JPH10289886A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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JPH10289886A
JPH10289886A JP9111901A JP11190197A JPH10289886A JP H10289886 A JPH10289886 A JP H10289886A JP 9111901 A JP9111901 A JP 9111901A JP 11190197 A JP11190197 A JP 11190197A JP H10289886 A JPH10289886 A JP H10289886A
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sputtering
laser
target
sputter
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正彦 小林
Nobuyuki Takahashi
信行 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form films on an inner surface of a hole having a high aspect ratio at a high bottom coverage. SOLUTION: A target 2 provided in a sputtering chamber 1, which comprises a gas introducing means 4 and an exhaust system 11, is sputtered by means of a sputtering power source 3 to deposit a predetermined thin film on a substrate 50 which is held by a substrate holder 5. Predetermined laser is emitted from a laser oscillator 6 to an ionized space which is in the flight path of sputtering particles from the target 2 to the substrate 50, so that the sputtering particles are ionized. A withdrawing electric field is set on the substrate holder 5 by means of a high frequency power source 7 for applying a high frequency voltage to allow the ionized sputtering particles to efficiently withdraw from the ionized space and to efficiently arrive at the substrate 50. The ionized sputtering particles can overcome the overhung at the hole edge and efficiently arrive at the bottom of the hole owing to the withdrawing electric field, thus improving the bottom coverage of the hole.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、各種半導体デ
バイス等の製作に使用されるスパッタリング装置に関
し、特に、高アスペクト比のホール内に成膜するのに適
したスパッタリング装置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 apparatus used for manufacturing various semiconductor devices, and more particularly to a sputtering apparatus suitable for forming a film in a hole having a high aspect ratio.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種メモリやロジック等の半導体デバイ
スでは、各種配線膜の作成や異種層の相互拡散を防止す
るバリア膜の作成等の際にスパッタリングプロセスを用
いており、スパッタリング装置が多用されている。この
ようなスパッタリング装置に要求される特性は色々ある
が、基板に形成されたホールの内面にカバレッジ性よく
被覆できることが、最近強く求められている。
2. Description of the Related Art In semiconductor devices such as various memories and logics, a sputtering process is used for forming various wiring films and a barrier film for preventing interdiffusion of different layers, and a sputtering apparatus is frequently used. I have. Although there are various characteristics required for such a sputtering apparatus, it has recently been strongly required that the inner surface of a hole formed in a substrate can be covered with good coverage.

【0003】具体的に説明すると、例えばDRAMで多
用されているCMOS−FET(電界効果トランジス
タ)では、拡散層の上に設けたコンタクトホールの内面
にバリア膜を設けてコンタクト配線層と拡散層とのクロ
スコンタミネーションを防止する構造が採用される。ま
た、各モメリセルの配線を行う多層配線構造では、下層
配線と上層配線とをつなぐため、層間絶縁膜にスルーホ
ールを設けこのスルーホール内を層間配線で埋め込むこ
とが行われるが、この際にも、スルーホール内にバリア
膜を作成して、クロスコンタミネーションを防止した構
造が採られる。
More specifically, for example, in a CMOS-FET (field effect transistor) which is frequently used in a DRAM, a barrier film is provided on an inner surface of a contact hole provided on a diffusion layer to form a contact wiring layer and a diffusion layer. The structure which prevents cross contamination of the above is adopted. Also, in the multilayer wiring structure for wiring each momericell, in order to connect the lower layer wiring and the upper layer wiring, a through hole is provided in the interlayer insulating film, and the inside of the through hole is filled with the interlayer wiring. In this case, a barrier film is formed in the through hole to prevent cross contamination.

【0004】このようなホールは、集積度の増加を背景
として、そのアスペクト比(ホールの開口の大きさに対
するホールの深さの比)が年々高くなってきている。例
えば、64メガビットDRAMでは、アスペクト比は4
程度であるが、256メガビットでは、アスペクト比は
5〜6程度になる。
The aspect ratio (the ratio of the depth of the hole to the size of the opening of the hole) of such a hole is increasing year by year due to the increase in the degree of integration. For example, in a 64-Mbit DRAM, the aspect ratio is 4
At 256 megabits, the aspect ratio is about 5-6.

【0005】バリア膜の場合、ホールの周囲の面への堆
積量に対して10から15%の量の薄膜をホールの底面
に堆積させる必要があるが、高アスペクト比のホールに
ついては、ボトムカバレッジ率(ホールの周囲の面への
成膜速度に対するホール底面への堆積速度の比)を高く
して成膜を行うことが困難である。ボトムカバレッジ率
が低下すると、ホールの底面でバリア膜が薄くなり、ジ
ャンクションリーク等のデバイス特性に致命的な欠陥を
与える恐れがある。
In the case of a barrier film, it is necessary to deposit a thin film on the bottom surface of the hole in an amount of 10 to 15% with respect to the deposition amount on the surface around the hole. However, for a hole having a high aspect ratio, bottom coverage is required. It is difficult to form a film at a high rate (the ratio of the deposition rate on the bottom surface of the hole to the deposition rate on the surface around the hole). When the bottom coverage ratio decreases, the barrier film becomes thinner at the bottom surface of the hole, which may cause a fatal defect in device characteristics such as junction leak.

【0006】ボトムカバレッジ率を向上させるスパッタ
リングの手法として、コリメートスパッタや低圧遠隔ス
パッタ等の手法がこれまで開発されてきた。コリメート
スパッタは、ターゲッットと基板との間に基板に垂直な
方向の穴を多数開けた板(コリメーター)を設け、基板
にほぼ垂直に飛行するスパッタ粒子のみを選択的に基板
に到達させる手法である。また、低圧遠隔スパッタは、
ターゲットと基板との距離を長くして(通常の約3倍か
ら5倍)基板にほぼ垂直に飛行するスパッタ粒子を相対
的に多く基板に入射させるようにするとともに、通常よ
り圧力を低くして(0.8mTorr程度以下)平均自
由行程を長くすることでこれらのスパッタ粒子が散乱さ
れないようにする手法である。
As sputtering techniques for improving the bottom coverage rate, techniques such as collimated sputtering and low-pressure remote sputtering have been developed. Collimated sputtering is a technique in which a plate (collimator) with a number of holes in the direction perpendicular to the substrate is provided between the target and the substrate, and only sputtered particles that fly almost perpendicular to the substrate selectively reach the substrate. is there. Also, low-pressure remote sputtering
By increasing the distance between the target and the substrate (approximately 3 to 5 times the normal), a relatively large number of sputtered particles flying almost perpendicular to the substrate are incident on the substrate, and the pressure is set lower than usual. (Approximately 0.8 mTorr or less) This is a method of lengthening the mean free path so that these sputtered particles are not scattered.

【0007】しかしながら、コリメートスパッタではコ
リメーターの部分にスパッタ粒子が堆積して損失になる
ために成膜速度が低下する問題があり、また、低圧遠隔
スパッタでは、圧力を低くしターゲットと基板との距離
を長くするため本質的に成膜速度が低下する問題があ
る。このような問題のため、コリメートスパッタは、ア
スペクト比が3程度までの16メガビットのクラスの量
産品に使用されるのみであり、低圧遠隔スパッタでもア
スペクト比4程度までのデバイスが限界とされている。
[0007] However, collimated sputtering has a problem that sputter particles are deposited on the collimator and causes a loss, resulting in a reduction in the film forming rate. There is a problem that the film forming speed is essentially reduced because the distance is increased. Due to such problems, the collimated sputtering is only used for mass-produced products in the class of 16 Mbits having an aspect ratio of up to about 3, and devices having an aspect ratio of up to about 4 are limited even in low-pressure remote sputtering. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本願の発明は、上述の
ような従来の状況をふまえ、アスペクト比4を越えるホ
ールの内面にボトムカバレッジ率よく成膜を行えるよう
にすることを解決課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and has as an object to solve the problem of enabling a film to be formed with good bottom coverage on the inner surface of a hole having an aspect ratio of more than 4. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項1記載の発明は、排気系を備えたスパ
ッタチャンバーと、スパッタチャンバー内に設けられた
ターゲットと、ターゲットをスパッタするスパッタ電源
と、スパッタチャンバー内に所定のガスを導入するガス
導入手段と、スパッタ粒子が入射する位置に基板を保持
する基板ホルダーとを備えたスパッタリング装置であっ
て、ターゲットから基板へのスパッタ粒子の飛行経路に
設定されたイオン化空間に所定のレーザーを照射してス
パッタ粒子をイオン化させるレーザー発振器を備えてい
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項2記載の発明は、上記請求項1の構成におい
て、イオン化したスパッタ粒子を前記イオン化空間から
引き出して基板に到達させるための引き出し用電界を設
定する手段が設けられているという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、
上記請求項1又は2の構成において、引き出し用電界を
設定する手段は、基板ホルダーに高周波電圧を印加して
基板にバイアス電圧を与えるものであるという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項4記載の
発明は、上記請求項1、2又は3の構成において、レー
ザー発振器は、エキシマレーザー発振器であるという構
成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項5
記載の発明は、上記請求項1、2、3又は4の構成にお
いて、スパッタチャンバーは、レーザーを透過させる入
射窓を備えており、レーザー発振器は、スパッタチャン
バーの外に設けられて入射窓からスパッタチャンバーに
入射させるものであるという構成を有する。また、上記
課題を解決するため、請求項6記載の発明は、上記請求
項1、2、3、4又は5の構成において、レーザー発振
器から発振されたレーザーをイオン化空間に走査する走
査機構が設けられているという構成を有する。また、上
記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、上記請
求項1、2、3、4、5又は6の構成において、レーザ
ー発振器から発振されたレーザーが前記イオン化空間を
複数回通過するようにするリフレクタが設けられている
という構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application is directed to a sputter chamber provided with an exhaust system, a target provided in the sputter chamber, and a sputter for sputtering the target. A sputtering apparatus comprising: a power supply; gas introduction means for introducing a predetermined gas into a sputter chamber; and a substrate holder for holding a substrate at a position where sputter particles are incident. A laser oscillator is provided to irradiate a predetermined laser to an ionization space set in the path to ionize sputtered particles. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 is the device according to claim 1, wherein the means for setting an extraction electric field for extracting ionized sputter particles from the ionization space to reach the substrate is provided. It has a configuration of being provided. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 3 is:
In the configuration of the first or second aspect, the means for setting the drawing electric field has a configuration in which a high frequency voltage is applied to the substrate holder to apply a bias voltage to the substrate. According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the laser oscillator is an excimer laser oscillator in the configuration of the first, second or third aspect. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
According to the invention described in the first aspect, the sputter chamber includes an incident window through which a laser beam is transmitted, and the laser oscillator is provided outside the sputter chamber and the sputter chamber is sputtered from the incident window. It has a configuration in which the light enters the chamber. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a scanning mechanism for scanning a laser oscillated from a laser oscillator into an ionization space in the configuration of the first, second, third, fourth, or fifth aspect. It has a configuration that is. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 7 is the configuration according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein a laser oscillated from a laser oscillator passes through the ionization space a plurality of times. The reflector has a configuration in which a reflector is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図1は、本願発明の実施形態のスパッタ
リング装置の構成を説明する正面概略図である。本実施
形態のスパッタリング装置は、排気系11を備えたスパ
ッタチャンバー1と、このスパッタチャンバー1内に設
けられたターゲット2と、このターゲット2をスパッタ
するスパッタ電源3と、スパッタチャンバー1内に所定
のガスを導入するガス導入手段4と、ターゲット2から
放出されたスパッタ粒子が入射する位置に基板50を保
持する基板ホルダー5とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic front view illustrating the configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. The sputtering apparatus of the present embodiment includes a sputter chamber 1 having an exhaust system 11, a target 2 provided in the sputter chamber 1, a sputter power source 3 for sputtering the target 2, and a predetermined power source in the sputter chamber 1. The apparatus includes gas introducing means 4 for introducing a gas, and a substrate holder 5 for holding a substrate 50 at a position where sputtered particles emitted from the target 2 are incident.

【0011】まず、スパッタチャンバー1は、不図示の
ゲートバルブを備えた気密な容器である。このスパッタ
チャンバー1は、ステンレス等の金属製であり、電気的
には接地されている。排気系11は、ターボ分子ポンプ
や拡散ポンプ等を備えた多段の真空排気システムで構成
されており、スパッタチャンバー1内を10-8Torr
程度まで排気可能になっている。また、排気系11は、
バリアブルオリフィス等の不図示の排気速度調整器を備
え、排気速度を調整することが可能になっている。
First, the sputtering chamber 1 is an airtight container provided with a gate valve (not shown). The sputter chamber 1 is made of metal such as stainless steel, and is electrically grounded. The evacuation system 11 is constituted by a multi-stage evacuation system equipped with a turbo molecular pump, a diffusion pump, and the like, and the inside of the sputtering chamber 1 is 10 −8 Torr.
It is possible to exhaust to the extent. In addition, the exhaust system 11
An exhaust speed adjuster (not shown) such as a variable orifice is provided to adjust the exhaust speed.

【0012】ターゲット2は、例えば厚さ6mm、直径
300mm程度の円板状であり、金属製のターゲットホ
ルダー21及び絶縁体22を介してスパッタチャンバー
1に取付けられている。ターゲット2の背後には、磁石
機構30が設けられており、マグネトロンスパッタを行
うようになっている。磁石機構30は、中心磁石31
と、この中心磁石31を取り囲む周辺磁石32と、中心
磁石31及び周辺磁石32とを繋ぐ円板状のヨーク33
とから構成されている。尚、各磁石31,32は、いず
れも永久磁石であるが、電磁石でこれらを構成すること
も可能である。
The target 2 has a disk shape with a thickness of, for example, about 6 mm and a diameter of about 300 mm, and is attached to the sputtering chamber 1 via a metal target holder 21 and an insulator 22. A magnet mechanism 30 is provided behind the target 2 so as to perform magnetron sputtering. The magnet mechanism 30 includes a center magnet 31
And a peripheral magnet 32 surrounding the central magnet 31, and a disk-shaped yoke 33 connecting the central magnet 31 and the peripheral magnet 32.
It is composed of Each of the magnets 31 and 32 is a permanent magnet, but these can be constituted by electromagnets.

【0013】スパッタ電源3は、所定の負の高電圧をタ
ーゲット2に印加するよう構成される。例えばチタンの
スパッタの場合、500V程度の負の直流電圧を印加す
るよう構成されることが多い。
The sputtering power source 3 is configured to apply a predetermined negative high voltage to the target 2. For example, in the case of titanium sputtering, a negative DC voltage of about 500 V is often applied.

【0014】ガス導入手段4は、アルゴン等のスパッタ
放電用のガスを溜めたガスボンベ41と、ガスボンベ4
1とスパッタチャンバー1とをつなぐ配管42と、配管
42に設けられたバルブ43や流量調整器44とから主
に構成されており、ターゲット2の下方の空間に所定の
プロセスガスを導入するようになっている。
The gas introducing means 4 includes a gas cylinder 41 storing a sputter discharge gas such as argon, and a gas cylinder 4.
1 is mainly composed of a pipe 42 connecting the sputtering chamber 1 and the sputtering chamber 1, and a valve 43 and a flow rate regulator 44 provided in the pipe 42 so that a predetermined process gas is introduced into a space below the target 2. Has become.

【0015】基板ホルダー5は、絶縁体53を介してス
パッタチャンバー1に気密に設けられており、ターゲッ
ト2に対して平行に基板50を保持するようになってい
る。基板ホルダー5には、基板50を静電気によって吸
着する不図示の静電吸着機構が設けられる。静電吸着機
構は、基板ホルダー5内に設けられた吸着電極と吸着電
極に直流電圧を印加する吸着電源とから構成される。
尚、成膜中に基板50を加熱して成膜を効率的にする不
図示の加熱機構等が基板ホルダー5内に設けられる場合
がある。
The substrate holder 5 is hermetically provided in the sputtering chamber 1 via an insulator 53, and holds the substrate 50 in parallel with the target 2. The substrate holder 5 is provided with an electrostatic suction mechanism (not shown) that sucks the substrate 50 by static electricity. The electrostatic attraction mechanism includes an attraction electrode provided in the substrate holder 5 and an attraction power supply for applying a DC voltage to the attraction electrode.
In some cases, a heating mechanism (not shown) for heating the substrate 50 during the film formation to make the film formation efficient may be provided in the substrate holder 5.

【0016】さて、本実施形態の装置の大きな特徴点
は、ターゲット2から基板50へのスパッタ粒子の飛行
経路に設定されたイオン化空間に所定のレーザーを照射
してスパッタ粒子をイオン化させるレーザー発振器6を
備えている点である。レーザー発振器6には、本実施形
態ではエキシマレーザー発振器が使用されている。エキ
シマレーザー発振器6は、例えばAr+Fガス励起の発
振波長193nmのものが使用されている。発振はパル
スであり、1パルスのエネルギーは10mJ程度であ
る。
A major feature of the apparatus according to the present embodiment is that a laser oscillator 6 that irradiates a predetermined laser to an ionization space set in the flight path of the sputtered particles from the target 2 to the substrate 50 to ionize the sputtered particles. It is a point that has. In this embodiment, an excimer laser oscillator is used as the laser oscillator 6. As the excimer laser oscillator 6, for example, one having an oscillation wavelength of 193 nm excited by Ar + F gas is used. The oscillation is a pulse, and the energy of one pulse is about 10 mJ.

【0017】このレーザー発振器6は、図1に示すよう
にスパッタチャンバー1の外に設けられており、スパッ
タチャンバー1はレーザーを透過させる入射窓12を備
えている。入射窓12は、石英ガラス又はサファイアの
ようなレーザーの波長の光を充分に透過させることが可
能な材料から形成されている。
The laser oscillator 6 is provided outside the sputter chamber 1 as shown in FIG. 1, and the sputter chamber 1 has an incident window 12 for transmitting a laser. The entrance window 12 is formed of a material such as quartz glass or sapphire that can sufficiently transmit light of a laser wavelength.

【0018】スパッタチャンバー1は、この入射窓12
を填め込む開口を有し、この開口部分はOリング等のシ
ール部材によって真空シールされている。尚、スパッタ
チャンバー1の外にレーザー発振器6を配置する構成
は、スパッタチャンバー1をいたずらに大型化させるこ
となく装置全体をコンパクトにする効果があり、また、
レーザー発振器6を構成する部材によってスパッタチャ
ンバー1内の雰囲気が汚損されるのを防止する効果もあ
る。
The sputter chamber 1 has an entrance window 12
, And this opening is vacuum-sealed by a sealing member such as an O-ring. Note that the configuration in which the laser oscillator 6 is disposed outside the sputtering chamber 1 has an effect of making the entire apparatus compact without unnecessarily increasing the size of the sputtering chamber 1.
There is also an effect of preventing the atmosphere in the sputtering chamber 1 from being polluted by the members constituting the laser oscillator 6.

【0019】また、レーザー発振器6と入射窓12との
間の光路上には、走査機構61が設けられている。走査
機構61は、入射窓12へのレーザーの入射方向を周期
的に変化させることで、イオン化空間のより広い領域に
レーザーが照射されるようにするものである。レーザー
は、多くの場合細いビームの形で発振されるので、イオ
ン化空間に走査させることは効率の良いイオン化に極め
て有効である。
A scanning mechanism 61 is provided on the optical path between the laser oscillator 6 and the entrance window 12. The scanning mechanism 61 changes the direction of incidence of the laser beam on the entrance window 12 so as to irradiate a wider area of the ionization space with the laser beam. Since a laser is often oscillated in the form of a narrow beam, scanning in an ionization space is extremely effective for efficient ionization.

【0020】具体的には、走査機構61は、入射窓12
へのレーザーの入射方向を水平面内で変化させ、レーザ
ーがイオン化空間に走査されるようにする。走査機構6
1としては、正多角柱状のミラーを回転させる機構、又
は、ガルバノメーターを使用して平面鏡を所定角度範囲
で回転させる機構等が採用される。
More specifically, the scanning mechanism 61 includes the entrance window 12
Is changed in the horizontal plane so that the laser is scanned in the ionization space. Scanning mechanism 6
As 1, a mechanism for rotating a mirror having a regular polygonal prism shape, a mechanism for rotating a plane mirror within a predetermined angle range using a galvanometer, or the like is adopted.

【0021】一方、図1に示すように、スパッタチャン
バー1は、入射窓12と反対側の位置に出射窓13を有
している。そして、出射窓13の外側には、ビームアブ
ソーバー62が配置されている。ビームアブソーバー6
2は、レーザー発振器6が発振する波長のレーザーを反
射させずに効率よく吸収することが可能な材質例えばM
g0とAuとMoの合金などで形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the sputtering chamber 1 has an exit window 13 at a position opposite to the entrance window 12. A beam absorber 62 is arranged outside the emission window 13. Beam absorber 6
2 is a material that can efficiently absorb a laser having a wavelength oscillated by the laser oscillator 6 without reflecting the laser, for example, M
It is formed of an alloy of g0, Au, and Mo.

【0022】レーザー発振器6から発振されたレーザー
Lは、入射窓12からスパッタチャンバー1内に入射し
てイオン化空間に照射され、イオン化空間に存在する中
性スパッタ粒子200にエネルギーを与えてイオン化さ
せ、イオンしたスパッタ粒子(以下、イオン化スパッタ
粒子)201を生成するようになっている。この際、走
査機構61によってレーザーLがイオン化空間で走査さ
れるので、効率良くイオン化スパッタ粒子201が生成
されるようになっている。
The laser L oscillated from the laser oscillator 6 enters the sputter chamber 1 through the entrance window 12 and is irradiated to the ionization space, and gives energy to the neutral sputter particles 200 existing in the ionization space to ionize. Ionized sputtered particles (hereinafter, ionized sputtered particles) 201 are generated. At this time, since the laser L is scanned in the ionization space by the scanning mechanism 61, the ionized sputtered particles 201 are efficiently generated.

【0023】図2は、イオン化スパッタ粒子の作用につ
いて説明する図であり、成膜される基板の断面概略図で
ある。基板50にはコンタクトホールのようなホール5
01が形成されており、バリア膜のようにこのホール5
01の内面に薄膜500を作成する場合について説明す
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of ionized sputtered particles, and is a schematic cross-sectional view of a substrate on which a film is formed. The substrate 50 has holes 5 such as contact holes.
01 is formed, and this hole 5 is formed like a barrier film.
The case where the thin film 500 is formed on the inner surface of the inner surface 01 will be described.

【0024】図2(a)に示すように、ホール501の
内面に成膜する場合、従来のスパッタリング装置では、
ホール501の開口の縁の部分に盛り上がって薄膜50
0が堆積する傾向がある。この部分への膜堆積502は
オーバーハングと呼ばれるが、オーバーハング502が
生ずるとホール501の開口が小さくなり、ホール50
1のアスペクト比が見かけ上さらに高くなってしまう。
この結果、ボトムカバレッジ率の低い成膜になってしま
う。
As shown in FIG. 2A, when a film is formed on the inner surface of the hole 501, a conventional sputtering apparatus
The thin film 50 rises at the edge of the opening of the hole 501.
0 tends to accumulate. The film deposition 502 on this portion is called an overhang. When the overhang 502 occurs, the opening of the hole 501 becomes small,
The aspect ratio of 1 is apparently higher.
As a result, a film having a low bottom coverage ratio results.

【0025】しかし、図2(b)に示すようにイオン化
スパッタ粒子201を基板50に入射させると、イオン
化スパッタ粒子201がオーバーハング502の部分を
再スパッタして崩し、ホール501内に落とし込むよう
にすることができる。このため、ホール501の開口が
小さくならずに、中性スパッタ粒子200やイオン化ス
パッタ粒子201によってボトムカバレッジ率の高い成
膜を行うことができる。
However, as shown in FIG. 2B, when the ionized sputtered particles 201 are incident on the substrate 50, the ionized sputtered particles 201 are re-sputtered at the portion of the overhang 502 and collapsed, and fall into the hole 501. can do. For this reason, a film with a high bottom coverage ratio can be formed by the neutral sputtered particles 200 and the ionized sputtered particles 201 without making the opening of the hole 501 small.

【0026】また一方、本実施形態の装置では、イオン
化スパッタ粒子201をイオン化空間から引き出して基
板50に到達させるための引き出し用電界を設定する手
段が設けられている。この手段は、図1に示すように、
基板ホルダー5に高周波電圧を印加して基板50にバイ
アス電圧を与える高周波電源7によって構成されてい
る。高周波電源7は、例えば周波数13.56MHzで
出力200W程度のものが使用され、不図示の整合器を
介して基板ホルダー5に高周波電力を供給する。尚、高
周波電源7は、60〜100MHz程度の周波数でもよ
い。
On the other hand, in the apparatus of the present embodiment, there is provided means for setting an extraction electric field for extracting the ionized sputtered particles 201 from the ionization space and reaching the substrate 50. This means, as shown in FIG.
The high frequency power supply 7 applies a high frequency voltage to the substrate holder 5 to apply a bias voltage to the substrate 50. The high-frequency power supply 7 has a frequency of 13.56 MHz and an output of about 200 W, for example, and supplies high-frequency power to the substrate holder 5 via a matching unit (not shown). The high frequency power supply 7 may have a frequency of about 60 to 100 MHz.

【0027】スパッタ電源3によってスパッタ放電が生
ずると、ターゲット2の下方に放電によるプラズマPが
生成されるが、高周波電源7によって基板50に高周波
電圧が印加されると、基板50の上方の空間にも弱いプ
ラズマP’が生成される。このうち、基板50の表面に
はこのプラズマP’中の荷電粒子が周期的に引き寄せら
れる。このうち、移動度の高い電子は正イオンに比べて
多くが基板50の表面に引き寄せられ、その結果、基板
50の表面は負の電位にバイアスされたのと同じ状態に
なる。具体的には、上述した例の高周波電源7の場合、
平均値で−100V程度のバイアス電圧を基板50に与
えることができる。
When a sputter discharge is generated by the sputter power source 3, plasma P is generated by the discharge below the target 2. However, when a high-frequency voltage is applied to the substrate 50 by the high-frequency power source 7, a space above the substrate 50 is generated. A weak plasma P 'is also generated. Of these, the charged particles in the plasma P ′ are periodically attracted to the surface of the substrate 50. Among them, many of the electrons having high mobility are attracted to the surface of the substrate 50 as compared with the positive ions, and as a result, the surface of the substrate 50 is in the same state as when it is biased to a negative potential. Specifically, in the case of the high-frequency power supply 7 of the above-described example,
A bias voltage of about −100 V on average can be applied to the substrate 50.

【0028】上記基板バイアス電圧が与えられた状態
は、直流二極放電でプラズマを形成した場合の陰極シー
ス領域と同様であり、プラズマP’と基板50との間に
基板50に向かって下がる電位傾度を有する電界(以
下、引き出し用電界)が設定された状態となる。この引
き出し用電界によって、イオン化スパッタ粒子201
は、プラズマP’から引き出されて基板50に効率良く
到達するようになっている。このため、上記イオン化ス
パッタ粒子201の効果がさらに高く得られるようにな
っている。
The state in which the substrate bias voltage is applied is the same as that of the cathode sheath region in the case where plasma is formed by DC bipolar discharge, and the potential falling toward the substrate 50 between the plasma P ′ and the substrate 50. An electric field having a gradient (hereinafter referred to as an extraction electric field) is set. This extraction electric field causes ionized sputtered particles 201
Are efficiently extracted from the plasma P ′ and reach the substrate 50. For this reason, the effect of the ionized sputtered particles 201 can be further enhanced.

【0029】また、上記引き出し用電界は基板50に対
して垂直な向きの電界であり、基板50に対して垂直に
イオン化スパッタ粒子201を加速するよう作用する。
このため、基板50に形成されたホール501の底面ま
で効率よくイオン化スパッタ粒子201を到達させるこ
とができるようになっており、この点でもボトムカバレ
ッジ率の高い成膜が可能になっている。
The electric field for extraction is an electric field in a direction perpendicular to the substrate 50 and acts to accelerate the ionized sputtered particles 201 perpendicular to the substrate 50.
For this reason, the ionized sputtered particles 201 can efficiently reach the bottom surface of the hole 501 formed in the substrate 50. In this regard, a film having a high bottom coverage ratio can be formed.

【0030】尚、本実施形態の装置は、スパッタ粒子2
00,201の不必要な場所への付着を防止する防着シ
ールド8がスパッタチャンバー1内に設けられている。
防着シールド8はほぼ円筒状の部材であり、ターゲット
2と基板ホルダー5との間の空間を取り囲むようにして
設けられている。
It should be noted that the apparatus of the present embodiment uses the sputtered particles 2
An adhesion shield 8 for preventing adhesion of 00 and 201 to unnecessary places is provided in the sputtering chamber 1.
The deposition shield 8 is a substantially cylindrical member, and is provided so as to surround the space between the target 2 and the substrate holder 5.

【0031】スパッタ粒子がスパッタチャンバー1の器
壁等の不必要な場所に付着すると、経時的に薄膜を堆積
する。この薄膜がある程度の量に達すると内部ストレス
等によって剥離し、スパッタチャンバー1内をパーティ
クルとなって浮遊する。このパーティクルが基板50に
達すると、局部的な膜厚異常等の不良を発生させる。こ
のため、本実施形態の装置は、ターゲット2と基板ホル
ダー5との間の空間を防着シールド8で取り囲み、不要
な場所へのスパッタ粒子200,201の付着を防止し
ている。尚、防着シールド8は、レーザーLの通過を阻
害しないよう、イオン化空間の上側と下側とに分離した
構成となっている。
When sputtered particles adhere to unnecessary places such as the walls of the sputtering chamber 1, a thin film is deposited with time. When this thin film reaches a certain amount, it peels off due to internal stress or the like, and floats in the sputtering chamber 1 as particles. When the particles reach the substrate 50, a defect such as a local thickness abnormality is generated. For this reason, in the apparatus of the present embodiment, the space between the target 2 and the substrate holder 5 is surrounded by the anti-adhesion shield 8 to prevent the sputter particles 200 and 201 from adhering to unnecessary places. Note that the deposition shield 8 is configured to be separated into an upper side and a lower side of the ionization space so as not to hinder the passage of the laser L.

【0032】次に、本願発明の別の実施形態の構成につ
いて説明する。図3は、本願発明の別の実施形態の構成
を説明する平面概略図である。この実施形態の装置で
は、レーザー発振器6から発振されたレーザーがイオン
化空間を複数回通過するようにするリフレクタ63が設
けられている。より具体的には、図3に示すように、ス
パッタチャンバー1には、入射窓12と同じ高さの位置
に四つのリフレクタ63と一つの出射窓13が設けられ
ている。
Next, the configuration of another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the configuration of another embodiment of the present invention. In the apparatus of this embodiment, a reflector 63 is provided to allow the laser oscillated from the laser oscillator 6 to pass through the ionization space a plurality of times. More specifically, as shown in FIG. 3, the sputter chamber 1 is provided with four reflectors 63 and one exit window 13 at the same height as the entrance window 12.

【0033】リフレクタ63は、アルミ等の鏡面膜を有
する板又は表面研磨したアルミ等の板で構成され、レー
ザーを効率よく反射するよう構成される。尚、各リフレ
クタ63は、スパッタチャンバー1の中心軸と同軸円筒
面を形成するよう構成されている。また、各リフレクタ
63は、スパッタチャンバー1に設けられた開口に気密
に取付けられている。
The reflector 63 is made of a plate having a mirror surface film of aluminum or the like or a plate of aluminum or the like whose surface is polished, and is configured to reflect the laser efficiently. Note that each reflector 63 is configured to form a coaxial cylindrical surface with the center axis of the sputtering chamber 1. Each reflector 63 is hermetically attached to an opening provided in the sputtering chamber 1.

【0034】上記四つのリフレクタ63を、レーザーが
入射する順に第一リフレクタ63A、第二リフレクタ6
3B、第三リフレクタ63C、第四リフレクタ63Dと
する。図3に示すように、走査機構61を経てスパッタ
チャンバー1内に導入されるレーザーLは、イオン化空
間を通過した後、第一リフレクタ63Aに達し、第一リ
フレクタ63Aに反射した後、再びイオン化空間を通過
して第二リフレクタ63Bに達する。そして、第二リフ
レクタ63Bに反射した後、再びイオン化空間を通過
し、さらに第三リフレクタ63C、第四リフレクタ63
Dに反射しながらイオン化空間を通過し、最終的に出射
窓13に達する。そして、出射窓13を透過してビーム
アブソーバー62に達し、ビームアブソーバー62で吸
収されるようになっている。
[0034] The four reflectors 63 are divided into a first reflector 63A and a second reflector 6 in the order in which the laser is incident.
3B, a third reflector 63C, and a fourth reflector 63D. As shown in FIG. 3, the laser L introduced into the sputtering chamber 1 via the scanning mechanism 61 passes through the ionization space, reaches the first reflector 63A, is reflected by the first reflector 63A, and is then returned to the ionization space. And reaches the second reflector 63B. Then, after being reflected by the second reflector 63B, it passes through the ionization space again, and further, the third reflector 63C, the fourth reflector 63
The light passes through the ionization space while being reflected by D, and finally reaches the emission window 13. Then, the light passes through the emission window 13, reaches the beam absorber 62, and is absorbed by the beam absorber 62.

【0035】つまり、ビームアブソーバー62に達する
までに5回イオン化空間を通過するようになっている。
このため、イオン化空間に存在する中性スパッタ粒子に
レーザーからエネルギーが供給される効率が高くなり、
より高い効率でイオン化させることができる。この結
果、上記イオン化スパッタ粒子の効果がより高く得られ
ることになる。尚、この実施形態でも、走査機構61が
レーザーを走査し、イオン化空間にまんべんなくレーザ
ーが照射されるようになっている。
That is, it passes through the ionization space five times before reaching the beam absorber 62.
For this reason, the efficiency with which the energy is supplied from the laser to the neutral sputter particles existing in the ionization space increases,
It can be ionized with higher efficiency. As a result, the effect of the ionized sputtered particles can be more enhanced. In this embodiment, the scanning mechanism 61 also scans the laser so that the ionization space is evenly irradiated with the laser.

【0036】次に、上記各実施形態のスパッタリング装
置の全体の動作について説明する。基板50が不図示の
ゲートバルブを通してスパッタチャンバー1内に搬入さ
れ、基板ホルダー5上に載置される。スパッタチャンバ
ー1内は予め10-8Torr程度まで排気されおり、基
板50の載置後にガス導入手段4が動作して、アルゴン
等のプロセスガスが所定の流量で導入される。
Next, the overall operation of the sputtering apparatus of each of the above embodiments will be described. The substrate 50 is carried into the sputtering chamber 1 through a gate valve (not shown), and is placed on the substrate holder 5. The inside of the sputtering chamber 1 is evacuated to about 10 −8 Torr in advance, and after the substrate 50 is placed, the gas introducing means 4 operates to introduce a process gas such as argon at a predetermined flow rate.

【0037】排気系11の排気速度調整器を制御してス
パッタチャンバー1内を例えば0.2〜10mTorr
程度に維持し、この状態でスパッタ放電を始動させる。
即ち、スパッタ電源3によってターゲット2に所定の電
圧を与え、イオン化したプロセスガス40がターゲット
2を叩くことによってマグネトロンスパッタ放電を生じ
させる。これによって、ターゲット2の下方にプラズマ
Pが形成される。同時に、レーザー発振器6も動作さ
せ、イオン化空間にレーザーLを照射する。また、高周
波電源7も動作させ、イオン化空間に引き出し用電界を
設定する。
The evacuation speed controller of the evacuation system 11 is controlled to evacuate the inside of the sputtering chamber 1 by, for example, 0.2 to 10 mTorr.
The sputter discharge is started in this state.
That is, a predetermined voltage is applied to the target 2 by the sputtering power source 3 and the ionized process gas 40 hits the target 2 to generate a magnetron sputter discharge. Thereby, plasma P is formed below the target 2. At the same time, the laser oscillator 6 is operated to irradiate the ionization space with the laser L. In addition, the high-frequency power supply 7 is also operated to set an extraction electric field in the ionization space.

【0038】スパッタ放電によってターゲット2から放
出された中性スパッタ粒子200は、基板50に向けて
飛行する。その飛行の途中、イオン化空間を通過する際
にレーザーLが照射されてイオン化し、イオン化スパッ
タ粒子201となる。イオン化スパッタ粒子201は、
引き出し用電界によってプラズマPから効率良く引き出
され、基板50に入射する。基板50に入射したスパッ
タ粒子200,201は、基板50に形成されたホール
501の底面や側面に達して膜を堆積し、効率良くホー
ル501内を被覆する。所定の厚さで薄膜が作成される
と、レーザー発振器6、スパッタ電源3、及び、ガス導
入手段4の動作をそれぞれ停止させ、基板50をスパッ
タチャンバー1から搬出する。
The neutral sputtered particles 200 emitted from the target 2 by the sputter discharge fly toward the substrate 50. During the flight, when passing through the ionization space, the laser L is irradiated and ionized, and the ionized sputtered particles 201 are formed. The ionized sputtered particles 201
It is efficiently extracted from the plasma P by the extraction electric field and is incident on the substrate 50. The sputtered particles 200 and 201 incident on the substrate 50 reach the bottom and side surfaces of the hole 501 formed on the substrate 50 to deposit a film, thereby covering the inside of the hole 501 efficiently. When a thin film having a predetermined thickness is formed, the operations of the laser oscillator 6, the sputter power supply 3, and the gas introducing unit 4 are stopped, and the substrate 50 is unloaded from the sputter chamber 1.

【0039】尚、バリア膜を作成する場合、チタン製の
ターゲットを使用し、最初にプロセスガスとしてアルゴ
ンを導入してチタン薄膜を成膜する。そして、その後プ
ロセスガスとして窒素ガスを導入してチタンと窒素との
反応を補助的に利用しながら窒化チタン薄膜を成膜す
る。これによって、チタン薄膜の上に窒化チタン薄膜を
積層したバリア膜が得られる。
When a barrier film is formed, a titanium thin film is formed by first using a titanium target and introducing argon as a process gas. Then, a nitrogen gas is introduced as a process gas, and a titanium nitride thin film is formed while using the reaction between titanium and nitrogen in an auxiliary manner. Thus, a barrier film in which the titanium nitride thin film is laminated on the titanium thin film is obtained.

【0040】スパッタ粒子をイオン化する構成として
は、ターゲット2から基板50へのスパッタ粒子の飛行
経路に別途プラズマを形成してこのプラズマ中でスパッ
タ粒子をイオン化させる構成がある。しかしながら、こ
の構成の場合、効率良くイオン化を行うためには、基板
50に近い場所で強いプラズマを形成する必要があるた
め、プラズマ中の荷電粒子(主に電子)によって基板5
0が損傷を受ける場合がある。しかしながら、本実施形
態のようにレーザーLによってスパッタ粒子200をイ
オン化させると、このようなプラズマ中の荷電粒子によ
る基板50の損傷も問題は発生しない。
As a configuration for ionizing sputter particles, there is a configuration in which a separate plasma is formed in a flight path of the sputter particles from the target 2 to the substrate 50, and the sputter particles are ionized in the plasma. However, in the case of this configuration, in order to perform ionization efficiently, it is necessary to form a strong plasma near the substrate 50. Therefore, charged particles (mainly electrons) in the plasma cause
0 may be damaged. However, when the sputtered particles 200 are ionized by the laser L as in the present embodiment, the problem of damage to the substrate 50 due to such charged particles in the plasma does not occur.

【0041】[0041]

【実施例】上記各実施形態に属する実施例として、以下
のような実施例が挙げられる。 プロセスガスの種類:アルゴン プロセスガスの流量:10cc/分 成膜時の圧力:0.25mTorr ターゲット2の大きさ:直径300mm,厚さ6mm ターゲット2の材質:チタン ターゲット2への印加電圧:−500V ターゲット2への投入電力:9kW レーザー発振器6の種類:エキシマレーザー発振器 レーザー発振器6の出力:100W レーザー発振器6の発振周波数:193nm レーザーのパルス幅:10ナノ秒 レーザーの繰り返し周波数:25Hz レーザーの最大パルスエネルギー:10mJ 高周波電源7:周波数400kHz出力150W
EXAMPLES Examples belonging to the above embodiments include the following examples. Type of process gas: Argon Process gas flow rate: 10 cc / min Pressure during film formation: 0.25 mTorr Size of target 2: diameter 300 mm, thickness 6 mm Material of target 2: titanium Applied voltage to target 2: -500 V Input power to target 2: 9 kW Type of laser oscillator 6: excimer laser oscillator Output of laser oscillator 6: 100 W Oscillation frequency of laser oscillator: 193 nm Laser pulse width: 10 ns Laser repetition frequency: 25 Hz Maximum pulse of laser Energy: 10mJ High frequency power supply 7: frequency 400kHz output 150W

【0042】上記の条件により装置を動作させて各アス
ペクト比のホール内面への成膜を行った結果を、図4に
示す。図4は、本願発明の実施例の装置の効果を確認し
た結果を示す図であり、参考のため、従来例の装置によ
る成膜の結果が併せて示されている。尚、従来例は、低
圧遠隔スパッタ方式の装置であり、ターゲット−基板間
の距離が340mm、成膜時の圧力が0.3mTorr
の条件で動作させた例である。
FIG. 4 shows the result of forming a film on the inner surface of the hole of each aspect ratio by operating the apparatus under the above conditions. FIG. 4 is a diagram showing the result of confirming the effect of the apparatus of the embodiment of the present invention, and also shows the result of film formation by the conventional apparatus for reference. The conventional example is an apparatus of a low-pressure remote sputtering method, in which the distance between the target and the substrate is 340 mm, and the pressure at the time of film formation is 0.3 mTorr.
This is an example in which the operation is performed under the following conditions.

【0043】図4に示すように、上記実施例の装置によ
れば、アスペクト比3のホールに対して約60%のボト
ムカバレッジ率、アスペクト比5のホールに対しては約
30%のボトムカバレッジ率が得られており、従来例に
比べて約3倍ものボトムカバレッジ率が得られる。この
ため、アスペクト比4を越える256メガビットや1ギ
ガビットクラスの集積回路の製作に極めて有効な装置と
なり得る。
As shown in FIG. 4, according to the apparatus of the above embodiment, the bottom coverage ratio is about 60% for holes having an aspect ratio of 3, and the bottom coverage rate is about 30% for holes having an aspect ratio of 5. The bottom coverage ratio is about three times that of the conventional example. For this reason, it can be a very effective device for manufacturing an integrated circuit of 256 megabit or 1 gigabit class exceeding aspect ratio 4.

【0044】上記各実施形態では、レーザー発振器6と
してエキシマレーザー発振器を使用したが、YAGレー
ザー発振器や炭酸ガスレーザー発振器のようなエネルギ
ーの高いレーザー(多くの場合紫外領域の波長)を発振
できる他のレーザー発振器を使用することも可能であ
る。また、本願発明のイオン化スパッタリング装置は、
各種半導体デバイスの他、液晶ディスプレイやその他の
各種電子製品の製作に利用することができる。
In each of the above embodiments, an excimer laser oscillator is used as the laser oscillator 6. However, other lasers capable of oscillating a high energy laser (often in the ultraviolet region) such as a YAG laser oscillator or a carbon dioxide laser oscillator are used. It is also possible to use a laser oscillator. Further, the ionization sputtering apparatus of the present invention,
In addition to various semiconductor devices, it can be used for manufacturing liquid crystal displays and other various electronic products.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の各請求項の発
明によれば、ターゲットからのスパッタ粒子がレーザー
によってイオン化されるので、高アスペクト比のホール
に対して充分なボトムカバレッジ率で成膜を行うことが
できる。また特に請求項2又は3の発明によれば、イオ
ン化空間と基板との間に引き出し用電界が設定されるの
で、上記効果をより高く得ることができる。また特に請
求項5の発明によれば、レーザー発振器がスパッタチャ
ンバーの外に設けられるので、スパッタチャンバーの大
型化が避けられる。また特に請求項6の発明によれば、
走査機構によってレーザーが走査されるのでイオン化の
効率が高くなり、さらにボトムカバレッジ率の高い成膜
が行える。また特に請求項7の発明によれば、レーザー
がイオン化空間に複数回照射されるので、イオン化効率
がさらに高くなり、ボトムカバレッジ率がさらに高くな
る。
As described above, according to the invention of each claim of the present application, since the sputtered particles from the target are ionized by the laser, the film is formed with a sufficient bottom coverage ratio for a hole having a high aspect ratio. It can be performed. According to the second and third aspects of the present invention, the electric field for extraction is set between the ionization space and the substrate, so that the above-mentioned effect can be further enhanced. According to the fifth aspect of the present invention, the laser oscillator is provided outside the sputter chamber. In particular, according to the invention of claim 6,
Since the laser is scanned by the scanning mechanism, ionization efficiency is increased, and a film having a high bottom coverage ratio can be formed. According to the seventh aspect of the present invention, since the laser is irradiated to the ionization space a plurality of times, the ionization efficiency is further increased and the bottom coverage ratio is further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の実施形態のスパッタリング装置の構
成を説明する正面概略図である。
FIG. 1 is a schematic front view illustrating a configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】イオン化スパッタ粒子の作用について説明する
図であり、成膜される基板の断面概略図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of ionized sputtered particles, and is a schematic sectional view of a substrate on which a film is formed.

【図3】本願発明の別の実施形態の構成を説明する平面
概略図である。
FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a configuration of another embodiment of the present invention.

【図4】本願発明の実施例の装置の効果を確認した結果
を示す図であり、参考のため、従来例の装置による成膜
の結果が併せて示されている。
FIG. 4 is a diagram showing the result of confirming the effect of the apparatus of the embodiment of the present invention, and also shows the result of film formation by the conventional apparatus for reference.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スパッタチャンバー 11 排気系 2 ターゲット 200 中性スパッタ粒子 201 イオン化スパッタ粒子 3 スパッタ電源 30 磁石機構 4 ガス導入手段 5 基板ホルダー 50 基板 6 レーザー発振器 61 走査機構 62 ビームアブソーバー 63 リフレクタ 7 高周波電源 8 防着シールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sputter chamber 11 Exhaust system 2 Target 200 Neutral sputter particle 201 Ionized sputter particle 3 Sputter power source 30 Magnet mechanism 4 Gas introduction means 5 Substrate holder 50 Substrate 6 Laser oscillator 61 Scanning mechanism 62 Beam absorber 63 Reflector 7 High frequency power supply 8 Anti-shielding shield

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系を備えたスパッタチャンバーと、
スパッタチャンバー内に設けられたターゲットと、ター
ゲットをスパッタするスパッタ電源と、スパッタチャン
バー内に所定のガスを導入するガス導入手段と、スパッ
タ粒子が入射する位置に基板を保持する基板ホルダーと
を備えたスパッタリング装置であって、 ターゲットから基板へのスパッタ粒子の飛行経路に設定
されたイオン化空間に所定のレーザーを照射してスパッ
タ粒子をイオン化させるレーザー発振器を備えているこ
とを特徴とするスパッタリング装置。
A sputter chamber having an exhaust system;
A target provided in the sputtering chamber, a sputtering power source for sputtering the target, gas introducing means for introducing a predetermined gas into the sputtering chamber, and a substrate holder for holding the substrate at a position where sputtered particles are incident on the target were provided. A sputtering apparatus, comprising: a laser oscillator that irradiates a predetermined laser to an ionization space set in a flight path of sputter particles from a target to a substrate to ionize sputter particles.
【請求項2】 イオン化したスパッタ粒子を前記イオン
化空間から引き出して基板に到達させるための引き出し
用電界を設定する手段が設けられていることを特徴とす
る請求項1記載のスパッタリング装置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising means for setting an extraction electric field for extracting ionized sputter particles from the ionization space and reaching the substrate.
【請求項3】 前記引き出し用電界を設定する手段は、
基板ホルダーに高周波電圧を印加して基板にバイアス電
圧を与えるものであることを特徴とする請求項2記載の
スパッタリング装置。
3. The means for setting the electric field for extraction includes:
3. The sputtering apparatus according to claim 2, wherein a high-frequency voltage is applied to the substrate holder to apply a bias voltage to the substrate.
【請求項4】 前記レーザー発振器は、エキシマレーザ
ー発振器であることを特徴とする請求項1、2又は3記
載のスパッタリング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein said laser oscillator is an excimer laser oscillator.
【請求項5】 前記スパッタチャンバーは、レーザーを
透過させる入射窓を備えており、前記レーザー発振器
は、スパッタチャンバーの外に設けられて入射窓からス
パッタチャンバーに入射させるものであることを特徴と
する請求項1、2、3又は4記載のスパッタリング装
置。
5. The sputter chamber has an incident window through which a laser beam is transmitted, and the laser oscillator is provided outside the sputter chamber and allows the laser beam to enter the sputter chamber from the incident window. The sputtering apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】 前記レーザー発振器から発振されたレー
ザーを前記イオン化空間に走査する走査機構が設けられ
ていることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5項
記載のスパッタリング装置。
6. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising a scanning mechanism for scanning a laser oscillated from the laser oscillator into the ionization space.
【請求項7】 前記レーザー発振器から発振されたレー
ザーが前記イオン化空間を複数回通過するようにするリ
フレクタが設けられていることを特徴とする請求項1、
2、3、4、5又は6記載のスパッタリング装置。
7. A reflector provided to allow a laser oscillated from the laser oscillator to pass through the ionization space a plurality of times.
The sputtering apparatus according to 2, 3, 4, 5, or 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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