JPS58161774A - スパツタリング処理方法 - Google Patents
スパツタリング処理方法Info
- Publication number
- JPS58161774A JPS58161774A JP4223882A JP4223882A JPS58161774A JP S58161774 A JPS58161774 A JP S58161774A JP 4223882 A JP4223882 A JP 4223882A JP 4223882 A JP4223882 A JP 4223882A JP S58161774 A JPS58161774 A JP S58161774A
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- JP
- Japan
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- chamber
- plasma
- sputtering
- target
- gas
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma
- C23C14/357—Microwaves, e.g. electron cyclotron resonance enhanced sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａｌ 発明の技術分野
本発明はスパッタリング装置の構成に関する。
（ｂｌ 技術の背景
薄膜集積回路或いは、半導体集積回路のような電子素子
の配線層、絶縁層などの形成に真空蒸着技術と共にスパ
ッタリング技術が使われている。
の配線層、絶縁層などの形成に真空蒸着技術と共にスパ
ッタリング技術が使われている。
こ＼で合金層を形成する場合について考えると、真空蒸
着法によると合金のイ独を経て蒸発が起るが、この際、
融点における蒸気圧が合金を構成する各元素によ）異な
るために蒸発し易いものから蒸発して基板に遭し、その
ため組成の一定した膜が再現性なく成長できないと云う
欠点がある。
着法によると合金のイ独を経て蒸発が起るが、この際、
融点における蒸気圧が合金を構成する各元素によ）異な
るために蒸発し易いものから蒸発して基板に遭し、その
ため組成の一定した膜が再現性なく成長できないと云う
欠点がある。
一方、スパッタリングではイオンの衝突によりターゲッ
トの表面から構成原子が弾じき飛ばされる原理によるた
め、ｔｔ”ターゲットと同一組成の合金膜を得ることが
できる。これは半導体高集積度素子の製造に際してエレ
クトロマイグレーシ。
トの表面から構成原子が弾じき飛ばされる原理によるた
め、ｔｔ”ターゲットと同一組成の合金膜を得ることが
できる。これは半導体高集積度素子の製造に際してエレ
クトロマイグレーシ。
ン対策としても重畳である。
すなわちアルミニウム配線層形成において、エレクトロ
マイグレーシ璽ンに対して強く、配線寿−ヤ 命を弧長させるために、アルξ、ニウム・シリコン（ｍ
−ｓｔ ） 、フルミー１ム・銅（Ａｔ−Ｑ＋） 、ア
ｈミニウム・シリコン・鋼（ｋＡ −８ｉ’・０１１）
などの合金−を用いて配線パターンを形成している。し
かしながら、か＼る合金層の形成には上記の理由により
スパッタリング技術の使用が適している。
マイグレーシ璽ンに対して強く、配線寿−ヤ 命を弧長させるために、アルξ、ニウム・シリコン（ｍ
−ｓｔ ） 、フルミー１ム・銅（Ａｔ−Ｑ＋） 、ア
ｈミニウム・シリコン・鋼（ｋＡ −８ｉ’・０１１）
などの合金−を用いて配線パターンを形成している。し
かしながら、か＼る合金層の形成には上記の理由により
スパッタリング技術の使用が適している。
さて、スパッタリング技術を用いて得られる膜は基板と
の付着強度が強く、基板面の凹凸に沿って切れ目がなく
配線パターンの形成などに適して−るが、従来の二極方
式のスパッタリング装置を用いた膜成長速度は真空蒸着
装置を用いるものに較べて遅く、生産性が低い。また基
板温度が上昇するなど実用土に問題があった。
の付着強度が強く、基板面の凹凸に沿って切れ目がなく
配線パターンの形成などに適して−るが、従来の二極方
式のスパッタリング装置を用いた膜成長速度は真空蒸着
装置を用いるものに較べて遅く、生産性が低い。また基
板温度が上昇するなど実用土に問題があった。
然し最近になって、ターゲットの近くの電界に直交する
形で磁界を印加し高密度プラズマをターゲット近傍に閉
じ込めるＤＯマグネトロンスパッタ技術が開発されるに
及んでこれらの欠点が解消され、装置がインライン化さ
れて使用されるようにもなった。
形で磁界を印加し高密度プラズマをターゲット近傍に閉
じ込めるＤＯマグネトロンスパッタ技術が開発されるに
及んでこれらの欠点が解消され、装置がインライン化さ
れて使用されるようにもなった。
本発明はか＼るスパッタリング装置の構成に関するもの
である。
である。
（Ｃ） 従来技術と問題点
半導体高集積度素子のような半導体デバイスの配線層形
成に使用されるＤｏマグネトロンスパッタリング装置に
は磁石の配置中ターゲットの形状により種々の方式があ
るが、第１図にその内で代表的なジレーナマグネトロン
方式よシ構成される前記第１図を用いて装置を説明する
。真空ポンプによシ高真空に排気２され九ガラス製のチ
ャンバー１内にアルゴン（入ｒ）ガスのような不活性ガ
スをニードルパルプ又はマスフロー３を通じて連続的に
供給し、一方排気を行いながら不活性ガスの供給速度を
調節することによりチャンバー１内のガス圧力が所定の
値に保たれている。
成に使用されるＤｏマグネトロンスパッタリング装置に
は磁石の配置中ターゲットの形状により種々の方式があ
るが、第１図にその内で代表的なジレーナマグネトロン
方式よシ構成される前記第１図を用いて装置を説明する
。真空ポンプによシ高真空に排気２され九ガラス製のチ
ャンバー１内にアルゴン（入ｒ）ガスのような不活性ガ
スをニードルパルプ又はマスフロー３を通じて連続的に
供給し、一方排気を行いながら不活性ガスの供給速度を
調節することによりチャンバー１内のガス圧力が所定の
値に保たれている。
次に排気台４には、絶縁材料５によシ絶縁された陽極６
および陰極７が配設されてあ如、陽極及び陰極６．７は
プラズマを発生させるための高圧電源に接続されている
。
および陰極７が配設されてあ如、陽極及び陰極６．７は
プラズマを発生させるための高圧電源に接続されている
。
また、スパッタ材料からなるターゲット８はバッキング
プレート９にセットされておね、このバッキングプレー
ト９は陰極７に結線されていると共にこの背部に磁石１
０を備え、バッキングプレート内部は水冷されている。
プレート９にセットされておね、このバッキングプレー
ト９は陰極７に結線されていると共にこの背部に磁石１
０を備え、バッキングプレート内部は水冷されている。
！にターゲット８に対向してチャンバー１の上部に配設
された基板ホルダ１１には基板１２が支持されてあ夛、
１＊＊極６の周囲には防着板１３が設けられてスパッタ
リングによるチャンバー１の汚染を防いでいる。
された基板ホルダ１１には基板１２が支持されてあ夛、
１＊＊極６の周囲には防着板１３が設けられてスパッタ
リングによるチャンバー１の汚染を防いでいる。
か＼る構成のマグネトロンスパッタリング装置において
陽極６と陰極７の間に高圧が印加されると陽極６とター
ゲット８との電界に直交して磁界が印加されていること
になり、放電の開始によってプラズマが発生すると電子
はその磁界によシスパイラル運動してターゲット上の磁
力線分布内に閉じ込められる。この結果、電子はガス分
子と衝突して電離する回数を増し、イオン濃度が増して
密度の高い・プラズマが発生し、スパッタ速度が増加す
る。
陽極６と陰極７の間に高圧が印加されると陽極６とター
ゲット８との電界に直交して磁界が印加されていること
になり、放電の開始によってプラズマが発生すると電子
はその磁界によシスパイラル運動してターゲット上の磁
力線分布内に閉じ込められる。この結果、電子はガス分
子と衝突して電離する回数を増し、イオン濃度が増して
密度の高い・プラズマが発生し、スパッタ速度が増加す
る。
を友電離により発生する電子は磁界により閉じ込められ
るので、基板に達するプラズマが少なくそのため基板の
温度上昇が抑制される。
るので、基板に達するプラズマが少なくそのため基板の
温度上昇が抑制される。
さてこのように放電によυプラズマが発生すると以後雪
崩的に増殖が行われ、スパッタリングが進行する。ター
ゲット８として例えば、ん１Ｔｉ（チタン）、’ｊ”ａ
（メンタル）なと、酸化物の不働体皮膜を表面に形成し
やすい金属を用いる場合は陽極６とターゲット８との間
の放電が起りに〈＼、防着板１３の配置や形状によって
はプラズマの励起が困難になることがある。
崩的に増殖が行われ、スパッタリングが進行する。ター
ゲット８として例えば、ん１Ｔｉ（チタン）、’ｊ”ａ
（メンタル）なと、酸化物の不働体皮膜を表面に形成し
やすい金属を用いる場合は陽極６とターゲット８との間
の放電が起りに〈＼、防着板１３の配置や形状によって
はプラズマの励起が困難になることがある。
この対策として、従来はチャンバー１内に糖２図に示す
ような放電電極或いは、第３図に示すようなフィラメン
トからなるスタータを設け、これを動作させることによ
シ放電を鍔起していた。
ような放電電極或いは、第３図に示すようなフィラメン
トからなるスタータを設け、これを動作させることによ
シ放電を鍔起していた。
すなわち、チャンバ内で瞬間的なスパーク放電を行って
電子を飛散させるか或いはタングステン（Ｗ）などから
なるフィラメントを加熱して熱電子を放出させ、これを
放電のトリガーとしてプラズマを発生させていた。
電子を飛散させるか或いはタングステン（Ｗ）などから
なるフィラメントを加熱して熱電子を放出させ、これを
放電のトリガーとしてプラズマを発生させていた。
然し乍ら、放電電極およびフィラメントのチャンバー１
内への設置およびスパーク放電、加熱などの処理は何れ
も汚染源として働くと共に、これらのスタータはスパッ
タ物が付着しないように防着設備を施しておく必要があ
るなど問題が多く。
内への設置およびスパーク放電、加熱などの処理は何れ
も汚染源として働くと共に、これらのスタータはスパッ
タ物が付着しないように防着設備を施しておく必要があ
るなど問題が多く。
簡便で且つ汚染源とならないようなスタータの出現が望
まれていた。
まれていた。
（ｄｌ 発明の目的
本発明はスパッタリング装置のスタータとして装置の外
部に設けることができ且つ効率よくプラズマ放電を発生
せしめ得る手段を提供することを目的とする。
部に設けることができ且つ効率よくプラズマ放電を発生
せしめ得る手段を提供することを目的とする。
ｔｅｌ 発明の構成
本発明の目的は スパッタ装置の外側にマイクロ波発振
器を設はチャンバ内にマイクロ波を照射して電子密度を
高め、プラズマ発生を促進することによυ達成すること
ができる。
器を設はチャンバ内にマイクロ波を照射して電子密度を
高め、プラズマ発生を促進することによυ達成すること
ができる。
ｆｆｌ 発明の実施例
本発明はスパッタリング装置のスタータとしてマイクロ
波発振器を設け、チャンバー内にマイクロ波を放射し′
Ｃガス分子を励振せしめてプラズマ発生を促進するもの
である。
波発振器を設け、チャンバー内にマイクロ波を放射し′
Ｃガス分子を励振せしめてプラズマ発生を促進するもの
である。
こ＼でマイクロ波は例えば、マグネトロンなどのマイク
ロ波管を用いて発生させればよく、第１図に示すように
導波管１４によりチャンバー１の側面にまで導かれチャ
ンバー１内に照射される。
ロ波管を用いて発生させればよく、第１図に示すように
導波管１４によりチャンバー１の側面にまで導かれチャ
ンバー１内に照射される。
次に、第１図の実施例においてチャンバーｌの材質とし
−Ｃガラスが使用されているが、マイクロ波の透過率を
嵐くするためには石英或いは、アルミナなど双極子能率
の小さな材料が更に好ましく、チャンバー１が金属製の
場合はか＼る材料よりなる入射窓を設けるのがよく、壕
だマイクロ波はターゲットＳの発熱を避けるためにター
ゲット８を避けて投射する。
−Ｃガラスが使用されているが、マイクロ波の透過率を
嵐くするためには石英或いは、アルミナなど双極子能率
の小さな材料が更に好ましく、チャンバー１が金属製の
場合はか＼る材料よりなる入射窓を設けるのがよく、壕
だマイクロ波はターゲットＳの発熱を避けるためにター
ゲット８を避けて投射する。
陶、マイクロ波発振器の出力は５００Ｗ以下で充分であ
る。
る。
このようにチャンバｌ内のガス圧力を所定の値に維持し
た後、陽極６とターゲット８との間に電界を印加し良状
態でマイクロ波を照射すれば小ないマイクロ波出力で容
易にプラズマを発生さすことができ、あとは雪崩状にプ
ラズマが増殖する。
た後、陽極６とターゲット８との間に電界を印加し良状
態でマイクロ波を照射すれば小ないマイクロ波出力で容
易にプラズマを発生さすことができ、あとは雪崩状にプ
ラズマが増殖する。
（ｇｌ 発明の効果
本発明によれば、チャンバ内でのスパーク放電或いは、
フィラメント加熱のようにチャンバ内に設はスパッタリ
ングの際の汚染源となるような従来のスタータとは異な
り、チャンバ外から照射することによシプラズマを発生
し得るので設備が簡単となシ、また汚染度の少いスパッ
タ作業が可能となった。
フィラメント加熱のようにチャンバ内に設はスパッタリ
ングの際の汚染源となるような従来のスタータとは異な
り、チャンバ外から照射することによシプラズマを発生
し得るので設備が簡単となシ、また汚染度の少いスパッ
タ作業が可能となった。
第１図は本発明に係るスタータを備えたスパッタ装置の
構成図、第２図はスパーク放電スタータまた第３図はフ
ィラメントスタータの説明図である。 図において、ｌはチャンバ、６Ｖｉ陽極、７は陰極、８
はターゲット、１０は磁石、１２は基板、１４はマイク
ロ波導波管。 光１図 □４ 晃づ図
構成図、第２図はスパーク放電スタータまた第３図はフ
ィラメントスタータの説明図である。 図において、ｌはチャンバ、６Ｖｉ陽極、７は陰極、８
はターゲット、１０は磁石、１２は基板、１４はマイク
ロ波導波管。 光１図 □４ 晃づ図
Claims (1)
- 内部に陽極と陰極が配設され、且つターゲツト材と被処
置体が収容されたチャンバー内にスパッタリング用ガス
を導入し、前記電極間に電圧を印加して前記ガスをプラ
ズマ化し、前記ガスプラズマによシ前記ターゲット材の
少くとも一部を前記被処理体表面に被着する際、前記プ
ラズマの生成時に前記ガスにマイクロ波を照射すること
を％像とするスパッタリング処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223882A JPS58161774A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | スパツタリング処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223882A JPS58161774A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | スパツタリング処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161774A true JPS58161774A (ja) | 1983-09-26 |
Family
ID=12630443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223882A Pending JPS58161774A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | スパツタリング処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161774A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135573A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-18 | Hitachi Ltd | スパツタリング方法及びその装置 |
| JPS6160881A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Hitachi Ltd | プラズマ処理方法及びその装置 |
| JPS61104074A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-22 | Hitachi Ltd | スパッタリング方法及びその装置 |
| JPS61127862A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法及びその形成装置 |
| JPS62151561A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-06 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS62287072A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1982
- 1982-03-17 JP JP4223882A patent/JPS58161774A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135573A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-18 | Hitachi Ltd | スパツタリング方法及びその装置 |
| JPS6160881A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Hitachi Ltd | プラズマ処理方法及びその装置 |
| JPS61104074A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-22 | Hitachi Ltd | スパッタリング方法及びその装置 |
| JPH0583632B2 (ja) * | 1984-10-26 | 1993-11-26 | Hitachi Ltd | |
| JPS61127862A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法及びその形成装置 |
| JPH0585633B2 (ja) * | 1984-11-28 | 1993-12-08 | Hitachi Ltd | |
| JPS62151561A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-06 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS62287072A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
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