TWI386506B - 成膜裝置 - Google Patents

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TWI386506B TW099123543A TW99123543A TWI386506B TW I386506 B TWI386506 B TW I386506B TW 099123543 A TW099123543 A TW 099123543A TW 99123543 A TW99123543 A TW 99123543A TW I386506 B TWI386506 B TW I386506B
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Tomoyuki Yoshihama
Koukichi Kamada
Kazumasa Horita
Junichi Hamaguchi
Shigeo Nakanishi
Satoru Toyoda
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Description

成膜裝置
本發明係關於一種用以於被處理體之表面形成被覆膜之成膜裝置，尤其是關於一種採用作為薄膜形成方法之一種之濺鍍法之DC(Direct Current，直流電)磁控方式之成膜裝置。
先前，例如於製作半導體元件之成膜步驟中，使用採用濺鍍法之成膜裝置(以下，稱為「濺鍍裝置」)。
此種用途之濺鍍裝置中，伴隨著近年來之配線圖案之微細化，強烈要求可於應處理之基板之整個表面，對高縱橫比之孔或溝槽及微細圖案以良好之被覆性成膜被覆膜。
通常之濺鍍裝置中，於導入有濺鍍氣體之真空腔室內配置有靶材，對靶材施加負電壓，藉此使濺鍍氣體(例如氬氣)離子化並碰撞靶材。藉由該碰撞而使濺鍍粒子自靶材之表面飛出。
靶材係包含Cu、Al、Ti或Ta等材料(構成薄膜之配線之材料)。因此，Cu、Al、Ti或Ta原子作為濺鍍粒子自靶材飛出，該材料附著於基板上，從而於基板上形成薄膜。
於真空腔室內，形成薄膜之基板與靶材以特定間隔隔開並對向配置。
又，DC磁控方式之濺鍍裝置中，藉由設置於靶材背面之磁場產生部(例如永久磁鐵等)，而於靶材表面形成磁場。
如上所述，於產生磁場之狀態下對靶材施加負電壓，藉此濺鍍氣體離子碰撞靶材表面，使構成靶材之原子及二次電子自靶材中釋出。
藉由使該二次電子在形成於靶材表面之磁場中繞轉，而增大濺鍍氣體(氬氣等惰性氣體)與二次電子之離子化碰撞之頻度，提高電漿密度，從而於基板上形成薄膜(例如參照日本專利特開2000-144412號公報)。
然而，上述濺鍍裝置中，存在著脫離藉由磁場產生部而形成於靶材表面之磁場之束縛之電子、氬離子或金屬離子(Cu、Al、Ti、Ta等)到達基板而導致基板損傷之問題。又，存在著由於電子碰撞基板而導致基板表面之溫度上升而使得基板之品質下降之問題。
本發明係為解決上述課題而完成者，其目的在於提供一種可藉由控制氬離子、金屬離子及電子之入射方向，而防止對基板造成損傷，且防止基板之溫度上升之成膜裝置。
本發明之態樣之成膜裝置包含：腔室，其包含內部空間及側壁，該內部空間係以形成有被覆膜之被處理體與具有濺鍍面之靶材(被覆膜之母材)為對向之方式配置(收納)上述被處理體及上述靶材之雙方；排氣部，其對上述腔室內進行減壓；第1磁場產生部，其於露出有上述濺鍍面之上述內部空間(濺鍍面之前方)產生磁場；直流電源，其對上述靶材施加負直流電壓；氣體導入部，其向上述腔室內導入濺鍍氣體；第2磁場產生部，其配置於接近上述靶材之位置(靶材之附近側)，且以垂直之磁力線通過鄰接於上述靶材之位置(靶材之附近)之方式產生磁場；及第3磁場產生部，其配置於接近上述被處理體之位置(被處理體之附近側)，且以將上述磁力線向上述腔室之上述側壁誘導之方式產生磁場。
本發明之態樣之成膜裝置中，較佳為上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部係彼此以特定間隔隔開而設置於上述腔室之周圍且具備電源裝置之線圈，且，以對上述第2磁場產生部施加之電流之極性與對上述第3磁場產生部施加之電流之極性彼此相反的方式，對上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部施加電流。
本發明之態樣之成膜裝置中，較佳為將藉由上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部而形成之磁力線向上述腔室誘導。
本發明中，使用配置於接近上述靶材之位置之上述第2磁場產生部、及配置於接近上述被處理體之位置之上述第3磁場產生部。又，上述第2磁場產生部係以垂直之磁力線通過鄰接於上述靶材之位置之方式產生磁場。上述第3磁場產生部係以將上述磁力線向上述腔室之側壁誘導之方式產生磁場。藉此，可控制金屬離子、氬離子及電子之入射方向，從而使到達基板之金屬離子、氬離子及電子減少，因此可防止基板之損傷及基板之溫度上升。
根據本發明，上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部係包含電源裝置之線圈。又，以對上述第2磁場產生部所施加之電流之極性與對上述第3磁場產生部所施加之電流之極性彼此相反的方式，對上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部施加電流。藉此，能夠以簡單之構成產生所期望之磁場。又，可藉由適當改變(控制)線圈(第2磁場產生部與第3磁場產生部)彼此間之距離、各線圈之卷數、供給至各線圈之電流值等，而產生形成所期望之磁力線之磁場。
以下，根據圖式對本發明之成膜裝置之實施形態加以說明。
又，於以下說明中所使用之各圖中，將各構成要素於圖式中設為可識別之程度之大小，因此使各構成要素之尺寸及比率與實際情況適當不同。
如圖1所示，成膜裝置1為DC磁控濺鍍方式之成膜裝置，且包含可生成真空環境之真空腔室2(腔室)。
於真空腔室2之頂部安裝有陰極單元C。
再者，以下說明中，將接近真空腔室2之頂部之位置稱為「上」，將接近真空腔室2之底部之位置稱為「下」。
陰極單元C包含靶材3，靶材3安裝於固持器5上。進而，陰極單元C包含於露出有靶材3之濺鍍面(下表面)3a之空間(濺鍍面3a之前方)產生通道狀之磁場之第1磁場產生部4。
靶材3係包含根據形成於應處理之基板W(被處理體)上之薄膜之組成而適當選擇之材料例如Cu、Ti、Al或Ta。
靶材3之形狀係對應於應處理之基板W之形狀，以濺鍍面3a之面積大於基板W之表面積之方式利用周知之方法而製作成特定形狀(例如於平面圖中為圓形)。
又，靶材3係電性連接於具有周知之構造之DC電源9(濺鍍電源、直流電源)，且施加特定之負電位。
第1磁場產生部4配置於固持器5之與配置靶材3(濺鍍面3a)之位置相反之位置(上側、靶材3或固持器5之背面側)。第1磁場產生部4係包含與靶材3平行地配置之磁軛4a、及設置於磁軛4a之下表面之磁鐵4b、4c。以配置於接近靶材3之位置之磁鐵4b、4c之前端之極性交替不同之方式配置磁鐵4b、4c。
關於磁鐵4b、4c之形狀或個數，就放電之穩定性或靶材之使用效率之提高等觀點而言，根據形成於露出有濺鍍面3a之空間(靶材3之前方)之磁場(磁場之形狀或分佈)而適當選擇。作為磁鐵4b、4c之形狀，例如可採用薄片形狀、棒形狀或適當組合該等形狀之形狀。又，可於第1磁場產生部4設置移動機構，第1磁場產生部4可藉由移動機構而於靶材3之背面側進行往復運動或旋轉運動。
於真空腔室2之底部，以與靶材3對向之方式配置有平台10。於平台10上搭載基板W，藉由平台10而決定基板W之位置，且保持基板W。又，於真空腔室2之側壁，連接有導入氬氣作為濺鍍氣體之氣體管11(氣體導入部)之一端，氣體管11之另一端經由質量流量控制器(未圖示)而連通於氣體源。進而，於真空腔室2，連接有通往包含渦輪分子泵或旋轉泵等之真空排氣部12(排氣部)之排氣管12a。
用以控制金屬離子、氬離子及電子之入射方向之第2磁場產生部13及第3磁場產生部18係設置於真空腔室2之周圍(外周、側壁之外側)。
第2磁場產生部13及第3磁場產生部18係於連結靶材3及基板W之中心之間之垂直軸CL之周圍，設置於真空腔室2之外側壁。第2磁場產生部13及第3磁場產生部18係於真空腔室2之上下方向以特定間隔隔開。
第2磁場產生部13包含設置於真空腔室2之外側壁之環狀之線圈支持體14、藉由在線圈支持體14上捲繞導線15而構成之第2線圈16、及對第2線圈16供給電力之電源裝置17。
第3磁場產生部18包含設置於真空腔室2之外側壁之環狀之線圈支持體19、藉由在線圈支持體19上捲繞導線20而構成之第3線圈21、及對第3線圈21供給電力之電源裝置22。
線圈之個數、導線15之直徑或導線15之卷數係根據例如靶材3之尺寸、靶材3與基板W之間之距離、電源裝置17、22之額定電流值或產生之磁場之強度(高斯)而適當設定。
電源裝置17、22具有包含可任意變更供給至第2線圈16及第3線圈21之電流值及電流方向之控制電路(未圖示)的周知之構造。本實施形態中，為控制金屬離子、氬離子及電子之入射方向，以於真空腔室2內產生朝向下之垂直磁場之方式對第2線圈16施加負電流值。另一方面，以於真空腔室2內產生朝向上之垂直磁場之方式對第3線圈21施加正之電流值。即，相對於上線圈16之電流值之極性，使下線圈21之電流值之極性反轉。如上所述，藉由以對第2線圈16所施加之電流之極性與對第3線圈21所施加之電流之極性彼此相反的方式對第2線圈16及第3線圈21施加電流，而如圖3所示，磁力線之方向不與基板W垂直，而於真空腔室2內彎曲並朝向真空腔室2之側壁。
圖2及圖3係表示藉由第2磁場產生部13及第3磁場產生部18而形成之磁力線M1、M2之圖。
圖2及圖3中，磁力線M1、M2係使用箭頭來進行圖示，但該箭頭係為便於說明而表示者，並不限定磁場之方向。即，磁力線M1、M2包含自磁鐵之N極朝向S極之方向及自磁鐵之S極朝向N極之方向之雙方。
圖2表示對各線圈16、21均施加負電流值之情形時之磁力線M1。藉由對各線圈之雙方施加負電流值，而以磁力線M1通過靶材3與基板W之間之方式產生磁場。
另一方面，圖3表示對第2線圈16施加負電流值、對第3線圈21施加正之電流值之情形時的磁力線M2。
以相對於施加至第3線圈21之電流之極性而使施加至第2線圈16之電流之極性為相反之方式對各線圈16、21施加電流，藉此於靶材3之附近，在基板W與靶材3之間產生垂直之磁力線。然而，磁力線不以維持該磁力線之方向之方式向基板W前進，而磁力線自基板W向真空腔室2之側壁偏離。即，磁力線之方向自與基板W垂直之方向，變換為自真空腔室2之中央朝向真空腔室2之側壁之方向。
其次，參照圖4對使用上述成膜裝置1之成膜方法與藉由該方法而形成之被覆膜加以說明。
首先，作為形成有被覆膜之基板W，準備Si晶圓。於該Si晶圓之表面形成氧化矽膜I，該氧化矽膜I中，採用周知之方法預先藉由圖案化而形成有配線用之微細孔H。
其次，對藉由使用成膜裝置1之濺鍍，而將作為籽晶層之Cu膜L成膜於Si晶圓上之情形加以說明。
首先，使真空排氣部12作動，減壓為真空腔室2內之壓力成為特定之真空度(例如，10-5 Pa左右)。
其次，於平台10上搭載基板W(Si晶圓)，與此同時，使電源裝置17、22作動而對第2線圈16及第3線圈21通電，於靶材3及基板W之間產生磁場。繼而，於真空腔室2內之壓力達到特定值之後，以特定流量向真空腔室2內導入氬氣等(濺鍍氣體)，並自DC電源9對靶材3施加特定之負電位(電力投入)。藉此，於真空腔室2內生成電漿環境。
此情形時，利用藉由第1磁場產生部4而產生之磁場，於露出有濺鍍面3a之空間(前方空間)捕捉電離之電子及藉由濺鍍而產生之二次電子，於露出有濺鍍面3a之內部空間產生電漿。
逃脫藉由第1磁場產生部4而產生之磁場之束縛之電子及氬離子，係利用藉由第3磁場產生部18而形成之自真空腔室2之中央朝向真空腔室2之側壁的磁力線而使之偏離。
藉此，可一邊使濺鍍粒子入射至基板W，一邊防止氬離子及電子入射至基板W。
另一方面，電漿中之氬離子碰撞濺鍍面3a，藉此對濺鍍面3a進行濺鍍，使得Cu原子或Cu離子自濺鍍面3a向基板W飛散。藉由在靶材3之附近產生之垂直磁場而變更該Cu原子或Cu離子飛散之方向，將Cu原子或Cu離子向基板W誘導。
此時，特別是藉由控制並選擇適當之對上線圈16及下線圈21所施加之電流量及極性，而可藉由自真空腔室2之中央朝向真空腔室2之側壁之磁力線，防止與氬離子同樣帶有正電荷之Cu入射至基板。
圖5中表示測量流入基板W之離子及電子電流之結果。
離子(電子)電流係於基板W之濺鍍粒子所碰撞之部位固定特定之探針而予以測定。圖5中，該電流係由基板離子.電子電流所表示。
該離子(電子)電流值越高，越表示離子及電子到達基板W，即，基板W受到損傷或基板W被加熱。
圖5中，測定對第2線圈16施加負電流值並對第3線圈21施加正之電流值之情形時(電流反轉)的離子電流、對第2線圈16及第3線圈21之雙方施加負電流值之情形時(相同方向電流)之離子電流、以及不對第2線圈16及第3線圈21之雙方施加電流之情形時(無線圈)之離子電流，將該等離子電流相互比較。
其結果，於為相同方向之電流之情形時，與無線圈之情形相比，離子電流大幅增加。
可認為其原因在於，由於垂直磁場M1(參照圖2)，而使得與無線圈之情形相比大量電子到達基板W。
另一方面，於電流反轉之情形時，與相同方向之電流相比，離子電流減少，進而與無線圈之情形相比，離子電流亦減少。
可認為其原因在於，藉由相對於第3線圈21之電流之極性而使第2線圈16之電流之極性反轉，相對於由第2線圈16所產生之磁力線而使由第3線圈21所產生之磁力線反轉，而積極排除到達基板W之電子。
根據以上之結果，藉由相對於第2線圈16之電流之極性而使第3線圈21之電流之極性反轉，可減少到達基板W之氬離子及電子，進而可防止基板W之損傷及基板W之溫度上升。
本發明可廣泛適用於用以在被處理體之表面形成被覆膜之成膜裝置，特別是可適用於採用作為薄膜形成方法之一種之濺鍍法之DC磁控方式之成膜裝置。
1．．．成膜裝置
2．．．真空腔室
3．．．靶材
3a．．．濺鍍面
4．．．第1磁場產生部
4a．．．磁軛
4b、4c．．．磁鐵
5．．．固持器
9．．．DC電源(濺鍍電源)
10．．．平台
11．．．氣體管
12．．．真空排氣部
12a．．．排氣管
13．．．第2磁場產生部
14、19．．．線圈支持體
15、20．．．導線
16、21．．．電源裝置
17、22．．．電源裝置
18．．．第3磁場產生部
C．．．陰極單元
CL．．．垂直軸
H．．．微細孔
I．．．氧化矽膜
L．．．Cu膜
M1、M2．．．磁力線
W．．．基板(被處理體)
圖1係模式性地表示本發明之成膜裝置之構造之剖面圖；
圖2係表示本發明之成膜裝置中產生垂直磁場之狀態之模式圖，且係表示對上下線圈之各自施加相同方向之電流之情形時之圖；
圖3係表示本發明之成膜裝置中產生垂直磁場之狀態之模式圖，且係表示對下線圈施加與上線圈中流動之電流之方向相反之方向之電流之情形時之圖；
圖4係模式性地表示成膜於基板上之高縱橫比之微細孔及溝槽之構造之剖面圖；及
圖5係表示測定到達基板之離子及電子之量之結果之圖。
1．．．成膜裝置
2．．．真空腔室
3．．．靶材
3a．．．濺鍍面
4．．．第1磁場產生部
4a．．．磁軛
4b、4c．．．磁鐵
5．．．固持器
9．．．DC電源(濺鍍電源)
10．．．平台
11．．．氣體管
12．．．真空排氣部
12a．．．排氣管
13．．．第2磁場產生部
14、19．．．線圈支持體
15、20．．．導線
16、21．．．電源裝置
17、22．．．電源裝置
18．．．第3磁場產生部
C．．．陰極單元
CL．．．垂直軸
W．．．基板(被處理體)

Claims (3)

  1. 一種成膜裝置，其特徵在於包含：腔室，其包含內部空間及側壁，該內部空間係以形成有被覆膜之被處理體與具有濺鍍面之靶材為對向之方式配置上述被處理體及上述靶材之雙方；排氣部，其對上述腔室內進行減壓；第1磁場產生部，其於露出有上述濺鍍面之上述內部空間產生磁場；直流電源，其對上述靶材施加負直流電壓；氣體導入部，其向上述腔室內導入濺鍍氣體；第2磁場產生部，其配置於接近上述靶材之位置，且以垂直之磁力線通過鄰接於上述靶材之位置之方式產生磁場；及第3磁場產生部，其配置於接近上述被處理體之位置，且以將上述磁力線向上述腔室之上述側壁誘導之方式產生磁場。
  2. 如請求項1之成膜裝置，其中上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部係彼此以特定間隔隔開而設置於上述腔室之周圍且具備電源裝置之線圈，以對上述第2磁場產生部施加之電流之極性與對上述第3磁場產生部施加之電流之極性彼此相反的方式，對上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部施加電流。
  3. 如請求項2之成膜裝置，其中將藉由上述第2磁場產生部及上述第3磁場產生部而形成之磁力線向上述腔室誘導。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6009220B2 (ja) * 2012-05-21 2016-10-19 住友重機械工業株式会社 成膜装置
US9953813B2 (en) * 2014-06-06 2018-04-24 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for improved metal ion filtering
GB201505578D0 (en) * 2015-03-31 2015-05-13 Spts Technologies Ltd Method and apparatus for depositing a material
US11056324B2 (en) 2018-08-13 2021-07-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for particle control in MRAM processing
CN113737143A (zh) * 2021-08-24 2021-12-03 北海惠科半导体科技有限公司 磁控溅射装置
CN118610064A (zh) * 2024-08-07 2024-09-06 深圳市新凯来工业机器有限公司 具有磁性组件的半导体设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01132765A (ja) * 1987-11-19 1989-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd マグネトロンスパッタ装置
TW200926906A (en) * 2007-09-26 2009-06-16 Shinmaywa Ind Ltd Sheet plasma film forming apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136230A (ja) * 1983-12-24 1985-07-19 Ulvac Corp 基板表面の整形装置
JP2674995B2 (ja) * 1987-03-11 1997-11-12 株式会社日立製作所 基板処理方法およびその装置
JPH02156536A (ja) * 1988-12-08 1990-06-15 Hitachi Ltd 膜形成方法およびそれに用いるスパッタ装置ならびにこれを用いた高集積型半導体装置の製造方法
JPH03111563A (ja) * 1989-09-26 1991-05-13 Ube Ind Ltd イオンアシストスパッタリング方法および装置
JP4360716B2 (ja) * 1999-09-02 2009-11-11 株式会社アルバック 銅薄膜製造方法、及びその方法に用いるスパッタ装置
US7504006B2 (en) * 2002-08-01 2009-03-17 Applied Materials, Inc. Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US7686926B2 (en) * 2004-05-26 2010-03-30 Applied Materials, Inc. Multi-step process for forming a metal barrier in a sputter reactor
WO2008007784A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Ulvac, Inc. Capacitive-coupled magnetic neutral line plasma sputtering system
US20100096255A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Applied Materials, Inc. Gap fill improvement methods for phase-change materials

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01132765A (ja) * 1987-11-19 1989-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd マグネトロンスパッタ装置
TW200926906A (en) * 2007-09-26 2009-06-16 Shinmaywa Ind Ltd Sheet plasma film forming apparatus

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