JPH06330311A - スパッタ装置 - Google Patents

スパッタ装置

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JPH06330311A
JPH06330311A JP11626093A JP11626093A JPH06330311A JP H06330311 A JPH06330311 A JP H06330311A JP 11626093 A JP11626093 A JP 11626093A JP 11626093 A JP11626093 A JP 11626093A JP H06330311 A JPH06330311 A JP H06330311A
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JP
Japan
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target
wafer
incident angle
windows
limiting member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11626093A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Harada
和行 原田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH06330311A publication Critical patent/JPH06330311A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタ装置、特にプレーナ型マグネトロン
スパッタ装置に関し、成膜対象とするウエーハ上の溝や
孔をうまく埋め込むことができ、然も従来より高い成膜
速度が得られるスパッタ装置の提供を目的とする。 【構成】 平板状ターゲット2の背後に磁石3を有し、
ウエーハ1をターゲット2の正面に対向させてウエーハ
1に成膜するスパッタ装置であって、ターゲット2とウ
エーハ1の間に、ターゲット2に垂直な仕切板7により
筒状に構成されてターゲット2の面と平行に連接する複
数の窓8を有して、スパッタ粒子5のウエーハ1に対す
る入射角を制限する入射角制限部材6が配置され、磁石
3の磁極が、窓8の中心軸上でターゲット2とほぼ平行
な磁場4を形成するように、仕切板7のターゲット2側
への延長上に位置するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置などの製造
用とするウエーハ上に成膜を行うスパッタ装置に係り、
特に、プレーナ型マグネトロンスパッタ装置に関する。
【0002】プレーナ型マグネトロンスパッタ装置は、
平板状ターゲットの背後に磁石を有し、ウエーハを該タ
ーゲットの正面に対向させて該ウエーハに成膜するスパ
ッタ装置である。
【0003】近年の半導体装置の製造では、高集積化に
より構造の微細化が進んでおり、スパッタの際に微細な
溝や孔を形状良く埋め込むことができるように成膜する
必要がある。
【0004】
【従来の技術】従来のプレーナ型マグネトロンスパッタ
装置においては、スパッタ粒子のウエーハに入射する角
度範囲が広いので、微細な溝や孔をうまく埋め込むこと
ができなかった。そこで、ウエーハにほぼ垂直な方向で
入射するスパッタ粒子のみを通す入射角制限部材を設け
て段差被覆性を改善させる方法が知られている。
【0005】図7はその従来例の要部を示す側面図であ
り、図中、1はウエーハ、2はターゲット、3は磁石、
4は磁場、5はスパッタ粒子、6は入射角制限部材、で
ある。
【0006】スパッタ粒子5は、ターゲット2の表面か
ら出射するが、磁石3がターゲット2上に弧状の磁場4
を形成することから、その磁場4がターゲット2と平行
になる部位即ち磁石3の隣接する異極交互間の中央とな
る部位からの出射が多い。
【0007】入射角制限部材6は、ターゲット2に垂直
な仕切板7により筒状に構成されてターゲット2の面と
平行に連接する複数の窓8を有して、スパッタ粒子5の
ウエーハ1に対する入射角を制限する。そして、その入
射の角度範囲が狭いほど、ウエーハ1上の溝や孔をうま
く埋め込むことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところでその従来例
は、磁石3の磁場がターゲット2とほぼ平行になる部
位、即ちターゲット2上のスパッタ粒子5を多く出射す
る部位が仕切板7と重なるため、スパッタ粒子5のかな
りの部分が入射角制限部材6に奪われて成膜速度が低く
なる欠点がある。然も、スパッタ粒子5入射の角度範囲
を狭めるためには、仕切板7の間隔が狭まるように窓8
の大きさを小さくする必要があり、それにより成膜速度
が更に低下してしまう。
【0009】本発明は、スパッタ装置、特にプレーナ型
マグネトロンスパッタ装置に関し、成膜対象とするウエ
ーハ上の溝や孔をうまく埋め込むことができ、然も従来
より高い成膜速度が得られるスパッタ装置の提供を目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるスパッタ装置は、本発明の原理説明図
である図1を参照して、平板状ターゲット2の背後に磁
石3を有し、ウエーハ1をターゲット2の正面に対向さ
せてウエーハ1に成膜するスパッタ装置であって、ター
ゲット2とウエーハ1の間に、ターゲット2に垂直な仕
切板7により筒状に構成されてターゲット2の面と平行
に連接する複数の窓8を有して、スパッタ粒子5のウエ
ーハ1に対する入射角を制限する入射角制限部材6が配
置され、磁石3の磁極が、窓8の中心軸上でターゲット
2とほぼ平行な磁場を形成するように、仕切板7のター
ゲット2側への延長上に位置することを特徴としてい
る。入射角制限部材6及び磁石3は、相互の位置関係を
変えることなくターゲット2に平行な平面上を移動可能
であることが望ましい。
【0011】そして、入射角制限部材6の構成として、
窓8が四角形であって窓8の連接が該四角形の隣接2辺
に従うX方向及びY方向で直線的に並ぶ配置である場合
には、磁石3の磁極は、仕切板7の交点のX方向及びY
方向の各並びで1つおきとなる点に該当する箇所に位置
し、且つ該四角形の対角線方向で隣合う磁極が異極であ
ることを特徴としている。
【0012】また、入射角制限部材6の構成として、窓
8が円形であって窓8の連接がX方向で直線的に並びY
方向で千鳥に並ぶ配置である場合には、磁石3の磁極
は、該円形がX方向に並ぶ複数の列から1列おきとなる
各列の円形隣接点に該当する箇所に位置し、且つX方向
及びY方向で隣合う磁極が異極であることを特徴として
いる。
【0013】また、入射角制限部材6の構成として、窓
8が六角形であって窓8の連接が該六角形相互の辺同士
の隣接によりX方向で直線的に並びY方向で千鳥に並ぶ
配置である場合には、磁石3の磁極は、該六角形がX方
向に並ぶ複数の列から1列おきとなる各列の六角形隣接
中点に該当する箇所に位置し、且つX方向及びY方向で
隣合う磁極が異極であることを特徴としている。
【0014】また、入射角制限部材6の構成として、窓
8が三角形であって窓8の連接が該三角形を6個組み合
わせて六角形となる配列の連続である場合には、磁石3
の磁極は、該六角形の中心及び各辺中点に該当する箇所
に位置し、且つ該中心と該各辺中点との間で磁極が異極
であることを特徴としている。
【0015】
【作用】本発明のスパッタ装置は、ターゲット2上のス
パッタ粒子5を多く出射する部位を窓8の中心軸上に合
わせてある。これにより、スパッタ粒子5は大部分が窓
8内を素通りするようになり、然も、窓8の大きさを従
来より大きくしてもスパッタ粒子5入射の角度範囲を従
来と同等に狭めることができるので、ウエーハ1上の溝
や孔をうまく埋め込むことができ、然も従来より高い成
膜速度が得られる。また、入射角制限部材6と磁石3を
組にした上記移動は、ウエーハ1上における成膜の均一
性を向上させる。
【0016】そして、入射角制限部材6の上記4種類の
構成においては、それぞれに対する磁石3の配置によ
り、いずれの場合もターゲット2上のスパッタ粒子5を
多く出射する部位が窓8の中心軸上に合うようになる。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例について図2〜図6を用
いて説明する。図2はスパッタ装置の実施例1〜4に共
通する模式側面図、図3は実施例1の入射角制限部材と
磁石の位置関係を示す平面図、図4は実施例2の入射角
制限部材と磁石の位置関係を示す平面図、図5は実施例
3の入射角制限部材と磁石の位置関係を示す平面図、図
6は実施例4の入射角制限部材と磁石の位置関係を示す
平面図、である。
【0018】図2において、ウエーハ1、ターゲット
2、入射角制限部材6は、スパッタ処理室となる真空槽
11内に配置される。ウエーハ1はターゲット2に対向
し、入射角制限部材6はターゲット2とウエーハ1の間
に位置する。真空槽11は、図示省略した前述のスパッ
タ粒子5をターゲット2から出射させるために必要なガ
ス(アルゴン)を供給するためのガス導入口12と、真
空引きするための排気口13を備える。
【0019】磁石3は、複数個が円板状の磁石支持部材
14に支持されて一体化され、真空槽11の外側でター
ゲット2の背後となる部分に配置されて、ターゲット2
上に図示省略した前述の磁場4を形成する。入射角制限
部材6は、外形が円形であり、先に述べたように、ター
ゲット2に垂直な仕切板7により筒状に構成されてター
ゲット2の面と平行に連接する複数の窓8を有して、ス
パッタ粒子5のウエーハ1に対する入射角を制限する。
【0020】また、入射角制限部材6と磁石3は、相互
の位置関係を変えることなくターゲット2に平行な平面
上を移動(回転)可能である。その回転は、歯車15、
16、チェーン17などを介して駆動源18により駆動
される。ターゲット2から出射するスパッタ粒子5は、
入射角制限部材6を通過したものがウエーハ1上に成膜
し、上記回転は、ウエーハ1上における成膜の均一性を
向上させる。
【0021】そして以下に説明するように、第1〜4実
施例は、窓8の形状が相違しその相違に対応して磁石3
の配列が特定される。図3において、この第1実施例
は、入射角制限部材6の構成として、窓8が四角形であ
って窓8の連接が該四角形の隣接2辺に従うX方向及び
Y方向で直線的に並ぶ配置である場合であり、磁石3の
磁極は、仕切板7の交点のX方向及びY方向の各並びで
1つおきとなる点に該当する箇所に位置し、且つ該四角
形の対角線方向で隣合う磁極が異極である。磁石3のこ
の配列による磁場4から、ターゲット2上のスパッタ粒
子5を多く出射する部位が窓8の中心軸上に合うように
なり、ウエーハ1に対する成膜は、ウエーハ1上の溝や
孔をうまく埋め込むことができ、然も従来より高い成膜
速度を得ることができる。
【0022】図4において、この第2実施例は、入射角
制限部材6の構成として、窓8が円形であって窓8の連
接がX方向で直線的に並びY方向で千鳥に並ぶ配置であ
る場合であり、磁石3の磁極は、該円形がX方向に並ぶ
複数の列から1列おきとなる各列の円形隣接点に該当す
る箇所に位置し、且つX方向及びY方向で隣合う磁極が
異極である。磁石3のこの配列による磁場4から、ター
ゲット2上のスパッタ粒子5を多く出射する部位が第1
実施例と同様になり、ウエーハ1に対する成膜も第1実
施例と同様の結果を得ることができる。
【0023】図5において、この第3実施例は、入射角
制限部材6の構成として、窓8が六角形であって窓8の
連接が該六角形相互の辺同士の隣接によりX方向で直線
的に並びY方向で千鳥に並ぶ配置である場合であり、磁
石3の磁極は、該六角形がX方向に並ぶ複数の列から1
列おきとなる各列の六角形隣接中点に該当する箇所に位
置し、且つX方向及びY方向で隣合う磁極が異極であ
る。磁石3のこの配列による磁場4から、ターゲット2
上のスパッタ粒子5を多く出射する部位が第1実施例と
同様になり、ウエーハ1に対する成膜も第1実施例と同
様の結果を得ることができる。
【0024】図6において、この第4実施例は、入射角
制限部材6の構成として、窓8が三角形であって窓8の
連接が該三角形を6個組み合わせて六角形となる配列の
連続である場合には、磁石3の磁極は、該六角形の中心
及び各辺中点に該当する箇所に位置し、且つ該中心と該
各辺中点との間で磁極が異極である。磁石3のこの配列
による磁場4から、ターゲット2上のスパッタ粒子5を
多く出射する部位が第1実施例と同様になり、ウエーハ
1に対する成膜も第1実施例と同様の結果を得ることが
できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
パッタ装置、特にプレーナ型マグネトロンスパッタ装置
に関し、成膜対象とするウエーハ上の溝や孔をうまく埋
め込むことができ、然も従来より高い成膜速度が得られ
るスパッタ装置が提供されて、半導体装置などの性能向
上や製造歩留り向上に寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 スパッタ装置の実施例1〜4に共通する模式
側面図
【図3】 実施例1の入射角制限部材と磁石の位置関係
を示す平面図
【図4】 実施例2の入射角制限部材と磁石の位置関係
を示す平面図
【図5】 実施例3の入射角制限部材と磁石の位置関係
を示す平面図
【図6】 実施例4の入射角制限部材と磁石の位置関係
を示す平面図
【図7】 従来例の要部を示す側面図
【符号の説明】
1 ウエーハ 2 ターゲット 3 磁石 4 磁場 5 スパッタ粒子 6 入射角制限部材 7 仕切板 8 窓 11 真空槽 12 ガス導入口 13 排気口 14 磁石支持部材 15,16 歯車 17 チェーン 18 駆動源

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状ターゲットの背後に磁石を有し、
    ウエーハを該ターゲットの正面に対向させて該ウエーハ
    に成膜するスパッタ装置であって、 該ターゲットと該ウエーハの間に、該ターゲットに垂直
    な仕切板により筒状に構成されて該ターゲットの面と平
    行に連接する複数の窓を有して、スパッタ粒子の該ウエ
    ーハに対する入射角を制限する入射角制限部材が配置さ
    れ、 該磁石の磁極が、該窓の中心軸上で該ターゲットとほぼ
    平行な磁場を形成するように、該仕切板の該ターゲット
    側への延長上に位置することを特徴とするスパッタ装
    置。
  2. 【請求項2】 前記入射角制限部材及び磁石は、相互の
    位置関係を変えることなく前記ターゲットに平行な平面
    上を移動可能であることを特徴とする請求項1記載のス
    パッタ装置。
  3. 【請求項3】 前記入射角制限部材は、窓が四角形であ
    って窓の連接が該四角形の隣接2辺に従うX方向及びY
    方向で直線的に並ぶ配置であり、 前記磁石の磁極は、前記仕切板の交点のX方向及びY方
    向の各並びで1つおきとなる点に該当する箇所に位置
    し、且つ該四角形の対角線方向で隣合う磁極が異極であ
    ることを特徴とする請求項1または2記載のスパッタ装
    置。
  4. 【請求項4】 前記入射角制限部材は、窓が円形であっ
    て窓の連接がX方向で直線的に並びY方向で千鳥に並ぶ
    配置であり、 前記磁石の磁極は、該円形がX方向に並ぶ複数の列から
    1列おきとなる各列の円形隣接点に該当する箇所に位置
    し、且つX方向及びY方向で隣合う磁極が異極であるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載のスパッタ装置。
  5. 【請求項5】 前記入射角制限部材は、窓が六角形であ
    って窓の連接が該六角形相互の辺同士の隣接によりX方
    向で直線的に並びY方向で千鳥に並ぶ配置であり、 前記磁石の磁極は、該六角形がX方向に並ぶ複数の列か
    ら1列おきとなる各列の六角形隣接中点に該当する箇所
    に位置し、且つX方向及びY方向で隣合う磁極が異極で
    あることを特徴とする請求項1または2記載のスパッタ
    装置。
  6. 【請求項6】 前記入射角制限部材は、窓が三角形であ
    って窓の連接が該三角形を6個組み合わせて六角形とな
    る配列の連続であり、 前記磁石の磁極は、該六角形の中心及び各辺中点に該当
    する箇所に位置し、且つ該中心と該各辺中点との間で磁
    極が異極であることを特徴とする請求項1または2記載
    のスパッタ装置。
JP11626093A 1993-05-19 1993-05-19 スパッタ装置 Withdrawn JPH06330311A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051494A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Anelva Corp 表面処理装置
JP2011017088A (ja) * 2010-09-27 2011-01-27 Canon Anelva Corp スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置
JP2013139642A (ja) * 2013-04-02 2013-07-18 Canon Anelva Corp スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051494A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Anelva Corp 表面処理装置
JP2011017088A (ja) * 2010-09-27 2011-01-27 Canon Anelva Corp スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置
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