JPS62177171A - 合金膜の形成方法 - Google Patents

合金膜の形成方法

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JPS62177171A
JPS62177171A JP1780186A JP1780186A JPS62177171A JP S62177171 A JPS62177171 A JP S62177171A JP 1780186 A JP1780186 A JP 1780186A JP 1780186 A JP1780186 A JP 1780186A JP S62177171 A JPS62177171 A JP S62177171A
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Toshinari Yamazaki
山崎 登志成
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
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Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、合金膜の形成方法に関し、特にスパッタリン
グにより合金膜を形成する方法の改良に係わる。
〔発明の技術的背景〕
スパッタリング装置により合金膜、例えばモリブデン(
MO)とシリコン(Sl)の合金膜、つまりモリブデン
シリサイド膜を形成する方法としては、最近、第5図に
示すように横形のMO片1と81片2とを互いに側面が
接触するように交互に配列したモザイク状のターゲット
3が使用されている。こうしたターゲット3を用いた場
合、MO片1と81片2の面積比を適当に選ぶことによ
って簡単に目的とする組成の合金膜を形成できる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、スパッタリングによって合金膜を形成する場
合、ターゲットを長期間に亙って使用すると、ターゲッ
トのスパッタ面の浸蝕、つまりエロージョンが進行して
その厚さが薄くなり、更にエロージョン領域の形状が変
化し、その結果形成される合金膜の組成が少しずつ変動
する。例えば、前記第5図図示のターゲット3において
MO片1と81片2との面積比を1:3としてスパッタ
リングを行ない、モリブデンシリサイド膜の組成をスパ
ッタリング回数(1回に10ツト、つまり25枚のウェ
ハを処理)に対してプロットすると、第6図に示す特性
図が得られる。この第6図より、ターゲットの使用初期
においてはモリブデンシリサイド膜の組成比(Si/M
o)は2.40であるが、スパッタリング回数の増大に
伴ってSlの割合が増大し、100回目のスパッタリン
グ時ではその組成比が2.55となる。このようにして
得られたモリブデンシリサイド膜の抵抗11i (N2
雰囲気中で1000℃、60分間熱処理した後の抵抗値
)は、第7図に示すようにスパッタリング初期では4,
0Ωであるが、次第に増大して100回目では5.5Ω
になる。モリブデンシリサイド膜は、例えばMO8型半
導体メモリの配線材料として用いられるが、前述したよ
うに膜抵抗の変動が生じると、配線抵抗がロフト毎に変
化し、素子の信頼性を著しく低下させる。
〔発明の目的〕
本発明は、ターゲットのエロージョンの進行に伴う組成
比の変動を防止し、所定の組成比を有する2種の金属か
らなる合金膜を再現性よく形成し得る方法を提供しよう
とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、目標とする合金膜の組成比をXo とした場
合、Xs  (≧Xa )の組成比を持つ一方のターゲ
ットとX2  <<Xa )の組成比を持つ他方のター
ゲットとを備える二層膜形成用のスパッタリング装置を
用意する。そして、かかる装置により被堆積物上に組成
比×1の合金膜を厚さtlで堆積し、つづいて組成比x
2の合金膜を厚さt2で堆積し、二層合金膜の膜厚(t
l +t2 )が常に一定の膜厚1.どなるようにする
。かかる方法において、次式に示すようにtlとt2の
比を二層合金膜の平均組成がXaとなるように決定すれ
ば、2つのターゲットにより堆積される合金膜の組成比
×1、×2が変動しても所定の膜厚toを有し、平均組
成比が目標とする組成比Xaに等しい二層合金膜を再現
性よく形成できる。
Xa −(tl ・Xt +t2 ・X2)/(tr+
t2) 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第1図及び第2図を参照して詳
細に説明する。
第1図は、本実施例に使用されるスパッタリング装置の
概略図であり、図中の11は被堆積物である例えばウェ
ハを搬入するロード室、12は予備室、131は第1の
スパッタ室、132は第2のスパッタ室、14は膜形成
後のウェハを取出すアンロード室である。前記第1のス
パッタ室131内には、前述した第5図に示すモザイク
状のターゲットと同様でMo片とSi片の面積比が1:
3のターゲット31が配置され、かつ前記第2のスパッ
タ室132内にはMo片とSi片の面積比が1:2.7
5のターゲット32が配置されている。
次に、第1のスパッタリング装置を用いて本実施例の合
金膜(モリブデンシリサイド膜)の形成方法を説明する
まず、ウェハ(図示せず)をロード室11から予備室1
2を通して第1のスパッタ室131に搬入する。つづい
て、第1のスパッタ室13!を予備v12及び第2のス
パッタ室132に対して遮断した後、同第1のスパッタ
室131を所定の真空度とし、その中のターゲット31
のスパッタリングを行なって膜厚4000人のモリブデ
ンシリサイド膜を堆積した。この後、ウェハを第2のス
パッタ室を通してアンロード室14より取出した。
こうしたウェハへの膜堆積(スパッタリング)を第2図
に示すように25回繰返し行なってモリブデンシリサイ
ド膜が形成された250ット分のウェハを作製した。な
お、第2図中のスパッタリング回数は10ツトに相当し
、該10ツトではウェ八を25枚処理した。
次いで、260ツト目のウェハをロード至11から予備
室12を通して第1のスパッタ室131に搬入し、同ス
パッタ室131を所定の真空度とした後、その中のター
ゲット31のスパッタリングを行なって膜厚(tl)が
3200人のモリブデンシリサイド膜を堆積した。つづ
いて、ウェハを第2のスパッタ室132に搬入し、所定
の真空度とした後、その中のターゲット32のスパッタ
リグを行なって膜厚(tl)が800人のモリブデンシ
リサイド膜を堆積した。この後、ウェハをアンロード室
14より取出した。こうしたウェハへの膜厚4000人
の二層膜の堆積(スパッタリング)を同第2図に示すよ
うに25回繰返し行なって二層のモリブデンシリサイド
膜が形成された250ット分のウェハを作製した。
次いで、510ツト目〜200ロツト目のウェハへの全
膜厚4000人に設定した膜堆積(スパッタリング)を
同第2図に示す手順により以下の如く行なった。
■、510ット目〜750ット目のウェハについては、
第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより膜厚
(tl)が2700人のモリブデンシリサイド膜を、第
2のスパッタ室132でのスパッタリングにより膜厚(
tl)が1300人のモリブデンシリサイド膜を堆積し
た。
■、760ット目〜100ロット目のウェハについては
、第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより膜
厚(tl)が2400人のモリブデンシリサイド膜を、
第2のスパッタ室132でのスパッタリングにより膜厚
(tl)が1600人のモリブデンシリサイド膜を堆積
した。
■、1010ット目〜1250ット目のウェハについて
は、第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより
膜厚(tl)が2000人のモリブデンシリサイド膜を
、第2のスパッタ室132でのスパッタリングにより膜
厚(tl)が2000人のモリブデンシリサイド膜を堆
積した。
■、1260ット目〜150ロット目のウェハについて
は、第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより
膜厚(tl)が1700人のモリブデンシリサイド膜を
、第2のスパッタ室132でのスパッタリングにより膜
厚(tl)が2300人のモリブデンシリサイド膜を堆
積した。
■、1510ット目〜1750ット目のウェハについて
は、第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより
膜厚(を工)が1300人のモリブデンシリサイド膜を
、第2のスパッタ室132でのスパッタリングにより膜
厚(tl)が2700人のモリブデンシリサイド膜を堆
積した。
■、1760ット目〜200ロット目のウェハについて
は、第1のスパッタ室131でのスパッタリングにより
膜厚(tl)が1000人のモリブデンシリサイド膜を
、第2のスパッタv132でのスパッタリングにより膜
厚(tl)が3000人のモリブデンシリサイド膜を堆
積した。
しかして、得られた200ロット分(合計5000枚)
のウェハ上に形成されたモリブデンシリサイド膜につい
て、それら膜のSi/Moの組成比を調べたところ第3
図に示す特性図となった。また、得られた200ロット
分のウェハ上に形成されたモリブデンシリサイド膜をN
2雰囲気中で1000℃、60分間熱処理した後、それ
ら膜抵抗を調べたところ第4図に示す特性図となった。
なお、第3図中のXはウェハ上に形成されたモリブデン
シリサイド膜のSi/Moの組成比を、xlは第1のス
パッタ・室のターゲット3!を用いて200回スパッタ
リング(200ロット分)することにより形成された単
一層のモリブデンシリサイド膜のSi/Moの組成比を
、×2は、第2のスパッタ室のターゲット32を用いて
200回スパッタリング(200ロット分)することに
より形成された単一層のモリブデンシリサイド膜のSi
/Moの組成比を、夫々示す。
第3図及び第4図から明らかな如く、本実施例によりウ
ェハ上に堆積されたモリブデンシリサイド膜は前述した
第6図及び第7図の従来法に比べてスパッタリングの回
数が増大、つまりターゲットのエロージョンが進行して
も組成比 (Si/Mo)の変動が少なく、略一定の抵抗値にでき
る。
なお、上記実施例では合金膜としてモリブデンシリサイ
ドの形成について説明したが、タングステンシリサイド
、タンタルシリサイド等の他の合金膜の形成にも同様に
適用できる。
上記実施例では、ターゲットとしてターゲツト片を組合
わせたモザイク状のターゲットを用いたが、合金製のタ
ーゲットを用いても同様な効果を達成できる。
上記実施例では、2種の金属からなる2種のターゲット
を用いて二層の合金膜を形成する場合について説明した
が、2種の金属からなる3種以上のターゲットを用いて
合金膜を形成してもよいし、或いは3種以上の金属から
なる3種以上のターゲットを用いて合金膜を形成しても
よい。
(発明の効果〕 以上詳述した如く、本発明によればターゲットのエロー
ジョンの進行に伴う組成比の変動を防止し、所定の組成
比を有する2種の金属からなる合金膜を再現性よく形成
でき、ひいてはMO3型半導体メモリの配線材料などに
有効に使用できる等顕著な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例で使用したスパッタリング装置
の概略図、第2図は本実施例における第1のスパッタ室
と第2のスパッタ室での堆積膜厚条件を示す説明図、第
3図は本実施例により形成されたモリブデンシリサイド
膜のスパッタリング回数とその組成比(Si/Mo)の
関係を示す特性図、第4図は本実施例により形成された
モリブデンシリサイド膜のスパッタリング回数とその抵
抗値との関係を示す特性図、第5図はモザイク状のター
ゲットを示す斜視図、第6図は従来のスパッタリングに
より形成されたモリブデンシリサイド膜のスパッタリン
グ回数とその組成比(Si/Mo)の関係を示す特性図
、第7図は従来のスパッタリングにより形成されたモリ
ブデンシリサイド膜のスパッタリング回数とその抵抗値
との関係を示す特性図である。 1・・・Mo片、2・・・Si片、3.31.32・・
・ターゲット、11・・・ロード室、12・・・予備室
、131.132・・・スパッタ室、14・・・アンロ
ード室。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、2種の金属からなり、その組成比が異なる複数
    種のターゲットを用いて、被堆積物上に一定厚さの複数
    層の合金膜を堆積するに際し、各ターゲットから堆積さ
    れる合金膜の膜厚比を変更させて所定の組成比に制御す
    ることを特徴とする合金膜の形成方法。
  2. (2)、ターゲットとして、2種金属のうちエロージョ
    ンの進行によりスパッタリング量が多くなる金属が目標
    とする組成比と同等もしくは多い組成の一方のターゲッ
    トと、同スパッタリング量が多くなる金属が目標とする
    組成比より少ない組成の他方のターゲットとを用い、こ
    れらターゲットを用いて被堆積物上に一定厚さの二層合
    金膜を堆積するに際し、エロージョン深さの増大に従つ
    て一方のターゲットから堆積される合金膜の厚さを漸時
    薄くし、他方のターゲットから堆積される合金膜の厚さ
    を漸時厚くすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の合金膜の形成方法。
JP1780186A 1986-01-31 1986-01-31 合金膜の形成方法 Granted JPS62177171A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356667A (ja) * 1989-07-24 1991-03-12 Teijin Ltd 薄膜形成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0356667A (ja) * 1989-07-24 1991-03-12 Teijin Ltd 薄膜形成方法

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