JPH0578832A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
- Publication number
- JPH0578832A JPH0578832A JP23903591A JP23903591A JPH0578832A JP H0578832 A JPH0578832 A JP H0578832A JP 23903591 A JP23903591 A JP 23903591A JP 23903591 A JP23903591 A JP 23903591A JP H0578832 A JPH0578832 A JP H0578832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- distance
- wafer
- erosion
- sputtering device
- 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.)
- Withdrawn
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明はスパッタ装置の構造, 特に, ターゲ
ットの取付構造に関し,ターゲットの使用効率の改善を
目的とする。 【構成】 ターゲットの使用量に応じて該ターゲット４
を移動し，被処理基板１と該ターゲットの距離ｄを一定
に保つ機構を備えているように，更に，前記ターゲット
の積算電力と浸食度のデータを予めインプットし，装置
稼働中，前記被処理基板１と前記ターゲットの距離ｄを
一定に保つように自動補正を行う機構６を備えているよ
うに構成する。
ットの取付構造に関し,ターゲットの使用効率の改善を
目的とする。 【構成】 ターゲットの使用量に応じて該ターゲット４
を移動し，被処理基板１と該ターゲットの距離ｄを一定
に保つ機構を備えているように，更に，前記ターゲット
の積算電力と浸食度のデータを予めインプットし，装置
稼働中，前記被処理基板１と前記ターゲットの距離ｄを
一定に保つように自動補正を行う機構６を備えているよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，スパッタ装置の構造に
関し, 各種基板上に薄膜を形成するための製造装置に関
する。
関し, 各種基板上に薄膜を形成するための製造装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のマグネトロンスパッタ装置
の断面構成図，図４は膜厚分布の変化，図５はステップ
カバレージの変化を示す図である。
の断面構成図，図４は膜厚分布の変化，図５はステップ
カバレージの変化を示す図である。
【０００３】図において，11はウエハー，12はステー
ジ，13はチャンバ，14はターゲット，15は絶縁物，16は
ＤＣ電源，17はマグネット，18はアルゴンガス導入口，
19は排気口, 20はウエハー, 21は二酸化シリコン(SiO2)
膜，22はアルミニウム(Al)膜である。
ジ，13はチャンバ，14はターゲット，15は絶縁物，16は
ＤＣ電源，17はマグネット，18はアルゴンガス導入口，
19は排気口, 20はウエハー, 21は二酸化シリコン(SiO2)
膜，22はアルミニウム(Al)膜である。
【０００４】現在，ＬＳＩ配線材料としてアルミニウム
又はアルミニウム合金が用いられ，その薄膜形成方法と
しては，スパッタ法が多く用いられている。今日，ＬＳ
Ｉの素子の高集積化に伴う微細化やウエハーの大口径化
にともない，ウエハー面内の膜質の均一性，膜厚分布，
ステップカバレージの均一性への要求が一層厳しくなっ
てきている。
又はアルミニウム合金が用いられ，その薄膜形成方法と
しては，スパッタ法が多く用いられている。今日，ＬＳ
Ｉの素子の高集積化に伴う微細化やウエハーの大口径化
にともない，ウエハー面内の膜質の均一性，膜厚分布，
ステップカバレージの均一性への要求が一層厳しくなっ
てきている。
【０００５】特に，被処理基板であるウエハーの大口径
化にともない，上記の要求は深刻化してきている。すな
わち，ターゲット材の浸食（エロージョン）が進むにつ
れてスパッタリングにより飛来する粒子の入射角度が微
妙に変化したり，ターゲット基板間距離が変化すること
により，膜厚分布，ステップカバレージ，延いては膜質
への影響も出てくることが明らかになっている。
化にともない，上記の要求は深刻化してきている。すな
わち，ターゲット材の浸食（エロージョン）が進むにつ
れてスパッタリングにより飛来する粒子の入射角度が微
妙に変化したり，ターゲット基板間距離が変化すること
により，膜厚分布，ステップカバレージ，延いては膜質
への影響も出てくることが明らかになっている。
【０００６】従来の装置では，図３（ａ）に示すよう
に，ターゲット材を指示するバッキングプレート上に半
田または機械的手法により５〜40ｍｍの厚さのターゲッ
トを固定して，スパッタを行っていた。
に，ターゲット材を指示するバッキングプレート上に半
田または機械的手法により５〜40ｍｍの厚さのターゲッ
トを固定して，スパッタを行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，処理枚
数が進むにつれてターゲットのエロージョンが進み，図
３（ｂ）に示すように，ターゲット基板間距離ｄが変化
したり，実質的にインピーダンスが変わり，電力に対す
る電流・電圧特性の変化が起こり，ターゲット表面のプ
ラズマ密度が変化する等，スパッタガン自体の特性が大
きく変化してしまい，それにともなって，図４に示すよ
うに，堆積レートの低下，ターゲット使用当初には膜圧
分布がウエハー内で一様であったものが，図４（ｂ）に
示すように，ターゲットの消耗につれて，ウエハー周辺
での膜厚減少等の膜厚分布の悪化，その他，堆積レート
の低下や膜質の劣化等の問題が生じていた。
数が進むにつれてターゲットのエロージョンが進み，図
３（ｂ）に示すように，ターゲット基板間距離ｄが変化
したり，実質的にインピーダンスが変わり，電力に対す
る電流・電圧特性の変化が起こり，ターゲット表面のプ
ラズマ密度が変化する等，スパッタガン自体の特性が大
きく変化してしまい，それにともなって，図４に示すよ
うに，堆積レートの低下，ターゲット使用当初には膜圧
分布がウエハー内で一様であったものが，図４（ｂ）に
示すように，ターゲットの消耗につれて，ウエハー周辺
での膜厚減少等の膜厚分布の悪化，その他，堆積レート
の低下や膜質の劣化等の問題が生じていた。
【０００８】そのため，ターゲットエロージョンの変化
による膜厚分布や図５（ａ）に示すようなステップカバ
レジもターゲットの消耗によって，図５（ｂ）に示すよ
うに悪化すること等を考慮し，それらの条件を踏まえた
上でターゲットの交換を行うので，結果的にターゲット
の使用効率も非常に悪かった。
による膜厚分布や図５（ａ）に示すようなステップカバ
レジもターゲットの消耗によって，図５（ｂ）に示すよ
うに悪化すること等を考慮し，それらの条件を踏まえた
上でターゲットの交換を行うので，結果的にターゲット
の使用効率も非常に悪かった。
【０００９】本発明は，以上の点を鑑み，ターゲットの
使用効率の改善を目的として提供されるものである。
使用効率の改善を目的として提供されるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の一実施例
の装置の断面構成図，図２は本発明の一実施例の説明図
である。
の装置の断面構成図，図２は本発明の一実施例の説明図
である。
【００１１】図において，１はウエハー，２はステー
ジ，３はチャンバ，４はターゲット，５は絶縁物，６は
ターゲット移動機構，７はマグネット，８はアルゴンガ
ス導入口，９は排気口，10は磁力線である。
ジ，３はチャンバ，４はターゲット，５は絶縁物，６は
ターゲット移動機構，７はマグネット，８はアルゴンガ
ス導入口，９は排気口，10は磁力線である。
【００１２】上記の問題点は，成膜用粒子の供給源であ
るターゲットの使用量にもとずき浸食された度合いに応
じて，ターゲットを被処理基板側へ近づけ，被処理基板
とターゲットの距離を一定に保つことにより解決でき
る。
るターゲットの使用量にもとずき浸食された度合いに応
じて，ターゲットを被処理基板側へ近づけ，被処理基板
とターゲットの距離を一定に保つことにより解決でき
る。
【００１３】即ち，本発明の目的は，図１に示すよう
に，ターゲットの使用量に応じて該ターゲットを移動
し，被処理基板と該ターゲットの距離を一定に保つ機構
を備えていることにより，更に，図２に示すように，前
記ターゲットの積算電力と浸食度のデータを予めインプ
ットし，装置稼働中，前記被処理基板と前記ターゲット
の距離を一定に保つように自動補正を行う機構を備えて
いることにより達成される。
に，ターゲットの使用量に応じて該ターゲットを移動
し，被処理基板と該ターゲットの距離を一定に保つ機構
を備えていることにより，更に，図２に示すように，前
記ターゲットの積算電力と浸食度のデータを予めインプ
ットし，装置稼働中，前記被処理基板と前記ターゲット
の距離を一定に保つように自動補正を行う機構を備えて
いることにより達成される。
【００１４】
【作用】即ち，処理量が進むにつれて，ターゲットのエ
ロージョンが進み，ターゲット基板間距離が増大し，同
時にターゲット表面のプラズマ密度の変化が起こる。
ロージョンが進み，ターゲット基板間距離が増大し，同
時にターゲット表面のプラズマ密度の変化が起こる。
【００１５】それにより，距離の二乗に反比例して堆積
密度が低下し，距離の増大により，見掛け上，ターゲッ
ト面積が小さくなる等の問題は，ターゲット基板間距離
を調整することにより全て一定に保つことができる。
密度が低下し，距離の増大により，見掛け上，ターゲッ
ト面積が小さくなる等の問題は，ターゲット基板間距離
を調整することにより全て一定に保つことができる。
【００１６】それにより，スパッタガンの特性に与える
悪影響を最低限に抑えることができ，結果的にそれが大
量生産における均質な成膜を可能にし，同時にターゲッ
トの使用効率もアップする。
悪影響を最低限に抑えることができ，結果的にそれが大
量生産における均質な成膜を可能にし，同時にターゲッ
トの使用効率もアップする。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の一実施例の装置の断面構成
図，図２は本発明の一実施例の説明図である。
図，図２は本発明の一実施例の説明図である。
【００１８】図１（ａ）は本発明のターゲット移動機構
を取り入れた装置の断面図であり，ターゲットはAl製イ
ンゴットの新品で厚さ２０ｍｍの使用前の状態を示して
いる。
を取り入れた装置の断面図であり，ターゲットはAl製イ
ンゴットの新品で厚さ２０ｍｍの使用前の状態を示して
いる。
【００１９】処理チャンバーは予め10-8Torr台に真空引
きしておき, アルゴン(Ar)ガスを導入して５ｍTorrに調
節すると同時に, ターゲットにＤＣ電源よりマイナスの
電荷を印加しスパッタを行う。
きしておき, アルゴン(Ar)ガスを導入して５ｍTorrに調
節すると同時に, ターゲットにＤＣ電源よりマイナスの
電荷を印加しスパッタを行う。
【００２０】スパッタ処理を行うにつれてターゲットの
浸食は徐々に進み, 約3,000 枚の処理で, ターゲットの
厚さは20mmから５mmに減少する。この間の浸食度と積算
電力の関係は図２（ａ）に示すようなデータに表され，
コンピュータに入力したこのデータにもとずいて，図２
（ｂ）に示すシステムによって，データをインプットし
たコンピュータの指示により，積算電力計の値に適応し
たターゲットとウエハー間の距離ｄになるように，ター
ゲットを自動的に被処理基板であるウエハー側に移動す
る。
浸食は徐々に進み, 約3,000 枚の処理で, ターゲットの
厚さは20mmから５mmに減少する。この間の浸食度と積算
電力の関係は図２（ａ）に示すようなデータに表され，
コンピュータに入力したこのデータにもとずいて，図２
（ｂ）に示すシステムによって，データをインプットし
たコンピュータの指示により，積算電力計の値に適応し
たターゲットとウエハー間の距離ｄになるように，ター
ゲットを自動的に被処理基板であるウエハー側に移動す
る。
【００２１】この結果，図１に点線で示すように，ター
ゲット表面での磁界は使用前のそれとは全く同じ状態で
スパッタが行なえる。
ゲット表面での磁界は使用前のそれとは全く同じ状態で
スパッタが行なえる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば,
ターゲットのエロージョンの進行に起因した被処理基板
での膜質，膜厚分布（ターゲットが減ってくるとウエハ
ー周辺の膜厚が極端に低下する）並びに，ステップカバ
レージの劣化等，ターゲットライフによるそれらの変化
を無くすことが実現し，均質，かつ，高信頼の半導体装
置の配線用金属膜を形成することができる。
ターゲットのエロージョンの進行に起因した被処理基板
での膜質，膜厚分布（ターゲットが減ってくるとウエハ
ー周辺の膜厚が極端に低下する）並びに，ステップカバ
レージの劣化等，ターゲットライフによるそれらの変化
を無くすことが実現し，均質，かつ，高信頼の半導体装
置の配線用金属膜を形成することができる。
【００２３】また，ターゲット側でのインピーダンス変
化が最低限に抑えられるので，電源にかかる負担も最小
に抑えることが可能になる。
化が最低限に抑えられるので，電源にかかる負担も最小
に抑えることが可能になる。
【図１】 本発明の一実施の装置の断面構成図
【図２】 本発明の一実施例の説明図
【図３】 従来のマグネトロンスパッタ装置の断面構成
図
図
【図４】 膜厚分布の変化
【図５】 ステップカバレージの変化
１ ウエハー ２ ステージ ３ チャンバ ４ ターゲット ５ 絶縁物 ６ ターゲット移動機構 ７ マグネット ８ アルゴンガス導入口 ９ 排気口 10 磁力線
Claims (2)
- 【請求項１】 ターゲットの使用量に応じて該ターゲッ
トを移動し，被処理基板と該ターゲットの距離を一定に
保つ機構を備えていることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 前記ターゲットの積算電力と浸食度のデ
ータを予めインプットし，装置稼働中，前記被処理基板
と前記ターゲットの距離を一定に保つように自動補正を
行う機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の
スパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23903591A JPH0578832A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23903591A JPH0578832A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578832A true JPH0578832A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17038911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23903591A Withdrawn JPH0578832A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578832A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416635B1 (en) * | 1995-07-24 | 2002-07-09 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for sputter coating with variable target to substrate spacing |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23903591A patent/JPH0578832A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416635B1 (en) * | 1995-07-24 | 2002-07-09 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for sputter coating with variable target to substrate spacing |
| US6623606B2 (en) | 1995-07-24 | 2003-09-23 | Tokyo Electron Limited Of Ibs Broadcast Center | Method and apparatus for sputter coating with variable target to substrate spacing |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |