JPS6383257A - スパツタリング装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スパッタリング装置に適用して有効な技術に
関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、シリコン（Ｓｉ）Ｉｐ
！−結晶等の半導体基板の表面に、種々の配線や絶縁膜
の被着形成が行われる。その被着形成を行う方法の一つ
にスパッタリング法があり、その技術については昭和５
６年１１月１０日、工業副査全発行「電子材料Ｊ　１９
８１年別冊、Ｐ１４３〜１４８に説明されている。

上記スパッタリング法は、いわゆるスパッタリング装置
を用いて行われる。このスパッタリング装着には、ター
ゲットを載置するだめのターゲット電極とが備えられて
いる。上記ターゲット電極には、バイアス印加手段が接
続されており、該ターゲット電極にバイアスを印加して
、そこに載置されているターゲットにアルゴンイオン（
Ａｒ＋）を衝突させ、該ターゲットを構成する物質を叩
き出す、いわゆるスパッタリングを行い、叩き出された
物質を被処理物の表面に被着させる、いわゆるスパッタ
リング蒸着を行うことができるものである。このように
、アルゴンイオンをターゲットに衝突させる場合、ター
ゲット電極が露出されていると該ターゲット電極にもア
ルゴンイオンが衝突し、その電極材料をもスパッタリン
グする現象が起こる。通常、上記電極はターゲットと異
なる材料、たとえば銅で形成されているため、該銅も同
時にスパッタリングされ、スパッタリング蒸着で形成さ
れ被膜の不純物の原因になる。そこで、通常は、ターゲ
ット電極をアルゴンイオンの１１突から保護するための
アースシールド部材が、該ターゲット電極の周囲近傍（
間隔約５ｍｍ）に設置することが行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記アースシールド部材を設けることにより大幅に電極
部のスパッタは防止できるが、特に絶縁膜形成のための
ＲＦ放電の場合はガス圧力変動等によりしばしばアース
シールド部と電極部の間で強いプラズマ放電が発生し電
極部がスパッタされてしまう。つまりアースシールドに
よる電極部のスパッタ防止は完全ではないことが本発明
者によって明らかにされた。

本発明の目的は、この電極部のスパッタを防止し、スパ
ッタリング蒸着される被膜の材料純度を向上できる技術
を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、スパッタリング装置において、ターゲット電
極のシールド部材を、ターゲットと同一の材料で形成す
るものである。

特に、絶縁物（Ｓ１０゜等）をスパックする時には、ア
ースシールドを廃止し２て電極部を石英でカバーすると
いった方法である。

〔作用〕

上記した手段によれば、たとえシールド部材にアルゴン
イオンが衝突し、その形成材料が叩き出される場合でも
、叩き出される材料がターゲットから叩き出される材料
と同一であるため、被処理物に目的の材料以外のものが
被着されることを防止できるものであり、それにより上
記目的が達成されるものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明によるスパッタリング装置のクーゲント
電極部の概略を示す拡大部分断面図であリ、第２図は上
記スパッタリング装置の概略説明図である。

本実施例１のスパッタリング′装置はターゲットに絶縁
材を用いるものであり、減圧可能なチャンバー１でその
本体が形成されている。上記チャンバー１の底部にはタ
ーゲット２を載置するためのターゲット電極３が設置さ
れており、上部には半導体ウェハ４を取付けるためのウ
ェハ電極５が設置されている。上記ターゲット電極３は
、アースされた高周波電源６と電気的に接続されている
。

また、上記チャンバーもアースされている。

本実施例１では、第１図に示すように、チャンバー１の
底部１ａにテフロンからなる絶縁部材７を介して、銅か
らなるターゲット電極３が取付けられている。上記ター
ゲット電極３の上には絶縁材料である二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ２）からなるターゲット２が載置されている。また
、上記ターゲット電極３の周囲には、該ターゲット電極
３と同一の二酸化ケイ素からなるシールドリング（シー
ルド部材）８が、上記ターゲット２の上面周囲にまて延
長する形状で取付けられている。それもシールドリング
８とターゲット２およびターゲット電極３との間には、
殆ど隙間がない状態で取付けられている。すなわち、上
記ターゲット電極３は、空間的にもほぼ完全にシールド
されているものである。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）、ターゲット電極３を保護するシールドリング８
を、その電極３の上に載置するターゲット２と同一の二
酸化ケイ素（Ｓ１０２）で形成することにより、アルゴ
ンイオンがシールドリンク８に衝突し、その形成材料を
半導体ウェハ４の表面に被着混入させる場合であっても
、常に該半導体ウェハ４には二酸化ケイ素のみを被着形
成することができる。

（２）、上記（１）により、半導体ウェハ４にスパッタ
リング蒸着で形成する絶縁被膜についてその純度を向上
することができる。

（３）、上記シールドリンク８とターゲット電極３との
間に隙間がない状態にすることにより、隙間がある場合
には該隙間にチャンバー１内で発生したアルゴンイオン
が入り込み、上記ターゲット電極３等をスパッタリング
することを防止できるため、該ターゲット電極３等の形
成材料がスパッタリング蒸着され、上記半導体ウェハ４
に被着される二酸化ケイ素に不純物として混入すること
を有効に防止することができる。

（４）、上記（３）と同様に、シールドリング８とター
ゲット電極３等との間に隙間がある場合に、該隙間にお
いて異常スパッタリングや異常放電が生じることを防止
できることにより、本来のスパッタリングの放電を安定
化することができるので、信頼性の高いスパッタリング
蒸着を達成することができる。

〔実施例２〕 第３図は本発明による実施例２であるスパッタリング装
置のターゲット電極部の概略を示す拡大部分断面図であ
る。

本実施例２のスパッタリング装置は、前記実施例１のも
のとその基本的構成においては共通である。ただ、ター
ゲットに金属を用いるため、それに対応してターゲット
電極部に若干の相違が存在するものである。

すなわち、第３図に示すように、ターゲット電極３の支
持固定の仕方は、前記実施例１の場合と同様であるが、
該ターゲット電極３に載置されているターゲット２がア
ルミニウム（ＡＡ）からなるものである。そして、ター
ゲット電極３を保護するためのシールドリング８も、同
じくアルミニウムで形成されており、かつアースされて
いるものである。また、実施例１と異なり、上記シール
ドリング８と、ターゲット電極３およびターゲット２と
の間には隙間が形成されている。これは、ターゲット２
が導体であるため、シールドリング８と接触させること
ができないことによる。ただし、本実施例２では、上記
の如くシールドリング８をターゲット２と同一材料で形
成すると同時に、該シールドリング８の先端部８ａを、
上記ターゲット２の表面との間に所定の間隔を置いてタ
ーゲツト２の中心方向に所定の長さ延在させてなるもの
である。ここにいう、上記所定の間隔および長さとは、
チャンバー１内に発生したアルゴンイオンが、上記シー
ルドリング８とターゲット電極３等との間の隙間に入り
込むことを防止できる間隔および距離を意味する。

さらに、第３図における絶縁部材７のように、絶縁物を
介挿することにより、放電のまわり込みはより確実に防
止できる。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）、シールドリング８を、ターゲット２と同一材料
のアルミニウム（ＡＡ）で形成することにより、導電材
料についても前記実施例１と同様に半導体ウェハ４に被
着される被膜に不純物がスパッタリング蒸着されること
を防止できる。

（２）、シールドリング８の先端部８ａを、ターゲット
２の表面から所定の間隔を置いた状態で該ターゲット２
の中心方向に所定長さ延在させることにより、シールド
リング８とターゲット電極３との間の隙間にアルゴンイ
オンが入り込んだり、異常放電が起こったりすることを
防止できるので、スパッタリング時の放電を安定化する
ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
である。

たとえば、前記実施例では、ターゲット２を構成する材
料としては、絶縁物の場合は二酸化ケイ１（ＳｉＯ２）
、金属の場合はアルミニウム（ＡＡ）について説明して
きたが、これらに限るものでなく、絶縁物としてはアル
ミナ（Ａｌ２Ｏ２）等の、また金属であれば多結晶シリ
コン等の通常用いられる材料であれば種々変更使用でき
る。

また、電極部を構成する各部の形状等も前記実施例に示
したものに限るものでなく、所期の目的を達成できる範
囲で種々変更可能である。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である、ターゲット電極が
高周波電源に接続されたスパッタリング装置に適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、たとえば、ターゲット電極にＤＣバイアスが接続さ
れたＤＣスパッタリング装置に適用しても有効な技術で
ある。

〔発明の効果〕

ターゲット電極を保護するシールドリングを、その電極
の上に載置するターゲットと同一の材料たとえば二酸化
ケイ素（Ｓ１０２＞で形成することにより、アルゴンイ
オンがシールドリングに衝突し、その形成材料を半導体
ウェハの表面に被着混入させる場合であっても、常に該
半導体ウェハには二酸化ケイ素のみを被着形成すること
ができる。

したがって、また、半導体ウェハにスパッタリング蒸着
で形成する絶縁被膜についてその純度を向上することが
できる。

シールドリングとターゲット電極の間に隙間がない状態
にすることにより、隙間がある場合には該隙間にチャン
バー内で発生したアルゴンイオンが入り込み、上記ター
ゲット電極等をスパッタリングすることを防止できるた
め、該ターゲット電極等の形成材料がスパッタリング蒸
着され、上記半導体ウェハに被着される二酸化ケイ素に
不純物として混入することを有効に防止することができ
る。

シールドリンクとターゲット電極等との間に隙間がある
場合に、該隙間において異常スパッタリングや異常放電
が生じることを防止できることにより、本来のスパッタ
リングの放電を安定化することができるので、信頼性の
高いスパッタリング蒸着を達成することができる。

シールドリングの先端部を、ターゲットの表面から所定
の間隔を置いた状態で該ターゲットの中心方向に所定長
さ延在させることにより、シールドリンク゛とターゲッ
ト電極との間の隙間にアルゴンイオンが入り込んだり、
異常放電が起こったりすることを防止できる。また、そ
のため、スパックリンク時の放電を安定化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスパッタリング装置のり一　１１
− 一ゲット電極部の概略を示す拡大部分断面図、第２図は
上記スパッタリング装置の概略説明図、第３図は本発明
による実施例２であるスパッタリング装置のターゲット
電極部の概略を示す拡大部分断面図である。　　　゛ １・・・チャンバー、１ａ・・・底部、２・・・ターゲ
ット、３・・・ターゲット電極、４・・・半導体ウェハ
、５・・・ウェハ電極、６・・・高周波電源、７・・・
絶縁部材、８・・・シールドリング（シールド部材）、
８ａ・・・先端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ターゲット電極のシールド部材が、ターゲットと同
   一の材料で形成されてなるスパッタリング装置。 ２、上記ターゲット電極が、高周波電源に接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスパッ
   タリング装置。