１００′は基板１０５′の直径よりも大き
い直径のものになっている。いくつかの先行技術のター
ゲット集合体においては、ターゲット１００′の外側部
分は、その内側分１０７′よりも基板１０５′に接近し
ている。
′の外側リムは基板１０５′ も縁を超え、したがって
、ターゲット１００′は基板１０５′の直径よりも大き
い直径のものになっている。いくつかの先行技術のター
ゲット集合体においては、ターゲット１００′の外側部
分は、その内側分１０７′よりも基板１０５′に接近し
ている。
いくつかの先行技術の装置においては、ターゲットの外
側部分１０８へのターゲット電気エネルギーがその内側
分１０７に印加される電気エネルギーと異なる。しかし
ながら、先行技術においては、ターゲットの様々な部分
を異なるように附勢することは、ターゲット１００′の
内側部分１０７をその外側分１０８から分離絶縁するこ
とを意味し、したがって、実際は、２つのターゲットを
使用する。これらの対策の組合わせは、第９Ｂ図に示さ
れており、これは、依然として、基板１０５′上に全面
的に均一な被覆１０６′を生じるにはなお遠い。
側部分１０８へのターゲット電気エネルギーがその内側
分１０７に印加される電気エネルギーと異なる。しかし
ながら、先行技術においては、ターゲットの様々な部分
を異なるように附勢することは、ターゲット１００′の
内側部分１０７をその外側分１０８から分離絶縁するこ
とを意味し、したがって、実際は、２つのターゲットを
使用する。これらの対策の組合わせは、第９Ｂ図に示さ
れており、これは、依然として、基板１０５′上に全面
的に均一な被覆１０６′を生じるにはなお遠い。
第１０図は、先行技術によっては満足に達成されない捜
し求める問題解決を、事実、達成する本発明のいくつか
の局面を示す。これらの問題、及び先行技術の抱える問
題の解決を与えるに当たっての本発明の価値は、被覆し
ようとする基板が段付き表面を含み、その段の側壁が基
板面に垂直な表面を有する場合に最も明白である。この
ような表面は、また、基板の平坦表面に堆積される被覆
に比べて可なり厚い被覆を必要とする。このことは、以
下に第１１図から第１３図に関連してさらに詳しく説明
される。
し求める問題解決を、事実、達成する本発明のいくつか
の局面を示す。これらの問題、及び先行技術の抱える問
題の解決を与えるに当たっての本発明の価値は、被覆し
ようとする基板が段付き表面を含み、その段の側壁が基
板面に垂直な表面を有する場合に最も明白である。この
ような表面は、また、基板の平坦表面に堆積される被覆
に比べて可なり厚い被覆を必要とする。このことは、以
下に第１１図から第１３図に関連してさらに詳しく説明
される。
第１１図を参照すると、第３図の構成を簡単化した線図
が示されている。被覆しようとする基板１４′は基板表
面１７′内の穴又は直線形溝１゜９ａ、１０９ｂ及び１
０９ｃの形で多数のヴアイアを含み、これらの穴又は溝
はほぼ垂直な側壁を有し、段と称される。これらの段１
０９ａから１０９ｃもまた、例えば、導電材料の様々な
層間を接続を与えるために、ターゲット６１から放出さ
れるスパッタ材料で以て被覆されなければならない。こ
れらの段１０９ａ、１０９ｂ及び１０９ｃは、基板１４
′の平坦表面１７′及び面１６′ に垂直な側壁表面１
１０′及び１１１′を有する。
が示されている。被覆しようとする基板１４′は基板表
面１７′内の穴又は直線形溝１゜９ａ、１０９ｂ及び１
０９ｃの形で多数のヴアイアを含み、これらの穴又は溝
はほぼ垂直な側壁を有し、段と称される。これらの段１
０９ａから１０９ｃもまた、例えば、導電材料の様々な
層間を接続を与えるために、ターゲット６１から放出さ
れるスパッタ材料で以て被覆されなければならない。こ
れらの段１０９ａ、１０９ｂ及び１０９ｃは、基板１４
′の平坦表面１７′及び面１６′ に垂直な側壁表面１
１０′及び１１１′を有する。
側壁表面１１０′及び１１１′は、適当なかつ充分に均
一な導電率を維持するために基板の面１６′に平行な表
面の被覆の実質的な部分の厚さと等しい厚さで以て被覆
される必要がある。これらの段１０９ａから１０９ｃの
側壁表面１１０′及び１１１′上の被覆の厚さを、上に
論じられた２つの現象、すなわち、（１）基板に関する
ターゲットの相対幾何学の作用、及び（２）ターゲット
の浸食パターン、に関して分析することができる。
一な導電率を維持するために基板の面１６′に平行な表
面の被覆の実質的な部分の厚さと等しい厚さで以て被覆
される必要がある。これらの段１０９ａから１０９ｃの
側壁表面１１０′及び１１１′上の被覆の厚さを、上に
論じられた２つの現象、すなわち、（１）基板に関する
ターゲットの相対幾何学の作用、及び（２）ターゲット
の浸食パターン、に関して分析することができる。
まず第１に、スパッタ材料を放出する、ターゲット６１
のような、ターゲット表面のどの部分の各増分も、基板
１４′表面の所与のどの増分からもある距離にある。こ
の距離は、このターゲットのこの増分からのスパッタ材
料の放出に因るその基板増分上へのスパッタ被覆の濃度
に影響する。
のような、ターゲット表面のどの部分の各増分も、基板
１４′表面の所与のどの増分からもある距離にある。こ
の距離は、このターゲットのこの増分からのスパッタ材
料の放出に因るその基板増分上へのスパッタ被覆の濃度
に影響する。
また、衝突する放出粒子又は原子の基板への入射角、並
びにターゲットからの発射角によって、基板表面上への
その分布は、２つの増分の接合線とこれら２つの増分に
垂直な線との間の角の余弦に比例して概略的には減少さ
せられる。加えて、もし入射角が浅過ぎると、放出粒子
又は原子の表面への接着の公算は低下する。これに加え
て、上に第７図及び第８図に関連して説明されたセルフ
シャドーイング作用が、ターゲットの浸食に連れて基板
帯及びターゲットのある部分を互いから遮蔽する。鋭角
方向から基板に接近する衝突する放出粒子又は原子はま
た、実際の表面区域を覆ってより広く分布される。さら
に、基板表面の増分、すなわち、段の側壁表面は、これ
らが向くターゲットの部分のみを「見る」。これらの段
の側壁表面はまた、互いに異なる強度のプラズマに向い
ており、このことがさらにその下に存在するターゲット
領域からの放出粒子又は原子の濃度に影響を及ぼす。こ
れによってもまた、ターゲットの異なる増分から放出さ
れたスパッタ材料の量が異なってくる。
びにターゲットからの発射角によって、基板表面上への
その分布は、２つの増分の接合線とこれら２つの増分に
垂直な線との間の角の余弦に比例して概略的には減少さ
せられる。加えて、もし入射角が浅過ぎると、放出粒子
又は原子の表面への接着の公算は低下する。これに加え
て、上に第７図及び第８図に関連して説明されたセルフ
シャドーイング作用が、ターゲットの浸食に連れて基板
帯及びターゲットのある部分を互いから遮蔽する。鋭角
方向から基板に接近する衝突する放出粒子又は原子はま
た、実際の表面区域を覆ってより広く分布される。さら
に、基板表面の増分、すなわち、段の側壁表面は、これ
らが向くターゲットの部分のみを「見る」。これらの段
の側壁表面はまた、互いに異なる強度のプラズマに向い
ており、このことがさらにその下に存在するターゲット
領域からの放出粒子又は原子の濃度に影響を及ぼす。こ
れによってもまた、ターゲットの異なる増分から放出さ
れたスパッタ材料の量が異なってくる。
要約すると、上述の現象の結果、基板表面の所与の増分
上の被覆の厚さは、その基板表面の各増分の上に存在す
る半球にわたっていくつかの変数に関連する積分の結果
であるであろう。一般に、先行技術によって経験した結
果は、第１２図に示されるような不拘−段有効範囲であ
る。第１１図の幾何学が示すように、いくつかの寄与因
子から生じる状態によって、基板１４′の外側縁に近い
段１０９ａのような、段の外向き側壁表面１１０′は内
向き側壁表面１１１′よりも薄い被覆厚さを受ける。他
方、基板１４′の中心近くに配置される、段１０９ｂの
ような、同等な段の内向き側壁表面１１０′及び１１１
′は、それぞれ、このような影響のされ方が少ない。
上の被覆の厚さは、その基板表面の各増分の上に存在す
る半球にわたっていくつかの変数に関連する積分の結果
であるであろう。一般に、先行技術によって経験した結
果は、第１２図に示されるような不拘−段有効範囲であ
る。第１１図の幾何学が示すように、いくつかの寄与因
子から生じる状態によって、基板１４′の外側縁に近い
段１０９ａのような、段の外向き側壁表面１１０′は内
向き側壁表面１１１′よりも薄い被覆厚さを受ける。他
方、基板１４′の中心近くに配置される、段１０９ｂの
ような、同等な段の内向き側壁表面１１０′及び１１１
′は、それぞれ、このような影響のされ方が少ない。
堆積分布に到達するために積分しなければならないパラ
メータには、上述の幾何学的パラメータ及びターゲット
の各増分でのスパッタ放出速度に作用する他のパラメー
タが含まれる。これら後者のパラメータには、ターゲッ
トの局部区域でのスパッタ放出電力に関連する電気的パ
ラメータが含まれ、この電気的パラメータにはそれぞれ
のターゲット領域の上のプラズマ閉じ込め磁界を維持し
かつ形状を与える磁石電流の強度、陰極回路に供給され
る電流またそれゆえ電力、及び各ターゲット領域におけ
る使用率、またそれゆえ、ターゲットの各領域における
全エネルギー、が含まれる。
メータには、上述の幾何学的パラメータ及びターゲット
の各増分でのスパッタ放出速度に作用する他のパラメー
タが含まれる。これら後者のパラメータには、ターゲッ
トの局部区域でのスパッタ放出電力に関連する電気的パ
ラメータが含まれ、この電気的パラメータにはそれぞれ
のターゲット領域の上のプラズマ閉じ込め磁界を維持し
かつ形状を与える磁石電流の強度、陰極回路に供給され
る電流またそれゆえ電力、及び各ターゲット領域におけ
る使用率、またそれゆえ、ターゲットの各領域における
全エネルギー、が含まれる。
互いに異なる向きの基板表面上の被覆の厚さに作用する
幾何学的因子は、本発明のターゲット２１の滑らかな輪
郭の凹面表面に関連して第１３図に示されている。表面
２２の半径方向断面は、好適には、円のセグメント、す
なわち、一定半径のセグメントである。ターゲット表面
２２の外側リム２４は、基板１４の外側に存在するが、
しかしターゲット２１の内側リム２３よりも基板の面１
６に接近している。したがって、基板１４の各増分は、
少なくともターゲット表面２２のある部分を「見る」。
幾何学的因子は、本発明のターゲット２１の滑らかな輪
郭の凹面表面に関連して第１３図に示されている。表面
２２の半径方向断面は、好適には、円のセグメント、す
なわち、一定半径のセグメントである。ターゲット表面
２２の外側リム２４は、基板１４の外側に存在するが、
しかしターゲット２１の内側リム２３よりも基板の面１
６に接近している。したがって、基板１４の各増分は、
少なくともターゲット表面２２のある部分を「見る」。
しかしながら、本発明によれば、ターゲット２１は、基
板の各増分から見ることのできる全ターゲットの区域か
ら基板その増分上へ放出される材料の合計が基板の各増
分ごとに近似的に同じであるように、形状を与えられか
つ附勢される。
板の各増分から見ることのできる全ターゲットの区域か
ら基板その増分上へ放出される材料の合計が基板の各増
分ごとに近似的に同じであるように、形状を与えられか
つ附勢される。
さらに特別には、ターゲットの増分１１２は、内側リム
２３の近くにある。ターゲットの増分１１２は、その法
線単位ベクトル１１５によって示されるように僅かに外
方へ向いている。スパッタ材料は、ターゲットの増分１
１２において表面２２の法線方向に放出される。しかし
ながら、第５図から第８図に関連して先に説明されたよ
うに、スパッタ材料はターゲット表面に対してあらゆる
鋭角方向に、しかし法線方向におけるよりも低い強度で
放出される。第１３図に示されているように、特定の段
１０９ａは、基板１４の縁に近い内向き側壁を有する。
２３の近くにある。ターゲットの増分１１２は、その法
線単位ベクトル１１５によって示されるように僅かに外
方へ向いている。スパッタ材料は、ターゲットの増分１
１２において表面２２の法線方向に放出される。しかし
ながら、第５図から第８図に関連して先に説明されたよ
うに、スパッタ材料はターゲット表面に対してあらゆる
鋭角方向に、しかし法線方向におけるよりも低い強度で
放出される。第１３図に示されているように、特定の段
１０９ａは、基板１４の縁に近い内向き側壁を有する。
基板の増分、すなわち、段の側壁表面１１１は、法線単
位ベクトル１１５から角１１３を取る矢印１１４の方向
に放出された粒子又は原子を受けるであろう。矢印１１
４の方向の放出強度は矢印１１４の長さによって表示さ
れ、この長さは法線単位ベクトル１１５によって、かつ
近似的に角１１３の余弦比によって表示される、ターゲ
ットの増分１１２に垂直な強度に関連する。
位ベクトル１１５から角１１３を取る矢印１１４の方向
に放出された粒子又は原子を受けるであろう。矢印１１
４の方向の放出強度は矢印１１４の長さによって表示さ
れ、この長さは法線単位ベクトル１１５によって、かつ
近似的に角１１３の余弦比によって表示される、ターゲ
ットの増分１１２に垂直な強度に関連する。
同様に、増分１１２から放出された粒子又は原子は、角
１１６から段の側壁表面１１１に衝突する。
１１６から段の側壁表面１１１に衝突する。
これらの粒子又は原子は、また距離１１７の長さによっ
て表示される距離を通り走行する。粒子又は原子が距離
１１７を走行するに連れて、これらは発散し、したがっ
てこれらがさらに走行すればするほど、そのターゲット
の増分からの被覆堆積はますます薄くなる。
て表示される距離を通り走行する。粒子又は原子が距離
１１７を走行するに連れて、これらは発散し、したがっ
てこれらがさらに走行すればするほど、そのターゲット
の増分からの被覆堆積はますます薄くなる。
基板の段の内向き側壁表面１１１は、これから見ること
のできるターゲット２１の全ての増分又は点から放出さ
れるスパッタ材料の堆積を受け、その強度は上に述べた
距離及び角の増大と共に減少する。
のできるターゲット２１の全ての増分又は点から放出さ
れるスパッタ材料の堆積を受け、その強度は上に述べた
距離及び角の増大と共に減少する。
したがって、スパッタ材料の粒子又は原子は、ターゲッ
トの増分１２２から放出されかつこの増分１２２の法線
単位ベクトル１２５から角１２３の方向の基板の段の側
壁表面１１１へ向かう。法線ベクトル１２５の方向にお
ける強度に対するその強度は、角１２３の余弦であり、
矢印１２４によって表示される。この放出されるスパッ
タ材料は、距離１２７を走行して基板の段の側壁表面１
１１に入射角１２６で衝突する。
トの増分１２２から放出されかつこの増分１２２の法線
単位ベクトル１２５から角１２３の方向の基板の段の側
壁表面１１１へ向かう。法線ベクトル１２５の方向にお
ける強度に対するその強度は、角１２３の余弦であり、
矢印１２４によって表示される。この放出されるスパッ
タ材料は、距離１２７を走行して基板の段の側壁表面１
１１に入射角１２６で衝突する。
相対的距離１１７と１２７は、段側壁表面１１１に衝突
する被覆スパッタ材料の粒子又は原子の強度をこれらの
距離の平方に近似的に逆比例して希釈するように作用す
る。しかしながら、ターゲットの増分１３０は、基板の
段の側壁表面１１１からは「見る」ことができないので
、増分１３０のような見えない点又は増分からのエネル
ギーは側壁表面１１１に衝突することはないであろうこ
とが、判る。しかしながら、増分３０から放出された粒
子又は原子は、基板の段の外向き側壁表面に衝突するで
あろう。上に論じたのと同様な角と距離に対する関係は
、ターゲット増分１１２及び１２２から基板の段の側壁
表面１１１へ放出される粒子又は原子についても適用さ
れる。
する被覆スパッタ材料の粒子又は原子の強度をこれらの
距離の平方に近似的に逆比例して希釈するように作用す
る。しかしながら、ターゲットの増分１３０は、基板の
段の側壁表面１１１からは「見る」ことができないので
、増分１３０のような見えない点又は増分からのエネル
ギーは側壁表面１１１に衝突することはないであろうこ
とが、判る。しかしながら、増分３０から放出された粒
子又は原子は、基板の段の外向き側壁表面に衝突するで
あろう。上に論じたのと同様な角と距離に対する関係は
、ターゲット増分１１２及び１２２から基板の段の側壁
表面１１１へ放出される粒子又は原子についても適用さ
れる。
基板の段の側壁表面１１１からよりも遥かに少しのター
ゲットしか側壁表面１１０から見られないことは、ただ
ちに判る。しかしながら、第１３図に示されるターゲッ
トの形態では、ターゲット増分１１２及び１２２が基板
の段の側壁表面１１１に対するよりも、ターゲット増分
１３０は、基板の段の側壁表面１１０にさらに接近して
いる。
ゲットしか側壁表面１１０から見られないことは、ただ
ちに判る。しかしながら、第１３図に示されるターゲッ
トの形態では、ターゲット増分１１２及び１２２が基板
の段の側壁表面１１１に対するよりも、ターゲット増分
１３０は、基板の段の側壁表面１１０にさらに接近して
いる。
このさらに接近していることが、部分的に、側壁表面１
１０から見えるターゲット区域の欠如を保障する。さら
に、ターゲット２１の外側リム２４の近い方の表面２２
の増分１３０及びその他の増分は、基板１４の面１６近
くに配置されている。
１０から見えるターゲット区域の欠如を保障する。さら
に、ターゲット２１の外側リム２４の近い方の表面２２
の増分１３０及びその他の増分は、基板１４の面１６近
くに配置されている。
それゆえ、ターゲットの外側リム２４へ近ずくほどその
表面２２の増分は次第にほぼ内向きになり、基板の段１
０９ａの側壁表面１１０のような、外向き側壁表面と整
列するようになる。したがって、ターゲットの増分の法
線ベクトルとこれらの増分の接合線との間の角は小さく
なり、その結果、ターゲット表面２２の外側リム２４に
近い増分から放出されるスパッタ材料の大きな比率が、
基板の段の側壁表面１１０上へ堆積される。
表面２２の増分は次第にほぼ内向きになり、基板の段１
０９ａの側壁表面１１０のような、外向き側壁表面と整
列するようになる。したがって、ターゲットの増分の法
線ベクトルとこれらの増分の接合線との間の角は小さく
なり、その結果、ターゲット表面２２の外側リム２４に
近い増分から放出されるスパッタ材料の大きな比率が、
基板の段の側壁表面１１０上へ堆積される。
第１３図に関連して行われた幾何学的パラメータについ
ての上の分析は、スパッタ材料を同一速度で放出するも
のとしてターゲットの各増分を取り扱っている。しかし
ながら、ターゲットの各増分の実際のスパッタ放出速度
は、このような各増分へのイオン衝撃速度を決定する電
気的パラメータに依存する。これらのパラメータは、先
ず第１に、プラズマ及びターゲットエネルギーの強度と
配置に作用するパラメータを含む。
ての上の分析は、スパッタ材料を同一速度で放出するも
のとしてターゲットの各増分を取り扱っている。しかし
ながら、ターゲットの各増分の実際のスパッタ放出速度
は、このような各増分へのイオン衝撃速度を決定する電
気的パラメータに依存する。これらのパラメータは、先
ず第１に、プラズマ及びターゲットエネルギーの強度と
配置に作用するパラメータを含む。
したがって、本発明は、内側プラズマ９１領域からより
も外側プラズマ９２領域からの浸食速度及び粒子放出速
度が増大するように企図している。
も外側プラズマ９２領域からの浸食速度及び粒子放出速
度が増大するように企図している。
このことは、プラズマ９１のプラズマ９２に関する相対
的強度を増大することによって行われる。
的強度を増大することによって行われる。
これは、さらに、好適には、プラズマ９２に印加される
電力を増大することによって達成される。
電力を増大することによって達成される。
それゆえ、ターゲットの増分１３０のような、プラズマ
９２の下に存在するターゲットの領域から基板の段の側
壁表面１１０上への被覆堆積速度は、相対的に弱いプラ
ズマ９２の下に存在するターゲット領域、例えば、表面
増分１１２から基板の段の側壁表面１１１上への堆積に
対して増大される。
９２の下に存在するターゲットの領域から基板の段の側
壁表面１１０上への被覆堆積速度は、相対的に弱いプラ
ズマ９２の下に存在するターゲット領域、例えば、表面
増分１１２から基板の段の側壁表面１１１上への堆積に
対して増大される。
強いプラズマ９２の下になおまた存在するターゲットの
増分１２２のような増分を含むターゲットの遠い側の領
域からの放出は、遠くから運動させられて、被覆の厚さ
には僅かしか作用しない。
増分１２２のような増分を含むターゲットの遠い側の領
域からの放出は、遠くから運動させられて、被覆の厚さ
には僅かしか作用しない。
プラズマ９１及び９２の強度を決定する電気的パラメー
タは、これらをターゲット２１の幾何学の知識を使用し
て達成することができる。磁石を通る電流は、プラズマ
９１及び９２閉じ込め磁界を発生する。これらを、基板
１４の表面１７上のスパッタ材料の被覆堆積の均一分布
に寄与するレベルにおいて達成することができる。しか
しながら、ターゲットの浸食が起こるに連れてスパッタ
プロセスの行程中にさらにいろいろ複雑な問題を生じる
。
タは、これらをターゲット２１の幾何学の知識を使用し
て達成することができる。磁石を通る電流は、プラズマ
９１及び９２閉じ込め磁界を発生する。これらを、基板
１４の表面１７上のスパッタ材料の被覆堆積の均一分布
に寄与するレベルにおいて達成することができる。しか
しながら、ターゲットの浸食が起こるに連れてスパッタ
プロセスの行程中にさらにいろいろ複雑な問題を生じる
。
基板の均−段有効範囲を提供するパラメータを確立する
ための上述の特徴は、ターゲット２１からの放出の時間
的変動を計算に入れていない。第１４図に示されている
ように、かつ第３図から第８図に関連して上に論じられ
たように、ターゲット２１の浸食は、プラズマ９１及び
９２の下にそれぞれ存在する局部化浸食内側領域９４及
び浸食外側領域９５内においてターゲット表面２２も凹
面性を増大する結果を招くであろう。このことによって
、浸食内側領域９４及び外側領域９５内でターゲット表
面２２からの粒子又は原子の放出の有効速度が減少させ
られる。さらに、これらの領域の浸食は、等しくないで
あろう。
ための上述の特徴は、ターゲット２１からの放出の時間
的変動を計算に入れていない。第１４図に示されている
ように、かつ第３図から第８図に関連して上に論じられ
たように、ターゲット２１の浸食は、プラズマ９１及び
９２の下にそれぞれ存在する局部化浸食内側領域９４及
び浸食外側領域９５内においてターゲット表面２２も凹
面性を増大する結果を招くであろう。このことによって
、浸食内側領域９４及び外側領域９５内でターゲット表
面２２からの粒子又は原子の放出の有効速度が減少させ
られる。さらに、これらの領域の浸食は、等しくないで
あろう。
不規則浸食の防止は、先行技術の多数の努力が重点的に
なされてきたように、浸食によって起こされる時間的に
変動する放出の問題の解決にならない。この問題は、不
平等浸食が、幾何学的因子によって起こされる不均一堆
積分布に対する修正を助援する不平等プラズマ強度の使
用の自然な結果である、からである。浸食外側領域９５
は、好適には、浸食内側領域９４よりも一層活性的なプ
ラズマ９２によって動作させられるゆえに、浸食が浸食
外側領域で必然的に大きい。この理由から、本発明のタ
ーゲット２１は、他よりも浸食外側領域９５の下で一層
厚いことによって不規則浸食を可能とするに必要な材料
を供給する。それでもなお、浸食のロールオフ、又はタ
ーゲットの浸食の結果としてスパッタ放出速度の低下が
、第１５図のグラフに示されるように浸食内側領域９４
に対するよりも浸食外側領域９５に対する方が大きいで
あろう。したがって、もし被覆の均一性をターゲットの
寿命にわたって維持しようとするならば、確立された電
気的及び幾何学的パラメータは選択調節が可能でなけれ
ばならない。
なされてきたように、浸食によって起こされる時間的に
変動する放出の問題の解決にならない。この問題は、不
平等浸食が、幾何学的因子によって起こされる不均一堆
積分布に対する修正を助援する不平等プラズマ強度の使
用の自然な結果である、からである。浸食外側領域９５
は、好適には、浸食内側領域９４よりも一層活性的なプ
ラズマ９２によって動作させられるゆえに、浸食が浸食
外側領域で必然的に大きい。この理由から、本発明のタ
ーゲット２１は、他よりも浸食外側領域９５の下で一層
厚いことによって不規則浸食を可能とするに必要な材料
を供給する。それでもなお、浸食のロールオフ、又はタ
ーゲットの浸食の結果としてスパッタ放出速度の低下が
、第１５図のグラフに示されるように浸食内側領域９４
に対するよりも浸食外側領域９５に対する方が大きいで
あろう。したがって、もし被覆の均一性をターゲットの
寿命にわたって維持しようとするならば、確立された電
気的及び幾何学的パラメータは選択調節が可能でなけれ
ばならない。
ターゲットの特定の外側及び内側領域からのスパッタ材
料の放出が所望の速度で進行する公算を高めるために、
陰極ターゲットのそれぞれ外側及び内側領域のスパッタ
放出電力を本発明により特定的にかつ分離して制御する
ことができる。
料の放出が所望の速度で進行する公算を高めるために、
陰極ターゲットのそれぞれ外側及び内側領域のスパッタ
放出電力を本発明により特定的にかつ分離して制御する
ことができる。
第１６図は、先行技術のターゲット集合体１００′を示
し、この構造において、内側ターゲット１４１及び外側
ターゲット１４２を含む２つの互いに分離したかつ電気
的絶縁ターゲットが採用されている。このようなターゲ
ット集合体は、先行技術に普通に見られ、内側ターゲッ
ト１４１は円盤形プレーナターゲット、他方、外側ター
ゲット１４２は環状切頭円すい面ターゲットであって内
側ターゲット１４１を取り囲むような形態を取る。
し、この構造において、内側ターゲット１４１及び外側
ターゲット１４２を含む２つの互いに分離したかつ電気
的絶縁ターゲットが採用されている。このようなターゲ
ット集合体は、先行技術に普通に見られ、内側ターゲッ
ト１４１は円盤形プレーナターゲット、他方、外側ター
ゲット１４２は環状切頭円すい面ターゲットであって内
側ターゲット１４１を取り囲むような形態を取る。
この形態の場合は、磁石１４５及び１４６を、それぞれ
、附勢することによるプラズマ閉じ込め磁界の発生を通
して、互いに分離した環状プラズマ１４３及び１４４が
それぞれたーケラト１４１及び１４２の近傍に維持され
る。第１６図に示される構成においては、磁石１４５及
び１４６を含むターゲット集合体１００′は、この集合
体の軸上の中央磁極片１４７、外側ターゲット１４２を
囲む外側磁極片１４８及びターゲット１４１と１４２と
の間のギャップの下に存在する中間磁極片１４９を含む
。これらは磁石１４５及び１４６、ある場合には永久磁
石であるが、しかし多くの場合は、それぞれ、巻線１５
１及び１５２によって活性化される電磁石である。磁石
の巻線１５１及び１５２は、１対の電源回路１５３及び
１５４によって、それぞれ、附勢され、及び互いに分離
かつ電気的に絶縁された内側ターゲット１４１及び外側
ターゲット１４２が、それぞれ、電源回路１５５及び１
５６によって附勢される。制御回路１５８が、場合によ
っては配設されて電源回路１５３から１５６を制御する
。
、附勢することによるプラズマ閉じ込め磁界の発生を通
して、互いに分離した環状プラズマ１４３及び１４４が
それぞれたーケラト１４１及び１４２の近傍に維持され
る。第１６図に示される構成においては、磁石１４５及
び１４６を含むターゲット集合体１００′は、この集合
体の軸上の中央磁極片１４７、外側ターゲット１４２を
囲む外側磁極片１４８及びターゲット１４１と１４２と
の間のギャップの下に存在する中間磁極片１４９を含む
。これらは磁石１４５及び１４６、ある場合には永久磁
石であるが、しかし多くの場合は、それぞれ、巻線１５
１及び１５２によって活性化される電磁石である。磁石
の巻線１５１及び１５２は、１対の電源回路１５３及び
１５４によって、それぞれ、附勢され、及び互いに分離
かつ電気的に絶縁された内側ターゲット１４１及び外側
ターゲット１４２が、それぞれ、電源回路１５５及び１
５６によって附勢される。制御回路１５８が、場合によ
っては配設されて電源回路１５３から１５６を制御する
。
このような形態の場合には、それぞれのプラズマ１４２
及び１４３閉じ込め磁界の強度及びターゲット１４１及
び１４２に供給される電力レベルの両方を調整すること
が可能である。この形態の欠点は、２つの分離ターゲッ
トが採用されかつ、これに加えて、４つの分離電源回路
出力が要求されるということである。このような追加の
電源回路は、装置の複雑性と費用を増大する。分離かつ
電気的絶縁ターゲットの使用は、なおまた、追加の機械
動作と構成、２つのターゲット部分の電気的絶縁を維持
するための追加の注意、複雑なターゲットによって生じ
る多数の継目で真空室を封止する追加の作業と追加の手
段及びこのような装置の追加構造詳細に明示されるその
他の複雑性を必要とすることにおいて、ターゲット集合
体の複雑性を増大する。さらに、異なる基板を被覆しよ
うとするとき、ターゲットのみならず、この集合の多数
の部品を交換しなければならない。
及び１４３閉じ込め磁界の強度及びターゲット１４１及
び１４２に供給される電力レベルの両方を調整すること
が可能である。この形態の欠点は、２つの分離ターゲッ
トが採用されかつ、これに加えて、４つの分離電源回路
出力が要求されるということである。このような追加の
電源回路は、装置の複雑性と費用を増大する。分離かつ
電気的絶縁ターゲットの使用は、なおまた、追加の機械
動作と構成、２つのターゲット部分の電気的絶縁を維持
するための追加の注意、複雑なターゲットによって生じ
る多数の継目で真空室を封止する追加の作業と追加の手
段及びこのような装置の追加構造詳細に明示されるその
他の複雑性を必要とすることにおいて、ターゲット集合
体の複雑性を増大する。さらに、異なる基板を被覆しよ
うとするとき、ターゲットのみならず、この集合の多数
の部品を交換しなければならない。
第１７Ａ図及び第１７Ｂ図は、本発明の原理によるスパ
ッタ装置を概略的に示す。この装置は、滑らかな凹面環
状単一片ターゲット２１、それぞれ、外側磁極片４５、
内側磁極片４６、中間磁極片４７、及びそれぞれ内側磁
石巻線４１、外側磁石巻線４２を含む。単一陰極電源回
路５１がターゲットを活性化する。磁石電源回路５２は
、磁石を附勢する。制御回路５３は、電源回路５１及び
５２の両方を制御する。
ッタ装置を概略的に示す。この装置は、滑らかな凹面環
状単一片ターゲット２１、それぞれ、外側磁極片４５、
内側磁極片４６、中間磁極片４７、及びそれぞれ内側磁
石巻線４１、外側磁石巻線４２を含む。単一陰極電源回
路５１がターゲットを活性化する。磁石電源回路５２は
、磁石を附勢する。制御回路５３は、電源回路５１及び
５２の両方を制御する。
第１７Ａ図に示された実施例においては、磁石電源回路
は、２つの分離磁石電源回路１６１及び１６２を含みこ
れらで、それぞれ、磁石巻線４１及び４２を附勢し、電
源回路１６１及び１６２はコントローラ又は制御回路５
３を通し分離して制御される。
は、２つの分離磁石電源回路１６１及び１６２を含みこ
れらで、それぞれ、磁石巻線４１及び４２を附勢し、電
源回路１６１及び１６２はコントローラ又は制御回路５
３を通し分離して制御される。
本発明の第１７Ｂ図の場合は、磁石電源回路５２は、単
一磁石電源回路１６５及びスイッチング回路１６６を含
み、後者は電源回路１６５の出力を出力線路５５及び５
６を通して、それぞれ、内側巻線４１及び外側巻線４２
へ交番的に送る。制御回路５３は、スイッチング回路１
６６及び磁石電源回路１６５を制御する。
一磁石電源回路１６５及びスイッチング回路１６６を含
み、後者は電源回路１６５の出力を出力線路５５及び５
６を通して、それぞれ、内側巻線４１及び外側巻線４２
へ交番的に送る。制御回路５３は、スイッチング回路１
６６及び磁石電源回路１６５を制御する。
第１７Ａ図及び第１７Ｂ図の実施例の場合は、分離かつ
電気的絶縁ターゲットではなくて、一体形成の単一片タ
ーゲット２１のみが使用される。
電気的絶縁ターゲットではなくて、一体形成の単一片タ
ーゲット２１のみが使用される。
単一電源回路５１のみが、ターゲット２１を附勢するた
めに配設される。１つか又は２つかいずれかの磁石電源
回路が、巻線４１及び４２を動作させる。
めに配設される。１つか又は２つかいずれかの磁石電源
回路が、巻線４１及び４２を動作させる。
本発明の原理に従い、この装置の方法及び全般的動作と
制御を第１７Ａ図、第１７Ｂ図及び第１８図を参照して
まず説明し、次いで、回路の詳細を第１図を再び参照し
説明しよう。
制御を第１７Ａ図、第１７Ｂ図及び第１８図を参照して
まず説明し、次いで、回路の詳細を第１図を再び参照し
説明しよう。
第１８図の波形Ａ及びＢは、それぞれ、磁石電源回路５
２を内側磁石巻線４１及び外側磁石巻線４２に接続する
出力線路５５及び５６内の電流波形を示す。これらの電
流波形は、方形波であり、交番的にオンフンして、その
度に零から制御回路５３によって決定されるレベルの電
流にスイッチされて、それぞれ、磁石巻線４１及び４２
に大きさ！ｌ及び１２の電流を供給することによって、
ターゲット表面２２のそれぞれの内側領域９４及び外側
領域９５の近傍のプラズマ閉じ込め磁界（第４図）を活
性化する。レベルＩｌ及び■２の電流は、第１７Ａ図の
実施例においては磁石電源回路１６１及び１６２の出力
をスイッチングすることによって、又は第１７Ｂ図の実
施例においてはスイッチング回路１６６のスイッチング
によって、それぞれ、出力線路５５及び５６へ交互に供
給される。レベル■ｌ及び■２の電流は、制御回路５３
によって確立される、それぞれ、所定時間Ｔ＋及びＴ２
中持続し、かっこのようにして、それぞれ、内側及び外
側ターゲット領域の使用率を構成する。
２を内側磁石巻線４１及び外側磁石巻線４２に接続する
出力線路５５及び５６内の電流波形を示す。これらの電
流波形は、方形波であり、交番的にオンフンして、その
度に零から制御回路５３によって決定されるレベルの電
流にスイッチされて、それぞれ、磁石巻線４１及び４２
に大きさ！ｌ及び１２の電流を供給することによって、
ターゲット表面２２のそれぞれの内側領域９４及び外側
領域９５の近傍のプラズマ閉じ込め磁界（第４図）を活
性化する。レベルＩｌ及び■２の電流は、第１７Ａ図の
実施例においては磁石電源回路１６１及び１６２の出力
をスイッチングすることによって、又は第１７Ｂ図の実
施例においてはスイッチング回路１６６のスイッチング
によって、それぞれ、出力線路５５及び５６へ交互に供
給される。レベル■ｌ及び■２の電流は、制御回路５３
によって確立される、それぞれ、所定時間Ｔ＋及びＴ２
中持続し、かっこのようにして、それぞれ、内側及び外
側ターゲット領域の使用率を構成する。
制御回路５３の制御の下で動作する磁石巻線４１及び４
２内の電流は、好適実施例においては、交番的にオンオ
フされる。使用率、すなわち、各反復使用サイクルの少
なくとも部分中、そして好適には、各反復使用サイクル
の全体中、２つの磁石巻線のいずれかの電流がオンであ
り同時に他方の磁石巻線の電流がオフであることはない
。この作用により、２つのプラズマ９１及び９２が交番
的に活性化される。スパッタ放出速度はシ活性化されて
いないプラズマによるよりも活性化されているプラズマ
による方が実質的に高いので、スパッタ材料は環状プラ
ズマ９１及び９２の下に存在するターゲット領域９４及
び９５から交互に放出される。それゆえ、陰極電源回路
５１からの電力は、内側プラズマ９１から外側プラズマ
９２ヘスイツチングされるに従い、ターゲットの内側領
域９４へ、次いで外側領域９５へと交番的にほとんど全
面的に供給されるであろう。
２内の電流は、好適実施例においては、交番的にオンオ
フされる。使用率、すなわち、各反復使用サイクルの少
なくとも部分中、そして好適には、各反復使用サイクル
の全体中、２つの磁石巻線のいずれかの電流がオンであ
り同時に他方の磁石巻線の電流がオフであることはない
。この作用により、２つのプラズマ９１及び９２が交番
的に活性化される。スパッタ放出速度はシ活性化されて
いないプラズマによるよりも活性化されているプラズマ
による方が実質的に高いので、スパッタ材料は環状プラ
ズマ９１及び９２の下に存在するターゲット領域９４及
び９５から交互に放出される。それゆえ、陰極電源回路
５１からの電力は、内側プラズマ９１から外側プラズマ
９２ヘスイツチングされるに従い、ターゲットの内側領
域９４へ、次いで外側領域９５へと交番的にほとんど全
面的に供給されるであろう。
内側プラズマ９１のみが活性化されているとき、電源回
路５１の全出力又は実質的に全出力が、プラズマ９１の
下に存在するターゲットの内側領域９４へ供給されるで
あろう。プラズマの活性化は、活性化されているプラズ
マの下に存在するターゲットの領域のインピーダンスを
減少させる。残りの全てのターゲット領域では、インピ
ーダンスは、非常に高く維持される。したがって、実質
的に、全てのターゲットエネルギーが、活性化されてい
るプラズマ９１内に拡がる。交番的に、磁石巻線４２を
附勢することによって外側プラズマ９２がオンヘスイッ
チされると、電源回路５１からの電力の全て又は実質的
に全てがプラズマ９２の下に存在するターゲットの領域
９５に供給されるであろう。
路５１の全出力又は実質的に全出力が、プラズマ９１の
下に存在するターゲットの内側領域９４へ供給されるで
あろう。プラズマの活性化は、活性化されているプラズ
マの下に存在するターゲットの領域のインピーダンスを
減少させる。残りの全てのターゲット領域では、インピ
ーダンスは、非常に高く維持される。したがって、実質
的に、全てのターゲットエネルギーが、活性化されてい
るプラズマ９１内に拡がる。交番的に、磁石巻線４２を
附勢することによって外側プラズマ９２がオンヘスイッ
チされると、電源回路５１からの電力の全て又は実質的
に全てがプラズマ９２の下に存在するターゲットの領域
９５に供給されるであろう。
したがって、スパッタ放出エネルギはターゲットの内側
領域９４と外側領域９５との間でほとんど完全にスイッ
チされ、この場合、どちらかの領域が有意なスパッタ材
料を発生又は放出しないならば、この開催の領域がそれ
ゆえ活性化されている。この結果、単一陰極電源回路５
１のある確立した電気的パラメータは、ターゲット２１
の選択表面領域のみが附勢されているときその領域のみ
に関係する。さらに重要なことは、互いに分離した電気
的パラメータは、ターゲット２１を物理的に互いに明確
な又は電気的に絶縁された複数の部品に分割する必要も
伴わず、このターゲットの異なる領域に対して確立され
る。このようなパラメータは、例えば、電源回路５１に
よってターゲット２１へ供給される電流、電圧及び（又
は）使用率を含む。
領域９４と外側領域９５との間でほとんど完全にスイッ
チされ、この場合、どちらかの領域が有意なスパッタ材
料を発生又は放出しないならば、この開催の領域がそれ
ゆえ活性化されている。この結果、単一陰極電源回路５
１のある確立した電気的パラメータは、ターゲット２１
の選択表面領域のみが附勢されているときその領域のみ
に関係する。さらに重要なことは、互いに分離した電気
的パラメータは、ターゲット２１を物理的に互いに明確
な又は電気的に絶縁された複数の部品に分割する必要も
伴わず、このターゲットの異なる領域に対して確立され
る。このようなパラメータは、例えば、電源回路５１に
よってターゲット２１へ供給される電流、電圧及び（又
は）使用率を含む。
重要なことは、電源回路５１から単一片ターゲット２１
の特定の領域へ供給される電力に関係する動作パラメー
タの測定は、いまや、本発明により可能であるというこ
とである。このような測定から、単一片ターゲットのそ
れぞれ内側領域９４及び外側領域９５のエネルギー量及
びスパッタ放出速度を分離して測定することができる。
の特定の領域へ供給される電力に関係する動作パラメー
タの測定は、いまや、本発明により可能であるというこ
とである。このような測定から、単一片ターゲットのそ
れぞれ内側領域９４及び外側領域９５のエネルギー量及
びスパッタ放出速度を分離して測定することができる。
このような測定は、内側プラズマ９１又は外側プラズマ
９２のいずれかが活性化される各サイクルの部分中に電
源回路５１から供給されている電力量、すなわち、エネ
ルギーを正確に決定することを可能とする。
９２のいずれかが活性化される各サイクルの部分中に電
源回路５１から供給されている電力量、すなわち、エネ
ルギーを正確に決定することを可能とする。
もし、例えば、陰極電圧などのような１つの電気的パラ
メータがターゲットへ供給されつつあるとするならば、
その電圧を測定しかつ調整することができる。さらに、
動作中にターゲットへ供給される電流の変化を監視する
ことができる。これらの変化及び他の電気的パラメータ
の変化は、ターゲットの浸食に因るターゲットの変化又
は表面の他の幾何学的特性の変化の結果として、起こる
。
メータがターゲットへ供給されつつあるとするならば、
その電圧を測定しかつ調整することができる。さらに、
動作中にターゲットへ供給される電流の変化を監視する
ことができる。これらの変化及び他の電気的パラメータ
の変化は、ターゲットの浸食に因るターゲットの変化又
は表面の他の幾何学的特性の変化の結果として、起こる
。
このような変化は、ターゲットの異なる、すなわち、内
側領域９４及び外側領域９５に局部的に起こるであろう
、そして、本発明で以てすれば、これを電源回路５１の
出力側の検出器によって測定することができる。したが
って、ターゲットのそれぞれの領域からの動作電気的パ
ラメータの選択測定から導出された情報に応じて制御回
路によって他の電気的パラメータを変化させることがで
き、これによってターゲットのこれら領域の浸食を補償
して、基板表面にわたって均一な積分分布を維持するこ
とができる。このような制御に応答する電源回路５１の
出力は、第１８図の波形Ｃに示されている。
側領域９４及び外側領域９５に局部的に起こるであろう
、そして、本発明で以てすれば、これを電源回路５１の
出力側の検出器によって測定することができる。したが
って、ターゲットのそれぞれの領域からの動作電気的パ
ラメータの選択測定から導出された情報に応じて制御回
路によって他の電気的パラメータを変化させることがで
き、これによってターゲットのこれら領域の浸食を補償
して、基板表面にわたって均一な積分分布を維持するこ
とができる。このような制御に応答する電源回路５１の
出力は、第１８図の波形Ｃに示されている。
第１８図の波形Ｃに示すように、電源回路５１の出力の
レベルは、内側領域９４と外側領域９５のそれぞれレベ
ル間に電力レベル差を維持するように初期的には第２レ
ベルＰ２から第２レベルＰ２にスイッチされる。このよ
うなレベルは、いったん確立されると、ターゲットがそ
の基の状態にある限り維持されるであろう。しかしなが
ら、ターゲットが浸食されると、これらのレベルは第１
８図の波形Ｃの右に示されるように、時間と共に変化す
る。例えば、小さい量の浸食に因り、内側領域９４は、
それが初期的に附勢されたレベルＰ よりも僅かに高い
新しい電力レベルＰ３に附勢される。外側領域９５は、
この領域に起こると期待される一層厳しい浸食に因りそ
の初期電力レベルＰ２よりも実質的に高いレベルＰ４に
附勢される。
レベルは、内側領域９４と外側領域９５のそれぞれレベ
ル間に電力レベル差を維持するように初期的には第２レ
ベルＰ２から第２レベルＰ２にスイッチされる。このよ
うなレベルは、いったん確立されると、ターゲットがそ
の基の状態にある限り維持されるであろう。しかしなが
ら、ターゲットが浸食されると、これらのレベルは第１
８図の波形Ｃの右に示されるように、時間と共に変化す
る。例えば、小さい量の浸食に因り、内側領域９４は、
それが初期的に附勢されたレベルＰ よりも僅かに高い
新しい電力レベルＰ３に附勢される。外側領域９５は、
この領域に起こると期待される一層厳しい浸食に因りそ
の初期電力レベルＰ２よりも実質的に高いレベルＰ４に
附勢される。
制御機能を電源回路５１からの電力を制御することによ
り説明したけれども、電流、電圧、インピーダンスのよ
うな電気的パラメータ又はこれらのいくつか又は全ての
組合わせ又はその他の関連するパラメータも、制御回路
５３によって、これらのパラメータ又はその他のパラメ
ータを時間と共に調整又は変調するのに使用される。例
えば、このような測定は、第１８図の波形Ａ及びＢに示
される電磁石への電流パルスの強度又は所要時間を、し
たがって、ターゲットのそれぞれの領域の使用率を制御
するのに使用される。さらに、これらの実施例はターゲ
ットの２つの領域に関して説明されたけれども、３つ以
上の領域もこの仕方で制御することができる。
り説明したけれども、電流、電圧、インピーダンスのよ
うな電気的パラメータ又はこれらのいくつか又は全ての
組合わせ又はその他の関連するパラメータも、制御回路
５３によって、これらのパラメータ又はその他のパラメ
ータを時間と共に調整又は変調するのに使用される。例
えば、このような測定は、第１８図の波形Ａ及びＢに示
される電磁石への電流パルスの強度又は所要時間を、し
たがって、ターゲットのそれぞれの領域の使用率を制御
するのに使用される。さらに、これらの実施例はターゲ
ットの２つの領域に関して説明されたけれども、３つ以
上の領域もこの仕方で制御することができる。
第１８図の波形へからＣは、ターゲットをその領域から
領域へ繰り返し交番的に附勢することによるターゲット
からの放出の制御を示す。ターゲット領域の附勢を各基
板の被覆形成中に繰り返し行うのが、好適である。第１
８図の波形ＡからＣは、また、ターゲットの２つの領域
が同時に附勢されないようにこれらの領域を附勢するタ
イミングを示す。このようにして、ターゲットの各領域
に消費されるスパッタ放出エネルギを、−層容易に理解
することができる。これから、このようなタイミングが
好適であることが判る。１つ以上の領域が同時に附勢さ
れる場合は、すなわち、２つの領域に関連する波形が時
間的に重なり合う場合は、消費電力は、追加的測定、分
析又は計算を伴わなくては、ターゲットの１つの域に関
連することはできない。これと対照的に、ターゲットの
１つの領域のみが附勢される時間中に測定を行うとき、
動作電気的パラメータの測定は、直接的に行われかつタ
ーゲットの個別領域に関する情報を導出する。したがっ
て、本発明のいくつかの特徴のｖｌ識に当たっては、タ
ーゲットの各領域は他のいずれの領域も附勢されないあ
る期間の間に附勢されるということが、重要である。ま
た、本発明の多くの利点の認識に当たっては、いつでも
ターゲットの１つの領域のみが附勢されるということが
、重要でありかつ好適である。
領域へ繰り返し交番的に附勢することによるターゲット
からの放出の制御を示す。ターゲット領域の附勢を各基
板の被覆形成中に繰り返し行うのが、好適である。第１
８図の波形ＡからＣは、また、ターゲットの２つの領域
が同時に附勢されないようにこれらの領域を附勢するタ
イミングを示す。このようにして、ターゲットの各領域
に消費されるスパッタ放出エネルギを、−層容易に理解
することができる。これから、このようなタイミングが
好適であることが判る。１つ以上の領域が同時に附勢さ
れる場合は、すなわち、２つの領域に関連する波形が時
間的に重なり合う場合は、消費電力は、追加的測定、分
析又は計算を伴わなくては、ターゲットの１つの域に関
連することはできない。これと対照的に、ターゲットの
１つの領域のみが附勢される時間中に測定を行うとき、
動作電気的パラメータの測定は、直接的に行われかつタ
ーゲットの個別領域に関する情報を導出する。したがっ
て、本発明のいくつかの特徴のｖｌ識に当たっては、タ
ーゲットの各領域は他のいずれの領域も附勢されないあ
る期間の間に附勢されるということが、重要である。ま
た、本発明の多くの利点の認識に当たっては、いつでも
ターゲットの１つの領域のみが附勢されるということが
、重要でありかつ好適である。
さて、第１図を再び参照して、本発明の好適実施例の電
気的制御部分をさらに詳しく説明することができる。第
１図に示すように、制御兼電源回路５０は、制御回路５
３を含み、後者はマイクロプロセッサ、タイマ及びここ
に説明されるステップを実行するための他の適当な回路
を含む。制御回路５３は１対のアナログ出力線路１７２
及び１７３を含み、これら後者の伝送する信号は磁石電
源回路による出力線路５５及び５６へ交番的に加えられ
る活性化及び附勢レベルのタイミングを決定し、これら
の出力線路は、それぞれ、磁石巻線４１及び４２に接続
される。
気的制御部分をさらに詳しく説明することができる。第
１図に示すように、制御兼電源回路５０は、制御回路５
３を含み、後者はマイクロプロセッサ、タイマ及びここ
に説明されるステップを実行するための他の適当な回路
を含む。制御回路５３は１対のアナログ出力線路１７２
及び１７３を含み、これら後者の伝送する信号は磁石電
源回路による出力線路５５及び５６へ交番的に加えられ
る活性化及び附勢レベルのタイミングを決定し、これら
の出力線路は、それぞれ、磁石巻線４１及び４２に接続
される。
波形１７６（第１８図）で線図的に示されるように、制
御回路５３により制御されるにつれである状態において
所要時間Ｔ＋を有し、他の状態において所要時間Ｔ２を
有する方形波であり、波形１７６は、スイッチング回路
１６６（第１７Ａ図）の出力線路１７２及び１７３に印
加され、これらそれぞれの線路上の信号をスイッチする
ことによって、第１８図に示される波形に従って、磁石
電源回路の出力電流を出力線路５５と５６との間に交番
的にスイッチする。波形１７６は、また、スイッチ１７
９のトリガ入力線路１７８に印加され、後者はその入力
をマイクロプロセッサ−７１の電流レベル出力線路１７
２及び１７３．＋４接続されている。スイッチ１７９は
、スイッチング回路１６６に同期して電流をレベル■１
と１２の電流との間にスイッチするように動作すること
によって、それぞれの所要時間Ｔ 及びＴ２の間にそれ
ぞれ■ の磁石巻線４１及び４２を適正なレベルＩＩ及び１２の
電流を供給する。
御回路５３により制御されるにつれである状態において
所要時間Ｔ＋を有し、他の状態において所要時間Ｔ２を
有する方形波であり、波形１７６は、スイッチング回路
１６６（第１７Ａ図）の出力線路１７２及び１７３に印
加され、これらそれぞれの線路上の信号をスイッチする
ことによって、第１８図に示される波形に従って、磁石
電源回路の出力電流を出力線路５５と５６との間に交番
的にスイッチする。波形１７６は、また、スイッチ１７
９のトリガ入力線路１７８に印加され、後者はその入力
をマイクロプロセッサ−７１の電流レベル出力線路１７
２及び１７３．＋４接続されている。スイッチ１７９は
、スイッチング回路１６６に同期して電流をレベル■１
と１２の電流との間にスイッチするように動作すること
によって、それぞれの所要時間Ｔ 及びＴ２の間にそれ
ぞれ■ の磁石巻線４１及び４２を適正なレベルＩＩ及び１２の
電流を供給する。
マイクロプロセッサ１７１は、また、１対のアナログ出
力線路１８１及び１８２を有し、これらの線路を経由し
て出力は磁石４１及び４２が、それぞれ、活性化される
それぞれの所要時間ＴＩ及びＴ２のそれぞれ部分中にタ
ーゲット２１を附勢する出力線路１８１及び１８２は、
それぞれ、差働増幅器１８３及び１８４に送られ、これ
ら後者は１．それぞれの出力を、それぞれ、ＡＮＤゲー
ト１８５及び１９６に接続されている。ＡＮＤゲート１
８５及び１８６のトリガ入力は、スイッチング回路１６
６の出力線路５５及び５６に接続されることによって、
それぞれ、出力線路１８１及び１８２のレベル設定出力
を、それぞれ、磁石４１′及び４２′の活性化に同期さ
せ、このようにして、例えば、出力増幅器１８８の出力
電圧の調整を通して電力を調整する。
力線路１８１及び１８２を有し、これらの線路を経由し
て出力は磁石４１及び４２が、それぞれ、活性化される
それぞれの所要時間ＴＩ及びＴ２のそれぞれ部分中にタ
ーゲット２１を附勢する出力線路１８１及び１８２は、
それぞれ、差働増幅器１８３及び１８４に送られ、これ
ら後者は１．それぞれの出力を、それぞれ、ＡＮＤゲー
ト１８５及び１９６に接続されている。ＡＮＤゲート１
８５及び１８６のトリガ入力は、スイッチング回路１６
６の出力線路５５及び５６に接続されることによって、
それぞれ、出力線路１８１及び１８２のレベル設定出力
を、それぞれ、磁石４１′及び４２′の活性化に同期さ
せ、このようにして、例えば、出力増幅器１８８の出力
電圧の調整を通して電力を調整する。
電源回路５１内に含まれる出力増幅器は、また、その出
力を、それぞれ、磁石巻線４１及び４２の附勢に同期し
て制御回路５３によって予め決定された２つのレベルの
間にスイッチする。電源回路５１の出力増幅器は、また
、その出力線路１９０を制御回路５３に接続され、制御
回路５３に望まれるような有効電力、インピーダンス、
電流、又はその他これらに類するパラメータに関する情
報を供給する。制御回路５３は、同様に、制御出力線路
１９１を有し、これによって、電源回路５１の動作を制
御する。この制御は、本発明の好適実施例においては、
第１８図の波形Ｃに従う。さらに、特に、検出信号は、
出力線路１７２及び１７３上の出力によって制御される
磁石巻線４１及び４２への電流、電源回路５１の動作の
制御レベル、使用率又は所要時間Ｔ１及び１２又はその
他の電気的制御可能パラメータなどのような電気的パラ
メータを再調整又は変化させるのに使用される。
力を、それぞれ、磁石巻線４１及び４２の附勢に同期し
て制御回路５３によって予め決定された２つのレベルの
間にスイッチする。電源回路５１の出力増幅器は、また
、その出力線路１９０を制御回路５３に接続され、制御
回路５３に望まれるような有効電力、インピーダンス、
電流、又はその他これらに類するパラメータに関する情
報を供給する。制御回路５３は、同様に、制御出力線路
１９１を有し、これによって、電源回路５１の動作を制
御する。この制御は、本発明の好適実施例においては、
第１８図の波形Ｃに従う。さらに、特に、検出信号は、
出力線路１７２及び１７３上の出力によって制御される
磁石巻線４１及び４２への電流、電源回路５１の動作の
制御レベル、使用率又は所要時間Ｔ１及び１２又はその
他の電気的制御可能パラメータなどのような電気的パラ
メータを再調整又は変化させるのに使用される。
この制御は、例えば、基板１４上の被覆の堆積分布の均
一性を固定するように行われる。
一性を固定するように行われる。
出力線路１９０上の期間信号は、浸食に因るターゲット
の幾何学の変化に関連する。しかしながら、ターゲット
の浸食又はスパッタ放出速度を測定するために、本発明
によれば、制御回路５３の入力に接続される出力線路１
９７及び１９８を有する第１図に示される基板堆積速度
監視装置１９４又はターゲット浸食深さ監視装置１９５
の採用のような、他の装置が企図される。パラメータの
再調整は、線路１９０，１９７，１９８のいずれかから
の信号又はターゲット浸食に関する限り、例えば、幾何
学パラメータのようなパラメータの変化に応答するよう
なその他の信号に従い、制御回路５３によって実行され
る。このようにして、Ｉ ＳＩ２、Ｔ１、Ｉ２、あるい
はＰ！又はＰ２！ 成分あるいはその他のパラメータなどのような電気的パ
ラメータが、再調整される。
の幾何学の変化に関連する。しかしながら、ターゲット
の浸食又はスパッタ放出速度を測定するために、本発明
によれば、制御回路５３の入力に接続される出力線路１
９７及び１９８を有する第１図に示される基板堆積速度
監視装置１９４又はターゲット浸食深さ監視装置１９５
の採用のような、他の装置が企図される。パラメータの
再調整は、線路１９０，１９７，１９８のいずれかから
の信号又はターゲット浸食に関する限り、例えば、幾何
学パラメータのようなパラメータの変化に応答するよう
なその他の信号に従い、制御回路５３によって実行され
る。このようにして、Ｉ ＳＩ２、Ｔ１、Ｉ２、あるい
はＰ！又はＰ２！ 成分あるいはその他のパラメータなどのような電気的パ
ラメータが、再調整される。
本発明によるこの実施例についての議論は電源回路５１
からの電力の制御を参照しているけれども、電圧又は電
流レベルなどのような他のパラメータもいずれも同様の
仕方で制御されるか、さもなくば、各々が、制御回路５
３の論理又はこの回路内に予め規定されているパラメー
タに従って変動させられる。
からの電力の制御を参照しているけれども、電圧又は電
流レベルなどのような他のパラメータもいずれも同様の
仕方で制御されるか、さもなくば、各々が、制御回路５
３の論理又はこの回路内に予め規定されているパラメー
タに従って変動させられる。
ターゲット浸食深さ監視装置１９５は、レーザ計装技術
の距離測定への、またしたがって、監視装置１９５から
のレーザビームが向けられる領域におけるターゲット表
面２２の浸食への適用である。このような監視装置は、
基板の近くに配置される。
の距離測定への、またしたがって、監視装置１９５から
のレーザビームが向けられる領域におけるターゲット表
面２２の浸食への適用である。このような監視装置は、
基板の近くに配置される。
基板堆積速度監視装置１９４は、スパッタ技術において
周知の水晶式のもの、又は開発された又は今後開発され
るであろう他の形式のものでよい。
周知の水晶式のもの、又は開発された又は今後開発され
るであろう他の形式のものでよい。
このような監視装置は、基板の近くに配置され、幾何学
的関係が計算に入れられるならば、入射スパッタ材料を
測定しかつターゲットのスパッタ放出速度に比例する信
号を発生する。このような信号は、本発明の場合は、タ
ーゲットの異なる領域が附勢されるに従って異なるスパ
ッタ放出速度を反映する。したがって、この測定は、磁
石の活性化に同期するならば、制御回路５３からの動作
の制御に使用されるための、ターゲットの分離領域に関
連する情報を発生するであろう。
的関係が計算に入れられるならば、入射スパッタ材料を
測定しかつターゲットのスパッタ放出速度に比例する信
号を発生する。このような信号は、本発明の場合は、タ
ーゲットの異なる領域が附勢されるに従って異なるスパ
ッタ放出速度を反映する。したがって、この測定は、磁
石の活性化に同期するならば、制御回路５３からの動作
の制御に使用されるための、ターゲットの分離領域に関
連する情報を発生するであろう。
同様に、線路１９０上の出力信号は、ターゲットの領域
の活性化に同期させられるであろう。
の活性化に同期させられるであろう。
［発明の効果］
本発明の原理によれば、上に挙げられた及びその他の利
点が実現されかつ基板表面にわたっての被覆堆積分布の
向上した均一性が完成される。
点が実現されかつ基板表面にわたっての被覆堆積分布の
向上した均一性が完成される。
単一片ターゲットの異なる領域の動作に関連する各種パ
ラメータを隔離しかつ分離して測定する能力が本発明に
よって提供されるけれども、パラメータを監視する又は
本発明の利点を実現するであろう今後開発される他の装
置を採用することも企図されている。浸食深さ又は堆積
速度の測定に加えて又は代えて、陰極電流、電圧、イン
ピーダンス、及び電力測定、グロー放電分光分析、薄膜
反射性監視、又はその他の類似の測定を採用することも
できる。本発明は、ターゲット領域のそれぞれの附勢周
期中に、このような周期中のスパッタ動作に相当するパ
ラメータを測定するのとは異なる各種測定にとっても特
に利点を有する。
ラメータを隔離しかつ分離して測定する能力が本発明に
よって提供されるけれども、パラメータを監視する又は
本発明の利点を実現するであろう今後開発される他の装
置を採用することも企図されている。浸食深さ又は堆積
速度の測定に加えて又は代えて、陰極電流、電圧、イン
ピーダンス、及び電力測定、グロー放電分光分析、薄膜
反射性監視、又はその他の類似の測定を採用することも
できる。本発明は、ターゲット領域のそれぞれの附勢周
期中に、このような周期中のスパッタ動作に相当するパ
ラメータを測定するのとは異なる各種測定にとっても特
に利点を有する。
第１図は、スパッタ陰極ターゲットの軸に沿う断面とこ
のターゲットの制御回路の概略ブロック図と論理回路図
を含む本発明の原理による好適実施例のスパッタ装置の
概略線図、 第２図は、第１図のターゲットの部分切り取り及び第１
図の線２−２に沿う横断面を含む横面図、第３図は、本
発明のいくつかの特徴を有するが他のいくつかの特徴は
省略されたスパッタ陰極ターゲットの磁界の磁束、プラ
ズマ領域及び浸食領域を示すスパッタ陰極ターゲットの
簡単化線図、第４図は、第３図に類似の図式しかし第１
図の本発明の好適実施例のターゲットの簡単化線図、第
５Ａ図、第５Ｂ図及び第５Ｃ図は、先行技術のターゲッ
ト設計により経験される漸進浸食の各ステップにおける
パターン線図、 第６Ａ図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図は、第５Ａ図〜第５Ｃ
図に類似の図式しかし本発明による実施例のターゲット
の漸進浸食パターン線図、第７Ａ図、第７Ｂ図及び第７
Ｃ図は、第５Ａ図〜第５Ｃ図の浸食パターンに関連する
スパッタ放出パターン線図、 第８Ａ図、第８Ｂ図及び第８Ｃ図は、第７Δ図〜第７Ｃ
図に類似の図式しかし第６Ａ図〜第６ｃ図の本発明のタ
ーゲットにより発生される浸食パターン線図、 第９Ａ図は、先行技術のプレーナターゲットによる基板
の典型的堆積パターン線図、 第９Ｂ図は、先行典型的三部品ターゲットについての第
９Ｂ図に類似の図示の堆積パターン図、第１０図は、第
９Ａ図及び第９Ｂ図に類似の図式しかし単一片ターゲッ
トにおいて本発明の原理をさらに説明する堆積パターン
図、 第１１図は、第３図において示された特徴を有するター
ゲットの形態の場合にウェハ基板の段付き有効範囲への
被覆厚さに作用するいくつかの現象を示す線図的構成配
置図、 第１２図は、第１１図のターゲットの形態の場合におけ
る基板の段付き有効範囲への堆積分布線図、 第１３図は、基板上の段付き有効範囲内のスパッタ材料
の堆積分布に作用するいくっがの原理を本発明の原理に
従い示した原理図、 第１４図は、第１３図のターゲットの多数の領域に対す
る浸食パターン線図、 第１５図は、時間の関数としてのターゲットの互いに異
なる領域に対する浸食に因るターゲットからの放出のロ
ールオフを説明するグラフ図、第１σ図は、先行技術の
多数放出領域ターゲット集合体の制御回路のブロック線
図、 第１７Ａ図は、本発明の原理によるターゲット集合体に
対する第１図の装置の制御回路の簡単化ブロック線図、 第１７Ｂ図は、第１７Ａ図の制御回路の他のかつ好適実
施例のブロック線図、 第１８図は、第１７Ａ図及び第１７Ｂ図の制御回路の時
分割制御構想を示すタイミング線図、第１９図は、第１
図の装置の制御回路の動作を示す流れ図、である。 ［記号の説明］ １０：マグネトロン形スパッタ装置 １１：真空室 １２：真空室の室壁 １４：基板 １５：基板の中心軸 １６：基板の規定面 １７：基板表面 １９：ターゲットの軸 ２０：陰極ターゲット集合体 ２１：ターゲット ２２ニスバッタ表面 ２３：ターゲットの内側リム ２４：ターゲットの外側リム ３０：ターゲット保持器 ３１：ターゲット保持器の背板 ３２：ターゲット保持器の外側壁 ３３：ターゲット保持器の中間壁 ３４ニターゲツト保持器の内側表面 ３５：ターゲット保持器の冷却表面 ３６：ターゲットの背面 ４０：磁石集合体 ４１ａ、４１ｂ：電磁石 ４１．４２：磁石巻線 ４４：キャップ片 ４５：外側磁極片 ４６：内側磁極片 ４７、 ４７’ ：中間磁極片 ４８：フェリ磁性体の環 ４９：環状溝 ５０：電源兼制御回路 ５１：陰極電源回路 ５２：磁石電源回路 ５３：制御回路 ８９：内側プラズマ閉じ込め磁界 ９０：外側プラズマ閉じ込め磁界 ９１：内側プラズマ ９２：外側プラズマ ９４：ターゲットの内側領域 ９５：ターゲットの外側領域 ９６：ターゲットの非浸食領域 １１０：基板の増分である段の外向き側壁表面１１１：
基板の増分である段の内向き側壁表面１１２：ターゲッ
トの増分 １２２：ターゲットの増分 １３０：ターゲットの増分 １６１．１８２：分離磁石電源回路 １６５：単一磁石電源回路 １６６：スイッチング回路（第１図に脱落、ただし、第
１７Ｂにあり） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） １７１：マイクロプロセッサ １７９：スイッチ １８３．１８４：差働増幅器 １８５．１８６：ＡＮＤゲート １８８：出力増幅器 １９４：基板体堆積速度監視装置 １９５：ターゲット浸食深さ監視装置
のターゲットの制御回路の概略ブロック図と論理回路図
を含む本発明の原理による好適実施例のスパッタ装置の
概略線図、 第２図は、第１図のターゲットの部分切り取り及び第１
図の線２−２に沿う横断面を含む横面図、第３図は、本
発明のいくつかの特徴を有するが他のいくつかの特徴は
省略されたスパッタ陰極ターゲットの磁界の磁束、プラ
ズマ領域及び浸食領域を示すスパッタ陰極ターゲットの
簡単化線図、第４図は、第３図に類似の図式しかし第１
図の本発明の好適実施例のターゲットの簡単化線図、第
５Ａ図、第５Ｂ図及び第５Ｃ図は、先行技術のターゲッ
ト設計により経験される漸進浸食の各ステップにおける
パターン線図、 第６Ａ図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図は、第５Ａ図〜第５Ｃ
図に類似の図式しかし本発明による実施例のターゲット
の漸進浸食パターン線図、第７Ａ図、第７Ｂ図及び第７
Ｃ図は、第５Ａ図〜第５Ｃ図の浸食パターンに関連する
スパッタ放出パターン線図、 第８Ａ図、第８Ｂ図及び第８Ｃ図は、第７Δ図〜第７Ｃ
図に類似の図式しかし第６Ａ図〜第６ｃ図の本発明のタ
ーゲットにより発生される浸食パターン線図、 第９Ａ図は、先行技術のプレーナターゲットによる基板
の典型的堆積パターン線図、 第９Ｂ図は、先行典型的三部品ターゲットについての第
９Ｂ図に類似の図示の堆積パターン図、第１０図は、第
９Ａ図及び第９Ｂ図に類似の図式しかし単一片ターゲッ
トにおいて本発明の原理をさらに説明する堆積パターン
図、 第１１図は、第３図において示された特徴を有するター
ゲットの形態の場合にウェハ基板の段付き有効範囲への
被覆厚さに作用するいくつかの現象を示す線図的構成配
置図、 第１２図は、第１１図のターゲットの形態の場合におけ
る基板の段付き有効範囲への堆積分布線図、 第１３図は、基板上の段付き有効範囲内のスパッタ材料
の堆積分布に作用するいくっがの原理を本発明の原理に
従い示した原理図、 第１４図は、第１３図のターゲットの多数の領域に対す
る浸食パターン線図、 第１５図は、時間の関数としてのターゲットの互いに異
なる領域に対する浸食に因るターゲットからの放出のロ
ールオフを説明するグラフ図、第１σ図は、先行技術の
多数放出領域ターゲット集合体の制御回路のブロック線
図、 第１７Ａ図は、本発明の原理によるターゲット集合体に
対する第１図の装置の制御回路の簡単化ブロック線図、 第１７Ｂ図は、第１７Ａ図の制御回路の他のかつ好適実
施例のブロック線図、 第１８図は、第１７Ａ図及び第１７Ｂ図の制御回路の時
分割制御構想を示すタイミング線図、第１９図は、第１
図の装置の制御回路の動作を示す流れ図、である。 ［記号の説明］ １０：マグネトロン形スパッタ装置 １１：真空室 １２：真空室の室壁 １４：基板 １５：基板の中心軸 １６：基板の規定面 １７：基板表面 １９：ターゲットの軸 ２０：陰極ターゲット集合体 ２１：ターゲット ２２ニスバッタ表面 ２３：ターゲットの内側リム ２４：ターゲットの外側リム ３０：ターゲット保持器 ３１：ターゲット保持器の背板 ３２：ターゲット保持器の外側壁 ３３：ターゲット保持器の中間壁 ３４ニターゲツト保持器の内側表面 ３５：ターゲット保持器の冷却表面 ３６：ターゲットの背面 ４０：磁石集合体 ４１ａ、４１ｂ：電磁石 ４１．４２：磁石巻線 ４４：キャップ片 ４５：外側磁極片 ４６：内側磁極片 ４７、 ４７’ ：中間磁極片 ４８：フェリ磁性体の環 ４９：環状溝 ５０：電源兼制御回路 ５１：陰極電源回路 ５２：磁石電源回路 ５３：制御回路 ８９：内側プラズマ閉じ込め磁界 ９０：外側プラズマ閉じ込め磁界 ９１：内側プラズマ ９２：外側プラズマ ９４：ターゲットの内側領域 ９５：ターゲットの外側領域 ９６：ターゲットの非浸食領域 １１０：基板の増分である段の外向き側壁表面１１１：
基板の増分である段の内向き側壁表面１１２：ターゲッ
トの増分 １２２：ターゲットの増分 １３０：ターゲットの増分 １６１．１８２：分離磁石電源回路 １６５：単一磁石電源回路 １６６：スイッチング回路（第１図に脱落、ただし、第
１７Ｂにあり） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） （第１図に脱落） １７１：マイクロプロセッサ １７９：スイッチ １８３．１８４：差働増幅器 １８５．１８６：ＡＮＤゲート １８８：出力増幅器 １９４：基板体堆積速度監視装置 １９５：ターゲット浸食深さ監視装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）基板表面上へスパッタ材料の制御された分布を堆
積するスパッタ装置であって、 単一片で形成されかつ滑らかな輪郭の凹面スパッタ表面
を有する環状ターゲットと、 前記ターゲット表面の互いに異なる第１領域と第２領域
のそれぞれ近傍の第１磁界と第２磁界を発生する磁界発
生手段と、 前記第１磁界と前記第２磁界のそれぞれの発生に従って
前記ターゲットの前記第１領域と前記第２領域から前記
スパッタ材料をスパッタ放出するように前記ターゲット
を附勢する附勢手段とを包含することを特徴とする前記
スパッタ装置。 （２）請求項１記載のスパッタ装置であって、前記第１
磁界と前記第２磁界を交番的に発生するために前記磁界
発生手段の活性化手段をさらに含むことを特徴とする前
記スパッタ装置。 （３）請求項１記載のスパッタ装置であって、前記第１
領域と前記第２領域の全てからスパッタ放出される前記
スパッタ材料の合計の堆積が前記基板表面にわたって所
望の分布のものにされるように前記領域の各々に対して
１組づつの電気的パラメータの分離した組を確立するパ
ラメータ確立手段をさらに含み、 前記スパッタ装置において、前記磁界発生手段は、互い
に分離して活性化可能な第１電磁石と第２電磁石の各々
であって、該電磁石が活性化されているとき、前記第１
磁界と前記第２磁界を発生するように各々配置され、前
記ターゲットが附勢されているとき、それぞれ前記発生
された磁界近傍の前記第１領域と前記第２領域からスパ
ッタ材料のスパッタ放出を起こさせる前記第１電磁石と
前記第２電磁石とを含むことと、 前記パラメータ確立装置は前記第１電磁石と前記第２電
磁石を交番的に活性化するタイミング回路を含むことと
、 前記附勢手段は各対応するそれぞれの前記領域に対して
確立された初期電気的パラメータに従ってそれぞれの前
記ターゲットの領域の近傍の前記磁界の活性化に同期し
て前記ターゲットを交番的に附勢するように動作する電
源回路を含むことを特徴とする前記スパッタ装置。 （４）請求項３記載のスパッタ装置であって、前記磁界
の活性化に同期して前記ターゲットの電気的状態を検出
する検出装置と、 前記検出された電気状態に応答して前記電気的パラメー
タの少なくとも１つを変化させるように動作する制御回
路とを さらに含むことを特徴とする前記スパッタ装置。 （５）請求項４記載のスパッタ装置において、前記検出
器により検出された前記電気的状態は、前記ターゲット
によって消費される電力に関連するパラメータであるこ
とを特徴とする前記スパッタ装置。 （６）請求項４記載のスパッタ装置において、前記電源
回路は前記磁界の活性化に同期して前記ターゲットの少
なくとも１つの電気的パラメータを調整するように動作
することを特徴とする前記スパッタ装置。 （７）請求項３記載のスパッタ装置において、前記タイ
ミング回路は前記電磁石の活性化の相対的所要時間を制
御するように動作することを特徴とする前記スパッタ装
置。 （８）請求項３記載のスパッタ装置において、前記制御
回路は前記電源回路が前記ターゲットの前記第１領域と
前記第２領域を附勢するに要する相対的時間を確立する
ように動作することを特徴とする前記スパッタ装置。 （９）請求項３記載のスパッタ装置において、前記電気
的パラメータは、 前記第１磁界と前記第２磁界をそれぞれ発生する前記第
１電磁石と前記第２電磁石に供給される電流と、 前記ターゲットが附勢されるとき前記ターゲットに印加
される電流と電圧と、 それぞれ前記第１磁界と前記第２磁界が活性化される時
限の相対的所要時間とを含むこと、を特徴とする前記ス
パッタ装置。 （１０）基板表面の異なる向きの増分上にスパッタ材料
の均一な分布を堆積する堆積装置であって、前記基板表
面と間隔を取った関係において支持された全体的に凹面
スパッタ表面を有するスパッタ材料のターゲットであつ
て、前記ターゲット表面は該表面上に区画された第１領
域と第２領域から成る少なくとも２つの領域を有し、前
記の各領域は前記基板表面の前記互いに異なる向きを持
つ増分と該領域との幾何学的関係を規定する互いに異な
る幾何学的パラメータを有する前記ターゲットと、 前記ターゲットの前記領域の各々に対して１組ずつの電
気的パラメータの分離した組を確立するように動作する
制御回路であって前記電気的パラメータの前記組は前記
ターゲットの前記領域の全てからの前記スパッタ材料の
合計の堆積が前記基板表面にわたって所望の分布のもの
にされるように前記電気的パラメータに関連している前
記制御回路と、 第１電磁石と第２電磁石を含む少なくとも２つの分離し
て活性化可能な磁石であって、前記電磁石の各々が、該
電磁石が活性化されているとき、前記第１領域と前記第
２領域にそれぞれ対応する第１磁界と第２磁界を含む少
なくとも２つの磁界を発生するように配置され、前記タ
ーゲットが附勢されているとき、前記活性化された磁界
に対応する前記ターゲットのそれぞれ第１領域と前記第
２領域からスパッタ材料のスパッタ放出を起こさせる前
記電磁石を含む少なくとも２つの分離して活性化可能の
磁石と、 前記第１電磁石と前記第２電磁石の一方が不活性化され
ているときその他方を活性化するタイミング回路と、 前記活性化された電磁石によって発生された前記磁界に
対応する前記領域に対して確立された前記電気的パラメ
ータに従って前記電磁石の活性化に同期して前記ターゲ
ットを附勢するように動作する電源回路とを含んで成る
こと、 を特徴とする前記堆積装置。 （１１）請求項１０記載の堆積装置であって、活性化さ
れた前記磁界の近傍の前記ターゲットと前記基板表面と
の間の前記幾何学的関係の変化を決定するために前記タ
ーゲットの前記パラメータの１つを測定するように動作
する検出装置を含み、 前記制御回路は前記ターゲットの前記領域の全てからス
パッタ放出されるスパッタ材料の合計の堆積が前記基板
表面にわたって前記所望の分布のものにされるために前
記幾何学的関係の変化を補償するように前記検出装置に
よる前記測定パラメータの前記測定に応答して動作して
前記電気的パラメータの少なくとも１つを変化させるこ
と、を特徴とする前記堆積装置。 （１２）請求項１０記載の堆積装置であって、前記ター
ゲットの前記パラメータの１つを測定するように動作す
る検出装置を含み、 前記制御回路は前記測定パラメータに応答して前記電気
的パラメータの少なくとも１つを変化するように動作す
ることを特徴とする前記堆積装置。 （１３）請求項１２記載の堆積装置において、前記検出
装置は前記基板上への堆積速度を測定する監視装置を含
むことを特徴とする前記堆積装置。 （１４）請求項１３記載の堆積装置において、前記検出
装置は水晶式堆積速度監視装置であることを特徴とする
前記堆積装置。 （１５）請求項１２記載の堆積装置において、前記検出
装置は前記ターゲットのスパッタ表面の部分における表
面深さを測定する監視装置を含むことを特徴とする前記
堆積装置。（１６）請求項１０記載の堆積装置であって
、前記磁界は、それの活性化に同期して前記パラメータ
の１つを測定するように検出装置を動作させることを特
徴とする前記堆積装置。 （１７）請求項１６記載の堆積装置において、前記測定
パラメータは電気的パラメータであることを特徴とする
前記堆積層。 （１８）請求項１７記載の堆積装置において、前記測定
パラメータは前記ターゲットによって消費される電力に
関連することを特徴とする前記パラメータ。 （１９）請求項１２記載の堆積装置において、前記制御
回路は前記測定パラメータに応答して前記ターゲットの
前記領域の１つに対するそれぞれの組の電気的パラメー
タを前記領域の前記１つに対応する磁界を発生する前記
電磁石の活性化に同期して制御するように動作すること
を特徴とする前記堆積装置。 （２０）請求項１０記載の堆積装置において、前記タイ
ミング回路は前記電磁石を交番的に活性化するように動
作することを特徴とする前記堆積装置。 （２１）請求項２０記載の堆積装置において、前記タイ
ミング回路は前記電磁石を複数のサイクルを通して繰り
返し交番的に活性化するように動作することを特徴とす
る前記堆積装置。 （２２）請求項１０記載の堆積装置において、前記制御
回路の動作によって確立される前記電気的パラメータは
前記電源回路が前記ターゲットのそれぞれ前記第１領域
と前記第２領域を附勢するに要する時限の比であること
を特徴とする前記堆積装置。 （２３）請求項１０記載の堆積装置において、前記タイ
ミング回路は前記第１電磁石と前記第２電磁石を前記電
磁石のうちの他の電磁石が不活性化されているときにの
み活性化するように動作することを特徴とする前記堆積
装置。 （２４）請求項１０記載の堆積装置において、前記電源
回路は前記活性化された磁界に対応する前記ターゲット
のそれぞれの前記領域に関連する初期的前記電気的パラ
メータのレベルに等しいレベルにおいて前記磁界の活性
化に同期して前記ターゲットの少なくとも１つの前記動
作電気的パラメータを供給するように調整されることを
特徴とする前記堆積装置。 （２５）請求項１０記載の堆積装置において、前記幾何
学的関係は前記ターゲットの各前記領域内の前記ターゲ
ット表面の各増分を該各増分から見ることのできる前記
基板表面の各増分から隔てる距離と、前記基板の各前記
増分の前記ターゲット表面の各前記増分に対する角とを
含むことを特徴とする前記堆積装置。 （２６）請求項１０記載の堆積装置において、前記ター
ゲットの前記領域は前記ターゲットの中心を取り囲む第
１環状領域と前記第１環状領域を取り囲む第２環状領域
を含むことを特徴とする前記堆積装置。 （２７）請求項１０記載の堆積装置において、前記ター
ゲットの各前記領域を形成する前記スパッタ材料は電気
的に接続されていることを特徴とする前記堆積装置。 （２８）請求項１０記載の堆積装置において、前記ター
ゲットは前記スパッタ材料の単一片で形成されているこ
とを特徴とする前記堆積装置。 （２９）請求項２８記載の堆積装置において、前記ター
ゲットの前記スパッタ表面は前記ターゲットの軸の回り
の回転面であることを特徴とする前記堆積装置。 （３０）請求項１０記載の堆積装置において、前記基板
は全体的に１つの面を規定し、前記堆積装置において前
記ターゲットは前記スパッタ材料の単一片を含み、かつ 前記基板に向いた環状形であって前記基板に垂直な軸を
有し、前記基板に同心であり、円形内縁と円形外縁を有
する前記環状形と、 前記基板より大きい直径と、 前記基板に向くスパッタ表面であってほぼ全体的に凹面
を有することにより前記内縁の高さの前記ターゲット表
面内部が前記基板面に対するよりも前記外縁が前記基板
面に対して近接する前記スパッタ表面とを有し、 前記スパッタ表面は前記内縁と前記外縁との間で前記ス
パッタ表面の変形に沿う前記スパッタ表面の断面にわた
って連続的かつ滑らかであることを特徴とする前記堆積
装置。 （３１）請求項３０記載の堆積装置において、前記ター
ゲットの前記第１環状領域は前記ターゲットの前記内縁
を取り囲む前記スパッタ表面上の前記軸の回りの回転面
であり、前記ターゲットの前記第２環状領域は前記第１
環状領域と前記外縁との間の前記スパッタ表面上に存在
する前記軸の回りの回転面であることを特徴とする前記
堆積装置。 （３２）請求項３１記載の堆積装置において、前記ター
ゲットは前記内縁においてよりも前記外縁において厚く
かつ前記内縁の下に存在するよりも多い量の外縁の下に
存在するスパッタ材料を含むことを特徴とする前記堆積
装置。 （３３）請求項１０記載の堆積装置において、前記電磁
石は前記第１環状領域と前記第２領域との間において前
記ターゲットの下に存在する共通磁極片を含むことを特
徴とする前記堆積装置。 （３４）請求項３３記載の堆積装置において、前記ター
ゲットは前記基板に対して前記スパッタ表面と反対側に
背面を有し、かつ前記磁極片は前記スパッタ表面近くか
つ該表面下で前記背面に埋め込まれていることを特徴と
する前記堆積装置。 （３５）請求項３４記載の堆積装置において、前記ター
ゲットは環状形であり、かつ前記磁極片は前記ターゲッ
トに同心の環であることを特徴とする前記堆積装置。 （３６）請求項３４記載の堆積装置であって、前記ター
ゲットは、それを構造的に補強しかつ熱膨張に対して該
ターゲットを拘束する磁極片を有する装置が組合されて
いることを特徴とする前記堆積装置。 （３７）請求項３４記載の堆積装置において、前記磁極
片は前記ターゲットから動作熱を除去する冷却装置を含
むことを特徴とする前記堆積装置。 （３８）請求項１０記載の堆積装置において、前記ター
ゲットの前記第２領域内の前記スパッタ表面は前記基板
表面上の段の外向き側壁へほぼ向く前記ターゲット表面
の増分を含むことを特徴とするとする前記堆積装置。 （３９）請求項１０記載の堆積装置において、前記スパ
ッタ表面は滑らかかつ連続的でない増分を前記ターゲッ
トの前記領域内に含まないことを特徴とするとする前記
堆積装置。（４０）請求項１０記載の堆積装置において
、前記確立された電気的パラメータは、前記第１磁界と
前記第２磁界をそれぞれ発生する前記第１電磁石と前記
第２電磁石に供給される電流と、前記ターゲットが附勢
されているとき前記ターゲットに印加される電流及び電
圧と、それぞれ前記第１磁界と前記第２磁界が活性化さ
れる時限の比とを含むこと、を特徴とする前記堆積装置
。 （４１）スパッタ材料の所望分布を基板表面にわたって
堆積しかつスパッタターゲットの互いに異なる領域が互
いに異なる速度で浸食されるに従い前記分布を制御する
ものであり、かつ、前記ターゲットが前記基板の方へ向
くスパッタ表面上に区画された第１領域と第２領域を有
する前記スパッタ表面を有するマグネトロン形スパッタ
被覆形成装置であって、 前記ターゲットの前記領域の各々に対する分離パラメー
タを確立する制御回路であって前記パラメータは、もし
該パラメータが維持されるならば、前記ターゲットの前
記領域の全てからのスパッタ材料の合計の堆積が前記基
板にわたって前記所望の分布のものにされる結果を生じ
るであろう前記パラメータを確立する制御回路と、 分離して活性化可能の第１電磁石と第２電磁石であって
前記電磁石の各々が、該電磁石が活性化されているとき
、前記ターゲットの前記第１領域と前記第２領域にそれ
ぞれ対応する第１磁界と第２磁界を含む少なくとも２つ
の磁界を発生するように配置され、前記ターゲットが附
勢されているとき、前記活性化磁界に対応する前記第１
領域と前記第２領域からスパッタ材料のスパッタ放出を
起こさせる前記第１電磁石と前記第２電磁石を含む磁石
と、 前記第１電磁石と前記第２電磁石を交番的に活性化する
活性化回路と、 前記ターゲットの各前記領域に対してそれぞれ確立され
た前記電気的パラメータに従ってかつ前記ターゲットの
各前記領域にそれぞれ対応する前記磁界の活性化に同期
して前記ターゲットを交番的に附勢するように動作する
電源回路と、 前記ターゲットのそれぞれ近傍の各前記領域の浸食状態
の変化に関連して前記動作電気的パラメータの変化を決
定するために前記ターゲットに関連するパラメータを測
定するように動作する検出装置とを包含するとともに、 前記制御回路は前記検出装置による測定に従って前記領
域の少なくとも１つに関連する前記確立された電気的パ
ラメータの少なくとも１つを前記磁界の活性化に同期し
て再調整するように動作すること、 を特徴とする前記被覆形成装置。 （４２）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
確立された電気的パラメータは 前記第１磁界と前記第２磁界をそれぞれ発生する前記第
１電磁石と前記第２電磁石に供給される電流と、 前記ターゲットが附勢されているとき前記ターゲットに
印加される電流及び電圧と、 それぞれ前記第１磁界と前記第２磁界が活性化されるに
要する時限と を含むことを特徴とする前記被覆形成装置。 （４３）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
検出装置による前記測定パラメータは前記ターゲットの
スパッタ電力に関連することを特徴とする前記被覆形成
装置。 （４４）請求項４３記載の被覆形成装置において、前記
電源回路は前記活性化された磁界に対応する前記ターゲ
ットのそれぞれ前記領域に関連する前記確立された電気
的パラメータに等しいレベルにおいて前記ターゲットの
少なくとも１つの電気的パラメータを前記磁界の活性化
に同期して供給するように動作する調整電源回路である
ことを特徴とする前記被覆形成装置。 （４５）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
電源回路は前記活性化された磁界に対応する前記ターゲ
ットのそれぞれ前記領域に関連する前記確立された電気
的パラメータのレベルに等しいレベルにおいて前記磁界
の活性化に同期して前記領域の少なくとも１つの電気的
パラメータを供給するように動作する調整電源回路であ
ることを特徴とする前記被覆形成装置。 （４６）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
活性化回路は２サイクル以上を通して前記電磁石を交番
的に繰り返し活性化するように動作することを特徴とす
る前記被覆形成装置。 （４７）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
活性化回路は前記第１電磁石と前記第２電磁石を前記電
磁石のうちの他の電磁石が不活性化されているときにの
み活性化するように動作することを特徴とする前記被覆
形成装置。 （４８）請求項４１記載の被覆形成装置において、前記
検出装置は前記基板上への堆積速度を測定する監視装置
を含むことを特徴とする前記被覆形成装置。 （４９）請求項４１記載の被覆装置において、前記検出
装置は前記ターゲットの前記スパッタ表面の部分におけ
る表面深さを測定する監視装置を含むことを特徴とする
前記被覆形成装置。 （５０）請求項４９記載の被覆形成装置において、前記
監視装置は前記スパッタ表面の前記部分の浸食深さを検
出するように配置されたレーザ装置を含み、前記制御回
路は前記パラメータを再調整するために検出された浸食
深さに従い前記レーザ装置によって発生された出力信号
に応答することを特徴とする前記被覆形成装置。 （５１）マグネトロン形スパタリング装置のスパッタタ
ーゲットの異なる領域からのスパッタ材料の堆積の分離
制御装置であって、 前記ターゲットの第１領域に関連する第１プラズマ閉じ
込め磁界と前記ターゲットの第２領域に関連する第２プ
ラズマ閉じ込め磁界をそれぞれ発生するために第１磁石
と第２磁石を含む少なくとも２つの分離磁石と、 前記ターゲットの前記第１領域に電気的に接続され前記
第１領域以外の前記領域に関連するプラズマ閉じ込め磁
界を発生する前記第２磁石と他の前記磁石の不活性化装
置と、 前記第１磁石が活性化されかつ他の前記磁石が不活性化
されているとき前記ターゲットの電気的パラメータを測
定する検出装置と、 を包含するとともに、 前記ターゲットはスパッタ表面を有しかつ前記スパッタ
材料の単一片を含み、かつ前記ターゲットの前記領域は
それぞれ前記磁石により発生される前記磁界の磁力線と
前記スパッタ表面との交差によって規定される少なくと
も１つの境界を有する前記ターゲットの前記スパッタ表
面上の区域であること、 を特徴とする前記分離制御装置。 （５２）請求項５１記載の分離制御装置であって、前記
検出装置は、それの出力に応答して前記ターゲットに印
加される電力を調節する制御回路と協働することを特徴
とする前記分離制御装置。 （５３）請求項５２記載の分離制御装置であって、前記
磁石の少なくとも１つは電磁石であり、かつ前記制御回
路は前記電磁石が活性化されているときそれぞれ前記磁
界の強度を設定するために前記電磁石に印加される電流
を調節するように動作することを特徴とする前記分離制
御装置。 （５４）マグネトロン形スパッタ装置用ターゲット集合
体であつて、 内縁と該内縁を前方へ延長する外縁とによって境界され
前記内縁から前記外縁への半径方向横断面に沿い滑らか
で連続的かつ凹面であるスパッタ表面を有しスパッタ材
料の単一片で形成される環状ターゲットと、 前記ターゲットの近傍に配置されかつ前記ターゲットの
前記内縁の外側の内側プラズマ閉じ込め内側磁界を形成
するように動作する第１磁石と前記ターゲットの前記外
縁の内側と前記内側磁界の外側に外側プラズマ閉じ込め
外側磁界を形成する第２磁石を含む少なくとも２つの磁
石であって前記磁界は前記スパッタ表面上にそれぞれ同
心外側領域と同心内側領域を規定する前記磁石と、前記
外側領域の下に存在する前記スパッタ材料が前記内側領
域から外方へ行くに従い前記内側領域の下に存在する前
記スパッタ材料の厚さよりも厚い厚さに連続的に増大す
る前記スパッタ材料の厚さと を包含することを特徴とする前記ターゲット集合体。 （５５）請求項５４記載のターゲット集合体において、
前記磁界は環状プラズマ閉じ込め磁界であることを特徴
とする前記ターゲット集合体。 （５６）請求項５４記載のターゲット集合体において、
前記ターゲットはスパッタ材料の単一片から旋盤上で形
成可能の回転面体であることを特徴とする前記ターゲッ
ト集合体。（５７）請求項５４記載のターゲット集合体
において、前記スパッタ表面の前記半径方向横断面は近
似的にだ円の弧を描くことを特徴とする前記ターゲット
集合体。 （５８）請求項５４記載のターゲット集合体において、
前記磁石は前記ターゲットの前記外側領域と前記内側領
域との間において前記ターゲットの下に存在する共通磁
極片を含むことを特徴とする前記ターゲット集合体。 （５９）請求項５４記載のターゲット集合体において、
前記ターゲットは前記スパッタ表面と前記ターゲットの
反対側に背面を有し、かつ前記磁極片は前記スパッタ表
面近くで前記背面に埋め込まれていることを特徴とする
前記ターゲット集合体。 （６０）請求項５９記載のターゲット集合体において、
前記磁極片は前記ターゲットと同心の環であることを特
徴とする前記ターゲット集合体。 （６１）請求項６０記載のターゲット集合体において、
前記ターゲットは、磁極片を有する装置により、構造的
に補強されかつその熱膨張に対し拘束されることを特徴
とする前記ターゲット集合体。 （６２）請求項６１記載のターゲット集合体において、
前記磁極片は前記ターゲットから動作熱を除去する冷却
装置を含むことを特徴とする前記ターゲット集合体。 （６３）請求項５４記載のターゲット集合体において、
前記スパッタ表面は滑らかかつ連続的でない増分を前記
ターゲットの前記領域内に含まないことを特徴とする前
記ターゲット集合体。 （６４）請求項５４項記載のターゲット集合体を含むマ
グネトロン形スパッタ装置であって、 前記スパッタ表面から間隔を取った関係にありかつ前記
のスパッタ表面の下の同心の面内に存在するかつ最大半
径を有するウェハ基板を支持する支持装置を有するとと
もに、 前記ターゲットは前記基板の直径より大きい外形を有し
、該ターゲットの前記外縁は内縁より前記基板の前記面
に近接すること、を特徴とする前記スパッタ装置。 （６５）請求項５４記載のターゲット集合体を含むマグ
ネトロン形スパッタ装置において、前記ウェハ基板は外
基板上に段を有し、前記段は内向き側壁及び外向き側壁
を有し、前記側壁は前記基板の存在する前記面に垂直で
あり、前記スパッタ表面の前記外側領域は前記段の前記
外向き側壁の方にほぼ向く前記ターゲットの前記外縁に
近い内向き区域を有することを特徴とする前記スパッタ
装置。 （６６）マグネトロン形スパッタ装置用ターゲットであ
って、 内縁と該内縁を前方へ延長する外縁とによって境界され
るスパッタ表面と、前記内縁近傍の前記スパッタ表面上
の内側領域と、該内側領域と前記外縁との間の前記スパ
ッタ表面上の外側領域とを有するスパッタ材料の環状単
一片と、 前記外側領域の下に存在する前記スパッタ材料が前記内
側領域から外方へ行くに従い前記内側領域の下に存在す
る前記スパッタ材料の厚さよりも厚い厚さに連続的に増
大する前記スパッタ材料の厚さとを包含し、 前記スパッタ表面は前記ターゲットの半径方向横断面に
沿って前記領域にわたって滑らかで連続的な凹面である
ことを特徴とする前記ターゲット。 （６７）請求項６６記載のターゲットにおいて、前記タ
ーゲットの前記スパッタ表面は前記スパッタ材料の単一
片から旋盤で機械加工されることのできる回転面である
ことを特徴とする前記ターゲット。 （６８）請求項６６記載のターゲットにおいて、前記ス
パッタ表面の横断面は前記半径に沿って近似的にだ円形
であることを特徴とする前記ターゲット。 （６９）請求項６６記載のターゲットにおいて、前記タ
ーゲットは前記スパッタ表面の反対側に背面を有し、か
つ環状溝が前記スパッタ表面近くまで拡がっていること
を特徴とする前記ターゲット。 （７０）請求項６６記載のターゲットにおいて、前記ス
パッタ表面と前記背面は前記スパッタ材料の単一片から
旋盤上で機械加工されることのできる回転面であること
を特徴とする前記ターゲット。 （７１）請求項６６記載のターゲットにおいて、前記ス
パッタ表面滑らかかつ連続的でない増分を前記領域内に
含まないことを特徴とする前記ターゲット。 （７２）請求項６６記載のターゲットであって、ウェハ
基板を被覆するために前記ターゲット上に前記基板の規
定する面に垂直な内向き側壁と外向き側壁を有する段を
含み、 前記ターゲットにおいて、前記スパッタ表面の前記外側
領域は前記段の前記外向き側壁の方へほぼ向くスパッタ
表面の前記外縁近くの内向き区域を有することを特徴と
する前記ターゲット。 （７３）放出スパッタ材料の分布を基板表面にわたって
堆積しかつスパッタ材料の単一片ターゲットの互いに異
なる速度で浸食される互いに異なる領域からの堆積速度
を制御する方法であって、前記単一片ターゲットを配設
しかつ前記ターゲット上に第１領域と第２領域を含む複
数の互いに異なる向きの領域を規定するステップと、 前記ターゲットの前記領域の全てからの前記放出スパッ
タ材料の合計の堆積が前記基板表面にわたって所望の分
布のものにされるように前記領域の各々に対して電気的
パラメータの分離した値を確立するステップと、 前記ターゲットが附勢されているとき前記ターゲットの
前記第１領域内で前記スパッタ材料のスパッタ放出と前
記ターゲットの浸食を起こさせるように前記ターゲット
の前記第１領域の近傍の第１プラズマ閉じ込め第１磁界
を活性化するステップと、 前記ターゲットの前記第１磁界が活性化されかつ他の前
記磁界が不活性化されている間に前記ターゲットの前記
第１領域に対して前記確立された電気的パラメータ値に
従って前記ターゲットを附勢するステップと、 前記ターゲットが附勢されたとき前記ターゲットの前記
第２領域内で前記スパッタ材料のスパッタ放出と前記タ
ーゲットの浸食を起こせるように前記ターゲットの前記
第２領域の近傍の第２プラズマ閉じ込め第２磁界を活性
化するステップと、前記ターゲットの前記第２磁界が活
性化されかつ他の前記磁界が不活性化されている間に前
記ターゲットの前記第２領域に対して前記確立された電
気的パラメータ値に従って前記ターゲットを附勢するス
テップと、 を包含することを特徴とする前記方法。 （７４）請求項７３記載の方法であって、前第１磁界と
前記第２磁界の活性化を繰り返し交番的に行うステップ
をさらに含むことを特徴とする前記方法。 （７５）請求項７３記載の方法であって、 前記第１磁界が活性化されている間に前記ターゲットの
前記第１領域以外の前記ターゲットの全て他の前記領域
の近傍のプラズマ閉じ込め磁界を不活性化するステップ
と、 前記第２磁界が活性化さている間に前記ターゲットの前
記第２領域以外の前記ターゲットの全ての他の前記領域
の近傍のプラズマ閉じ込め磁界を不活性化するステップ
と をさらに含むことを特徴とする前記方法。 （７６）請求項７５記載の方法において、前記第１磁界
と前記第２磁界の活性化を行うステップは同時には起ら
ないことを特徴とする前記方法。 （７７）請求項７５記載の方法であって、 前記磁界の１つが活性化されかつ前記他の磁界が不活性
化されているとき前記ターゲットに関連する電気的パラ
メータを測定するステップと、前記測定するステップの
結果に従って前記ターゲットの前記領域の少なくとも１
つに関連する前記確立された電気的パラメータ値の少な
くとも１つを再調整するステップと 前記再調整されたパラメータ値に従って前記活性化と不
活性化するステップを繰り返すステップをさらに含むこ
とを特徴とする前記方法。 （７８）請求項７７記載の方法において、前記測定され
た電気的パラメータは前記ターゲットの動作電力に関連
するパラメータであることを特徴とする前記方法。 （７９）請求項７７記載の方法であって、それぞれ確立
された値において電気的パラメータの全てより少ない数
の前記電気的パラメータを調整するステップと、前記第
１磁界が活性化されかつ前記他の磁界が不活性化されて
いるとき前記ターゲットの少なくとも１つの非調整電気
的パラメータを測定するステップとをさらに含むことを
特徴とするとする方法。 （８０）請求項７５記載の方法であって、 前記磁界の１つが活性化されかつ前記他の磁界が不活性
化されているとき前記基板上への堆積速度を測定するス
テップと、 前記測定するステップの結果に従って前記ターゲットの
前記領域の少なくとも１つに関連する前つを再調整する
ステップと 前記再調整されたパラメータ値に従って前記活性化と不
活性化するステップを繰り返すステップと をさらに含むことを特徴とする前記方法。 （８１）請求項７３記載の方法において、前記確立され
た電気的パラメータは、 それぞれ前記第１磁界と前記第２磁界を発生する第１電
磁石と第２電磁石とに供給される電流と、前記ターゲッ
トが附勢されているとき前記ターゲットに印加される電
流と電圧と、 それぞれ前記第１磁界と前記第２磁界が活性化されるに
要する相対的時限と を含むことを特徴とする前記方法。 （８２）請求項７３記載の方法において、前記附勢する
ステップは前記確立されたパラメータ値の少なくとも１
つにおいて前記ターゲットの電気的パラメータを調整す
るステップを含むことを特徴とする前記方法。 （８３）請求項７３記載の方法であって、 前記基板上への堆積速度を測定するステップと、前記測
定結果に従って前記ターゲットの前記領域の少なくとも
１つに関連する前記確立された電気的パラメータ値の少
なくとも１つを再調整するステップと をさらに含むことを特徴とする前記方法。 （８４）請求項７３記載の方法であって、 前記ターゲット表面の部分における前記ターゲットの浸
食深さを決定するために前記部分において前記ターゲッ
ト表面深さを測定するステップをさらに含むことを特徴
とする前記方法。 （８５）請求項８４記載の方法において、前記深さを測
定するステップは前記ターゲット表面にレーザビームを
送るステップを含むことを特徴とする前記方法。 （８６）基板の互いに異なる向きの表面にわたってスパ
ッタ材料の制御された分布を堆積する方法であって、 スパッタ材料の単一片ターゲットを配設しかつ前記単一
片ターゲットのスパッタ表面上の複数の互いに異なる向
きの領域を区画するステップであって前記領域は第１領
域と第２領域を含み、前記第１領域と前記第２領域は前
記基板の前記互いに異なる向きの表面の互いに異なる１
つにそれぞれ向いている前記領域を区画するステップと
、前記ターゲットの前記領域の全てからスパッタ放出さ
れる前記スパッタ材料の合計の堆積が前記基板表面にわ
たって所望の分布のものにされるように前記領域の各々
に対して分離した電気的パラメータ値を確立するステッ
プと、 前記ターゲットの前記第１領域と前記第２領域の近傍の
第１プラズマ閉じ込め磁界と第２プラズマ閉じ込め磁界
を交番的に活性化するステップであって前記ターゲット
が附勢されているとき前記活性化された磁界の近傍のそ
れぞれ前記領域内の前記スパッタ材料のスパッタ放出を
交番的に生起させる前記活性化するステップと、 前記ターゲットのそれぞれ各前記領域に対してそれぞれ
確立された電気的パラメータに従ってかつ前記それぞれ
の領域の近傍の前記磁界の活性化に同期して前記ターゲ
ットを交番的に附勢するステップと を包含することを特徴とする前記方法。 （８７）請求項８６記載の方法であって、 前記磁界の活性化に同期して前記ターゲットからのスパ
ッタ放出速度に関するパラメータを測定するステップと
、 前記測定するステップの結果に従って前記ターゲットの
前記領域の少なくとも１つに関連する前記確立された電
気的パラメータ値の少なくとも１つを再調整するステッ
プと、 前記再調整されたパラメータ値に従って前記活性化する
ステップと前記附勢するステップを繰り返すステップと を包含することを特徴とする前記方法。 （８８）請求項８６記載の方法において、前記確立され
た電気的パラメータは前記ターゲットの前記第１領域と
前記第２領域が附勢されるに要する相対的時限を含み、
かつ前記方法は前記領域からスパッタ放出されかつ前記
領域から前記基板の互いに異なる向きの表面上へ堆積さ
れる前記スパッタ材料の相対的量に作用する前記相対的
時限を確立するステップとをさらに含むことを特徴とす
る前記方法。 （８９）マグネトロン形スパッタ装置用ターゲットの互
いに異なる領域からの堆積を分離して制御するスパッタ
被覆形成方法であって、 前記ターゲットの第１領域に電気的に接続されている前
記第１領域以外の全ての他の前記領域に関連する全ての
他のプラズマ閉じ込め磁界を不活性化している間に前記
第１領域に関連する第１プラズマ閉じ込め第１磁界を活
性化するステップと、前記第１磁界の活性化に同期して
前記ターゲットの動作に関連するパラメータを測定する
ステップと、 前記ターゲットの前記第１領域に電気的に接続されてい
る前記ターゲットの第２領域以外の全ての他の前記領域
に関連する全ての他のプラズマ閉じ込め磁界を不活性化
している間に前記ターゲットの前記第２領域に関連する
第２プラズマ閉じ込め第２磁界を活性化するステップと
、 前記第２磁界の活性化に同期して前記ターゲットの動作
に関連するパラメータを測定するステップと を包含することを特徴とする前記方法。 （９０）請求項８９記載の方法であって、前記測定する
ステップの結果に応じて前記ターゲットに印加される電
力を調節するステップをさらに含むことを特徴とする前
記方法。 （９１）請求項８９記載の方法において、前記第１プラ
ズマ閉じ込め第１磁界は電磁石によって活性化され、前
記方法は前記電磁石に印加される電流を調節することに
よって前記第１磁界の活性化磁界強度を設定するステッ
プをさらに含むことを特徴とする前記方法。（９２）請
求項８９記載の方法において、前記ターゲットはスパッ
タ表面を有するスパッタ材料の単一片であり、かつ前記
ターゲットの前記領域は前記スパッタ表面に関連する前
記磁界の磁力線と前記ターゲットの前記スパッタ表面と
の交差によって規定される境界を各々持つ前記スパッタ
表面上の区域であることを特徴とする前記方法。 （９３）請求項８９記載の方法であって、前記ターゲッ
トの前記第１領域と前記第２領域の各々に対して分離し
て確立された電気的パラメータ値に従ってかつそれぞれ
前記第１領域と前記第２領域の近傍の前記磁界の活性化
に同期して前記ターゲットを附勢するステップをさらに
含むことを特徴とする前記方法。 （９４）請求項９３記載の方法であって、前記測定する
ステップによって導出された情報に応答して前記電気的
パラメータ値を確立するステップをさらに含むことを特
徴とする前記方法。 （９５）請求項９３記載の方法において、前記活性化す
るステップは交番的に実行されることを特徴とする前記
方法。 （９６）請求項９３記載の方法であって、前記活性化す
るステップの実行を繰り返し交番するステップをさらに
含むことを特徴とする前記方法。 （９７）請求項８９記載の方法において、前記測定する
ステップは基板上への堆積速度を監視するステップをさ
らに含むことを特徴とする前記方法。 （９８）基板表面にわたって堆積される放出スパッタ材
料の所望の分布を得る方法であって、 前記基板表面と間隔を取った関係においてスパッタ表面
を有するスパッタ材料の単一片ターゲットであって該タ
ーゲット表面は該表面上の複数の異なる領域を有し、各
前記領域は該領域からスパッタ放出される前記スパッタ
材料が前記基板表面にわたって互いに異なる堆積分布を
生じるように前記基板と互いに異なる幾何学的関係を有
する前記ターゲットを配設するステップ、 電気的パラメータ値の複数を確立するステッププであっ
て前記電気的パラメータ値の組の各々が前記ターゲット
の前記領域の異なる１つに関連し、前記電気的パラメー
タ値と前記幾何学的関係とは前記ターゲットの前記領域
の全てからの前記スパッタ材料の合計の堆積が前記基板
表面にわたって所望の分布のものにされるような関係に
ある前記電気的パラメータ値の複数の組を確立するステ
ップと、 複数の磁界を活性化するステップであって前記磁界の各
々が前記ターゲットの前記領域の１つの近傍にあり、前
記ターゲットが附勢されているとき前記ターゲットのそ
れぞれの前記領域からスパッタ材料のスパッタ放出を起
こすように前記それぞれの領域に関連するパラメータ値
に従って前記複数の磁界を活性化するステップと、 前記磁界の活性化に同期してかつ前記ターゲットの前記
それぞれの領域と関連するパラメータ値に従って前記タ
ーゲットを附勢するステップとを包含することを特徴と
する前記方法。 （９９）請求項９８記載の方法であって、前記磁界の活
性化に同期して前記電気的パラメータ値の少なくとも１
つを調整するステップをさらに含むことを特徴とする前
記方法。 （１００）請求項９８記載の方法において、前記電気的
パラメータは、 前記磁界の各々に関連する電磁石に供給される電流と、 前記ターゲットが附勢されているとき前記ターゲットに
印加される電流と電圧と、 前記磁界のそれぞれが活性化されるに要する時限とを含
むことを特徴とする前記方法。 （１０１）請求項９８記載の方法であって、前記ターゲ
ットの前記領域からスパッタ放出される前記スパッタ材
料の相対的量を制御するために前記附勢するステップの
使用率を制御するステップをさらに含むことを特徴とす
る前記方法。 （１０２）請求項９８記載の方法において、前記幾何学
的関係は前記ターゲットの各前記領域内の前記ターゲッ
ト表面の各増分を該増分から見ることのできる前記基板
表面の各増分から隔てる距離と、前記基板表面の前記各
増分の前記ターゲット表面の前記各増分に対する角とを
さらに含むことを特徴とする前記方法。 （１０３）請求項９８記載の方法において、前記ターゲ
ットの前記領域は前記ターゲットの中心を取り囲む環状
内側領域と前記内側領域を取り囲む環状外側領域を含む
ことを特徴とする前記方法。 （１０４）請求項１０３記載の方法において、前記ター
ゲットは、 前記基板に向きかつ前記基板に平行なかつ同心の環状形
状と、環状内縁と、環状外縁と、前記基板の直径より大
きい直径と、 前記基板に向くスパッタ表面であってほぼ全体的に凹面
を有することにより前記内縁の高さの前記ターゲット表
面内部が前記基板面に対するよりも前記外縁が前記基板
面に対して近接する前記スパッタ表面とを有し、かつ 前記スパッタ表面は前記内縁と前記外縁との間で前記ス
パッタ表面の半径に沿う連続的かつ滑らかな横断面を有
すること を特徴とする前記方法。 （１０５）請求項１０４記載の方法において、前記ター
ゲットは前記内縁においてよりも前記外縁において厚く
かつ前記内縁の下に存在するよりも多い量の外縁の下に
存在するスパッタ材料を含むことを特徴とする前記方法
。 （１０６）請求項１０５記載の方法において、前記磁界
は各々分離して動作可能の電磁石によって活性化される
ことを特徴とする前記方法。 （１０７）請求項１０６記載の方法において、前記電磁
石は近傍の前記ターゲットの前記領域間で前記ターゲッ
トの下に存在する共通磁極片を含むことを特徴とする前
記方法。 （１０８）請求項１０７記載の方法において、前記ター
ゲットは前記基板に対して前記スパッタ表面と反対側に
背面を有し、かつ前記磁極片前記スパッタ表面近くかつ
該表面下で前記背面に埋め込まれていることを特徴とす
る前記方法。 （１０９）請求項１０８記載の方法において、前記磁極
片は前記ターゲットを構造的に補強するようにかつ熱膨
張に対して前記ターゲットを拘束するに当たり協調する
ように機能することを特徴とする前記方法。 （１１０）請求項１０８記載の方法において、前記磁極
片は前記ターゲットから動作熱を除去する冷却装置を含
むことを特徴とする前記方法。 （１１１）請求項１０３記載の方法において、前記基板
表面は外向き側壁を有する段を前記基板表面上に有し、
かつ前記ターゲットの前記外側領域内の前記スパッタ表
面は前記基板表面上の前記段の前記外向き側壁へほぼ向
く前記ターゲット表面の増分を含むことを特徴とする前
記方法。 （１１２）請求項９８記載の方法において、前記スパッ
タ表面は凹面かつ連続的でない増分は前記ターゲットの
前記領域内に含まないことを特徴とする前記方法。 （１１３）請求項９８記載の方法であって、前記活性化
された磁界の近傍の前記ターゲットの前記領域と前記基
板との間の前記幾何学的関係の変化に関連するパラメー
タの変化を決定するために前記磁界の活性化に同期して
前記ターゲットのパラメータを測定するステップと、 前記測定するステップに応答して前記電気的パラメータ
値の少なくとも１つの値を再調整値を変化するステップ
であって、前記変化された値は前記ターゲットの前記領
域の全てからスパッタ放出された前記スパッタ材料の堆
積が前記基板表面にわたって前記所望の分布のものにさ
れるように前記変化された幾何学的関係と協調するよう
に選択される前記変化するステップと、 前記変化された電気的パラメータに従って前記活性化と
前記附勢を繰り返すステップと をさらに含むことを特徴とする前記方法。 （１１４）請求項１１３記載の方法において、前記いく
かの測定されたパラメータは前記ターゲットの消費電力
に関連することを特徴とする前記方法。 （１１５）請求項１１３記載の方法において、前記１つ
の測定されたパラメータは前記ターゲットの消費電力に
関連することを特徴とする前記方法。 （１１６）請求項１１３記載の方法であって、前記測定
するステップは前記基板上への堆積速度を測定するステ
ップをさらに含むことを特徴とする前記方法。 （１１７）請求項９８記載の方法において、前記スパッ
タ表面の部分における表面深さを測定するステップを含
むことを特徴とする前記方法。 （１１８）請求項１１７記載の方法において、前記測定
するステップは前記ターゲットの浸食を監視することを
特徴とする前記方法。 （１１９）請求項９８記載の方法であって、前記磁界の
活性化を繰り返し交番するステップと前記活性化に同期
して前記ターゲットを繰り返し附勢するステップとをさ
らに含むことを特徴とする前記方法。 （１２０）請求項９８記載の方法において、前記磁界の
活性化は同時には起こらないことを特徴とするする前記
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US339308 | 1989-04-17 | ||
| US07/339,308 US4957605A (en) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Method and apparatus for sputter coating stepped wafers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274874A true JPH02274874A (ja) | 1990-11-09 |
| JPH072989B2 JPH072989B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=23328426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1329425A Expired - Lifetime JPH072989B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-12-19 | 基板被覆堆積用スパッタ装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4957605A (ja) |
| EP (2) | EP0393957B1 (ja) |
| JP (1) | JPH072989B2 (ja) |
| KR (1) | KR0148007B1 (ja) |
| CA (1) | CA2001805C (ja) |
| DE (2) | DE69033739T2 (ja) |
Families Citing this family (83)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126028A (en) * | 1989-04-17 | 1992-06-30 | Materials Research Corporation | Sputter coating process control method and apparatus |
| US5080772A (en) * | 1990-08-24 | 1992-01-14 | Materials Research Corporation | Method of improving ion flux distribution uniformity on a substrate |
| US5174875A (en) * | 1990-08-29 | 1992-12-29 | Materials Research Corporation | Method of enhancing the performance of a magnetron sputtering target |
| US5284561A (en) * | 1991-11-13 | 1994-02-08 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for sputter coating employing machine readable indicia carried by target assembly |
| JP2529031B2 (ja) * | 1991-01-30 | 1996-08-28 | 株式会社芝浦製作所 | スパッタリング装置 |
| DE9217937U1 (de) * | 1992-01-29 | 1993-04-01 | Leybold AG, 6450 Hanau | Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung |
| DE9310565U1 (de) * | 1993-07-15 | 1993-10-14 | Balzers Hochvakuum GmbH, 65205 Wiesbaden | Target für Kathodenzerstäubungsanlagen |
| US5455197A (en) * | 1993-07-16 | 1995-10-03 | Materials Research Corporation | Control of the crystal orientation dependent properties of a film deposited on a semiconductor wafer |
| US6605198B1 (en) * | 1993-07-22 | 2003-08-12 | Sputtered Films, Inc. | Apparatus for, and method of, depositing a film on a substrate |
| JP2592217B2 (ja) * | 1993-11-11 | 1997-03-19 | 株式会社フロンテック | 高周波マグネトロンプラズマ装置 |
| US5435881A (en) * | 1994-03-17 | 1995-07-25 | Ogle; John S. | Apparatus for producing planar plasma using varying magnetic poles |
| EP0704878A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-03 | Applied Materials, Inc. | Uniform film thickness deposition of sputtered materials |
| US5556525A (en) * | 1994-09-30 | 1996-09-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | PVD sputter system having nonplanar target configuration and methods for operating same |
| GB9425138D0 (en) | 1994-12-12 | 1995-02-08 | Dynal As | Isolation of nucleic acid |
| US5512150A (en) * | 1995-03-09 | 1996-04-30 | Hmt Technology Corporation | Target assembly having inner and outer targets |
| US5665214A (en) * | 1995-05-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Automatic film deposition control method and system |
| US6416635B1 (en) * | 1995-07-24 | 2002-07-09 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for sputter coating with variable target to substrate spacing |
| DE19623359A1 (de) * | 1995-08-17 | 1997-02-20 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats |
| CH691643A5 (de) * | 1995-10-06 | 2001-08-31 | Unaxis Balzers Ag | Magnetronzerstäubungsquelle und deren Verwendung. |
| DE19614598A1 (de) * | 1996-04-13 | 1997-10-16 | Singulus Technologies Gmbh | Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung |
| US5863399A (en) * | 1996-04-13 | 1999-01-26 | Singulus Technologies Gmbh | Device for cathode sputtering |
| US6042706A (en) * | 1997-01-14 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Ionized PVD source to produce uniform low-particle deposition |
| US5985115A (en) * | 1997-04-11 | 1999-11-16 | Novellus Systems, Inc. | Internally cooled target assembly for magnetron sputtering |
| GB9722648D0 (en) * | 1997-10-24 | 1997-12-24 | Univ Nanyang | ARC monitoring |
| US6090246A (en) * | 1998-01-20 | 2000-07-18 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for detecting reflected neutrals in a sputtering process |
| US6342131B1 (en) | 1998-04-17 | 2002-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of depositing a multilayer thin film by means of magnetron sputtering which controls the magnetic field |
| TW371108U (en) * | 1998-04-21 | 1999-09-21 | United Semiconductor Corp | Defected chip detecting tool |
| US6217716B1 (en) | 1998-05-06 | 2001-04-17 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for improving target erosion in hollow cathode magnetron sputter source |
| US6146509A (en) * | 1999-06-11 | 2000-11-14 | Scivac | Inverted field circular magnetron sputtering device |
| US7069101B1 (en) | 1999-07-29 | 2006-06-27 | Applied Materials, Inc. | Computer integrated manufacturing techniques |
| US6359388B1 (en) | 2000-08-28 | 2002-03-19 | Guardian Industries Corp. | Cold cathode ion beam deposition apparatus with segregated gas flow |
| US7188142B2 (en) | 2000-11-30 | 2007-03-06 | Applied Materials, Inc. | Dynamic subject information generation in message services of distributed object systems in a semiconductor assembly line facility |
| TWI229138B (en) * | 2001-06-12 | 2005-03-11 | Unaxis Balzers Ag | Magnetron-sputtering source |
| US7698012B2 (en) | 2001-06-19 | 2010-04-13 | Applied Materials, Inc. | Dynamic metrology schemes and sampling schemes for advanced process control in semiconductor processing |
| US7047099B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-05-16 | Applied Materials Inc. | Integrating tool, module, and fab level control |
| US7082345B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-07-25 | Applied Materials, Inc. | Method, system and medium for process control for the matching of tools, chambers and/or other semiconductor-related entities |
| US7201936B2 (en) | 2001-06-19 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Method of feedback control of sub-atmospheric chemical vapor deposition processes |
| US7160739B2 (en) | 2001-06-19 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Feedback control of a chemical mechanical polishing device providing manipulation of removal rate profiles |
| US6910947B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Control of chemical mechanical polishing pad conditioner directional velocity to improve pad life |
| US7101799B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Feedforward and feedback control for conditioning of chemical mechanical polishing pad |
| US6913938B2 (en) * | 2001-06-19 | 2005-07-05 | Applied Materials, Inc. | Feedback control of plasma-enhanced chemical vapor deposition processes |
| US7337019B2 (en) | 2001-07-16 | 2008-02-26 | Applied Materials, Inc. | Integration of fault detection with run-to-run control |
| US6950716B2 (en) * | 2001-08-13 | 2005-09-27 | Applied Materials, Inc. | Dynamic control of wafer processing paths in semiconductor manufacturing processes |
| US6984198B2 (en) * | 2001-08-14 | 2006-01-10 | Applied Materials, Inc. | Experiment management system, method and medium |
| US20030037090A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-20 | Koh Horne L. | Tool services layer for providing tool service functions in conjunction with tool functions |
| JP2005538929A (ja) | 2002-01-16 | 2005-12-22 | ダイナル バイオテック エイエスエイ | 単一サンプルからの核酸及びタンパク質の単離方法 |
| US7225047B2 (en) | 2002-03-19 | 2007-05-29 | Applied Materials, Inc. | Method, system and medium for controlling semiconductor wafer processes using critical dimension measurements |
| US6589398B1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-07-08 | Novellus Systems, Inc. | Pasting method for eliminating flaking during nitride sputtering |
| DE10234862A1 (de) * | 2002-07-31 | 2004-02-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Bipolar-Magnetronsputtern |
| US6999836B2 (en) | 2002-08-01 | 2006-02-14 | Applied Materials, Inc. | Method, system, and medium for handling misrepresentative metrology data within an advanced process control system |
| US6988463B2 (en) * | 2002-10-18 | 2006-01-24 | Guardian Industries Corp. | Ion beam source with gas introduced directly into deposition/vacuum chamber |
| US6812648B2 (en) | 2002-10-21 | 2004-11-02 | Guardian Industries Corp. | Method of cleaning ion source, and corresponding apparatus/system |
| BE1015154A5 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-10-05 | Alloys For Technical Applic S | Ensemble destine a la pulverisation cathodique magnetron. |
| WO2004046835A2 (en) | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Applied Materials, Inc. | Method, system and medium for controlling manufacture process having multivariate input parameters |
| US7333871B2 (en) | 2003-01-21 | 2008-02-19 | Applied Materials, Inc. | Automated design and execution of experiments with integrated model creation for semiconductor manufacturing tools |
| US6811657B2 (en) | 2003-01-27 | 2004-11-02 | Micron Technology, Inc. | Device for measuring the profile of a metal film sputter deposition target, and system and method employing same |
| US7205228B2 (en) | 2003-06-03 | 2007-04-17 | Applied Materials, Inc. | Selective metal encapsulation schemes |
| US7354332B2 (en) | 2003-08-04 | 2008-04-08 | Applied Materials, Inc. | Technique for process-qualifying a semiconductor manufacturing tool using metrology data |
| US7273533B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-09-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling |
| US7356377B2 (en) | 2004-01-29 | 2008-04-08 | Applied Materials, Inc. | System, method, and medium for monitoring performance of an advanced process control system |
| US7096085B2 (en) | 2004-05-28 | 2006-08-22 | Applied Materials | Process control by distinguishing a white noise component of a process variance |
| US6961626B1 (en) | 2004-05-28 | 2005-11-01 | Applied Materials, Inc | Dynamic offset and feedback threshold |
| DE112005001599B4 (de) * | 2004-07-09 | 2019-03-28 | National Institute For Materials Science | Verfahren zum Umstellen der Magnetflussverteilung einer Magnetron-Zerstäubungsvorrichtung |
| US7485210B2 (en) * | 2004-10-07 | 2009-02-03 | International Business Machines Corporation | Sputtering target fixture |
| US20060207871A1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Gennady Yumshtyk | Sputtering devices and methods |
| US20070074970A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Cp Technologies, Inc. | Device and method of manufacturing sputtering targets |
| US7939181B2 (en) * | 2006-10-11 | 2011-05-10 | Oerlikon Trading Ag, Trubbach | Layer system with at least one mixed crystal layer of a multi-oxide |
| DK1970465T3 (da) | 2007-03-13 | 2013-10-07 | Jds Uniphase Corp | Fremgangsmåde og system til katodeforstøvning til aflejring af et lag, der består af en blanding af materialer og har et på forhånd defineret brydningsindeks |
| US8662008B2 (en) * | 2008-02-07 | 2014-03-04 | Sunpower Corporation | Edge coating apparatus for solar cell substrates |
| US8322300B2 (en) * | 2008-02-07 | 2012-12-04 | Sunpower Corporation | Edge coating apparatus with movable roller applicator for solar cell substrates |
| KR20100006483A (ko) * | 2008-07-09 | 2010-01-19 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 자장 형성 제어 유니트 및 이를 갖는 마그네트론 스퍼터링장치, 자장 형성 제어 유니트를 사용한 마그네트론스퍼터링 방법 |
| JP5343835B2 (ja) * | 2009-12-10 | 2013-11-13 | 日新イオン機器株式会社 | 反射電極構造体及びイオン源 |
| US8398834B2 (en) * | 2010-04-02 | 2013-03-19 | NuvoSun, Inc. | Target utilization improvement for rotatable magnetrons |
| JP5317038B2 (ja) * | 2011-04-05 | 2013-10-16 | 日新イオン機器株式会社 | イオン源及び反射電極構造体 |
| US8575565B2 (en) | 2011-10-10 | 2013-11-05 | Guardian Industries Corp. | Ion source apparatus and methods of using the same |
| JP6009171B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-10-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| JP6125247B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2017-05-10 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム |
| GB201306923D0 (en) * | 2013-04-17 | 2013-05-29 | Gencoa Ltd | Auto-tuning |
| US9368330B2 (en) | 2014-05-02 | 2016-06-14 | Bh5773 Ltd | Sputtering targets and methods |
| US11037768B2 (en) | 2016-03-05 | 2021-06-15 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for controlling ion fraction in physical vapor deposition processes |
| CN110066980A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-30 | 德淮半导体有限公司 | 环状靶材部件、半导体工艺设备及其工作方法 |
| US11894220B2 (en) | 2019-07-17 | 2024-02-06 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for controlling a processing reactor |
| CN112830686A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-25 | 四川虹科创新科技有限公司 | 一种浮法玻璃表面硫膜控制装置及方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54139892A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-30 | Varian Associates | Method and apparatus for regulating coated speed by computercontrol in sputtering apparatus |
| JPS56152963A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-26 | Hitachi Ltd | Sputtering apparatus |
| JPS56156766A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-03 | Fujitsu Ltd | Spattering device |
| JPS5810989A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-21 | Hitachi Ltd | 遠方監視制御装置における反転試験方式 |
| JPS58199860A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-21 | Hitachi Ltd | 成膜方法 |
| JPS6116347A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-24 | Ricoh Co Ltd | メモリ走査装置 |
| JPS62107063A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-18 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS62243764A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-24 | Ulvac Corp | スパツタによる成膜制御装置 |
| JPS637366A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロンスパツタ装置 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3669871A (en) * | 1969-09-10 | 1972-06-13 | Ibm | Sputtering apparatus having a concave source cathode |
| US4041353A (en) * | 1971-09-07 | 1977-08-09 | Telic Corporation | Glow discharge method and apparatus |
| US3884793A (en) * | 1971-09-07 | 1975-05-20 | Telic Corp | Electrode type glow discharge apparatus |
| US3878085A (en) * | 1973-07-05 | 1975-04-15 | Sloan Technology Corp | Cathode sputtering apparatus |
| US4166018A (en) * | 1974-01-31 | 1979-08-28 | Airco, Inc. | Sputtering process and apparatus |
| US3956093A (en) * | 1974-12-16 | 1976-05-11 | Airco, Inc. | Planar magnetron sputtering method and apparatus |
| US4100055A (en) * | 1977-06-10 | 1978-07-11 | Varian Associates, Inc. | Target profile for sputtering apparatus |
| US4401539A (en) * | 1981-01-30 | 1983-08-30 | Hitachi, Ltd. | Sputtering cathode structure for sputtering apparatuses, method of controlling magnetic flux generated by said sputtering cathode structure, and method of forming films by use of said sputtering cathode structure |
| US4444635A (en) * | 1981-07-22 | 1984-04-24 | Hitachi, Ltd. | Film forming method |
| US4416759A (en) * | 1981-11-27 | 1983-11-22 | Varian Associates, Inc. | Sputter system incorporating an improved blocking shield for contouring the thickness of sputter coated layers |
| US4500409A (en) * | 1983-07-19 | 1985-02-19 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputter coating source for both magnetic and non magnetic target materials |
| US4500408A (en) * | 1983-07-19 | 1985-02-19 | Varian Associates, Inc. | Apparatus for and method of controlling sputter coating |
| JPS60152671A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Anelva Corp | スパツタリング電極 |
| CH659484A5 (de) * | 1984-04-19 | 1987-01-30 | Balzers Hochvakuum | Anordnung zur beschichtung von substraten mittels kathodenzerstaeubung. |
| US4569746A (en) * | 1984-05-17 | 1986-02-11 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputter device using the same pole piece for coupling separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges |
| US4606806A (en) * | 1984-05-17 | 1986-08-19 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputter device having planar and curved targets |
| US4595482A (en) * | 1984-05-17 | 1986-06-17 | Varian Associates, Inc. | Apparatus for and the method of controlling magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges |
| US4761218A (en) * | 1984-05-17 | 1988-08-02 | Varian Associates, Inc. | Sputter coating source having plural target rings |
| KR900001825B1 (ko) * | 1984-11-14 | 1990-03-24 | 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 성막 지향성을 고려한 스퍼터링장치 |
| JPS61183467A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Hitachi Ltd | スパッタリング方法及びその装置 |
| JPS61238958A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | 複合薄膜形成法及び装置 |
| JPS62211373A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパツタリング装置 |
| US4855033A (en) * | 1986-04-04 | 1989-08-08 | Materials Research Corporation | Cathode and target design for a sputter coating apparatus |
| CA1308060C (en) * | 1986-04-04 | 1992-09-29 | Tokyo Electron Limited | Cathode and target design for a sputter coating apparatus |
| DE3624150C2 (de) * | 1986-07-17 | 1994-02-24 | Leybold Ag | Zerstäubungskatode nach dem Magnetronprinzip |
| US4853102A (en) * | 1987-01-07 | 1989-08-01 | Hitachi, Ltd. | Sputtering process and an apparatus for carrying out the same |
| US4810335A (en) * | 1987-01-20 | 1989-03-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for monitoring etching processes |
| US4834860A (en) * | 1987-07-01 | 1989-05-30 | The Boc Group, Inc. | Magnetron sputtering targets |
| DE3727901A1 (de) * | 1987-08-21 | 1989-03-02 | Leybold Ag | Zerstaeubungskathode nach dem magnetronprinzip |
| US4842703A (en) * | 1988-02-23 | 1989-06-27 | Eaton Corporation | Magnetron cathode and method for sputter coating |
| US4820397A (en) * | 1988-04-04 | 1989-04-11 | Tosoh Smd, Inc. | Quick change sputter target assembly |
-
1989
- 1989-04-17 US US07/339,308 patent/US4957605A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-30 CA CA002001805A patent/CA2001805C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-30 KR KR1019890017526A patent/KR0148007B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-12-19 JP JP1329425A patent/JPH072989B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-12 EP EP90304043A patent/EP0393957B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-12 DE DE69033739T patent/DE69033739T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-12 EP EP90304044A patent/EP0393958B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-12 DE DE69033686T patent/DE69033686T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54139892A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-30 | Varian Associates | Method and apparatus for regulating coated speed by computercontrol in sputtering apparatus |
| JPS56152963A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-26 | Hitachi Ltd | Sputtering apparatus |
| JPS56156766A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-03 | Fujitsu Ltd | Spattering device |
| JPS5810989A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-21 | Hitachi Ltd | 遠方監視制御装置における反転試験方式 |
| JPS58199860A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-21 | Hitachi Ltd | 成膜方法 |
| JPS6116347A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-24 | Ricoh Co Ltd | メモリ走査装置 |
| JPS62107063A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-18 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS62243764A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-24 | Ulvac Corp | スパツタによる成膜制御装置 |
| JPS637366A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロンスパツタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69033739D1 (de) | 2001-07-05 |
| CA2001805C (en) | 2000-06-27 |
| EP0393957B1 (en) | 2001-05-30 |
| EP0393957A2 (en) | 1990-10-24 |
| EP0393958A2 (en) | 1990-10-24 |
| US4957605A (en) | 1990-09-18 |
| DE69033686D1 (de) | 2001-02-15 |
| CA2001805A1 (en) | 1990-10-17 |
| DE69033686T2 (de) | 2001-05-10 |
| EP0393957A3 (en) | 1991-07-24 |
| KR0148007B1 (ko) | 1998-11-02 |
| JPH072989B2 (ja) | 1995-01-18 |
| DE69033739T2 (de) | 2001-09-13 |
| EP0393958B1 (en) | 2001-01-10 |
| KR900017125A (ko) | 1990-11-15 |
| EP0393958A3 (en) | 1991-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02274874A (ja) | 基板被覆堆積用スパッタ装置及び方法 | |
| US5174875A (en) | Method of enhancing the performance of a magnetron sputtering target | |
| US9771648B2 (en) | Method of ionized physical vapor deposition sputter coating high aspect-ratio structures | |
| US5558749A (en) | Magnetron sputtering apparatus and method | |
| US7147759B2 (en) | High-power pulsed magnetron sputtering | |
| EP1690279B1 (en) | Plasma source with segmented magnetron cathode | |
| US6197165B1 (en) | Method and apparatus for ionized physical vapor deposition | |
| EP2164091B1 (en) | Method for manufacturing sputter-coated substrates, magnetron source and sputtering chamber with such source | |
| JPH01272765A (ja) | スパッタ被覆装置およびその被覆方法 | |
| US5865961A (en) | Magnetron sputtering apparatus and method | |
| KR20180019762A (ko) | 균일한 증착을 위한 장치 및 방법 | |
| EP0544831B1 (en) | Sputtering apparatus and sputtering method of improving ion flux distribution uniformity on a substrate | |
| JPH04228567A (ja) | プレーナー・マグネトロン・スパッタリングシステム | |
| EP0555339B1 (en) | Magnetron sputter coating method and apparatus with rotating magnet cathode | |
| KR20060066632A (ko) | 기판에 재료를 캐소드 아크 증착시키기 위한 방법 및 장치 | |
| JP3315113B2 (ja) | 磁電管スパッタリング標的の性能を向上させる方法 | |
| JPH01116068A (ja) | バイアススパッタ装置 | |
| JPS6277459A (ja) | スパツタ電極 | |
| JPH05179442A (ja) | マグネトロンスパッタリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |