JPH05287519A - スパッタ装置 - Google Patents

スパッタ装置

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JPH05287519A
JPH05287519A JP8915792A JP8915792A JPH05287519A JP H05287519 A JPH05287519 A JP H05287519A JP 8915792 A JP8915792 A JP 8915792A JP 8915792 A JP8915792 A JP 8915792A JP H05287519 A JPH05287519 A JP H05287519A
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JP
Japan
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target
substrate
magnet
magnetic field
closed magnetic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8915792A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Harada
和行 原田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタ装置の構造に関し、大型基板であっ
てもその部位により膜厚、膜質、段差被覆性等に差を生
じることなく均一に薄膜を形成することを目的とする。 【構成】 ターゲット11の裏面側には磁束密度が長手方
向に均一な閉磁場をターゲット11表面近傍に形成する磁
石13を設け、ターゲット11表面側にはターゲット11を介
して磁石13と相対してターゲット11表面から放出される
粒子の基板1への入射角を制限する遮蔽板14を設け、こ
れらをその相対位置を変えることなくターゲット11に平
行な平面内を閉磁場の幅方向に等速で基板1上を往復運
動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ装置の構造に関
する。スパッタ装置は広汎な分野で金属等の薄膜を形成
する目的で使用されており、半導体デバイスの製造にお
いても、主としてマグネトロン方式のスパッタ装置がウ
ェーハ上への配線用アルミニウム薄膜の形成その他に広
く使用されている。近年、半導体デバイスは高集積化に
伴うチップサイズの大型化に対応してウェーハの大口径
化が進められているため、大口径ウェーハ全面にわたり
均一な薄膜形成が可能なスパッタ装置が求められてい
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスパッタ装置の例を図2を参照し
ながら説明する。図2は従来例の説明図であり、ベーシ
ックなマグネトロン・スパッタ装置の要部を示す断面図
である。同図において、図1と同じものには同一の符号
を付与した。
【0003】1は被処理物の基板(半導体ウェーハ
等)、11はターゲット、12はターゲット支持板、23はリ
ング磁石、24は内側磁石、25は円板である。ターゲット
11は通常は被着しようとする薄膜と同一材料からなり、
陰極部を構成し、陽極部を構成する基板1と対向してい
る。ターゲット支持板12は真空容器(図示は省略)内に
固着されており、ターゲット11を支持すると共にこれを
冷却する(水冷管を内蔵している)。リング磁石23はリ
ング状の永久磁石であり、軟磁性材からなる円板25上に
固定されている。内側磁石24は円柱状の永久磁石であ
り、リング磁石23のリングの中心の位置で円板25上に固
定されている。リング磁石3と内側磁石4の各磁極面の
極性は逆になっている。
【0004】ところで、マグネトロン・スパッタ装置に
おいては、磁場がターゲット面に平行な領域でターゲッ
トがスパッタされ、垂直な領域では殆どスパッタされな
い。従って、この例の装置ではターゲット11の消耗(エ
ロージョン)は全面一様には進まず、その中央部は最後
まで消耗しない。その結果、ターゲットの利用効率が低
い(即ち寿命が短い)という問題がある。この問題の改
善策として、円板25、リング磁石23及び内側磁石24(こ
れらは同心的に固定されている)を偏心させて回転する
構造としたり、更にその磁石の配置を工夫する等の例が
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ターゲットがその部位により不均一に消耗すると、ター
ゲットの利用効率が低いという問題の他に、基板の部位
により膜厚、膜質に差を生じる、という問題がある。
又、ターゲット表面から放出される粒子の基板への入射
角の分布が基板の中央部と周辺部とで異なり(図2の点
線参照)、基板の部位により段差被覆性等に差を生じ
る、という問題もある。これらの問題は特に大口径ウェ
ーハに薄膜を形成する場合に顕著である。微細構造の半
導体デバイスを製造する場合、膜厚、膜質、段差被覆性
等の不均一は製造歩留りを低下させることになる。
【0006】本発明はこのような問題を解決して、大口
径ウェーハであってもその部位により膜厚、膜質、段差
被覆性等に差を生じることなく均一に薄膜を形成するこ
とが出来るスパッタ装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、基板をターゲットと対向せしめ、該ターゲット表
面をスパッタして該基板上に薄膜を形成する装置であっ
て、該ターゲット裏面側に配設されて磁束密度が長手方
向に均一な閉磁場を該ターゲット表面近傍に形成する磁
石と、該ターゲット表面側に該ターゲットを介して該磁
石と相対して配設されて該ターゲット表面から放出され
る粒子の該基板への入射角を制限する遮蔽板とを有し、
該磁石と該遮蔽板とを相互の位置関係を変えることなく
それぞれ該ターゲットに平行な平面内を該閉磁場の幅方
向に等速で移動するように構成したことを特徴とするス
パッタ装置とすることで、達成される。
【0008】
【作用】本発明によれば、磁束密度が長手方向に均一な
閉磁場がターゲット表面近傍に形成され、これがこの閉
磁場の幅方向(即ち磁石の幅方向)に往復運動する。こ
の往復運動は、この閉磁場が基板の上方から完全に外れ
る位置から始まり、基板の上方全面を一度に掃引するよ
うに通過して基板の上方から完全に外れる位置まで一定
速度で移動するものである。更に、プラズマが発生する
位置には遮蔽板があるから、ターゲット表面から放出さ
れる粒子の基板への入射角が制限され、大口径基板の周
辺部でも極端な斜め入射がなくなると共に、基板のどの
位置でも入射角の分布が均一化される(図1(A) の点線
参照)。従って、基板の部位により膜厚、膜質、段差被
覆性に差を生じることなく均一に薄膜が形成され、又、
ターゲットの消耗も均一になる。
【0009】尚、遮蔽板は移動方向に対して垂直な面か
らなる側板と、斜めの面からなる仕切り板とで構成され
ているから、移動方向に対して垂直な面でのスパッタ条
件の均一性が保たれる。
【0010】
【実施例】本発明に係るマグネトロン・スパッタ装置の
実施例を図1を参照しながら説明する。図1(A) 〜 (C)
は本発明の実施例の説明図であり、(A) は装置要部を示
す断面図、(B) は磁石の平面図、(C) は遮蔽板の平面図
である。同図において、1は被処理物の基板(半導体ウ
ェーハ等)、11はターゲット、12はターゲット支持板、
13は磁石、14は遮蔽板である。
【0011】ターゲット11は通常は被着しようとする薄
膜と同一の材料からなり、その表面を下に向けてターゲ
ット支持板12に固着されており、陰極部を構成して陽極
部を構成する基板1と平行に対向している。ターゲット
支持板12は非磁性材料からなり、ガス導入口と真空排気
口を備えた真空容器(図示は省略)内に固着されてお
り、ターゲット11を支持すると共にこれを冷却する(水
冷管を内蔵している)。
【0012】磁石13は基板1の直径より長い内側磁石13
a と、この内側磁石13a と等間隔でこれを囲む外側磁石
13b からなり、内側磁石13a と外側磁石13b の各磁極面
の極性は逆になっている。この磁石13はターゲット11の
裏面側、真空容器外にあってターゲット11表面近傍に磁
束密度が長手方向に均一な閉磁場を形成する。又、この
磁石13はリニア・アクチュエータ(図示は省略)に駆動
され、ターゲット11に平行な平面内を上記閉磁場の幅方
向(即ち磁石13の幅方向)に往復運動する。この往復運
動は、磁石13が基板1の上方から完全に外れる位置から
始まり、基板1の上方全面を一度に掃引するように通過
して基板1の上方から完全に外れる位置まで一定速度で
移動するものである。
【0013】遮蔽板14は、磁石13の幅よりやや広い間隔
で平行に対向し且つ磁石13の長さより長い二枚の側板14
a と、この二枚の側板14a の間の空間を細かく仕切る仕
切り板14b からなり、ターゲット11表面から放出される
粒子の基板1への入射角を制限し、極端な斜め入射を防
ぐ。粒子が側板14a の外側を通過せぬよう、側板14aは
逆L字型に外側に張り出している。又、総ての仕切り板
14b は側板14a とは斜めに接している。この遮蔽板14は
ターゲット11と基板1との間、且つ磁石13直下にあり、
磁石13と同期して基板1上方のターゲット11に平行な平
面内を往復運動する。従って磁石13との相対位置は変わ
らない。この往復運動の駆動源としては磁石13駆動用の
リニア・アクチュエータを使用しても(動力伝達系を分
岐する)、或いは専用のリニア・アクチュエータを設け
て両者を同期させても良い。
【0014】真空容器中にガスを導入し、このターゲッ
ト11と基板1との間に電圧を印加すると、遮蔽板14内に
プラズマが発生する。この状態で磁石13と遮蔽板14とを
往復運動させるとこのプラズマが基板1上方を往復運動
し、基板1上に均一な薄膜が形成される。又、ターゲッ
ト11の消耗も均一となる。尚、ターゲット11はこのプラ
ズマが移動する範囲をカバーする大きさが必要である。
【0015】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば、
上記実施例においてはプラズマ長手方向のスパッタ条件
均一化の手段として遮蔽板14内に仕切り板14b を設けて
いるが、この仕切り板14b を廃して基板1を回転させる
方法(連続的回転、又はプラズマが基板1上を通過する
ごとの一定角度ずつの回転)でも良く、磁石13と遮蔽板
14の往復運動の向きを基板1の中心を軸として回転させ
る方法(連続的回転、又はプラズマが基板1上を通過す
るごとの一定角度ずつの回転)でも良く、磁石13、遮蔽
板14、ターゲット11を基板1に対して十分長くする方法
でも良い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大口径ウェーハであってもその部位により膜厚、膜質、
段差被覆性等に差を生じることなく均一に薄膜を形成す
ることが可能で、且つターゲットの長寿命化が可能なス
パッタ装置を提供することが出来、半導体デバイス等の
製造歩留りの向上、信頼性の向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の説明図である。
【図2】 従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 基板 11 ターゲット 12 ターゲット支持板 13 磁石 13a 内側磁石 13b 外側磁石 14 遮蔽板 14a 側板 14b 仕切り板 23 リング磁石 24 内側磁石 25 円板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(1) をターゲット(11)と対向せし
    め、該ターゲット(11)表面をスパッタして該基板(1) 上
    に薄膜を形成する装置であって、 該ターゲット(11)裏面側に配設されて磁束密度が長手方
    向に均一な閉磁場を該ターゲット(11)表面近傍に形成す
    る磁石(13)と、 該ターゲット(11)表面側に該ターゲット(11)を介して該
    磁石(13)と相対して配設されて該ターゲット(11)表面か
    ら放出される粒子の該基板(1) への入射角を制限する遮
    蔽板(14)とを有し、 該磁石(13)と該遮蔽板(14)とを相互の位置関係を変える
    ことなくそれぞれ該ターゲット(11)に平行な平面内を該
    閉磁場の幅方向に等速で移動するように構成したことを
    特徴とするスパッタ装置。
JP8915792A 1992-04-10 1992-04-10 スパッタ装置 Withdrawn JPH05287519A (ja)

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JP8915792A Withdrawn JPH05287519A (ja) 1992-04-10 1992-04-10 スパッタ装置

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Cited By (6)

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990706