JPH05148634A - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
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- JPH05148634A JPH05148634A JP3334375A JP33437591A JPH05148634A JP H05148634 A JPH05148634 A JP H05148634A JP 3334375 A JP3334375 A JP 3334375A JP 33437591 A JP33437591 A JP 33437591A JP H05148634 A JPH05148634 A JP H05148634A
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- JP
- Japan
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- gas
- target
- reactive
- sputtering
- reactive gas
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0063—Reactive sputtering characterised by means for introducing or removing gases
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応性スパッタリングにおけるＡｒと反応性
ガスの導入に際し、プラズマの中央部と周辺部での反応
性ガスの濃度をコントロールする。 【構成】 スパッタリング中に、ガス配管３を通して反
応性ガスを導入するとともにＡｒ又は反応性ガスをリン
グ状ガス配管４より独立に導入することにより、ターゲ
ット２の直径方向での、反応性ガスの濃度コントロール
を行い、ターゲット面内での反応性ガスとターゲットと
の反応を均一にする。
ガスの導入に際し、プラズマの中央部と周辺部での反応
性ガスの濃度をコントロールする。 【構成】 スパッタリング中に、ガス配管３を通して反
応性ガスを導入するとともにＡｒ又は反応性ガスをリン
グ状ガス配管４より独立に導入することにより、ターゲ
ット２の直径方向での、反応性ガスの濃度コントロール
を行い、ターゲット面内での反応性ガスとターゲットと
の反応を均一にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応性スパッタリング
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応性スパッタリングは、反応性ガスを
導入しながらターゲット材料をスパッタリングすること
により反応したターゲット材を成膜面へ付着させる成膜
方法である。図６に、従来の反応性スパッタリング装置
の概略図を示す。図６は、反応性スパッタリング装置の
側面を上段に、平面を下段に示したものである。
導入しながらターゲット材料をスパッタリングすること
により反応したターゲット材を成膜面へ付着させる成膜
方法である。図６に、従来の反応性スパッタリング装置
の概略図を示す。図６は、反応性スパッタリング装置の
側面を上段に、平面を下段に示したものである。
【０００３】従来のガス導入方法では、ガス配管３より
Ａｒと反応性ガスが均一の濃度で処理チャンバーへ導入
される。成膜面１とターゲット２の間でプラズマを発生
させることにより、Ａｒガスイオンを、ターゲット２に
衝突させ、ターゲット２の材料をスパッタリングするこ
とにより成膜面１へ膜を堆積する。
Ａｒと反応性ガスが均一の濃度で処理チャンバーへ導入
される。成膜面１とターゲット２の間でプラズマを発生
させることにより、Ａｒガスイオンを、ターゲット２に
衝突させ、ターゲット２の材料をスパッタリングするこ
とにより成膜面１へ膜を堆積する。
【０００４】ターゲット２の材料は、反応性ガスがイオ
ンとなってターゲット２に衝突した時、もしくは衝突
後、スパッタリングされ、プラズマ中を飛程する間に、
反応性ガスと反応して成膜面へ付着し、反応した膜が堆
積する。
ンとなってターゲット２に衝突した時、もしくは衝突
後、スパッタリングされ、プラズマ中を飛程する間に、
反応性ガスと反応して成膜面へ付着し、反応した膜が堆
積する。
【０００５】この従来のガス導入方法では、ターゲット
より外周部ではＡｒと反応性ガスの濃度は均一である
が、プラズマの中では、Ａｒと反応性ガスがイオン化
し、反応性ガスは、ターゲット材料と反応しながらプラ
ズマ中を飛程していくため、ターゲット２の半径方向
で、反応ガスの濃度に差ができ、これが反応量の差とな
って現われる。
より外周部ではＡｒと反応性ガスの濃度は均一である
が、プラズマの中では、Ａｒと反応性ガスがイオン化
し、反応性ガスは、ターゲット材料と反応しながらプラ
ズマ中を飛程していくため、ターゲット２の半径方向
で、反応ガスの濃度に差ができ、これが反応量の差とな
って現われる。
【０００６】この反応量の差は、成膜面へ付着する膜の
組成の変化をもたらし、膜特性の面内分布の悪化とな
り、半導体装置の特性のバラツキや歩留りの悪化，信頼
性の低下の要因となる。
組成の変化をもたらし、膜特性の面内分布の悪化とな
り、半導体装置の特性のバラツキや歩留りの悪化，信頼
性の低下の要因となる。
【０００７】本発明の目的は、ターゲットの面内での反
応ガスとターゲットとの反応の均一化を可能としたスパ
ッタリング装置を提供することにある。
応ガスとターゲットとの反応の均一化を可能としたスパ
ッタリング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるスパッタリング装置においては、２以
上のガス配管を有し、スパッタリング中に、反応性ガス
を導入し、反応したターゲット材料を成膜面へ堆積する
反応性スパッタリング装置であって、２以上のガス配管
は、ターゲットの両側からガスを送気する側方配管とタ
ーゲット極近くにターゲットを囲んでガスを送気するリ
ング状配管であり、側方配管は、反応性ガスを含む混合
ガスを導入するものであり、リング状配管は、スパッタ
リングガスを導入するものであり、各々の配管のガス導
入量は、個別に制御されるものである。
め、本発明によるスパッタリング装置においては、２以
上のガス配管を有し、スパッタリング中に、反応性ガス
を導入し、反応したターゲット材料を成膜面へ堆積する
反応性スパッタリング装置であって、２以上のガス配管
は、ターゲットの両側からガスを送気する側方配管とタ
ーゲット極近くにターゲットを囲んでガスを送気するリ
ング状配管であり、側方配管は、反応性ガスを含む混合
ガスを導入するものであり、リング状配管は、スパッタ
リングガスを導入するものであり、各々の配管のガス導
入量は、個別に制御されるものである。
【０００９】
【作用】ターゲット材の周囲に設けた複数のガス配管を
通して、スパッタリングガスとして用いられるＡｒと反
応性ガスを独立に導入し、その導入量を独立に制御し、
反応性ガスの濃度をターゲットの直径方向で均一に制御
する。
通して、スパッタリングガスとして用いられるＡｒと反
応性ガスを独立に導入し、その導入量を独立に制御し、
反応性ガスの濃度をターゲットの直径方向で均一に制御
する。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、ＴｉＮを成膜するのに適用した場合の第１
実施例の装置概略図である。図は、上段に装置の側面、
下段に平面を示し、あわせてその対応関係を示してい
る。
る。図１は、ＴｉＮを成膜するのに適用した場合の第１
実施例の装置概略図である。図は、上段に装置の側面、
下段に平面を示し、あわせてその対応関係を示してい
る。
【００１１】図において、成膜面１に向き合わせたター
ゲット２に対して側方よりガスを噴付ける側方ガス配管
３を両側方に配管し、またターゲット２を囲んでその直
上に、ターゲットに向けてガスを噴付けるリング状のガ
ス配管４を配置したものである。ここでは成膜面１にＴ
ｉＮを成膜するのに、Ｎ2とＡｒの流量比を１：１、ス
パッタリング時の圧力は２ｍＴｏｒｒとし、総ガス流量
を１２０ｓｃｃｍとした。
ゲット２に対して側方よりガスを噴付ける側方ガス配管
３を両側方に配管し、またターゲット２を囲んでその直
上に、ターゲットに向けてガスを噴付けるリング状のガ
ス配管４を配置したものである。ここでは成膜面１にＴ
ｉＮを成膜するのに、Ｎ2とＡｒの流量比を１：１、ス
パッタリング時の圧力は２ｍＴｏｒｒとし、総ガス流量
を１２０ｓｃｃｍとした。
【００１２】側方ガス配管３より１１０ｓｃｃｍ Ａｒ
と、反応性ガスであるＮ2の混合ガスとをターゲット２
に向けて送気するほかにターゲット極近くのリング状の
ガス配管４よりＡｒを１０ｓｃｃｍ送気する。
と、反応性ガスであるＮ2の混合ガスとをターゲット２
に向けて送気するほかにターゲット極近くのリング状の
ガス配管４よりＡｒを１０ｓｃｃｍ送気する。
【００１３】ガス配管３のみの使用にくらべ、ガス配管
４を併用すると、Ｎ2ガスの濃度は、図２に示すように
ターゲット周辺部で減少する。このようなガス導入方法
では、ターゲット２の近くのガス雰囲気の混合比を、プ
ラズマの中央部と、周辺部とで変えることができ、ター
ゲット面内の反応ガスとの反応を調整することが可能と
なり、成膜膜中のＮ2の濃度を均一にすることができ
る。
４を併用すると、Ｎ2ガスの濃度は、図２に示すように
ターゲット周辺部で減少する。このようなガス導入方法
では、ターゲット２の近くのガス雰囲気の混合比を、プ
ラズマの中央部と、周辺部とで変えることができ、ター
ゲット面内の反応ガスとの反応を調整することが可能と
なり、成膜膜中のＮ2の濃度を均一にすることができ
る。
【００１４】図３に本発明の第２実施例の装置概略図を
示す。ターゲット２に対するガス配管の関係は実施例１
と同じである。本実施例ではＡｒとＮ2との導入用に側
方ガス配管３を、Ａｒの導入用にリング状ガス配管５を
用いている。
示す。ターゲット２に対するガス配管の関係は実施例１
と同じである。本実施例ではＡｒとＮ2との導入用に側
方ガス配管３を、Ａｒの導入用にリング状ガス配管５を
用いている。
【００１５】本実施例では、第１実施例と同様にＮ2と
Ａｒとを１：１の流量比で導入し、スパッタリング時の
圧力を２ｍＴｏｒｒ、総ガス流量を１２０ｓｃｃｍ流れ
るものとした。ＡｒとＮ2の混合ガスは前記実施例と同
じであるが、Ａｒだけを導入するガス配管５に、図４に
示す可動ノズル６を用いている。この可動ノズル６によ
りターゲット２に向けてＡｒを導入することにより、図
５に示すようにターゲット周辺部でのＮ2の濃度を第１
実施例よりも広い範囲で低く抑えることができる。
Ａｒとを１：１の流量比で導入し、スパッタリング時の
圧力を２ｍＴｏｒｒ、総ガス流量を１２０ｓｃｃｍ流れ
るものとした。ＡｒとＮ2の混合ガスは前記実施例と同
じであるが、Ａｒだけを導入するガス配管５に、図４に
示す可動ノズル６を用いている。この可動ノズル６によ
りターゲット２に向けてＡｒを導入することにより、図
５に示すようにターゲット周辺部でのＮ2の濃度を第１
実施例よりも広い範囲で低く抑えることができる。
【００１６】ＴｉＮ膜は、Ｎ2の濃度が高いと比抵抗ρS
が低くなり、膜厚を均一に成膜すると、ρSの分布は、
図２，図５とは、凹凸が正反対の分布になってあらわれ
る。
が低くなり、膜厚を均一に成膜すると、ρSの分布は、
図２，図５とは、凹凸が正反対の分布になってあらわれ
る。
【００１７】この発明の導入によりρSのバラツキを、
従来のσ≒７％から第１実施例で４％，第２実施例で
３．５％に下げることができた。
従来のσ≒７％から第１実施例で４％，第２実施例で
３．５％に下げることができた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
パッタリングにおいて、放電ガスを導入する際に、プラ
ズマの周辺付近と中央付近との反応性ガスの濃度のコン
トロールができ、ターゲットの面内での反応性ガスとタ
ーゲットとの反応を均一にすることにより、膜質におい
て面内均一性がよくなるという効果を有する。これによ
り、半導体装置の特性のバラツキの低減，歩留りの向
上，信頼性の向上を図ることができるという効果を有す
る。
パッタリングにおいて、放電ガスを導入する際に、プラ
ズマの周辺付近と中央付近との反応性ガスの濃度のコン
トロールができ、ターゲットの面内での反応性ガスとタ
ーゲットとの反応を均一にすることにより、膜質におい
て面内均一性がよくなるという効果を有する。これによ
り、半導体装置の特性のバラツキの低減，歩留りの向
上，信頼性の向上を図ることができるという効果を有す
る。
【図１】本発明の第１実施例の装置概略図である。
【図２】本発明第１実施例でのターゲットの位置に対す
るＮ2濃度の変化を示す図である。
るＮ2濃度の変化を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例の装置概略図である。
【図４】第２実施例で用いる可動ノズル概略図である。
【図５】本発明の第２実施例でのターゲット位置に対す
るＮ2濃度の変化を示す図である。
るＮ2濃度の変化を示す図である。
【図６】従来の反応性スパッタリング装置の概略図であ
る。
る。
１ 成膜面 ２ ターゲット ３ 側方ガス配管（濃合ガス導入用） ４ リング状ガス配管（Ａｒ導入用） ５ ガス配管（可動ノズル付） ６ 可動ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 ２以上のガス配管を有し、スパッタリン
グ中に、反応性ガスを導入し、反応したターゲット材料
を成膜面へ堆積する反応性スパッタリング装置であっ
て、 ２以上のガス配管は、ターゲットの両側からガスを送気
する側方配管とターゲット極近くにターゲットを囲んで
ガスを送気するリング状配管であり、 側方配管は、反応性ガスを含む混合ガスを導入するもの
であり、 リング状配管は、スパッタリングガスを導入するもので
あり、 各々の配管のガス導入量は、個別に制御されるものであ
ることを特徴とするスパッタリング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334375A JPH05148634A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スパツタリング装置 |
| US07/978,982 US5340459A (en) | 1991-11-22 | 1992-11-19 | Reactive sputtering system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334375A JPH05148634A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スパツタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148634A true JPH05148634A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18276669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3334375A Pending JPH05148634A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | スパツタリング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5340459A (ja) |
| JP (1) | JPH05148634A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07321068A (ja) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Samsung Electron Co Ltd | 金属配線形成方法及びこれに使用されるスパッタリング装置 |
| US5620523A (en) * | 1994-04-11 | 1997-04-15 | Canon Sales Co., Inc. | Apparatus for forming film |
| JP2009266266A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Showa Denko Kk | 磁性層の形成方法及び成膜装置と磁気記録再生装置 |
| WO2010116560A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3586899B2 (ja) * | 1994-09-22 | 2004-11-10 | ソニー株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5667650A (en) * | 1995-02-14 | 1997-09-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High flow gas manifold for high rate, off-axis sputter deposition |
| US6592728B1 (en) * | 1998-08-04 | 2003-07-15 | Veeco-Cvc, Inc. | Dual collimated deposition apparatus and method of use |
| US6165567A (en) * | 1999-04-12 | 2000-12-26 | Motorola, Inc. | Process of forming a semiconductor device |
| US6383954B1 (en) | 1999-07-27 | 2002-05-07 | Applied Materials, Inc. | Process gas distribution for forming stable fluorine-doped silicate glass and other films |
| US6627056B2 (en) * | 2000-02-16 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for ionized plasma deposition |
| US11578402B2 (en) * | 2021-05-26 | 2023-02-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Film forming apparatus and method for reducing arcing |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3331707A1 (de) * | 1983-09-02 | 1985-03-21 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven aufstaeuben von verbindungen von metallen und halbleitern |
| JPS644473A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | Sputtering device |
| JPH02205674A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Fujitsu Ltd | マグネトロンスパッタリング装置 |
| DE3926877A1 (de) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Leybold Ag | Verfahren zum beschichten eines dielektrischen substrats mit kupfer |
| JPH03115565A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-16 | Pentel Kk | スパッタリング装置及び膜形成方法 |
| JPH03166366A (ja) * | 1989-11-25 | 1991-07-18 | Daicel Chem Ind Ltd | 反応性スパッタリング装置とそれを用いたスパッタリング方法 |
| DE4106770C2 (de) * | 1991-03-04 | 1996-10-17 | Leybold Ag | Verrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats |
| US5135581A (en) * | 1991-04-08 | 1992-08-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Light transmissive electrically conductive oxide electrode formed in the presence of a stabilizing gas |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP3334375A patent/JPH05148634A/ja active Pending
-
1992
- 1992-11-19 US US07/978,982 patent/US5340459A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5620523A (en) * | 1994-04-11 | 1997-04-15 | Canon Sales Co., Inc. | Apparatus for forming film |
| JPH07321068A (ja) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Samsung Electron Co Ltd | 金属配線形成方法及びこれに使用されるスパッタリング装置 |
| JP2009266266A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Showa Denko Kk | 磁性層の形成方法及び成膜装置と磁気記録再生装置 |
| WO2010116560A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置 |
| JP4573913B1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-11-04 | キヤノンアネルバ株式会社 | 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5340459A (en) | 1994-08-23 |
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