JPS6364894B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6364894B2 JPS6364894B2 JP56175203A JP17520381A JPS6364894B2 JP S6364894 B2 JPS6364894 B2 JP S6364894B2 JP 56175203 A JP56175203 A JP 56175203A JP 17520381 A JP17520381 A JP 17520381A JP S6364894 B2 JPS6364894 B2 JP S6364894B2
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- JP
- Japan
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- plasma
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- sputtering
- processing chamber
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma
- C23C14/357—Microwaves, e.g. electron cyclotron resonance enhanced sputtering
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスパツタ装置、特に半導体製造に用い
られるスパツタ蒸着装置の改良に関する。
られるスパツタ蒸着装置の改良に関する。
半導体を製造するに際し、半導体基板表面に層
間絶縁膜や保護膜として酸化シリコン（SiO）、
二酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（Si3N4）
などを被着し、又配線電極として金属、多結晶シ
リコン、シリサイドなどの導電体を被着させてい
るが、前者の場合には第１図に示すような高周波
スパツタ装置によつて又、後者の場合には直流ス
パツタ装置によつてスパツタ蒸着させることが多
い。第１図において、１は処理室、２は半導体基
板（ウエハー）、３はターゲツト、４はターゲツ
ト載置台、５はウエハーステージを示し、ガスが
流入口６より処理室１内に流し込まれて、処理室
内は減圧度10-2〜10-3Torrに保たれている。そ
してウエハーステージ５とターゲツト載置台４と
の間に13.56MHzの高周波電力を加えて、流入ガ
ス例えばアルコン（Ar）ガスをプラズマ化し、
ターゲツト例えばSiO2板を叩いて、ウエハー２
上にSiO2を被着させる。ターゲツト載置台４は
プラズマの衝撃を受けるターゲツト３が加熱され
て高温となるため冷却水を循環させて、冷却させ
ており、又スパツタ速度（成長速度）を高めるた
めマグネツトを内蔵させて、ターゲツト上に磁場
を作り、電子が長く滞留してプラズマの密度を高
めるようにはかつている。
間絶縁膜や保護膜として酸化シリコン（SiO）、
二酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（Si3N4）
などを被着し、又配線電極として金属、多結晶シ
リコン、シリサイドなどの導電体を被着させてい
るが、前者の場合には第１図に示すような高周波
スパツタ装置によつて又、後者の場合には直流ス
パツタ装置によつてスパツタ蒸着させることが多
い。第１図において、１は処理室、２は半導体基
板（ウエハー）、３はターゲツト、４はターゲツ
ト載置台、５はウエハーステージを示し、ガスが
流入口６より処理室１内に流し込まれて、処理室
内は減圧度10-2〜10-3Torrに保たれている。そ
してウエハーステージ５とターゲツト載置台４と
の間に13.56MHzの高周波電力を加えて、流入ガ
ス例えばアルコン（Ar）ガスをプラズマ化し、
ターゲツト例えばSiO2板を叩いて、ウエハー２
上にSiO2を被着させる。ターゲツト載置台４は
プラズマの衝撃を受けるターゲツト３が加熱され
て高温となるため冷却水を循環させて、冷却させ
ており、又スパツタ速度（成長速度）を高めるた
めマグネツトを内蔵させて、ターゲツト上に磁場
を作り、電子が長く滞留してプラズマの密度を高
めるようにはかつている。
しかしながら、成長速度を大きくするために余
り高周波電力を大きくすれば、ターゲツト表面は
温度が高くなりすぎ、逆にターゲツト裏面はター
ゲツト載置台４より冷却されているから、ターゲ
ツト内に大きな温度ストレスがかゝり破壊される
ことが起る。特にSiO2板などの絶縁体は熱伝導
がわるくて、その傾向が著しく、そのため適度に
投入電力を抑えて、スパツタ処理がなされてい
る。そのため、スパツタ被着する成長速度は小さ
くて、処理時間が長くかゝり、量産的ではない欠
点がある。
り高周波電力を大きくすれば、ターゲツト表面は
温度が高くなりすぎ、逆にターゲツト裏面はター
ゲツト載置台４より冷却されているから、ターゲ
ツト内に大きな温度ストレスがかゝり破壊される
ことが起る。特にSiO2板などの絶縁体は熱伝導
がわるくて、その傾向が著しく、そのため適度に
投入電力を抑えて、スパツタ処理がなされてい
る。そのため、スパツタ被着する成長速度は小さ
くて、処理時間が長くかゝり、量産的ではない欠
点がある。
本発明はこのような従来のスパツタ装置の問題
点を解消させて、成長速度を高めることを目的と
しており、その特徴は処理室においてマイクロ波
発振器に結合された導波管がガス流入口に近接し
て設けられた構造のスパツタ装置を提案するもの
で、以下図面を参照して詳しく説明する。
点を解消させて、成長速度を高めることを目的と
しており、その特徴は処理室においてマイクロ波
発振器に結合された導波管がガス流入口に近接し
て設けられた構造のスパツタ装置を提案するもの
で、以下図面を参照して詳しく説明する。
第２図は本発明にかゝるスパツタ装置の概要図
を示しており、１０はマイクロ波発振器、１１は
それに結合された導波管である。このようにし
て、ガス流入口６の極く近傍にマイクロ波導波管
１１を設けて、マイクロ波発振器１０より例えば
2.45GHzのマイクロ波を発射し、これにより流入
ガスをプラズマ化する。マイクロ波は高周波より
プラズマの発生効率が高いから、すでにマイクロ
波によりプラズマ化して、それがターゲツト３と
ウエハー２の間に入り、例えば13.56MHzの高電
波電力を余り大きくしなくても、スパツタが同様
に行われる。そこで、ガス流入量を増やし、処理
室１内の減圧度を低く、例えば10-1Torrとした
場合には従来はかえつてプラズマ密度が減少して
いたが、本発明ではプラズマ密度が増加し、一層
多くのターゲツト材料を飛散させ、したがつて成
長速度が大きくなる。又、ガス量が多く、プラズ
マ密度が増加すれば、電子の平均自由行程が短か
くなつて、個々の電子のエネルギーが小さくなる
から、ターゲツトに与える衝撃が弱く、そのため
ターゲツトの加熱が少なくなる。そのため、従来
のスパツタ装置よりプラズマ密度を増やしても差
し支えなくなる。
を示しており、１０はマイクロ波発振器、１１は
それに結合された導波管である。このようにし
て、ガス流入口６の極く近傍にマイクロ波導波管
１１を設けて、マイクロ波発振器１０より例えば
2.45GHzのマイクロ波を発射し、これにより流入
ガスをプラズマ化する。マイクロ波は高周波より
プラズマの発生効率が高いから、すでにマイクロ
波によりプラズマ化して、それがターゲツト３と
ウエハー２の間に入り、例えば13.56MHzの高電
波電力を余り大きくしなくても、スパツタが同様
に行われる。そこで、ガス流入量を増やし、処理
室１内の減圧度を低く、例えば10-1Torrとした
場合には従来はかえつてプラズマ密度が減少して
いたが、本発明ではプラズマ密度が増加し、一層
多くのターゲツト材料を飛散させ、したがつて成
長速度が大きくなる。又、ガス量が多く、プラズ
マ密度が増加すれば、電子の平均自由行程が短か
くなつて、個々の電子のエネルギーが小さくなる
から、ターゲツトに与える衝撃が弱く、そのため
ターゲツトの加熱が少なくなる。そのため、従来
のスパツタ装置よりプラズマ密度を増やしても差
し支えなくなる。
これらの点より、本発明にかゝるスパツタ装置
は成長速度を一層大きくすることができ、例えば
SiO2板をターゲツトに用いた実施例では、従来
は高周波電力1KWで約270Å／分であつた成長速
度が、本発明にかゝるスパツタ装置によれば、同
様の高周波電力を印加して1500Å／分程度まで増
やすことができる。
は成長速度を一層大きくすることができ、例えば
SiO2板をターゲツトに用いた実施例では、従来
は高周波電力1KWで約270Å／分であつた成長速
度が、本発明にかゝるスパツタ装置によれば、同
様の高周波電力を印加して1500Å／分程度まで増
やすことができる。
以上の説明から明らかなように、本発明は低真
空で電子エネルギーが減少しないように、処理室
内でマイクロ波によりプラズマに励起し、しかも
プラズマ密度を１桁以上増やして成長速度を高め
ることができるスパツタ装置で、作業能率が非常
に改善される。
空で電子エネルギーが減少しないように、処理室
内でマイクロ波によりプラズマに励起し、しかも
プラズマ密度を１桁以上増やして成長速度を高め
ることができるスパツタ装置で、作業能率が非常
に改善される。
且つ、上記したように個々の荷電粒子のエネル
ギーが小さいことが幸いして、ウエハー表面に与
えるダメイジ（損傷）は減少し、又カバーレイジ
（被覆性）も良くなり、半導体装置を高品質化す
る利点がある。
ギーが小さいことが幸いして、ウエハー表面に与
えるダメイジ（損傷）は減少し、又カバーレイジ
（被覆性）も良くなり、半導体装置を高品質化す
る利点がある。
したがつて、本発明は量産性が向上し、しかも
半導体装置の品質向上にも役立つ極めて価値高い
ものである。
半導体装置の品質向上にも役立つ極めて価値高い
ものである。
上記は絶縁膜の成長を例にとつて、高周波スパ
ツタでの改良について説明したが、Al等の金属
材料薄膜の成長に用いる直流スパツターについて
も本発明は適用され、成長速度の増大・ダメイジ
の減少・カバレイジの向上等の効果をあげる事が
できる。
ツタでの改良について説明したが、Al等の金属
材料薄膜の成長に用いる直流スパツターについて
も本発明は適用され、成長速度の増大・ダメイジ
の減少・カバレイジの向上等の効果をあげる事が
できる。
第１図は従来のスパツタ装置、第２図は本発明
にかゝるスパツタ装置の何れも概要断面図を示
す。 図中、１は処理室、２はウエハー、３はターゲ
ツト、４はターゲツト載置台、５はウエハーステ
ージ、６はガス流入口、１０はマイクロ波発振
器、１１は導波管である。
にかゝるスパツタ装置の何れも概要断面図を示
す。 図中、１は処理室、２はウエハー、３はターゲ
ツト、４はターゲツト載置台、５はウエハーステ
ージ、６はガス流入口、１０はマイクロ波発振
器、１１は導波管である。
Claims (1)
- １ 高周波又は直流スパツタ装置の処理室内にお
いて、マイクロ波発振器によりプラズマを生成さ
せる構造を有することを特徴とするスパツタ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17520381A JPS5875839A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17520381A JPS5875839A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875839A JPS5875839A (ja) | 1983-05-07 |
| JPS6364894B2 true JPS6364894B2 (ja) | 1988-12-14 |
Family
ID=15992089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17520381A Granted JPS5875839A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5875839A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0627323B2 (ja) * | 1983-12-26 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | スパツタリング方法及びその装置 |
| JPH0627324B2 (ja) * | 1984-08-31 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法及びその装置 |
| JPS61104074A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-22 | Hitachi Ltd | スパッタリング方法及びその装置 |
| JPS61127862A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法及びその形成装置 |
| JPS61279674A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | スパツタ装置 |
| JPH0621352B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-03-23 | 株式会社日立製作所 | スパツタリング装置 |
| JPS62250168A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-10-31 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ成膜装置 |
| JPS62287072A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5335779B2 (ja) * | 1973-05-31 | 1978-09-28 | ||
| JPS5736698B2 (ja) * | 1974-09-13 | 1982-08-05 | ||
| JPS52126175A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-22 | Hitachi Ltd | Etching device |
| JPS52126174A (en) * | 1976-04-15 | 1977-10-22 | Hitachi Ltd | Microwave discharge device |
| JPS6021841B2 (ja) * | 1976-08-09 | 1985-05-29 | 株式会社北川鉄工所 | 残存生コンクリ−トの処理装置 |
| JPS5344795A (en) * | 1976-10-05 | 1978-04-21 | Toshiba Corp | Fuel assembly |
| JPS54113241A (en) * | 1978-02-24 | 1979-09-04 | Hitachi Ltd | Magnetron |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP17520381A patent/JPS5875839A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5875839A (ja) | 1983-05-07 |
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