JPH0480353A - スパッタリング装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ１背景技術［第７図乃至第９図］ Ｄ１発明が解決しようとする問題点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第６図］ ａ、一つの実施例［第１図乃至第３図］ｂ、他の実施例
［第４図乃至第６図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はスパッタリング装置、特にターゲットと基板と
の間に基板へ斜めに入射する粒子をカットする斜め入射
防止フィルタを設けたスパッタリング装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記のスパッタリング装置において、 目づまりにより斜め入射防止フィルタがすぐに使用でき
なくなることを防止するため、ターゲットと基板との間
に回転円板あるいは移動ベルトからなる斜め入射防止フ
ィルタを介在させるようにしたものである。

（Ｃ，背景技術）　［第７図乃至第９図］スパッタリン
グ装置は一般に第７図に示す構造を有している。同図に
おいて、ａはチャンバーｂはガス導入口、Ｃはガス排気
口、ｄはチャンバーａの内底面上に置かれた半導体ウェ
ハ、ｅは例えばアルミニウム等のターゲットである。

ところで、第７図に示すような構造のスパッタリング装
置によれば、第８図に示すようなアクスペクト比の大き
なコンタクトホール（あるいはスルーホール）ｆを有す
る半導体ウェハ６表面に例えばアルミニウム膜ｇを形成
する場合、同図に示すようにステップカバレッジが悪い
という問題があった。そして、この原因は、半導体ウェ
ハｄの表面に対して斜め方向に入射するアルミニウム粒
子があることにある。

そこで、第９図に示すような斜め入射防止フィルタｈを
設けて半導体ウェハｄに対して垂直に入射するアルミニ
ウム粒子のみが斜め入射防止フィルタｈを通って半導体
ウェハｄ上に堆積するようにすることが提案された（１
９８８年春季応用物理学会研究発表予稿集　６４０頁　
２９ｐ−Ｖ−４「アルミバイアススパッタ法の検討」）
、該斜め入射防止フィルタｈは微小な孔ｉを多数垂直に
設けてなるものである。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）上述したように
斜め入射防止フィル（ｈをターゲットｅと半導体ウェハ
ｄとの間に設ければ確かに斜めに入射する粒子を斜め入
射防止フィルタｈによってかなりカットでき、ステップ
カバレッジを良（することができる。

しかしながら、斜め入射防止フィルタｈは使用に伴って
目づまりするので、連続使用できず、量産性の向上を阻
む要因となるという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決すべ（為されたもので
あり、その目的とするところは斜め入射防止フィルタが
目づまりによりすぐに使用できなくなることを防止する
ことにある。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明スパッタリング装置は上記問題点を解決するため
、ターゲットと基板との間に回転円板あるいは移動ベル
トからなる斜め入射防止フィルタを介在させるようにし
たことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明スパッタリング装置によれば、ターゲットと基板
との間に回転円板あるいは移動ベルトからなる斜め入射
防止フィルタを介在させるので、該斜め入射防止フィル
タの回転あるいは移動により斜め入射防止フィルタのタ
ーゲットと基板との間に介在する部分が変るようにする
ことができる。

従って、斜め入射防止フィルタが目づまりによりすぐに
使用できなくなるということを防止することができる。

（Ｇ、実施例）　［第１図乃至第６図Ｊ以下、本発明ス
パッタリング装置を図示実施例に従って詳細に説明する
。

（ａ、一つの実施例）［第１図乃至第３図］第１図及び
第２図は本発明スパッタリング装置の一つの実施例を示
すもので、第１図はスバッタリング装置の断面図である
。

図面において、ｌはスパッタリングを行うスパッタチャ
ンバ、２は該スパッタチャンバ１の内底面上に置かれた
半導体ウェハ、３はスパッタチャンバ１内にガスを導入
するガス導入口、４はスタックチャンバｌから外部へガ
スを排気するガス排気口、５はターゲットである。

６は上記スパッタチャンバｌに隔壁７を介して隣接する
エツチングチャンバ、８は隔壁７に形成された回転円板
逃げスリット、９はエツチングチャンバ６内にガスを導
入するガス導入口、１０はエツチングチャンバ６から外
部へガスを排気するガス排気口、１１はエツチングチャ
ンバ６内に水平に設けられたプラズマ生成用の電極で、
ＲＦ電源１２によりＲＦ電圧を受ける。

１３は上記電極１１に接続された導線１４とエツチング
チャンバ６との間を絶縁する絶縁具である。

１５はスパッタチャンバｌとエツチングチャンバ６に渡
って設けられた回転円板で、上記回転円板逃げスリット
８を非接触で通っており、スパッタチャンバ１内にてタ
ーゲット５と半導体ウェハ２との間を遮ぎり、エツチン
グチャンバ６内において上記電極１１に対向している。

該回転円板１５は中心部を回転軸１６を介してチャンバ
外部のモータ１７に連結されている。尚、１９はプラズ
マである。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は回転円板１５を示すもので、垂
直な微小透孔１８が多数高密度で形成されて斜め入射防
止フィルタとされている。

従って、回転円板１５はスパッタチャンバｌ内において
ターゲット５から半導体ウェハ２へ斜めに入射する粒子
（例えばアルミニウム粒子）をカットし、半導体ウェハ
２へ略垂直に入射する粒子の通過を許容する。即ち、斜
め入射防止フィルタとしての役割を果す。

ところで、回転円板１５はモータ１７によって回転せし
められ、エツチングチャンバ６内において表面あるいは
上記微小透孔１８に付着した粒子がプラズマエツチング
されるようになっている。

従って、回転円板１５がスパッタチャンバ１内にて粒子
による目づまりを起しそうになってもエツチングチャン
バ６内にてプラズマエツチングによってその粒子が除去
される。

依って、回転円板１５が目づまりを起してすぐにスパッ
タリングを妨げる状態になりスパッタリング装置の連続
使用を不可能にするという虞れが全くな（なり、量産性
を高めることができる。

そして、回転円板１５を回転しながらスパッタリングを
行うことによりスパッタリングで半導体ウェハ２上に形
成されるアルミニウム等からなる膜の膜厚の均一性を高
めることができる。というのは、従来のように斜め入射
防止フィルタを固定しておくと微小透孔のある部分とな
い部分が存在するため膜厚の均一性が低下する虞れがあ
るが、回転円板１５が回転すると透孔が移動するのでそ
の虞れがなく膜厚を均一にすることが可能になるからで
ある。

尚、回転円板１５の厚さｔと微小透孔１８の径ｄの比ｔ
／ｄは、半導体ウェハ２の表面に存在しているコンタク
トホールのアスペクト比に応じて変えると良く、このア
スペクト比が大きいときはｔ／ｄも太き（することが好
ましい。

ところで、上述した実施例のように回転円板１５を回転
しながらスパッタリングを行うようにしても良いが、ス
パッタリング中は回転円板１５を停止し、スパッタリン
グが終ると回転円板１５を回転させるようにしても良い
。

第３図は第１図、第２図に示したスパッタリング装置の
変形例を示す断面図である。

本スパッタリング装置はスパッタチャンバ１とエツチン
グチャンバ６との間の相互汚染をより有効に防止するた
めにその間に共通排気室２０を設けたものである。この
共通排気室２０においても排気をすることにより、スパ
ッタチャンバｌとエツチングチャンバ６の一方から他方
へのガスの流れを完全に防止することができる。勿論、
第１図に示すスパッタリング装置においてもスパッタチ
ャンバ１とエツチングチャンバ６の内部圧力を適宜に調
整することにより回転円板逃げスリツト８を通しての相
互汚染をきわめて小さ（することができるが、より完璧
に相互汚染を防止する必要がある場合には第３図に示す
装置のようにすると良い。

（ｂ、他の実施例）［第４図乃至第６図コ第４図は本発
明スパッタリング装置の他の実施例を示す断面図である
。

本スパッタリング装置は、エツチングチャンバ６を有さ
ず、ベルト２１より形成した斜め入射防止フィルタをタ
ーゲット５と半導体ウェハ２との間に介在させ、該ベル
ト２１を移動させることができるようにしたものである
。２２はベルト２１が巻かれた供給ローラ、２３はベル
ト２１を巻き取る巻取ローラである。該ベルト２１には
、図示はしないが第１図、第２図に示した実施例のよう
に微小な透孔が多数高密度で垂直に形成されている。

そして、ローラ２２．２３の回転によりベルト２１を移
動させながらスパッタリングを行う。

従って、本スパッタリング装置によれば、常にベルト２
１の新しい面が斜め入射防止フィルタとしてターゲット
５と半導体ウェハ２との間に介在するので目づまりを起
す虞れがない。また、斜め入射防止フィルタの位置を固
定した状態で行う場合と比較してスパッタリングにより
半導体ウェハ２上に形成される膜の膜厚の均一性を高く
することができる。

尚、供給ローラ２２に巻き取られていたベルト２１を使
用しきると新しいベルト２１に交換して使用する。古い
ベルト２１は廃棄するかあるいは粒子を適宜除去して再
使用する。

第５図及び第６図は各別の変形例を示す断面図である。

各スパッタリング装置は、ベルト２１としてエンドレス
のものを用い、スパッタチャンバ１の下側にエツチング
チャンバ６を設け、該エンドレスベルト２１をローラ２
４．２４．２４．２４を用いてスパッタチャンバｌ及び
エツチングチャンバ６に無限軌道を描くように通し、ス
パッタチャンバ１内において斜め入射防止フィルタとし
て機能させ、エツチングチャンバ６内においてプラズマ
エツチングによりベルト２１表面の付着粒子を除去する
ようにしたものである。尚、第５図に示すものと第６図
に示すものとはスパッタチャンバｌをエツチングチャン
バ６との間の相互汚染の防止構造に違いがあるに過ぎず
、それ以外に本質的な違いはない。

尚、本発明スパッタリング装置により形成することので
きる膜には、アルミニウム膜のほか、Ｓｔ含有アルミニ
ウム膜、Ａｌ２５　ｉ　Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ｔｉ０Ｎ膜、
ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜膜、Ｍｏ膜、Ａｕ膜、Ｃｕ膜等がある
。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明スパッタリング装置は、タ
ーゲットと基板との間に回転円板あるいは移動ベルトか
らなる斜め入射防止フィルタを介在させるようにしたこ
とを特徴とするものである。

従って、本発明スパッタリング装置によれば、ターゲッ
トと基板との間に回転円板あるいは移動ベルトからなる
斜め入射防止フィルタを介在させるので、該斜め入射防
止フィルタを回転あるいは移動することにより斜め入射
防止フィルタのターゲットと基板との間に介在する部分
を変化させることができる。

従って、斜め入射防止フィルタが目づまりによりすぐに
使用できなくなることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明スパッタリング装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図は装置の断面図、
第２図（Ａ）は回転円板の平面図、同図（Ｂ）は同図（
Ａ）のＢ　−Ｂ　ＩＩ視断面図、第３図は第１図、第２
図に示したスパッタリング装置の変形例を示す装置の断
面図、第４図は本発明スパッタリング装置の他の実施例
を示す断面図、第５図及び第６図は第４図に示したスバ
ッ噴−一 、−（％Ｊ　Ｌｒ′ 絨 １、げ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターゲットと基板との間を一部分にて遮ぎる回転
   円板を有し、 上記回転円板に垂直な透孔が多数形成されて該回転円板
   が上記ターゲットから上記基板へ斜めに入射する粒子を
   カットする斜め入射防止フィルタとされ、 上記回転円板が回転することにより該回転円板のターゲ
   ットと基板との間を遮ぎる部分が変化するようにされた ことを特徴とするスパッタリング装置
2. （２）ターゲットと基板との間を一部分にて遮ぎるベル
   トを有し、 上記ベルトに垂直な透孔が多数形成されて該ベルトが上
   記ターゲットから上記基板へ斜めに入射する粒子をカッ
   トする斜め入射防止フィルタとされ、 上記ベルトが移動することにより該ベルトのターゲット
   と基板との間を遮ぎる部分が変化するようにされた ことを特徴とするスパッタリング装置