JPS601397B2 - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
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- JPS601397B2 JPS601397B2 JP570081A JP570081A JPS601397B2 JP S601397 B2 JPS601397 B2 JP S601397B2 JP 570081 A JP570081 A JP 570081A JP 570081 A JP570081 A JP 570081A JP S601397 B2 JPS601397 B2 JP S601397B2
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- Japan
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- cathode
- thin film
- metal
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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
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
-
- 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
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスパッタリング法によってリフトオフ可能な
金属薄膜を形成することができるスパッタリング装置に
関するものである。
金属薄膜を形成することができるスパッタリング装置に
関するものである。
一般に、半導体集積回路では一定面積内により多くの素
子を形成する必要があるため、その素子のサイズをより
小さく、微細にする必要がある。
子を形成する必要があるため、その素子のサイズをより
小さく、微細にする必要がある。
特に、金属配線やヒューズ溶断形書き込み可能な続み出
し専用メモリのヒューズ等には１〜４仏程度の微細なパ
ターンが要求される。従来の微細な金属または合金パタ
ーンの薄膜形成方法としては基板の表面全体に一様な金
属または合金薄膜を形成したのち、フオトレジストを用
いた写真蝕刻法で作成する。しかし、この微細な金属ま
たは合金パターンの薄膜形成方法はエッチング中のサイ
ドエッチなどで安定な微細パターンが得られないうえ、
工程が複雑である。そこで、従来、リフトオフ法による
微細な金属または合金パターンの薄膜形成方法が提案さ
れている。すなわち、フオトレジストによりパターンを
形成したのち、その上部の全面に渡って金属または合金
薄膜を形成する。そして、このフオトレジストを除去す
ると、フオトレジスト上の金属または合金薄膜がはく離
して、フオトレジストの無かった部分の金属または合金
パターンが残り、所望の微細な金属または合金パターン
を作成することができる。しかし、このリフトオフ法に
よる微細な金属または合金パターンの薄膜形成方法では
フオトレジストの段部での金属または合金薄膜が連続し
ていると、フオトレジスト上の薄膜を除去することが不
可能である。そこで、従来、基板面に垂直にのみ金属ま
たは合金原子が入射することを利用して、微細な金属ま
たは合金パターンの薄膜形成方法が提案されている。す
なわち、第１図は従来の抵抗加熱蒸着法による薄膜形成
装置を示す断面側面図である。同図において、１‘ま真
空槽、２はこの真空槽１内に設置したタングステンボー
ト、３はこのタングステンボート２に置いた金属または
合金などの黍着金属、４は球面状の基板支持体、５はこ
の基板支持体４の同一球面上に設置した基板、６は電源
である。次に、上記構成に係る抵抗加熱蒸着法による薄
膜形成装置の動作について説明する。
し専用メモリのヒューズ等には１〜４仏程度の微細なパ
ターンが要求される。従来の微細な金属または合金パタ
ーンの薄膜形成方法としては基板の表面全体に一様な金
属または合金薄膜を形成したのち、フオトレジストを用
いた写真蝕刻法で作成する。しかし、この微細な金属ま
たは合金パターンの薄膜形成方法はエッチング中のサイ
ドエッチなどで安定な微細パターンが得られないうえ、
工程が複雑である。そこで、従来、リフトオフ法による
微細な金属または合金パターンの薄膜形成方法が提案さ
れている。すなわち、フオトレジストによりパターンを
形成したのち、その上部の全面に渡って金属または合金
薄膜を形成する。そして、このフオトレジストを除去す
ると、フオトレジスト上の金属または合金薄膜がはく離
して、フオトレジストの無かった部分の金属または合金
パターンが残り、所望の微細な金属または合金パターン
を作成することができる。しかし、このリフトオフ法に
よる微細な金属または合金パターンの薄膜形成方法では
フオトレジストの段部での金属または合金薄膜が連続し
ていると、フオトレジスト上の薄膜を除去することが不
可能である。そこで、従来、基板面に垂直にのみ金属ま
たは合金原子が入射することを利用して、微細な金属ま
たは合金パターンの薄膜形成方法が提案されている。す
なわち、第１図は従来の抵抗加熱蒸着法による薄膜形成
装置を示す断面側面図である。同図において、１‘ま真
空槽、２はこの真空槽１内に設置したタングステンボー
ト、３はこのタングステンボート２に置いた金属または
合金などの黍着金属、４は球面状の基板支持体、５はこ
の基板支持体４の同一球面上に設置した基板、６は電源
である。次に、上記構成に係る抵抗加熱蒸着法による薄
膜形成装置の動作について説明する。
まず、真空槽１内に設置したタングステンボート２に金
属または合金３を置く。
属または合金３を置く。
そして、タングステンボート２に電源６を接続し、タン
グステンボート２に電流を流すと、タングステンボート
２が発熱し、金属または合金３が蒸発する。このとき、
蒸発源の金属または合金３に対して同一球面上にある基
板支持体４上に設置した基板５には金属または合金原子
が垂直に入射することができる。なお、この場合、蒸発
源が電子銃によるものであっても同様である。しかし、
この抵抗加熱葵着法による薄膜形成方法では加熱して合
金を蒸発させるため、合金中の各々の金属がもつ温度で
の蒸気圧により、金属原子がその蒸発源から飛び出す。
しかも、金属のもつ蒸気圧は各々の金属により、全く異
なる。このため、蒸発源の組成と基板に付着した薄膜の
組成は一致しないので、所望の合金の薄膜を形成するこ
とは不可能になる。一方、スパッタリング法による薄膜
形成方法は抵し、圧力中で「陰極と陽極間に電圧を印加
し、グロー放電を発生させたとき、陰極表面の物質が飛
散するため、陰極の組成そのものが対向する基板面に付
着して薄膜を形成することができる。その特徴は風陰極
物質がその組成変動を起すことなく、対向する面に付着
すること、【Ｂ｝対向する面に凹凸があっても、その凹
凸面を十分覆いつくすように付着すること、（Ｃ｝高融
点金属や絶縁物などが比較的薄膜形成の困難な物質に対
しても容易に薄膜形成が可能であることである。しかし
、これらの特徴は各々が独立して存在するものではなく
、同時に存在するので、例えば前記■の性質を積極的に
取り入れ、前記（Ｂ｝の性質を極力排除する場合には極
めて困難である。すなわち「低真空中で原子の飛散は対
向する基板面にその原子が到達するまでに、ガス分子と
の衝突により、その飛散方向が様々になる。したがって
、基板面に到着した時にはその入射方向は様々になるた
め、基板面の凹凸に比較的関係なく一様に付着する。こ
のため、前記したように、リフトオフを行なうことがで
きない欠点があった。したがって、この発明の目的は薄
膜形成において、スパッタリング法における組成変動が
ないことを積極的に利用し、リフトオフが可能なスパッ
タリング装置を提供するものである。
グステンボート２に電流を流すと、タングステンボート
２が発熱し、金属または合金３が蒸発する。このとき、
蒸発源の金属または合金３に対して同一球面上にある基
板支持体４上に設置した基板５には金属または合金原子
が垂直に入射することができる。なお、この場合、蒸発
源が電子銃によるものであっても同様である。しかし、
この抵抗加熱葵着法による薄膜形成方法では加熱して合
金を蒸発させるため、合金中の各々の金属がもつ温度で
の蒸気圧により、金属原子がその蒸発源から飛び出す。
しかも、金属のもつ蒸気圧は各々の金属により、全く異
なる。このため、蒸発源の組成と基板に付着した薄膜の
組成は一致しないので、所望の合金の薄膜を形成するこ
とは不可能になる。一方、スパッタリング法による薄膜
形成方法は抵し、圧力中で「陰極と陽極間に電圧を印加
し、グロー放電を発生させたとき、陰極表面の物質が飛
散するため、陰極の組成そのものが対向する基板面に付
着して薄膜を形成することができる。その特徴は風陰極
物質がその組成変動を起すことなく、対向する面に付着
すること、【Ｂ｝対向する面に凹凸があっても、その凹
凸面を十分覆いつくすように付着すること、（Ｃ｝高融
点金属や絶縁物などが比較的薄膜形成の困難な物質に対
しても容易に薄膜形成が可能であることである。しかし
、これらの特徴は各々が独立して存在するものではなく
、同時に存在するので、例えば前記■の性質を積極的に
取り入れ、前記（Ｂ｝の性質を極力排除する場合には極
めて困難である。すなわち「低真空中で原子の飛散は対
向する基板面にその原子が到達するまでに、ガス分子と
の衝突により、その飛散方向が様々になる。したがって
、基板面に到着した時にはその入射方向は様々になるた
め、基板面の凹凸に比較的関係なく一様に付着する。こ
のため、前記したように、リフトオフを行なうことがで
きない欠点があった。したがって、この発明の目的は薄
膜形成において、スパッタリング法における組成変動が
ないことを積極的に利用し、リフトオフが可能なスパッ
タリング装置を提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明はターゲット
材料を保持する陰極と、この陰極に所定の間隔をもって
対向する可動な被膜形成の基板支持体と、前記陰極と基
板支持体との間に配置し、固定の円形または方形の複数
のスリットを形成するスリット部材とを備え、前記陰極
と基板支持体との間でグロー放電を開始すると共に、こ
の基板支持体を移動することにより、スパッタリング法
によるリフトオフ可能な薄膜を形成するものであり、以
下実施例を用いて詳細に説明する。
材料を保持する陰極と、この陰極に所定の間隔をもって
対向する可動な被膜形成の基板支持体と、前記陰極と基
板支持体との間に配置し、固定の円形または方形の複数
のスリットを形成するスリット部材とを備え、前記陰極
と基板支持体との間でグロー放電を開始すると共に、こ
の基板支持体を移動することにより、スパッタリング法
によるリフトオフ可能な薄膜を形成するものであり、以
下実施例を用いて詳細に説明する。
第２図はこの発明に係るスパッタリング装置の一実施例
を示す断面側面図である。
を示す断面側面図である。
同図において、７は真空槽１に接続する排気口、８は真
空槽１内に設置し、ターゲット材料の付いた陰極、９は
可動可能に設けた基板支持体、１川ま陰極８に負電圧を
印加し、基板支持体９をアースとする直流電源、１１は
真空槽１にアルゴンガスを導入する導入口、１２は陰極
８と基板支持体９の間に配置した、方形の複数のスリッ
トを形成する固定したスリット部村である。なお、第３
図は陰極８、基板支持体９およびスリット部村１２との
配置関係を示す平面図である。
空槽１内に設置し、ターゲット材料の付いた陰極、９は
可動可能に設けた基板支持体、１川ま陰極８に負電圧を
印加し、基板支持体９をアースとする直流電源、１１は
真空槽１にアルゴンガスを導入する導入口、１２は陰極
８と基板支持体９の間に配置した、方形の複数のスリッ
トを形成する固定したスリット部村である。なお、第３
図は陰極８、基板支持体９およびスリット部村１２との
配置関係を示す平面図である。
また、基板支持体９を可動にする理由は、静止状態では
基板支持体でスリット部材と位置的に重なる部分では陰
極物質が付着しないことが生ずるので、これを可動にす
ることにより、基板支持体面上の全ての場所において平
均して同一膜厚が得られるためである。次に、上記構成
に係るスパッタリング装置の動作について説明する。
基板支持体でスリット部材と位置的に重なる部分では陰
極物質が付着しないことが生ずるので、これを可動にす
ることにより、基板支持体面上の全ての場所において平
均して同一膜厚が得られるためである。次に、上記構成
に係るスパッタリング装置の動作について説明する。
排気口７から排気し、導入ロー１からアルゴンガスを真
空槽１に導入し「真空槽１内を数ｍＴｏｎ〜数十ｍＴｏ
ｍに保つ。
空槽１に導入し「真空槽１内を数ｍＴｏｎ〜数十ｍＴｏ
ｍに保つ。
そして、陰極８‘こ直流電源１１により負電圧を印加す
ると共に基板支持体９およびスリット部材１２を接地電
位に保つと、グロー放電が開始され、スパッタリングが
行なわれ、陰極物質がその陰極面から飛び出す。そして
、この飛び出した陰極物質は陰極８とスリット部村１２
間の空間でアルゴンガス分子と衝突しながら、スリット
部村１２に達する。このとき〜 スリット部材１２が一
定の厚さＬをもっと、スリット部材１２に達した陰極物
質が斜め方向から入射したものであればスリット部材１
２の側壁に付着する。このため、スリット部材１２を通
過し、可動な基板支持体９に達した陰極物質はそのスリ
ットのために、基板支持体面に対し、一定範囲の入射角
のもののみに制限される。なお、この場合、スリット部
材１２と基板支持体９との間の距離はできるだけ小さく
する必要があることは明らかである。すなわち、スリッ
ト部材１２のスリットにより一定方向にそろえられた陰
極物質はスリット部材１２と基板支持体９との間の距離
が大きければその間でアルゴンガスと再び衝突し、その
方向が再び乱れるためである。このようにして、基板支
持体９上に陰極物質がほぼ垂直に到達できるため、基板
支持体９上に漬かれ、表面に凹凸を有する図示せぬ基板
の面に付着した陰極物質は、その平面上の膜厚と段部の
膜厚が大きく異なるか、段部に陰極物質が付着しないこ
とが生ずる。なお、以上の実施例ではスリット部材１２
のスリットの形状を方形としたが、これに限定せず円形
などでもよく、スリットの大きさおよびスリットの厚さ
は得たい特性より実験的に決定することが可能である。
ると共に基板支持体９およびスリット部材１２を接地電
位に保つと、グロー放電が開始され、スパッタリングが
行なわれ、陰極物質がその陰極面から飛び出す。そして
、この飛び出した陰極物質は陰極８とスリット部村１２
間の空間でアルゴンガス分子と衝突しながら、スリット
部村１２に達する。このとき〜 スリット部材１２が一
定の厚さＬをもっと、スリット部材１２に達した陰極物
質が斜め方向から入射したものであればスリット部材１
２の側壁に付着する。このため、スリット部材１２を通
過し、可動な基板支持体９に達した陰極物質はそのスリ
ットのために、基板支持体面に対し、一定範囲の入射角
のもののみに制限される。なお、この場合、スリット部
材１２と基板支持体９との間の距離はできるだけ小さく
する必要があることは明らかである。すなわち、スリッ
ト部材１２のスリットにより一定方向にそろえられた陰
極物質はスリット部材１２と基板支持体９との間の距離
が大きければその間でアルゴンガスと再び衝突し、その
方向が再び乱れるためである。このようにして、基板支
持体９上に陰極物質がほぼ垂直に到達できるため、基板
支持体９上に漬かれ、表面に凹凸を有する図示せぬ基板
の面に付着した陰極物質は、その平面上の膜厚と段部の
膜厚が大きく異なるか、段部に陰極物質が付着しないこ
とが生ずる。なお、以上の実施例ではスリット部材１２
のスリットの形状を方形としたが、これに限定せず円形
などでもよく、スリットの大きさおよびスリットの厚さ
は得たい特性より実験的に決定することが可能である。
実験によればスリット方形が５肋角、厚さ１仇吻で十分
効果があることがわかったが、この方形を小さくし、更
に厚くすれば効果は更に大きくなることはもちろんであ
る。その場合、当然、スリット部材に付着する割合が増
加するので、基板に付着させたい膜厚および基板の凹凸
面の段部の付着の程度によって決められるものであるこ
とはもちろんである。以上、詳細に説明したように、こ
の発明に係るスパッタリング装置によれば基板面に所望
の陰極物質の組成と同一の組成の物質を蒸着することが
できるうえ、基板面の凹凸の段部への付着を少なくする
ことができるので、レジストを除去すると同時にレジス
ト上に付着した陰極物質を容易に除去できる、いわゆる
リフトオフが可能になり、一定組成をもつ薄膜を容易に
形成することができる効果がある。
効果があることがわかったが、この方形を小さくし、更
に厚くすれば効果は更に大きくなることはもちろんであ
る。その場合、当然、スリット部材に付着する割合が増
加するので、基板に付着させたい膜厚および基板の凹凸
面の段部の付着の程度によって決められるものであるこ
とはもちろんである。以上、詳細に説明したように、こ
の発明に係るスパッタリング装置によれば基板面に所望
の陰極物質の組成と同一の組成の物質を蒸着することが
できるうえ、基板面の凹凸の段部への付着を少なくする
ことができるので、レジストを除去すると同時にレジス
ト上に付着した陰極物質を容易に除去できる、いわゆる
リフトオフが可能になり、一定組成をもつ薄膜を容易に
形成することができる効果がある。
第１図は従来の抵抗加熱蒸着法による薄膜形成装置を示
す断面側面図、第２図はこの発明に係るスパッタリング
装置の一実施例を示す断面側面図、第３図は第２図の陰
極、基板支持体およびスリット部材の配置関係を示す平
面図である。 １・・・・・・真空槽、２・・・・・・タングステンボ
ート、３・・・・・・蒸着金属、４…・・・基板支持体
、５・・・・・・基板、６・・・・・・電源、７・・・
・・・排気口、８・・・・・・陰極、９・・…・基板支
持体、１０・・・・・・直流電源、１１・・・・・・導
入部、１２・・・・・・スリット部材。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。第２図 第３図
す断面側面図、第２図はこの発明に係るスパッタリング
装置の一実施例を示す断面側面図、第３図は第２図の陰
極、基板支持体およびスリット部材の配置関係を示す平
面図である。 １・・・・・・真空槽、２・・・・・・タングステンボ
ート、３・・・・・・蒸着金属、４…・・・基板支持体
、５・・・・・・基板、６・・・・・・電源、７・・・
・・・排気口、８・・・・・・陰極、９・・…・基板支
持体、１０・・・・・・直流電源、１１・・・・・・導
入部、１２・・・・・・スリット部材。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。第２図 第３図
Claims (1)
- １ ターゲツト材料を保持する陰極と、この陰極に所定
の間隔をもって対向する可動な被膜形成の基板支持体と
、前記陰極と基板支持体との間に配置し、固定の円形ま
たは方形の複数のスリツトを形成するスリツト部材とを
備え、前記陰極と基板支持体との間でグロー放電を開始
すると共に、この基板支持体を移動することにより、ス
パツタリング法によるリフトオフ可能な薄膜を形成でき
るようにしたことを特徴とするスパツタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP570081A JPS601397B2 (ja) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP570081A JPS601397B2 (ja) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | スパツタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57120669A JPS57120669A (en) | 1982-07-27 |
| JPS601397B2 true JPS601397B2 (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=11618374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP570081A Expired JPS601397B2 (ja) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5527438A (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-18 | Applied Materials, Inc. | Cylindrical sputtering shield |
-
1981
- 1981-01-16 JP JP570081A patent/JPS601397B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57120669A (en) | 1982-07-27 |
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