JPH0672299B2 - スパツタリング装置及びスパツタリング方法 - Google Patents

スパツタリング装置及びスパツタリング方法

Info

Publication number
JPH0672299B2
JPH0672299B2 JP60015337A JP1533785A JPH0672299B2 JP H0672299 B2 JPH0672299 B2 JP H0672299B2 JP 60015337 A JP60015337 A JP 60015337A JP 1533785 A JP1533785 A JP 1533785A JP H0672299 B2 JPH0672299 B2 JP H0672299B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
sputtering
substrate
sputtered
container
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60015337A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61177367A (ja
Inventor
保 清水
秀樹 立石
克博 岩下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60015337A priority Critical patent/JPH0672299B2/ja
Publication of JPS61177367A publication Critical patent/JPS61177367A/ja
Publication of JPH0672299B2 publication Critical patent/JPH0672299B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明はマグネトロン型スパッタリング装置と、これに
用いるターゲット及びこれを用いたスパッタリング方法
に係り、特に被膜形成基板に任意組成の合金膜を均一な
厚さに形成するに好適なスパッタリング装置とこれに用
いるターゲット利用したスパッタリング方法に関する。
[従来の技術] 256キロビットDRAM[ダイナミック ランダム アクセ
ス メモリ(Dynamic Random Access Memory]にはゲー
ト電極や内部配線材料として従来の多結晶シリコンに替
わり、シリサイド(例えばMoSi2,TaSi2,WSi2等)が用
いられてきている。
しかしシリサイドの合金ターゲットとしては、現在まで
のところ99.9%程度の純度しか得られないので、99.99
%以上の高純度な各単一元素を適当に配設した複合ター
ゲット(第1図,第2図)を用いてシリサイド膜の形成
を行なっていた。第1図は、Mo部材101、Si部材102より
なるターゲット103の平面図、第2図は第1図のX−
X′断面図である。
また、スパッタ装置に広く用いられているマグネトロン
型スパッタ電極を、第3図に示す。ターゲット103の裏
面にバッキングプレート104を介して磁石105が配置さ
れ、この磁石105によって、ターゲット面上にターゲッ
ト面から出て、再び入るアーチ状の磁界106が形成さ
れ、かつこの磁界が閉ループを形成する様になってい
る。バッキングプレート104はターゲット103の機械的強
度を補うものである。そしてスパッタ時のターゲット加
熱防止の為、給水パイプ107からバッキングプレート裏
面に冷却水を供給し、排水パイプ108から排出してい
る。
またターゲット103の近傍にはアノード電極(以下、単
にアノードと云う)109が設置され、アノード109とター
ゲット103間に高電圧が印加される様になっている(印
加手段及び電源は図示せず)。
さて、アノード109とターゲット103間に高電圧を印加す
るとグロー放電が起こり、ターゲット面上にプラズマ11
0が発生する。このプラズマ110は上記の磁界によってド
ーナツ状になる。これらの放電について詳しくは文献
[シン フィルム プロセスズ アカデミック プレス
1980(Thin Film Processes Academic Press 198
0)]を参照されたい。
従来、基板にMo−Si膜を形成する場合には第1図の複合
ターゲットと第3図のマグネトロンスパッタ電極によっ
て、Mo−Siを同時にスパッタし、基板11上にMo−Si膜を
形成していた。
しかし、この様な従来の方法では、ターゲットの構造に
より形成される膜のMo−Si組成比が決まってしまうた
め、任意のMo−Si組成比の膜を形成することができなか
った。
またターゲットがスパッタを受け、浸食112が進んでい
くと、Mo/Siの組成比が変動していくが、これの変動を
修正して、所定のMo/Si組成比に戻すことは不可能であ
った。
[発明の目的] 本発明の目的は上記した従来の問題点をなくし、均一で
任意の組成比の合金膜や均一な厚さのスパッタリング膜
形成に適したスパッタリング装置とこれに用いるターゲ
ットを利用したスパッタリング方法を提供することにあ
る。
[発明の概要] 本発明は上記目的を達成するため、ターゲット面に2箇
所以上のプラズマを独立に発生できる様にし、各プラズ
マによってターゲットから放出される膜材料が基板に均
一な膜厚で形成できる構成に特徴がある。
即ち、本発明においては、所定位置に取付けられた基板
と、この基板取付け面に対向して設置されたターゲット
と、このターゲットの周辺に位置するアノード電極と、
前記ターゲットとアノード電極間に電圧を印加する手段
と、前記ターゲットの基板対向面と反対側に設置された
磁気発生装置と、これらを収納した容器と、この容器を
真空にする手段と、前記容器内の真空中に不活性ガスを
導入する手段よりなるスパッタリング装置であって、上
記ターゲットは、スパッタされる面が基板の中心軸方向
に傾斜しかつ環状に形成された第1のターゲットと、該
第1のターゲットの内側に配置されかつスパッタされる
面が前記基板の外周方向に傾斜して環状に形成された第
2のターゲットを有し、第1のターゲットと第2のター
ゲットとを選択的にスパッタリングするように構成され
ている。
そして、このスパッタリング装置における容器を真空に
して、不活性ガスを所定圧導入し、ターゲットとアノー
ド間に電圧を印加し、第1のターゲットと第2のターゲ
ット上で選択的にプラズマを発生させると、それに対応
し第1のターゲット面上と第2のターゲット面上でアー
チ状の磁力線が形成されることによりスパッタリングさ
れ、この各プラズマによってスパッタされた膜材料をそ
れぞれ独立的に基板上へ均一に堆積することができ、第
1のターゲットの材質と第2のターゲットの材質を基板
上に対し均一で任意の組成比の合金膜として形成するこ
とができると共に、均一な厚さの膜として形成すること
ができる。この場合、段差のある基板表面でもステップ
カバレッジが良好となり、平坦部もコーナ部も同じ厚さ
のスパッタリング膜が得られる。
[発明の実施例] 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。第4
図は本発明のスパッタ電極を基板側(上面)から見た図
である。第5図は第4図のY−Y(Z−Z)断面図であ
る。第5図では、ターゲット3と基板11との位置関係を
示すため基板11も記した。
ターゲット3は第4図及び第5図に示すように、所定の
傾斜角度をもつように形成されたバッキングプレート4
に対し取付ねじ等によって固定されており、第1の被ス
パッタ面15,16と第2の被スパッタ面17,18を持ち、第1
の被スパッタ面15,16は基板11の中心方向を向く様に傾
斜しており、第2の被スパッタ面17,18は基板の外周方
向を向く様に傾斜している。本例では第5図に示すよう
に、第1の被スパッタ面15,16の傾斜角θ及び第2の被
スパッタ面17,18の傾斜角を30°にしている。
第1の被スパッタ面15,16はSi部材1からなり、第2の
被スパッタ面17,18はMo部材2でできている。ターゲッ
ト3の第1の被スパッタ面15,16上に、この面から出て
再び入るアーチ状磁界19を形成する様にヨーク21とこの
ヨークを取り巻いて4個のコイル22(第5図は2個しか
表われていないが、第4図のZ−Z断面もY−Y断面と
ほぼ同一であるので計4個となる)が配設されている。
またスパッタターゲット3の第2の被スパッタ面17,18
上にこの面から出て再び入るアーチ状磁界20を形成する
様にヨーク23とこのヨークを取り巻いて4個のコイル24
が配設されている。
なお、バッキングプレート4は、従来と同様にターゲッ
ト3と磁気発生装置との間に設けられ、給水パイプ7が
冷却水をバッキングプレート裏面に導き、排水パイプ8
から排水している。
ターゲット3の近傍にはアノード9があり、ターゲット
−アノード間には高電圧が印加できる様になっている
(印加手段は図示せず)。第5図において、13はカソー
ドボックス、14はケーシングである。
次に本実施例の動作を説明する。ターゲット3の第1の
被スパッタ面15,16上に十分な強度の磁界が発生する様
にコイル22に電圧を印加し、ターゲット−アノード間に
高電圧を印加すると、第1の被スパッタ面15,16にプラ
ズマ10が発生し、第1の被スパッタ面の材料であるSiが
スパッタされる。コイル22の通電を止め、第2の被スパ
ッタ面17,18上に十分な強度の磁界が発生する様にコイ
ル24に電圧を印加し、ターゲット−アノード間に高電圧
を印加すると、第2の被スパッタ面にプラズマ10′が発
生し、第2の被スパッタ面の材料であるMoがスパッタさ
れる。
ここで、基板とターゲット間の距離Hを75mm、第1の被
スパッタ面で発生するプラズマ10の中心位置間Aを170m
m、第1の被スパッタ面15,16の傾斜角θを30°とする
と、第6図に示すごとく、基板内径100mmで均一な厚さ
(膜圧バラツキ±5%以下)のSi膜が形成できた。また
第2の被スパッタ面17,18で発生するプラズマ10′の中
心位置Bを80mm、第2の被スパッタ面の傾斜角を30°
とすると、基板内径100mmで均一な厚さのMo膜が形成で
きた。
したがってコイル22とコイル24の通電時間を制御するこ
とにより任意のMo/Si組成比でかつ基板内において均一
なMo/Si組成比で均一な膜厚のMo/Si合金膜が得られる。
この場合、段差のある基板表面でもステップカバレッジ
が良好となり、平坦部もコーナ部も同じ厚さのスパッタ
リング膜が得られる。
なお、上記装置における、真空度、不活性ガス導入圧、
印加電圧などは従来と同様にしてよいは勿論である。
[発明の効果] 以上、述べたように本発明によれば、スパッタすべき面
が基板の中心軸方向に向かって傾斜する環状の第1の面
と、その内側に位置してあって基板の外周方向に向かっ
て傾斜する環状の第2の面とを有してターゲットを形成
し、該ターゲットの第1の面と第2の面とで選択的にプ
ラズマを発生させるように構成したので、第1のターゲ
ットと第2のターゲット上で選択的にプラズマを発生さ
せると、各プラズマによってスパッタされた膜材料をそ
れぞれ独立的に基板上へ均一に堆積することができ、第
1のターゲットの材質と第2のターゲットの材質を基板
上に対し均一で任意の組成比の合金膜として形成できる
と共に、均一な厚さの膜として形成することができる効
果があり、また組成比のコントロールを容易にできるこ
とによって、安定した組成比の膜が得られると云う効果
がある。また、特に、本願発明の二番目の発明において
は、第1,第2のターゲットに夫々対応する第1,第2の磁
石を選択的に制御する磁気発生装置を備えていると、第
1の被スパッタ面と第2の被スパッタ面とから所望の材
質を、的確にかつ容易にしかも所望の量でスパッタする
ことができると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のターゲットの平面部、第2図は第1図の
X−X線断面図、第3図は従来のマグネトロン型スパッ
タ電極の縦断面図、第4図は本発明のスパッタ電極の平
面図、第5図は第4図のY−Y,Z−Z断面図、第6図
は、第1,第2の各被スパッタ面からスパッタされて基板
上に堆積される膜材料の膜厚分布を示す図である。 1…Si部材、2…Mo部材、3…複合ターゲット、13…カ
ソードボックス、14…ケーシング、15,16…第1の被ス
パッタ面、17,18…第2の被スパッタ面、21,23…ヨー
ク、22,24…コイル、9…アノード電極。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定位置に取付けられた基板と、この基板
    取付け面に対向して設置されたターゲットと、このター
    ゲットの周辺に位置するアノード電極と、前記ターゲッ
    トとアノード電極間に電圧を印加する手段と、前記ター
    ゲットの基板対向面と反対側に設置された磁気発生装置
    と、これらを収納した容器と、この容器を真空にする手
    段と、前記容器内の真空中に不活性ガスを導入する手段
    よりなるスパッタリング装置であって、上記ターゲット
    は、スパッタされる面が基板の中心軸方向に傾斜しかつ
    環状に形成された第1のターゲットと、該第1のターゲ
    ットの内側に配置されかつスパッタされる面が前記基板
    の外周方向に傾斜して環状に形成された第2のターゲッ
    トを有し、第1のターゲットと第2のターゲットとを選
    択的にスパッタリングすることを特徴とするスパッタリ
    ング装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のスパッタリン
    グ装置において、上記磁気発生装置は、第1のターゲッ
    トと第2のターゲットとから独立的に出て同一面に入る
    それぞれの磁力線を交互に発生するものであり、かつ上
    記第1のターゲットと第2のターゲットとがそれぞれ異
    質の材質からなることを特徴とするスパッタリング装
    置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載のスパッタリン
    グ装置において、磁気発生装置が電磁石であることを特
    徴とするスパッタリング装置。
  4. 【請求項4】内部の所定位置に基板を取付けた容器内を
    真空にし、この容器に不活性ガスを所定圧導入し、基板
    の中心軸方向に傾斜しかつ環状に形成された第1の被ス
    パッタ面,該第1の被スパッタ面の内側に配置されかつ
    基板の外周方向に傾斜して環状に形成された第2の被ス
    パッタ面を有するターゲットとアノード電極間に電圧を
    印加してプラズマを発生させ、上記ターゲットの第1,第
    2の被スパッタ面と反対の面に近接して設けられた磁気
    発生装置により、前記ターゲットの第1の被スパッタ面
    と第2の被スパッタ面とを選択的にスパッタリングする
    ことを特徴とするスパッタリング方法。
JP60015337A 1985-01-31 1985-01-31 スパツタリング装置及びスパツタリング方法 Expired - Lifetime JPH0672299B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60015337A JPH0672299B2 (ja) 1985-01-31 1985-01-31 スパツタリング装置及びスパツタリング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60015337A JPH0672299B2 (ja) 1985-01-31 1985-01-31 スパツタリング装置及びスパツタリング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61177367A JPS61177367A (ja) 1986-08-09
JPH0672299B2 true JPH0672299B2 (ja) 1994-09-14

Family

ID=11885968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60015337A Expired - Lifetime JPH0672299B2 (ja) 1985-01-31 1985-01-31 スパツタリング装置及びスパツタリング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0672299B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105303B2 (ja) * 1985-02-25 1995-11-13 株式会社東芝 薄膜形成方法
TWI338721B (en) * 2009-10-16 2011-03-11 Suntek Prec Corp A sputtering apparatus with a side target and a method for sputtering a workpiece having non-planer surfaces

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4100055A (en) * 1977-06-10 1978-07-11 Varian Associates, Inc. Target profile for sputtering apparatus
JPS56156766A (en) * 1980-05-08 1981-12-03 Fujitsu Ltd Spattering device
US4595482A (en) * 1984-05-17 1986-06-17 Varian Associates, Inc. Apparatus for and the method of controlling magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61177367A (ja) 1986-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5026470A (en) Sputtering apparatus
US4444635A (en) Film forming method
US5114556A (en) Deposition apparatus and method for enhancing step coverage and planarization on semiconductor wafers
JP2000144399A (ja) スパッタリング装置
JPH03122273A (ja) マイクロ波を用いた成膜装置
US20030052001A1 (en) Sputtering apparatus for forming a metal film using a magnetic field
JPH0672299B2 (ja) スパツタリング装置及びスパツタリング方法
JPH05311419A (ja) マグネトロン型スパッタ装置
US6027621A (en) Thin film forming apparatus
JPS5887270A (ja) プレ−ナマグネトロン方式のスパッタリング電極
JP3411312B2 (ja) マグネトロン・スパッタカソードおよび膜厚分布の調整方法
US20030127322A1 (en) Sputtering apparatus and magnetron unit
JPH04221061A (ja) 薄膜形成装置
JP2895506B2 (ja) スパッタ装置
JP3038287B2 (ja) 薄膜作成装置
JPS60116774A (ja) スパッタ装置
JPS61288067A (ja) スパツタ装置
JPS6361387B2 (ja)
JPH0681145A (ja) マグネトロンスパッタ装置
JPH07176481A (ja) 多層膜作成装置
JPH01116068A (ja) バイアススパッタ装置
JP2580149B2 (ja) スパツタ装置
JPH0361367A (ja) マグネトロン方式のスパッタリング装置
JP2002069631A (ja) スパッタ方法及びその装置
JPH06158311A (ja) スパッタリング装置