JPS61174726A

JPS61174726A - 薄膜形成方法

Info

Publication number: JPS61174726A
Application number: JP1581985A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Matsuda; 哲朗松田; Hitoshi Ito; 仁伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-08-06
Also published as: EP0190051B1; EP0190051A3; DE3684489D1; EP0190051A2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕本発明は、薄膜形成方法に係り、特に、スパッタリング
法を利用して段差被覆性の高い膜を形成するための方法
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

半導体ウェハ等の基板上に薄膜を形成する１つの方法と
して、スパッタリング法が用いられている〇一般のスパッタリング法では、１０　〜１Ｏ−４（Ｔｏ
ｒｒ）程度の減圧雰囲気中で放電によって生じた、高い
運動エネルギをもつイオンをターゲット電極に加速衝突
させ、このときセニイオンのスパッタリングにより該タ
ーゲット電極から放出される原子を、基板上に堆積する
ことによって、薄膜の形成がなされる。

しかしながら、スパッタリング法を用いた薄膜形成方法
では、段差被覆性が悪く、基板上の溝あるいは孔等の存
在に起因する段差あるいはパターンの端部での段差等の
存在する基板２１上に薄膜２２を堆積すると、第３図に
示す如く溝や孔あるいはパターン端部による段差２３の
底部で膜の薄い部分Ａができたり、空洞部Ｂができたシ
する等の問題がありた。

このような間−”題５、を解決する１つの方法として、
堆積時の雰囲気すなわち、スパッタリング装置内の雰囲
気ガス圧を低くする方法が提案されている。

この方法では、スパッタリング装置内の雰囲気ガス圧が
低いほど雰囲気ガスとの衝突によるエネルギー損失が少
ないため、大きなエネルギーを持って原子が基板に到達
するため、段差の底部にも良好に堆積され、減圧にすれ
ばする程、段差の被覆性は向上する。しかしながら、こ
れに伴い膜の堆積速度は著しく低下するほか、高価な真
空装置が必要となシ、生産性の向上およびコストの低減
という観点では、この方法は好ましい方法であるとはい
えない。

〔発明の目的〕

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、生産性の
低下やコストの高騰を招くことなく、スパッタリング法
により、段差被覆性の高い薄膜を形成することのできる
薄膜形成方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

そこで、本発明では、薄膜を堆積すべき基板上に光を照
射し、基板の表面付近を光により活性化せしめつつ、タ
ーゲット材料を放電によって生じたイオンによりスパッ
タリングし、ターゲットより放出された原子を、該基板
上の溝や孔あるいはパターン端部等の段差の底部まで到
達せしめるようにしている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放電によυ生じたイオンのスパッタリ
ングによりターゲットから原子が放出され基板表面に到
達する際、基板の表面付近が光により活性化されている
ため、原子は溝や孔あるいはパターン端部等の段差の底
部まで到達し易くなシ、底部においても良好な薄膜の堆
積状態が得られるため、段差被覆性が大幅に向上する。

また、光の波長を適当に選択すると、光により基板が加
熱され、堆積速度を増大せしめることも可能となる０〔発明の実施例〕以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

まず、本発明の１実施例の酸化シリコン膜の形成方法に
用いられるスパッタリング装置忙ついて説明する。第１
図は、該スパッタリング装置の概略構成を示す断面図で
ある。

このスパッタリング装置は、容器１内に相対向して配置
された平板状の上部電極（陽極）２および下部電極（電
極）と、該容器１の底面くはめこまれたレンズ４を介し
て、光が上部電極忙導かれるような位置に配設された基
板照射用の光源５とから構成されている。

該下部電極３には、その中央部に円形の窓６が形成され
ていると共にこの上忙載置されるターゲット材料７にも
中央に該窓に符号する孔８が形成されておシ、該レンズ
４を介して容器１内に入射した光源５からの光がこの窓
を通って上部電極上の基板９に導かれるようになってい
る。

更に、該下部電極は、整合器１０を介して高周波電源１
１に接続されてｉ３シ、高周波電力が供給されるように
なっている。

また、上部電極２は接地されておシ、基板保持具１２に
よって基板９を支持するように構成されている（ここで
、該基板９と該ターゲット材料７との間隔は５０１ｍと
する。）。

そして、容器１の両端にはガスを導入するためのガス導
入口１３とガスを排出するためのガス排出口１４とが相
対向して設けられている。

加えて、１５．１６は両電極と容器とを絶縁するための
電気的絶縁材である。

次に、このスパッタリング装置を用いて、保護膜として
の酸化シリコン膜を形成する方法について説明する。

まず、所定の素子領域の作り込まれたシリコン基板９を
基板保持具１２によって上部電極２０所定位置に設置す
ると共に、ターゲット材料７としての石英ガラス（Ｓｉ
ｎ、）を下部電極３上に載置する。

そして、容器１内を１×１０−にＴｏｒｒ）程度の真空
度に排気した後、ガス導入口１３からアルゴン（Ａｒ）
ガスを導入し、容器１内のガス圧を１×１０　　（Ｔｏ
ｒｒ）に保持するようにする。

この状態で、上部電極２、下部電極３間［ＩＫＷの高周
波電力を印加し放電を起す。また、同時に１光源５よυ
ＩＫＷ、１１００１）　　の光をレンズ４を介して容器
１内に入射せしめると共に、更に下部電極３の窓および
ターゲット材料の孔８を通過せしめて基板９上に導き、
該光によって基板９の表面を照射する。放電（よって生
じたアルゴンイオンはターゲット材料７をスパッタリン
グして、基板表面上に酸化シリコ／膜１７を形成する。

このようにして、基板９上に酸化シリコン膜１７を約８
０００Ｘ堆積したものを第２図に示す０この図からも明
らかなように、例えば、開孔幅Ｗ＝１４０００　Ｘ、ｓ
さ５ｏｏｏ　Ａ　（Ｄ孔１８にも空洞を作ることなく良
好な状態で酸化シリコン膜１７を形成することができる
。

従来例の方法によって形成された第３図の薄膜との比較
からも明らかなように１本発明の如く、光照射を行ない
ながら、スパッタリングを行なうことにより、極めて良
好な段差被覆性を有する薄膜（実施例では酸化シリコン
膜）の形成が可能となる。これは、ターゲット材料のス
パッタリングによって生成された酸化シリコン分子が基
板９の表面で光によって活性化され、段差の底部までも
到達し得るためである。

また、この、光によって基板表面の温度が高められてい
るため、膜の堆積速度も増大し、短時間で良好な膜を形
成することが可能となる。

なお、本発明のスパッタリング方法は、実施例゛に示し
た装置に限定されることなく、他の装置によっても実施
可能であり、光の照射方向についても、斜め方向からで
もよい。

また、照射光の波長についても実施例（限定されること
なく、適宜選択可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の方法で用いられるスパッタリ
ング装置を示す図、第２図は、本発明実施例の方法によって形成された酸化
シリコン膜を示す説明図、第３図は、従来例の方法によって形成された薄膜を示す
説明図である。１・・・容器、２・・・上部電極、３・・・下部電極、
４・・・レンｉム５・・・光源、６・・・窓、７・・・
ターゲット材料、８・・・孔、９・・・基板、１０・・
・整合器、１１・・・高周波電源、１２・・・基板保持
具、１３・・・ガス導入口、１４・・・ガス排出口、１
５．１６・・・電気的絶縁材、１７・・・酸化シリコン
膜、１８・・・孔、２１・・・基板、２２０．・薄膜、
２３・・・段差、Ａ・・・膜の薄い部分、Ｂ・・・空洞
部。第１図

Claims

【特許請求の範囲】　放電により生じたイオンによりターゲット材料をスパ
ッタリングし、所定の基板の表面上に薄膜を堆積形成す
る薄膜形成方法において、前記基板上に光照射を行ないながら、前記薄膜を堆積す
るようにしたことを特徴とする薄膜形成方法。