JPH09241839A - Sputtering device and production of semiconductor device - Google Patents
Sputtering device and production of semiconductor deviceInfo
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- JPH09241839A JPH09241839A JP8072096A JP8072096A JPH09241839A JP H09241839 A JPH09241839 A JP H09241839A JP 8072096 A JP8072096 A JP 8072096A JP 8072096 A JP8072096 A JP 8072096A JP H09241839 A JPH09241839 A JP H09241839A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置及び半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、半
導体装置の製造において微細なコンタクト孔内に例えば
低抵抗導電体膜をカバレージよく堆積するコリメートス
パッタリング装置及び半導体装置の製造方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering device and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to collimating sputtering for depositing, for example, a low resistance conductor film in a fine contact hole with good coverage in manufacturing a semiconductor device. The present invention relates to a device and a method for manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＬＳＩの集積度が向上し、コンタ
クト孔の深さ／開口径すなわちアスペクト比が大きくな
っている。従来のスパッタ法では、このような高アスペ
クト比のコンタクト孔にアルミニウムを主成分とする合
金、高融点金属、金属シリサイドとの積層膜等の導電体
膜を被覆性よく形成することが困難である。2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of LSIs has improved, and the depth / opening diameter of contact holes, that is, the aspect ratio has increased. In the conventional sputtering method, it is difficult to form a conductor film such as a laminated film of an alloy containing aluminum as a main component, a refractory metal, and a metal silicide in such a contact hole having a high aspect ratio with good coverage. .
【０００３】そこで、被堆積基板に対してスパッタ粒子
を垂直方向に強くコリメートするコリメートスパッタ法
が種々提案されている。特開平５−２３９６３７号公報
では、コリメート板の円筒状の穴すべての中心線がコリ
メート板の法線方向に対して平行であり、特開平５−１
８２９６２号公報では、コリメート板の円筒状の穴はコ
リメート板の法線方向に対して平行でない適当な角度を
有するように形成されている。Therefore, various collimated sputtering methods have been proposed in which sputtered particles are strongly collimated in the vertical direction with respect to a substrate to be deposited. In JP-A-5-239637, the center lines of all the cylindrical holes of the collimator plate are parallel to the normal direction of the collimator plate.
In Japanese Patent No. 82962, the cylindrical hole of the collimator plate is formed so as to have an appropriate angle that is not parallel to the normal direction of the collimator plate.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】コリメート板の円筒状
の穴すべての中心線がコリメート板の法線方向に対して
平行な場合、コンタクト孔の底部での高カバレージが期
待できるが、コンタクト孔の側面への堆積が減少し、断
線を起こし易くなったり、コンタクト抵抗を増加させる
問題点がある。When the center lines of all the cylindrical holes of the collimating plate are parallel to the normal direction of the collimating plate, high coverage at the bottom of the contact hole can be expected, but There are problems that deposition on the side surface is reduced, disconnection is likely to occur, and contact resistance is increased.
【０００５】一方、コリメート板の円筒状の穴がコリメ
ート板の法線方向に対して平行でない適当な角度、例え
ば、コリメート板の円筒状の穴すべてがコリメート板の
法線方向に対して正の角度（０度を越え９０度未満）を
なす場合は、コンタクト孔の底部での堆積が減少し、断
線を起こし易くなったり、コンタクト抵抗を増加させる
問題点がある。On the other hand, the cylindrical hole of the collimator plate is not parallel to the normal direction of the collimator plate at an appropriate angle, for example, all the cylindrical holes of the collimator plate are positive with respect to the normal direction of the collimator plate. When the angle (more than 0 degree and less than 90 degrees) is formed, there are problems that deposition at the bottom of the contact hole is reduced, wire breakage easily occurs, and contact resistance increases.
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、スパッタ法
によるコンタクト孔への例えば導電体の堆積における段
差被覆性を向上させ、高アスペクト比の微細コンタクト
の低抵抗化、安定化を実現するスパッタリング装置及び
半導体装置の製造方法を提供するものである。In view of the above problems, the present invention improves the step coverage in the deposition of a conductor in a contact hole by a sputtering method, and realizes a low resistance and stabilization of a fine contact having a high aspect ratio. Provided is a device and a method for manufacturing a semiconductor device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、貫通した円筒
状の穴を全面に有するコリメート板をターゲットと基板
との間に設置したスパッタリング装置において、前記コ
リメート板の円筒状の穴の中心線と前記コリメート板の
法線方向とのなす角度が２種類以上であることを特徴と
する。また、前記のスパッタリング装置において、前記
２種類以上の角度が０度以上９０度未満であることを特
徴とする。また、前記のスパッタリング装置において、
前記２種類以上の角度のうち１つの種類の角度が０度で
あることを特徴とする。さらに、本発明は、コリメート
板を用いたスパッタリング堆積方法を行う半導体装置の
製造方法であって、前記コリメート板を通過した粒子
は、前記コリメート板の円筒状の穴の中心線と前記コリ
メート板の法線方向とのなす角度が２種類以上の分布を
持つことを特徴とする。また、前記の半導体装置の製造
方法において、前記２種類以上の角度が０度以上９０度
未満であることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a sputtering apparatus in which a collimating plate having a through-hole cylindrical hole is installed between a target and a substrate, and the center line of the cylindrical hole of the collimating plate is provided. It is characterized in that the angle between the normal direction of the collimator plate and two or more types. Further, in the above sputtering apparatus, the two or more kinds of angles are 0 degrees or more and less than 90 degrees. Further, in the above sputtering device,
One of the two or more types of angles is 0 degree. Furthermore, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device that performs a sputtering deposition method using a collimator plate, wherein particles that have passed through the collimator plate are the centerline of a cylindrical hole of the collimator plate and the collimator plate. It is characterized in that the angle with the normal direction has two or more types of distribution. Further, in the method for manufacturing a semiconductor device, the two or more types of angles are 0 degrees or more and less than 90 degrees.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、貫通した円筒状の穴を全面に
有するコリメート板を使用したスパッタリングにおい
て、該コリメート板の円筒状の穴の中心線とコリメート
板の法線方向とのなす角度が小さいものは主としてコン
タクト孔の底部での堆積物のカバレージを向上させ、角
度が大きいものは主としてコンタクト孔の側面での堆積
物のカバレージを向上させる。According to the present invention, in the sputtering using a collimating plate having a through-hole, a cylindrical hole, the angle between the center line of the cylindrical hole of the collimating plate and the normal direction of the collimating plate is Smaller ones mainly improve the coverage of the deposits at the bottom of the contact holes, and larger ones mainly improve the coverage of the deposits on the sides of the contact holes.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態につき図
面を参照して説明する。図１は実施形態によるスパッタ
リング装置の構成を示す概要図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the sputtering apparatus according to the embodiment.
【００１０】スパッタリングするターゲット１、コリメ
ート板３の円筒状の穴の中心線とコリメート板３の法線
方向とのなす角度が０度と適当な角度θだけ傾いた円筒
からなるコリメート板３、コンタクト孔６が形成された
被堆積基板５が図のように配置される。この配置で回転
機構７により被堆積基板５を回転しながらスパッタを開
始すると、ターゲット１とコリメート板３との空間に
は、いろいろな速度方向を有したコリメート前のスパッ
タ粒子２が存在するが、コリメート板３を通過した後の
スパッタ粒子４は、コリメート板３の円筒の傾きの方向
にコリメートされている。The target 1 to be sputtered, the collimating plate 3 made of a cylinder in which the angle formed by the center line of the cylindrical hole of the collimating plate 3 and the normal direction of the collimating plate 3 is inclined by 0 ° and an appropriate angle θ, and the contact. The deposition substrate 5 in which the holes 6 are formed is arranged as shown in the figure. When sputtering is started while rotating the deposition target substrate 5 by the rotation mechanism 7 in this arrangement, sputtered particles 2 before collimation having various speed directions exist in the space between the target 1 and the collimator plate 3. The sputtered particles 4 that have passed through the collimator plate 3 are collimated in the direction of the inclination of the cylinder of the collimator plate 3.
【００１１】[0011]
【実施例】第１実施例では、ターゲット１としてＴｉ
（チタン）、被堆積基板５として表面酸化膜に直径０．
５μｍ、深さ１．５μｍのコンタクト孔６（底面積＝
０．１９μｍ2 、側面積＝２．３６μｍ2 、アスペクト
比＝３）を形成したＳｉ（シリコン）ウエハ５を使用
し、コリメート板３の穴の角度０度及び５度（穴の数は
同数）とした。スパッタ条件は、例えば以下の通りとし
た。 ＤＣパワー ：８ｋＷ プロセスガス：Ａｒ スパッタ圧力：０．４Ｐａ 基板加熱温度：１５０℃EXAMPLES In the first example, Ti was used as the target 1.
(Titanium), the surface oxide film as the deposition target substrate 5 has a diameter of 0.
5 μm, 1.5 μm deep contact hole 6 (bottom area =
0.19 .mu.m 2, lateral area = 2.36Myuemu 2, aspect ratio = 3) was formed Si (silicon) using wafer 5, the angle 0 ° and 5 ° of the hole of the collimator plate 3 (the number of holes equal) And The sputtering conditions were as follows, for example. DC power: 8 kW Process gas: Ar Sputtering pressure: 0.4 Pa Substrate heating temperature: 150 ° C.
【００１２】まず、Ｔｉターゲット１より種々の方向を
向いたＴｉ粒子２がたたき出され、コリメート板３を通
過する。次に、コリメート板３を通過したＴｉ粒子４
は、コリメート板３の円筒状の穴の中心線とコリメート
板３の法線方向とのなす角度が０度または５度を中心と
した方向の分布を持ち、それぞれＳｉウエハ５に形成さ
れたコンタクト孔６の側壁や底部に堆積する。First, Ti particles 2 oriented in various directions are knocked out from a Ti target 1 and pass through a collimator plate 3. Next, Ti particles 4 that have passed through the collimator plate 3
Has a distribution in the direction in which the angle formed by the center line of the cylindrical hole of the collimator plate 3 and the normal direction of the collimator plate 3 is centered around 0 ° or 5 °, and the contacts formed on the Si wafer 5 respectively. Deposit on the side wall and bottom of the hole 6.
【００１３】このようにして得られたＳｉウエハ５のコ
ンタクト孔６の断面を走査電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、従来のすべての穴が０度のコリメート板を使用した
場合に比較して、コンタクト孔６の底部でのＴｉ堆積物
の厚さは減少したが、側面でのＴｉ堆積物の厚さは増加
していた。When the cross section of the contact hole 6 of the Si wafer 5 thus obtained is observed by a scanning electron microscope, the contact hole is smaller than that in the case where a collimating plate having all the holes of 0 degrees is used. The thickness of the Ti deposit at the bottom of No. 6 was reduced, but the thickness of the Ti deposit at the side was increased.
【００１４】また、このＳｉウエハ５のコンタクト抵抗
を測定した結果、従来のすべての穴が０度のコリメート
板を使用した場合に比較して、コンタクト抵抗は５％低
下した。コリメート板３のそれぞれの穴から出たＴｉ粒
子４がコンタクト孔６の底部、側面いずれに堆積したか
を区別することは不可能であるが、コリメート板３の円
筒状の穴の中心線とコリメート板３の法線方向とのなす
角度が０度からの粒子が減少したことによりコンタクト
孔６の底部での堆積物のカバレージは低下したが、５度
からの粒子はコンタクト孔６の側面での堆積物のカバレ
ージを向上させたと考えられる。Further, as a result of measuring the contact resistance of the Si wafer 5, the contact resistance was reduced by 5% as compared with the conventional case where a collimating plate having 0 ° holes is used. It is impossible to distinguish whether the Ti particles 4 coming out from each hole of the collimating plate 3 are deposited on the bottom portion or the side surface of the contact hole 6, but the center line of the cylindrical hole of the collimating plate 3 and the collimating plate The coverage of the deposit at the bottom of the contact hole 6 was reduced due to the decrease of particles from the angle of 0 degree with the normal direction of the plate 3, but the particles from 5 degrees were on the side surface of the contact hole 6. It is thought that the coverage of the sediment was improved.
【００１５】第２実施例では、被堆積基板５として表面
酸化膜に直径０．７５μｍ、深さ１．５μｍのコンタク
ト孔６（底面積＝０．１９μｍ2 、側面積＝２．３６μ
ｍ2、アスペクト比＝２）を形成したＳｉ（シリコン）
ウエハ５を使用し、コリメート板３の円筒状の穴の中心
線とコリメート板３の法線方向とのなす角度が０度、５
度及び１０度（穴の数は同数）のコリメート板３を用
い、その他の条件は第１実施例と同一である。In the second embodiment, a contact oxide 6 having a diameter of 0.75 μm and a depth of 1.5 μm (bottom area = 0.19 μm 2 , side area = 2.36 μm) is formed on the surface oxide film as the deposition target substrate 5.
m 2 and aspect ratio = 2) formed Si (silicon)
Using the wafer 5, the angle formed by the center line of the cylindrical hole of the collimator plate 3 and the normal line direction of the collimator plate 3 is 0 °, 5
Degrees and 10 degrees (the same number of holes) are used for the collimating plate 3, and other conditions are the same as those in the first embodiment.
【００１６】このようにして得られたＳｉ（シリコン）
ウエハ５のコンタクト抵抗と第１実施例で得られた結果
と比較して、さらに３％コンタクト抵抗が低下した。こ
れは、アスペクト比の小さいコンタクト孔６の場合に
は、コリメート板３の円筒状の穴の中心線とコリメート
板３の法線方向とのなす角度が大きい方がより有効であ
ることを示唆している。Si (silicon) thus obtained
Compared with the contact resistance of the wafer 5 and the result obtained in the first embodiment, the contact resistance was further reduced by 3%. This suggests that in the case of the contact hole 6 having a small aspect ratio, it is more effective if the angle formed by the center line of the cylindrical hole of the collimating plate 3 and the normal direction of the collimating plate 3 is large. ing.
【００１７】以上のように、貫通した円筒状の穴を全面
に有するコリメート板を使用したスパッタリングにおい
て、コリメート板３の円筒状の穴の中心線とコリメート
板３の法線方向とのなす角度（０度以上９０度未満）を
２種類以上とすることにより、コンタクト孔６の底部及
び側面での堆積物のカバレージを向上させ、コンタクト
抵抗の低減を実現することができる。As described above, in sputtering using a collimator plate having a through-hole, which is a cylindrical hole, the angle between the center line of the cylindrical hole of the collimator plate 3 and the normal direction of the collimator plate 3 ( By setting two or more types (0 degrees or more and less than 90 degrees), it is possible to improve the coverage of deposits on the bottom and side surfaces of the contact hole 6 and reduce the contact resistance.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、貫通し
た円筒状の穴を全面に有するコリメート板を使用したス
パッタリングにおいて、コリメート板の円筒状の穴の中
心線とコリメート板の法線方向とのなす角度（０度以上
９０度未満）を２種類以上とすることにより、コンタク
ト孔の底部及び側面での堆積物のカバレージを向上さ
せ、コンタクト抵抗を下げ、かつ安定化させることがで
きる。As described above, according to the present invention, the center line of the cylindrical hole of the collimator plate and the normal line of the collimator plate are used in the sputtering using the collimator plate having the through-hole cylindrical hole. By forming two or more kinds of angles (0 degrees or more and less than 90 degrees) with the direction, it is possible to improve the coverage of the deposit on the bottom and side surfaces of the contact hole, reduce the contact resistance, and stabilize the contact resistance. .
【図１】本発明の実施形態によるスパッタリング装置の
構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
１ ターゲット ２ コリメート前のスパッタ粒子 ３ コリメート板 ４ コリメート後のスパッタ粒子 ５ 被堆積基板 ６ コンタクト孔 ７ 回転機構 1 Target 2 Sputtered Particles Before Collimation 3 Collimated Plate 4 Sputtered Particles After Collimation 5 Deposited Substrate 6 Contact Hole 7 Rotation Mechanism
Claims (5)
メート板をターゲットと基板との間に設置したスパッタ
リング装置において、 前記コリメート板の円筒状の穴の中心線と前記コリメー
ト板の法線方向とのなす角度が２種類以上であることを
特徴とするスパッタリング装置。1. A sputtering apparatus in which a collimator plate having a through-hole cylindrical hole is installed between a target and a substrate, wherein a center line of the cylindrical hole of the collimator plate and a normal direction of the collimator plate. A sputtering device characterized in that there are two or more types of angles formed by and.
未満であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ
リング装置。2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the two or more types of angles are 0 degrees or more and less than 90 degrees.
の角度が０度であることを特徴とする請求項１に記載の
スパッタリング装置。3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein one of the two or more types of angles has an angle of 0 degree.
積方法を行う半導体装置の製造方法であって、 前記コリメート板を通過した粒子は、前記コリメート板
の円筒状の穴の中心線と前記コリメート板の法線方向と
のなす角度が２種類以上の分布を持つことを特徴とする
半導体装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device, which performs a sputtering deposition method using a collimator plate, wherein the particles that have passed through the collimator plate have a center line of a cylindrical hole of the collimator plate and a method of the collimator plate. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the angle formed with the line direction has two or more types of distribution.
未満であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装
置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the two or more types of angles are 0 degrees or more and less than 90 degrees.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8072096A JPH09241839A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Sputtering device and production of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8072096A JPH09241839A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Sputtering device and production of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241839A true JPH09241839A (en) | 1997-09-16 |
Family
ID=13726202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8072096A Pending JPH09241839A (en) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | Sputtering device and production of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241839A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016072400A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | 株式会社東芝 | Processing device and collimator |
| JP6039117B1 (en) * | 2016-01-25 | 2016-12-07 | 株式会社東芝 | Processing device and collimator |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP8072096A patent/JPH09241839A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016072400A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | 株式会社東芝 | Processing device and collimator |
| JP2016089224A (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-23 | 株式会社東芝 | Processing apparatus and collimator |
| US10147589B2 (en) | 2014-11-05 | 2018-12-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Processing apparatus and collimator |
| US10755904B2 (en) | 2014-11-05 | 2020-08-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Processing apparatus and collimator |
| JP6039117B1 (en) * | 2016-01-25 | 2016-12-07 | 株式会社東芝 | Processing device and collimator |
| JP2017133047A (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社東芝 | Processing apparatus and collimator |
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