JPS6342368A - 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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- JPS6342368A JPS6342368A JP18740486A JP18740486A JPS6342368A JP S6342368 A JPS6342368 A JP S6342368A JP 18740486 A JP18740486 A JP 18740486A JP 18740486 A JP18740486 A JP 18740486A JP S6342368 A JPS6342368 A JP S6342368A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要]
回転する筒体上に回転方向に沿って並んで配設された複
数のスパッタターゲットから、該複数のスパッタターゲ
ットが順次対向する被処理基板上にそれぞれのターゲッ
ト材料を順次スパッタさせるスパッタリング装置で、各
層間の密着強度が高く各層の膜品質が均一化された良質
の積層被膜が容易に且つ効率良く形成される。
数のスパッタターゲットから、該複数のスパッタターゲ
ットが順次対向する被処理基板上にそれぞれのターゲッ
ト材料を順次スパッタさせるスパッタリング装置で、各
層間の密着強度が高く各層の膜品質が均一化された良質
の積層被膜が容易に且つ効率良く形成される。
本発明はスパッタリング装置に係り、特に多層膜の形成
に有利なターゲット回転送り方式のスパッタリング装置
に関する。
に有利なターゲット回転送り方式のスパッタリング装置
に関する。
LSI等高集積化される半導体rcにおいて、配線幅は
極度に縮小されて来ており、また不純物導入領域も極め
て浅く形成されるようになって来ている。
極度に縮小されて来ており、また不純物導入領域も極め
て浅く形成されるようになって来ている。
かかる状況において配線強度を高めるために、例えばア
ルミニウム(AI)−シリコン(Si)合金(AI−1
%Si)膜とチタン(Ti)膜とへ1−1%Si膜との
多層膜構造を有する配線パターンや、不純物導入領域と
のコンタクト部におけるAI内へのSiの溶解を阻止し
て不純物導入領域の接合破壊を防止するためにバリア層
として窒化チタン(TiN)膜を含んだ下層からTi−
TiN−Al構成を有する多層膜構造の配線パターン等
が用いられる。
ルミニウム(AI)−シリコン(Si)合金(AI−1
%Si)膜とチタン(Ti)膜とへ1−1%Si膜との
多層膜構造を有する配線パターンや、不純物導入領域と
のコンタクト部におけるAI内へのSiの溶解を阻止し
て不純物導入領域の接合破壊を防止するためにバリア層
として窒化チタン(TiN)膜を含んだ下層からTi−
TiN−Al構成を有する多層膜構造の配線パターン等
が用いられる。
上記多層膜の形成は工程が複雑になり、また膜品質の変
動も生じ易いので、これ等の改善が要望されている。
動も生じ易いので、これ等の改善が要望されている。
従来、上記多層膜の形成には通常単層膜の形成に用いら
れる単一ターゲット材料のマグネトロンスパッタ装置が
用いられていた。
れる単一ターゲット材料のマグネトロンスパッタ装置が
用いられていた。
第2図はマグネトロンスパッタ装置の要部を示す模式側
断面図で、図中、51は陽極となる真空容器、52はガ
ス導入口、53は真空排気口、54は陰極となるバンキ
ングプレート、55はスパッタターゲット、56はプラ
ズマ閉じ込め用磁場を形成する磁石、57は回動する磁
石支持体、5日は絶縁体パツキン、59は基板保持治具
、60は被処理基板、61は堆積膜、Eは直流電源、G
NDは接地、N、Sは磁極を表している。
断面図で、図中、51は陽極となる真空容器、52はガ
ス導入口、53は真空排気口、54は陰極となるバンキ
ングプレート、55はスパッタターゲット、56はプラ
ズマ閉じ込め用磁場を形成する磁石、57は回動する磁
石支持体、5日は絶縁体パツキン、59は基板保持治具
、60は被処理基板、61は堆積膜、Eは直流電源、G
NDは接地、N、Sは磁極を表している。
なお、雰囲気ガスとしてはアルゴン(Ar)等の不純活
性ガスが用いられ、スパッタに際しての真空容器内のガ
ス圧(真空度)は5 X 10−’Torrf1度にす
る。
性ガスが用いられ、スパッタに際しての真空容器内のガ
ス圧(真空度)は5 X 10−’Torrf1度にす
る。
このような単一ターゲット構成の通常のマグネトロンス
パッタ装置を用いて、前述した多層膜構造の配線層を短
手番で形成する際には、膜の府故に対応する数のスパッ
タ装置(スパッタターゲットが配設された真空容器)が
使われるので、それぞれの装置の雰囲気条件を厳密に等
しく保つことが困難なために各層被膜毎に膜の品質が変
動して所要の配線性能が得られなかったり、装置間搬送
時の酸化や汚染によって各層の被膜間の密着度の低下や
配線抵抗の増大等の問題を生じていた。
パッタ装置を用いて、前述した多層膜構造の配線層を短
手番で形成する際には、膜の府故に対応する数のスパッ
タ装置(スパッタターゲットが配設された真空容器)が
使われるので、それぞれの装置の雰囲気条件を厳密に等
しく保つことが困難なために各層被膜毎に膜の品質が変
動して所要の配線性能が得られなかったり、装置間搬送
時の酸化や汚染によって各層の被膜間の密着度の低下や
配線抵抗の増大等の問題を生じていた。
本発明が解決しようとする点は、多層膜構造の配線層を
形成する際に、従来のスパッタリング装置を複数台用い
た場合生じていた、各層毎の膜品質の変動、及び装置間
搬送時の酸化、汚染に起因する各開被膜間の密着度の低
下や配線抵抗の増大の問題と、更には使用装置台数の増
大に伴う作業手番や装置専有面積の増大等の問題である
。
形成する際に、従来のスパッタリング装置を複数台用い
た場合生じていた、各層毎の膜品質の変動、及び装置間
搬送時の酸化、汚染に起因する各開被膜間の密着度の低
下や配線抵抗の増大の問題と、更には使用装置台数の増
大に伴う作業手番や装置専有面積の増大等の問題である
。
真空容器(1)内に配設され軸(5)を中心にして回転
する筒体)4)上に、その回転方向に沿って並んで配設
された複数個のスバソタターゲッ) (7A)〜(71
1)を有し、該真空容器(1)内の該回転する筒体(4
)上の複数のスパッタターゲット(7A)〜(7H)の
各々が順次正対する位置に被処理基板(8)が配置され
、該被処理基板上(8)に、該被処理基板(8)に順次
対向する複数のスパッタターゲット(7八)〜(7H)
から、それぞれのターゲット材料を順次スパッタさせる
本発明によるスパッタリング装置によって解決される。
する筒体)4)上に、その回転方向に沿って並んで配設
された複数個のスバソタターゲッ) (7A)〜(71
1)を有し、該真空容器(1)内の該回転する筒体(4
)上の複数のスパッタターゲット(7A)〜(7H)の
各々が順次正対する位置に被処理基板(8)が配置され
、該被処理基板上(8)に、該被処理基板(8)に順次
対向する複数のスパッタターゲット(7八)〜(7H)
から、それぞれのターゲット材料を順次スパッタさせる
本発明によるスパッタリング装置によって解決される。
即ち本発明のスパッタリング装置は、真空容器内で回転
する筒体上に回転方向に沿って並んで配設された複数の
スパッタターゲットから、該複数のスパッタターゲット
が順次対向する被処理基板上にそれぞれのターゲット材
料を順次スパックさせることによって、被処理基板上に
複数のターゲット材料が、それぞれのターゲットが被処
理基板に対向する順序に順次積層された多層膜を被着さ
せる機能を有し、各スパッタターゲットが同一の真空容
器内に配設されることから各ターゲット材料のスパッタ
雰囲気が同−且つ良好に保たれ、且つ下層膜の形成を開
始してから多層膜が完成するまで被処理基板の装置外搬
送がなされないので、各層の膜品質が良好且つ均一化さ
れることによる配線層性能の向上、各層液膜表面の酸化
、汚染がないことによる各層被膜の眉間密着強度の増大
及び配線抵抗の減少等が図れる。
する筒体上に回転方向に沿って並んで配設された複数の
スパッタターゲットから、該複数のスパッタターゲット
が順次対向する被処理基板上にそれぞれのターゲット材
料を順次スパックさせることによって、被処理基板上に
複数のターゲット材料が、それぞれのターゲットが被処
理基板に対向する順序に順次積層された多層膜を被着さ
せる機能を有し、各スパッタターゲットが同一の真空容
器内に配設されることから各ターゲット材料のスパッタ
雰囲気が同−且つ良好に保たれ、且つ下層膜の形成を開
始してから多層膜が完成するまで被処理基板の装置外搬
送がなされないので、各層の膜品質が良好且つ均一化さ
れることによる配線層性能の向上、各層液膜表面の酸化
、汚染がないことによる各層被膜の眉間密着強度の増大
及び配線抵抗の減少等が図れる。
以下本発明を、第1図に模式的に示す本発明に係るスパ
ッタリング装置の一実施例の内部平面図(a)、内部側
面図(bl及び電源回路図(C1を参照して具体的に説
明する。
ッタリング装置の一実施例の内部平面図(a)、内部側
面図(bl及び電源回路図(C1を参照して具体的に説
明する。
第1図において、1はステンレス等の導体で形成された
真空容器、2はガス導入口、3は真空排気口、イ絶縁体
によって形成さた正8角筒体、5は筒体の回転軸、6A
、 6B、6C,6D、6E、 6F、 6G。
真空容器、2はガス導入口、3は真空排気口、イ絶縁体
によって形成さた正8角筒体、5は筒体の回転軸、6A
、 6B、6C,6D、6E、 6F、 6G。
61(は銅等により形成され内部に図示しない冷却手段
を有するそれぞれ独立したバッキングプレート、7A、
7B、 7C,7D、 7E、 7F、 7G、 7
Mはスパッタリングターゲット、8はスパッタターゲッ
トが順次対向する容器面に図示しない固定手段により容
器と同電位に支持された被処理基板、9は電源配線、1
oは模式的に示す電源配線とバッキングプレートとの接
触端子、11は筒体の回転軸に連動し且つ接地された回
転摺動スイッチ、12A 、 12B 、 12C11
20,12E 、12F 、12G 、12Hは各電源
への接続端子、C6、Ell、Ec、εo−、Et、E
r1 Eo、EHはそれぞれ異なる電圧を有する直流電
源、GNDは接地を示す。
を有するそれぞれ独立したバッキングプレート、7A、
7B、 7C,7D、 7E、 7F、 7G、 7
Mはスパッタリングターゲット、8はスパッタターゲッ
トが順次対向する容器面に図示しない固定手段により容
器と同電位に支持された被処理基板、9は電源配線、1
oは模式的に示す電源配線とバッキングプレートとの接
触端子、11は筒体の回転軸に連動し且つ接地された回
転摺動スイッチ、12A 、 12B 、 12C11
20,12E 、12F 、12G 、12Hは各電源
への接続端子、C6、Ell、Ec、εo−、Et、E
r1 Eo、EHはそれぞれ異なる電圧を有する直流電
源、GNDは接地を示す。
なお、スパッタの方式はマグネトロンスパッタ方式で、
バッキングプレートの裏面側には例えば従来例同様の構
造を有する図示しない磁石が配設される。
バッキングプレートの裏面側には例えば従来例同様の構
造を有する図示しない磁石が配設される。
スパッタに際しては、例えばターゲット7A〜7Hに異
なるターゲ7)材料を用い、ガス導入口2から不活性ガ
ス例えばArを流入し、真空排気口3がら排気を行って
真空容器1内を5×10−’程度の真空度に保った状態
で、先ず被処理基板8に対向するターゲット7Aからそ
のターゲット材料を被処理基板8上にスパッタさせる。
なるターゲ7)材料を用い、ガス導入口2から不活性ガ
ス例えばArを流入し、真空排気口3がら排気を行って
真空容器1内を5×10−’程度の真空度に保った状態
で、先ず被処理基板8に対向するターゲット7Aからそ
のターゲット材料を被処理基板8上にスパッタさせる。
この際ターゲット7Aには筒体4の回転軸5に連動する
回転摺動端子11を介し更にバンキングプレート6Aを
介して電源E1から独立の直流電力が印加される。通常
スパッタ電圧は100〜500V、電力は1〜10 K
W程度である。
回転摺動端子11を介し更にバンキングプレート6Aを
介して電源E1から独立の直流電力が印加される。通常
スパッタ電圧は100〜500V、電力は1〜10 K
W程度である。
所定の時間ターゲット7八材料のスパッタを行った後、
真空容器1内の雰囲気をその侭に維持した状態において
、筒体4を次のターゲット7Bが被処理基板8と対向す
る位置まで回転し、この際筒体4の回転軸5に連動する
摺動端子11を介し且つバッキングプレート6Bを介し
て電源E、から独立に供給される直流電力により所定の
時間ターゲット7Bのスパッタを行い、前記被処理基板
8の既に被着されているターゲット材料7Aのスパッタ
膜上にターゲット材料7Bのスパッタ膜を被着する。
真空容器1内の雰囲気をその侭に維持した状態において
、筒体4を次のターゲット7Bが被処理基板8と対向す
る位置まで回転し、この際筒体4の回転軸5に連動する
摺動端子11を介し且つバッキングプレート6Bを介し
て電源E、から独立に供給される直流電力により所定の
時間ターゲット7Bのスパッタを行い、前記被処理基板
8の既に被着されているターゲット材料7Aのスパッタ
膜上にターゲット材料7Bのスパッタ膜を被着する。
以下同様に、筒体4を次のターゲットが被処理基板8と
対向する位置まで順次回転させ、ターゲット7C〜7H
に、対応する電源EC−EHからそれぞれ独立の直流電
力を印加してスパッタが行われ、それぞれのターゲット
材料のスパッタ膜が被処理基板8上に順次積層被着され
る。
対向する位置まで順次回転させ、ターゲット7C〜7H
に、対応する電源EC−EHからそれぞれ独立の直流電
力を印加してスパッタが行われ、それぞれのターゲット
材料のスパッタ膜が被処理基板8上に順次積層被着され
る。
このように本発明のスパッタリング装置においては、真
空容器1内が一定の良好な真空雰囲気に保たれた状態に
おいて、同一被処理基板8上に複数のターゲット材料の
スパッタ膜が続けて積層被着される。従って各々のター
ゲット材料のスパッタ膜の膜品質は均一に保たれ、更に
各スパッタ膜の表面が酸化されたり汚染されたりするこ
とが無いので積層されるスパッタ膜間の密着は良好且つ
強固に保たれる。
空容器1内が一定の良好な真空雰囲気に保たれた状態に
おいて、同一被処理基板8上に複数のターゲット材料の
スパッタ膜が続けて積層被着される。従って各々のター
ゲット材料のスパッタ膜の膜品質は均一に保たれ、更に
各スパッタ膜の表面が酸化されたり汚染されたりするこ
とが無いので積層されるスパッタ膜間の密着は良好且つ
強固に保たれる。
なお、各々のターゲ・7トのスパッタ時間即ちターゲッ
トと被処理基板を対向させて置く時間は、良好な膜質が
得られるスパッタレートと所要のスパッタ膜厚によって
決定されるが、条件が許されるならば各々のターゲット
のスパッタ時間は一定にした方が操作が簡単になる。
トと被処理基板を対向させて置く時間は、良好な膜質が
得られるスパッタレートと所要のスパッタ膜厚によって
決定されるが、条件が許されるならば各々のターゲット
のスパッタ時間は一定にした方が操作が簡単になる。
上記実施例においては、ターゲット7A〜711の材料
が総て異なる例を説明したが、複数のターゲットを同一
材料にして使用することもできる。
が総て異なる例を説明したが、複数のターゲットを同一
材料にして使用することもできる。
例えばターゲット7A、7B、7CにAl−1%Si合
金を用い、7D、 7EにTiを用い、7F、7G、7
11にAl−1%Si合金を用いて、ターゲット7A、
7B、7C17F、7G、7Hをそれぞれ1700人/
minでスパッタさせ、ターゲット7D、7Eを500
人/minでスパッタさせることにより、各ターゲット
のスパッタ時間を一定の1分間に保って、5100人:
1000人: 5100人の膜厚比率を有する前述の
Al−1%Si合金−Ti −AI−1%Si合金の配
線層を形成することができる。
金を用い、7D、 7EにTiを用い、7F、7G、7
11にAl−1%Si合金を用いて、ターゲット7A、
7B、7C17F、7G、7Hをそれぞれ1700人/
minでスパッタさせ、ターゲット7D、7Eを500
人/minでスパッタさせることにより、各ターゲット
のスパッタ時間を一定の1分間に保って、5100人:
1000人: 5100人の膜厚比率を有する前述の
Al−1%Si合金−Ti −AI−1%Si合金の配
線層を形成することができる。
なおまた、上記実施例においては被処理基板を1枚とし
たが、これは1枚に限られるものではなく、上記1枚の
被処理基板の他に、他のターゲットに対向する位置に別
の被処理基板を配置することによって、複数枚に被処理
基板に対して同一バッチで同種の積層スパッタ膜を形成
することができる。
たが、これは1枚に限られるものではなく、上記1枚の
被処理基板の他に、他のターゲットに対向する位置に別
の被処理基板を配置することによって、複数枚に被処理
基板に対して同一バッチで同種の積層スパッタ膜を形成
することができる。
更にまた、同一筒体上にターゲット列を複数列配設すれ
ば、更に製造能力の大きい装置が形成される。
ば、更に製造能力の大きい装置が形成される。
なお上記実施例においては筒体を正8角形に形成し、該
筒体表面にその回転方向に沿って8個のターゲットが並
べて配設されたが、筒体の形状は上記8角形に限られる
ものではなく、従って回転方向に沿って並べられるクー
ゲット数も上記8個に限られるものではない。また筒体
は円筒形でもよい。
筒体表面にその回転方向に沿って8個のターゲットが並
べて配設されたが、筒体の形状は上記8角形に限られる
ものではなく、従って回転方向に沿って並べられるクー
ゲット数も上記8個に限られるものではない。また筒体
は円筒形でもよい。
以上説明のように本発明のスパッタリング装置によれば
、被処理基板上に積層被膜を形成する際に、被処理基板
の装置間搬送を伴わずに、同一真空容器内において同一
の良好な真空雰囲気中で連続して積層形成することがで
きる。
、被処理基板上に積層被膜を形成する際に、被処理基板
の装置間搬送を伴わずに、同一真空容器内において同一
の良好な真空雰囲気中で連続して積層形成することがで
きる。
従って積層される各々の膜品質は均一になる。
そして更に、各層の被膜間に酸化被膜や汚染物質が介在
することがなくなるので、各層液膜間の密着強度は増大
し、積層配線層等の場合電気抵抗の減少、パターンニン
グ性の向上環が図れる。
することがなくなるので、各層液膜間の密着強度は増大
し、積層配線層等の場合電気抵抗の減少、パターンニン
グ性の向上環が図れる。
第1図は本発明の一実施例を模式的に示す内部平面図(
a)、内部側面図(bl及び電源回路図fcl、第2図
は従来用いられていたマグネトロンスパッタ装置の模式
側断面図である。 図において、 1は真空容器、 2はガス導入口、 3は真空排気口、 4筒体、 5は筒体の回転軸、 6^、6B、 6C,60,6E、 6F、 6G、
684!バツキングプレート、 7八、 78、7C17D、 7E、 7F、 7G、
711はスパッタターゲット、 8は被処理基板、 9は電源配線、 10は接触端子、 11は回転摺動スイッチ、 12A 、 12B 、 12C、120、12E 、
12F 。 12G 、12+1は接続端子、 EA、、E6、Ec、 EDlEE、、EFlEG、
El+は直流電源 GNDは接地 を示す。
a)、内部側面図(bl及び電源回路図fcl、第2図
は従来用いられていたマグネトロンスパッタ装置の模式
側断面図である。 図において、 1は真空容器、 2はガス導入口、 3は真空排気口、 4筒体、 5は筒体の回転軸、 6^、6B、 6C,60,6E、 6F、 6G、
684!バツキングプレート、 7八、 78、7C17D、 7E、 7F、 7G、
711はスパッタターゲット、 8は被処理基板、 9は電源配線、 10は接触端子、 11は回転摺動スイッチ、 12A 、 12B 、 12C、120、12E 、
12F 。 12G 、12+1は接続端子、 EA、、E6、Ec、 EDlEE、、EFlEG、
El+は直流電源 GNDは接地 を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 真空容器(1)内に配設され軸(5)を中心にして回転
する筒体(4)上に、その回転方向に沿って並んで配設
された複数個のスパッタターゲット(7A)〜(7H)
を有し、 該真空容器(1)内の該回転する筒体(4)上の複数の
スパッタターゲット(7A)〜(7H)の各々が順次正
対する位置に被処理基板(8)が配置され、該被処理基
板上(8)に、該被処理基板(8)に順次対向する複数
のスパッタターゲット(7A)〜(7H)から、それぞ
れのターゲット材料を順次スパッタさせることを特徴と
するスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18740486A JPS6342368A (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18740486A JPS6342368A (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | スパツタリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6342368A true JPS6342368A (ja) | 1988-02-23 |
Family
ID=16205435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18740486A Pending JPS6342368A (ja) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6342368A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0492114A1 (de) | 1990-12-20 | 1992-07-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Zerstäubungsanlage |
US5292419A (en) * | 1990-12-20 | 1994-03-08 | Leybold Aktiengesellschaft | Sputtering unit |
WO2010047235A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 国立大学法人東北大学 | マグネトロンスパッタ装置 |
-
1986
- 1986-08-08 JP JP18740486A patent/JPS6342368A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0492114A1 (de) | 1990-12-20 | 1992-07-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Zerstäubungsanlage |
US5292419A (en) * | 1990-12-20 | 1994-03-08 | Leybold Aktiengesellschaft | Sputtering unit |
WO2010047235A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 国立大学法人東北大学 | マグネトロンスパッタ装置 |
JP2010100880A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Tohoku Univ | マグネトロンスパッタ装置 |
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