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JPH021221B2 - - Google Patents
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JPH021221B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH021221B2
JPH021221B2 JP59241313A JP24131384A JPH021221B2 JP H021221 B2 JPH021221 B2 JP H021221B2 JP 59241313 A JP59241313 A JP 59241313A JP 24131384 A JP24131384 A JP 24131384A JP H021221 B2 JPH021221 B2 JP H021221B2
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JP
Japan
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target
film
ions
ion
substrate
Prior art date
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Application number
JP59241313A
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Japanese (ja)
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JPS61119670A (en
Inventor
Katsuya Okumura
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS61119670A publication Critical patent/JPS61119670A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、イオン中を使用してターゲツトをス
パツタリングすることにより膜形成を行なう方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for forming a film by sputtering a target using ions.

(従来の技術) 従来よりスパツタリング現象を利用して膜形成
を行なう方法が知られている。これを第3図を参
照して説明する。まず、イオン銃1から500〜
1000Vの加速電圧で放出されたイオン、例えばア
ルゴンイオン2をターゲツト3に照射する。この
時、アルゴンイオン2によるスパツタリングがな
され、ターゲツト構成粒子4が叩き出されて該タ
ーゲツト3と所定の角度をなして対向配置された
基板5表面に堆積されて膜形成がなされる。しか
しながら、かかる膜形成装置により方法ではター
ゲツトと基板とを平行して対向配置させることが
できないため、ターゲツトとの距離が近い基板部
分では膜堆積速度が大きく、均一な膜形成が困難
であつた。
(Prior Art) A method of forming a film using a sputtering phenomenon has been conventionally known. This will be explained with reference to FIG. First, from ion gun 1 to 500
A target 3 is irradiated with ions such as argon ions 2 emitted at an accelerating voltage of 1000V. At this time, sputtering is performed using argon ions 2, and the particles 4 constituting the target are ejected and deposited on the surface of the substrate 5, which is disposed facing the target 3 at a predetermined angle, thereby forming a film. However, since it is not possible to arrange the target and the substrate facing each other in parallel using such a film forming apparatus, the film deposition rate is high in the parts of the substrate that are close to the target, making it difficult to form a uniform film.

このようなことから、イオンビームの偏向電極
を用いて偏向させてターゲツトに照射する方法が
特公昭47−49987号に開示されている。この方法
によれば、基板をターゲツトに平行に対向配置し
た状態でスパツタリング、膜堆積を行なうことが
可能となる。しかしながら、かかる方法ではイオ
ンビームを偏向電極で単にターゲツトの所定領域
に偏向、照射するため、スパツタリングされるタ
ーゲツト粒子の方向性により、該スパツタリング
領域に対向する基板領域のみへの膜堆積速度が大
きくなつて必ずしも均一厚さの膜形成を行なうこ
とが困難となる問題があつた。しかも、ターゲツ
トへのスパツタリングにより形成されるエロージ
ヨンエリアが局所的となるため、ターゲツトが短
時間で使用できなくなる問題があつた。
For this reason, Japanese Patent Publication No. 47-49987 discloses a method of using an ion beam deflection electrode to deflect the ion beam and irradiate the target. According to this method, sputtering and film deposition can be performed with the substrate placed parallel to and facing the target. However, in this method, since the ion beam is simply deflected and irradiated onto a predetermined region of the target using a deflection electrode, the film deposition rate increases only on the substrate region facing the sputtering region, depending on the directionality of the sputtered target particles. Therefore, there was a problem in that it was difficult to form a film with a uniform thickness. Moreover, since the erosion area formed by sputtering on the target is localized, there is a problem that the target becomes unusable in a short period of time.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、均一厚さの膜堆積が可能で、更
にターゲツト寿命を向上できる膜形成方法を提供
しようとするものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a film forming method that can deposit a film of uniform thickness and further improve target life. This is what I am trying to do.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本願第1の発明は、ターゲツトにイオン銃から
放出されたイオンを照射し、該ターゲツトに平行
して対向配置された基板上に膜を形成する方法に
おいて、前記イオン銃及び電磁石を同一平面上に
複数交互に配置して環状体を形成し、かつ該環状
体を前記対向したターゲツトと基板の間に配置
し、これらイオン銃から放出されたイオンを前記
電磁石の磁界によりターゲツト側に偏向させて照
射し、同時にターゲツトへのイオンの照射中に前
記電磁石のコイルに流す電流を変化させ、イオン
の偏向角度を時間と共に変化させてターゲツトの
異なる領域からスパツタリングされたターゲツト
構成粒子を前記基板上に堆積させることを特徴と
する膜形成方法である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The first invention of the present application irradiates a target with ions emitted from an ion gun, and forms a film on a substrate placed parallel to and facing the target. In the forming method, a plurality of the ion guns and electromagnets are arranged alternately on the same plane to form an annular body, and the annular body is arranged between the opposing target and the substrate, and the ion guns emitted from the ion guns are disposed between the target and the substrate. The ions deflected toward the target by the magnetic field of the electromagnet are irradiated, and at the same time, the current flowing through the coil of the electromagnet is changed while the ions are being irradiated onto the target, and the angle of ion deflection is changed over time so that different targets can be irradiated. This is a film forming method characterized in that target constituent particles sputtered from a region are deposited on the substrate.

本願第2の発明は、ターゲツトにイオン銃から
放出されたイオンを照射し、該ターゲツトに平行
して対向配置された基板上に膜を形成する方法に
おいて、前記イオン銃及び電磁石を同一平面上に
複数交互に配置して環状体を形成し、かつ該環状
体を前記対向したターゲツトと基板の間に配置
し、これらイオン銃から放出されたイオンを前記
電磁石の磁界により前記基板側に偏向させて照射
することにより基板表面をクリーニングする工程
と、前記イオンを前記電磁石の磁界によりターゲ
ツト側に偏向させて照射し、同時にターゲツトへ
のイオンの照射中に前記電磁石のコイルに流す電
流を変化させ、イオンの偏向角度を時間と共に変
化させてターゲツトの異なる領域からスパツタリ
ングされたターゲツト構成粒子を前記基板上に堆
積させる工程とを具備したことを特徴とする膜形
成方法である。
A second invention of the present application is a method of irradiating a target with ions emitted from an ion gun and forming a film on a substrate placed parallel to and facing the target, in which the ion gun and the electromagnet are placed on the same plane. A plurality of ions are arranged alternately to form an annular body, and the annular body is arranged between the opposing target and the substrate, and the ions emitted from the ion gun are deflected toward the substrate by the magnetic field of the electromagnet. A step of cleaning the substrate surface by irradiating the target, deflecting the ions toward the target by the magnetic field of the electromagnet, and simultaneously changing the current flowing through the coil of the electromagnet while irradiating the target with ions, This film forming method comprises the step of depositing target constituent particles sputtered from different regions of the target on the substrate by changing the deflection angle over time.

本願第3の発明は、ターゲツトにイオン銃から
放出されたイオンを照射し、該ターゲツトに平行
して対向配置された基板上に膜を形成する方法に
おいて、前記イオン銃及び電磁石を同一平面上に
複数交互に配置して環状体を形成し、かつ該環状
体を前記対向したターゲツトと基板の間に配置
し、これらイオン銃から放出されたイオンを前記
電磁石の磁界によりターゲツト側に偏向させて照
射し、同時にターゲツトへのイオンの照射中に前
記電磁石のコイルに流す電流を変化させ、イオン
の偏向角度を時間と共に変化させてターゲツトの
異なる領域からスパツタリングされたターゲツト
構成粒子を前記基板上に堆積させる工程と、膜堆
積中に前記電磁石の磁界により前記イオンを基板
上の膜側に偏向させて照射する工程とを具備した
ことを特徴とする膜形成方法である。
A third invention of the present application provides a method for irradiating a target with ions emitted from an ion gun and forming a film on a substrate placed parallel to and facing the target, in which the ion gun and the electromagnet are placed on the same plane. A plurality of ions are arranged alternately to form a ring-shaped body, and the ring-shaped body is placed between the opposing target and the substrate, and the ions emitted from the ion gun are deflected toward the target by the magnetic field of the electromagnet and irradiated. At the same time, while the target is being irradiated with ions, the current flowing through the coil of the electromagnet is changed, and the deflection angle of the ions is changed over time, so that target constituent particles sputtered from different regions of the target are deposited on the substrate. and a step of deflecting and irradiating the ions toward the film on the substrate by the magnetic field of the electromagnet during film deposition.

(作用) 本願第1の発明によれば、ターゲツトにイオン
銃から放出されたイオンを照射し、該ターゲツト
に平行して対向配置された基板上に膜を形成する
方法において、前記イオン銃及び電磁石を同一平
面上に複数交互に配置して環状体を形成し、かつ
該環状体を前記対向したターゲツトと基板の間に
配置し、これらイオン銃から放出されたイオンを
前記電磁石の磁界によりターゲツト側に偏向させ
て照射し、同時にターゲツトへのイオンの照射中
に前記電磁石のコイルに流す電流を変化させ、イ
オンの偏向角度を時間と共に変化させてターゲツ
トの異なる領域からスパツタリングされたターゲ
ツト構成粒子を前記基板上に堆積させることによ
つて、均一な厚さの膜形成を行なうことができ
る。しかも、偏向角度を変化させることによりタ
ーゲツトのエロージヨンエリアを広げることがで
き、ターゲツトの寿命を向上できる。
(Operation) According to the first invention of the present application, in the method of irradiating a target with ions emitted from an ion gun and forming a film on a substrate disposed parallel to and facing the target, the ion gun and the electromagnet A plurality of ions are arranged alternately on the same plane to form a ring-shaped body, and the ring-shaped body is placed between the target and the substrate facing each other, and the ions emitted from the ion gun are directed to the target side by the magnetic field of the electromagnet. At the same time, while the target is being irradiated with ions, the current flowing through the coil of the electromagnet is changed, and the deflection angle of the ions is changed over time, so that the particles constituting the target sputtered from different regions of the target are By depositing it on a substrate, a film of uniform thickness can be formed. Moreover, by changing the deflection angle, the erosion area of the target can be expanded, and the life of the target can be improved.

また、本願第2の発明によれば基板への膜堆積
に先だつてイオン銃から放出されたイオンを電磁
石の磁界により基板側に偏向させて照射し、基板
表面をクリーニングすることによつて、均一な厚
さで、かつ基板への付着強度や電気的接触抵抗が
改善された膜形成を行なうことができる。特に、
微細(1μm以下)のコンタクトホールを有する
デバイスに適用した場合には該コンタクトホール
内まで良好に膜を形成することができる。
According to the second aspect of the present invention, prior to film deposition on a substrate, ions emitted from an ion gun are deflected toward the substrate by the magnetic field of an electromagnet and irradiated, thereby cleaning the substrate surface uniformly. It is possible to form a film with a suitable thickness and improved adhesion strength and electrical contact resistance to the substrate. especially,
When applied to a device having a fine contact hole (1 μm or less), a film can be formed satisfactorily up to the inside of the contact hole.

更に、本願第3の発明によれば、膜堆積中にイ
オン銃から放出されたイオンを電磁石の磁界によ
り基板上の膜側に偏向させて照射することによつ
て、均一な厚さでかつステツプカバレイジが改善
された膜形成を行なうことができる。特に、微細
(1〜2μm)のコンタクトホールを有するデバイ
スに適用した場合には該コンタクトホール内を膜
で良好に埋めることができる。この場合、膜堆積
速度とイオンによるエツチング速度との比は10〜
50の範囲にすることが望ましい。
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the ions emitted from the ion gun during film deposition are deflected and irradiated onto the film side on the substrate by the magnetic field of the electromagnet, thereby depositing the film with a uniform thickness and in a stepwise manner. Film formation with improved coverage can be performed. In particular, when applied to a device having a fine (1 to 2 μm) contact hole, the contact hole can be satisfactorily filled with a film. In this case, the ratio of film deposition rate to ion etching rate is 10~
A range of 50 is recommended.

(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例 1 第1図はaは本実施例に使用する膜形成装置の
平面図、同図bは同図aのB―B線に沿う断面図
である。図中の111〜116は、例えば30度の角
度を持ち、ピツチが30度で環状に配置したイオン
銃である。これらイオン銃111〜116は、それ
らの中心に向けて水平方向にアルゴンイオンを放
出するものである。また、前記各イオン銃111
〜116の間には30度の角度を持つ電磁石121
126が配置されている。こうしたイオン銃111
〜116及び電磁石121〜126により環状体を
形成している。前記イオン銃111〜116及び電
磁石121〜126の中空部の上方には、例えば直
径15mmのアルミニウム―シリコン合金からなるタ
ーゲツト13が配置されている。更に、前記各イ
オン銃111〜116及び電磁石121〜126の中
空部の下方には、支持部材14が前記ターゲツト
13と平行に、かつ75mm隔てて対向配置されてい
る。こうしたイオン銃111〜116、電磁石12
〜126、ターゲツト13及び支持部材14は図
しない真空容器内に配置されている。
Example 1 In FIG. 1, a is a plan view of a film forming apparatus used in this example, and FIG. 1b is a sectional view taken along line BB in FIG. 1a. Reference numerals 11 1 to 11 6 in the figure indicate ion guns having an angle of, for example, 30 degrees and arranged in a ring with a pitch of 30 degrees. These ion guns 11 1 to 11 6 emit argon ions horizontally toward their centers. Moreover, each of the ion guns 11 1
An electromagnet with an angle of 30 degrees between 11 6 and 12 1
12 6 are placed. Such an ion gun 11 1
11 6 and electromagnets 12 1 to 12 6 form an annular body. A target 13 made of an aluminum-silicon alloy and having a diameter of 15 mm, for example, is arranged above the hollow portions of the ion guns 11 1 to 11 6 and the electromagnets 12 1 to 12 6 . Furthermore, below the hollow portions of the ion guns 11 1 to 11 6 and the electromagnets 12 1 to 12 6 , a support member 14 is disposed parallel to and opposite to the target 13 at a distance of 75 mm. These ion guns 11 1 to 11 6 and electromagnets 12
1 to 12 6 , the target 13 and the support member 14 are placed in a vacuum container (not shown).

次に、上述した膜形成装置を用いて膜形成方法
を説明する。
Next, a film forming method will be explained using the film forming apparatus described above.

まず、支持部材14上に基板としてのウエハ1
5を固定した。つづいて、各イオン銃111〜1
6にイオン電流を印加して加速電圧1000Vのア
ルゴンイオンを放出させると同時に、各電磁石1
1〜126をオンさせてそれら電磁石121〜1
6からの磁界により前記アルゴンイオンを上方
に向かう直角方向に偏向させてターゲツト13に
照射した。また、前記各電磁石121〜126のコ
イルに流す電流を変化させ、アルゴンイオンの偏
向角度を変えることによりターゲツト13に照射
される該イオンの領域を変化させた。こうしたア
ルゴンイオンの照射により、ターゲツト13から
アルミニウム合金の粒子16がスパツタリングさ
れ、該ターゲツト13に対向して配置されたウエ
ハ15上にアルミニウム合金膜17が形成され
た。
First, a wafer 1 as a substrate is placed on the support member 14.
5 was fixed. Next, each ion gun 11 1 to 1
1 6 to emit argon ions with an accelerating voltage of 1000V, and at the same time, each electromagnet 1
2 1 to 12 6 are turned on and those electromagnets 12 1 to 1 are turned on.
The argon ions were deflected upward in a perpendicular direction by a magnetic field from 26 and irradiated onto the target 13. Further, by changing the current flowing through the coils of each of the electromagnets 12 1 to 12 6 and changing the deflection angle of the argon ions, the area of the ions irradiated onto the target 13 was changed. By such irradiation with argon ions, aluminum alloy particles 16 were sputtered from the target 13, and an aluminum alloy film 17 was formed on the wafer 15 placed opposite the target 13.

しかして、ウエハ上のアルミニウム合金膜の膜
厚変差を調べたところ、5%となり、均一な厚さ
のアルミニウム合金膜が形成されていることが確
認された。また、前記アルゴンイオンの偏向角度
を変え、ターゲツト13に照射される該イオンの
領域を変化させることによつて、ターゲツト13
のエロージヨンエリア18が広がり、ターゲツト
13の寿命をアルゴンイオンのターゲツトへの照
射領域を変化させない場合に比べて約50%長くす
ることができた。
When the thickness variation of the aluminum alloy film on the wafer was investigated, it was found to be 5%, confirming that an aluminum alloy film with a uniform thickness was formed. Further, by changing the deflection angle of the argon ions and changing the area of the ions irradiated onto the target 13,
The erosion area 18 was expanded, and the life of the target 13 could be extended by about 50% compared to the case where the irradiation area of the target with argon ions was not changed.

実施例 2 まず、支持部材14上に基板としてのウエハ1
5を固定した。つづいて、各イオン銃111〜1
6にイオン電流を印加して加速電圧200Vのアル
ゴンイオンを放出させると同時に、各電磁石12
〜126をオンさせてそれら電磁石121〜126
からの磁界により前記アルゴンイオンを下方に向
かう直角方向に偏向させてウエハ15に照射する
ことにより該ウエハ15表面のクリーニングを行
なつた。ひきつづき、各イオン銃111〜116
に印加するイオン電流を上げ、加速電圧1000Vの
アルゴンイオンを放出させると同時に、各電磁石
121〜126からの磁界により前記アルゴンイオ
ンの偏向方向を上方に向かう直角方向にしてター
ゲツト13に照射した。また、前記各電磁石12
〜126のコイルに流す電流を変化させ、アルゴ
ンイオンの偏向角度を変えることによりターゲツ
ト13に照射される該イオンの領域を変化させ
た。こうしたアルゴンイオンの照射により、ター
ゲツト13からアルミニウム合金の粒子16がス
パツタリングされ、該ターゲツト13に対向して
配置されたウエハ15上にアルミニウム合金膜1
7が形成された。
Example 2 First, the wafer 1 as a substrate is placed on the support member 14.
5 was fixed. Next, each ion gun 11 1 to 1
At the same time, applying an ion current to 16 to emit argon ions with an accelerating voltage of 200V, each electromagnet 12
1 to 12 6 are turned on and those electromagnets 12 1 to 12 6 are turned on.
The surface of the wafer 15 was cleaned by deflecting the argon ions in a downward right angle direction using a magnetic field and irradiating the wafer 15 with the argon ions. Subsequently, the ion current applied to each of the ion guns 11 1 to 11 6 is increased to emit argon ions with an acceleration voltage of 1000 V, and at the same time, the deflection direction of the argon ions is directed upward by the magnetic field from each of the electromagnets 12 1 to 12 6 . The target 13 was irradiated in a direction perpendicular to the target. In addition, each electromagnet 12
By changing the current flowing through the coils 1 to 12 6 and changing the deflection angle of the argon ions, the area of the ions irradiated onto the target 13 was changed. By such irradiation with argon ions, aluminum alloy particles 16 are sputtered from the target 13, and an aluminum alloy film 1 is formed on the wafer 15 placed facing the target 13.
7 was formed.

しかして、ウエハ上のアルミニウム合金膜の膜
厚変差を調べたところ、5%となり、均一な厚さ
のアルミニウム合金膜が形成されていることが確
認された。また、ウエハに対する付着強度及び電
気的接触抵抗が改善されたアルミニウム合金膜を
形成することができた。
When the thickness variation of the aluminum alloy film on the wafer was investigated, it was found to be 5%, confirming that an aluminum alloy film with a uniform thickness was formed. Furthermore, an aluminum alloy film with improved adhesion strength and electrical contact resistance to the wafer could be formed.

実施例 3 まず、支持部材14上に基板としてのウエハ1
5を固定した。つづいて、各イオン銃111〜1
6にイオン電流を印加して加速電圧1000Vのア
ルゴンイオンを放出させると同時に、各電磁石1
1〜126をオンさせてそれらの電磁石121
126からの磁界により前記アルゴンイオンを上
方に向かう直角方向に偏向させてターゲツト13
に照射した。また、前記各電磁石121〜126
コイルに流す電流を変化させ、アルゴンイオンの
偏向角度を変えることによりターゲツト13に照
射される該イオンの領域を変化させた。こうした
アルゴンイオンの照射により、ターゲツト13か
らアルミニウム合金の粒子16がスパツタリング
され、該ターゲツト13に対向して配置されたウ
エハ15上にアルミニウム合金が堆積された。ひ
きつづき、アルミニウム合金の堆積途中で各イオ
ン銃111〜116に印加するイオン電流を下げ、
加速電圧200Vのアルゴンイオンを放出させると
同時に、各電磁石121〜126からの磁界により
アルゴンイオンの偏向方向を下方に向かう直角方
向にしてウエハ15に照射し、該ウエハ15表面
に堆積したアルミニウム合金膜を薄くエツチング
操作を周期的に行なうことにより、ウエハ15上
にアルミニウム合金膜17を形成した。
Example 3 First, the wafer 1 as a substrate is placed on the support member 14.
5 was fixed. Next, each ion gun 11 1 to 1
1 6 to emit argon ions with an accelerating voltage of 1000V, and at the same time, each electromagnet 1
2 1 to 12 6 are turned on and those electromagnets 12 1 to 12 6 are turned on.
The magnetic field from 126 deflects the argon ions in an upward orthogonal direction to the target 13.
was irradiated. Further, by changing the current flowing through the coils of each of the electromagnets 12 1 to 12 6 and changing the deflection angle of the argon ions, the area of the ions irradiated onto the target 13 was changed. By this irradiation with argon ions, aluminum alloy particles 16 were sputtered from the target 13, and the aluminum alloy was deposited on the wafer 15 placed opposite the target 13. Subsequently, during the deposition of the aluminum alloy, the ion current applied to each ion gun 11 1 to 11 6 is lowered,
At the same time, argon ions with an accelerating voltage of 200 V are emitted, and the argon ions are deflected downward at right angles by the magnetic fields from the electromagnets 12 1 to 12 6 and irradiated onto the wafer 15, thereby removing the aluminum deposited on the surface of the wafer 15. An aluminum alloy film 17 was formed on the wafer 15 by periodically performing an etching operation to thin the alloy film.

しかして、ウエハ上のアルミニウム合金膜の膜
厚変差を調べたところ、5%となり、均一な厚さ
のアルミニウム合金膜が形成されていることが確
認された。また、ウエハに堆積されたアルミニウ
ム合金膜はステツプカバレージが飛躍的に向上し
た。
When the thickness variation of the aluminum alloy film on the wafer was investigated, it was found to be 5%, confirming that an aluminum alloy film with a uniform thickness was formed. Furthermore, the step coverage of the aluminum alloy film deposited on the wafer has been dramatically improved.

なお、上記実施例では第1図a,b図示の膜形
成装置を用いて膜形成を行なつたが、第2図a,
bに示す膜形成装置を用いて膜形成を行なつても
よい。即ち、図中の111′〜116′は、例えば30
度の角度を持ち、ピツチが30度で環状に配置した
イオン銃である。これらイオン銃111′〜11
6′は、それらの中心に向けて水平方向にアルゴン
イオンを放出するものである。また、前記各イオ
ン銃111′〜116′の間には30度の角度を持つ電
磁石121〜126が配置されている。こうしたイ
オン銃111〜116及び電磁石121〜126によ
り環状体を形成している。前記イオン銃111′〜
116′及び電磁石121〜126の中空部内には、
例えば直径15mmのアルミニウム―シリコン合金か
らなるターゲツト13が配置されている。更に、
前記各イオン銃111′〜116′の下方には、上面
と内側周面を開口した環状の偏向板19が配置さ
れている。そして、前記各イオン銃111′〜11
6′及び電磁石121〜126の中空部の下方には、
支持部材14が前記ターゲツト13と平行に、か
つ75mm隔てて対向配置されている。こうしたイオ
ン銃111〜116、電磁石121〜126、ターゲ
ツト13、支持部材14及び偏向板19は図しな
い真空容器内に配置されている。
In the above embodiment, film formation was performed using the film forming apparatus shown in FIGS. 1a and 2b, but the film forming apparatus shown in FIGS.
Film formation may be performed using the film forming apparatus shown in b. That is, 11 1 ' to 11 6 ' in the figure are, for example, 30
It is an ion gun arranged in a ring with a pitch of 30 degrees. These ion guns 11 1 ' to 11
6 ' emits argon ions horizontally towards their center. Furthermore, electromagnets 12 1 to 12 6 having an angle of 30 degrees are arranged between the ion guns 11 1 ′ to 11 6 ′. The ion guns 11 1 to 11 6 and the electromagnets 12 1 to 12 6 form an annular body. The ion gun 11 1 ′~
Inside the hollow parts of 11 6 ' and electromagnets 12 1 to 12 6 ,
For example, a target 13 made of aluminum-silicon alloy and having a diameter of 15 mm is arranged. Furthermore,
An annular deflection plate 19 having an open upper surface and an inner circumferential surface is arranged below each of the ion guns 11 1 ′ to 11 6 ′. And each of the ion guns 11 1 ′ to 11
6 ' and below the hollow parts of the electromagnets 12 1 to 12 6 ,
A support member 14 is disposed parallel to the target 13 and facing it at a distance of 75 mm. The ion guns 11 1 to 11 6 , the electromagnets 12 1 to 12 6 , the target 13, the support member 14, and the deflection plate 19 are arranged in a vacuum container (not shown).

上述した装置を用いて膜形成を行なう方法を説
明すると、まず、支持部材14上に基板としての
ウエハ15を固定する。つづいて、各イオン銃1
1′〜116′にイオン電流を印加して加速電圧
1000Vのアルゴンイオンを放出させると同時に、
各電磁石121〜126をオンさせる。これにより
前記アルゴンイオンは前記各電磁石121〜126
及び環状の偏向板19によつて略180度偏向され、
ターゲツト13に照射される。また、前記各電磁
石121〜126のコイルに流す電流を変化させ、
アルゴンイオンの偏向角度を変えることによりタ
ーゲツト13に照射される該イオンの領域を変化
させた。こうしたアルゴンイオンの照射により、
ターゲツト13からアルミニウム合金の粒子16
がスパツタリングされ、該ターゲツト13に対向
して配置されたウエハ15上にアルミニウム合金
膜17が形成される。かかる方法によつても前述
した実施例1と同様、厚さが均一なアルミニウム
合金膜を形成できる。また、実施例2、3と同様
にアルゴンイオンよるウエハのクリーニングや膜
堆積途中でのアルゴンイオンの周期的なウエハ側
への照射を行なうことができる。
To explain the method of forming a film using the above-mentioned apparatus, first, a wafer 15 as a substrate is fixed on the support member 14. Next, each ion gun 1
Applying ion current to 1 1 ′ to 11 6 ′ and accelerating voltage
At the same time as releasing 1000V argon ions,
Each electromagnet 12 1 to 12 6 is turned on. As a result, the argon ions are transferred to each of the electromagnets 12 1 to 12 6
and is deflected approximately 180 degrees by an annular deflection plate 19,
The target 13 is irradiated. Further, the current flowing through the coils of each of the electromagnets 12 1 to 12 6 is changed,
By changing the deflection angle of the argon ions, the area of the ions irradiated onto the target 13 was changed. By irradiating with these argon ions,
Aluminum alloy particles 16 from target 13
is sputtered, and an aluminum alloy film 17 is formed on the wafer 15 placed opposite the target 13. Also by this method, an aluminum alloy film having a uniform thickness can be formed as in the first embodiment described above. Further, as in Examples 2 and 3, cleaning of the wafer with argon ions and periodic irradiation of the wafer with argon ions during film deposition can be performed.

上記実施例では、イオン偏向のために電磁石を
用いたが、更に強力な磁界を形成するために超伝
導磁石を使用してもよい。
In the above embodiment, an electromagnet was used for ion deflection, but a superconducting magnet may be used to create an even stronger magnetic field.

上記実施例では、アルミニウム合金からなるタ
ーゲツトを用いたが、石英や化合物等の他の材料
を用いて膜形成を行なつてもよい。石英のような
非導電性材料からなるターゲツトを用いた場合に
は、該ターゲツトにアルゴンイオンのような陽イ
オンを照射すると、ターゲツトが帯電する。かか
る場合には、陽イオンと同時に電子等の陰イオン
をターゲツトに照射することによつて帯電を防止
することができる。また、化合物からなる膜を形
成する場合、その化合物が酸化物であれば酸素イ
オンを、窒化物であれば窒素イオンを用いたり、
アルゴンと併用したりすることによつて、化学量
論比を整合させることが可能である。更に、膜形
成に際してターゲツト表面やスパツタ粒子が飛散
する空間に化学量論比を調節するようなガス又は
堆積膜中へのドーピング物質を含んだガスを導入
してもよい。
In the above embodiment, a target made of an aluminum alloy was used, but the film may be formed using other materials such as quartz or a compound. When a target made of a non-conductive material such as quartz is used, when the target is irradiated with positive ions such as argon ions, the target becomes electrically charged. In such a case, charging can be prevented by irradiating the target with anions such as electrons at the same time as cations. In addition, when forming a film made of a compound, oxygen ions are used if the compound is an oxide, nitrogen ions are used if the compound is a nitride,
By using argon in combination, it is possible to match the stoichiometric ratio. Furthermore, during film formation, a gas for adjusting the stoichiometric ratio or a gas containing a doping substance into the deposited film may be introduced into the target surface or the space where sputter particles are scattered.

[発明の効果] 以上詳述した如く、本願第1の発明によれば均
一厚さの膜堆積が可能で、更にターゲツト寿命を
向上できる膜形成方法を提供できる。また、本願
第2の発明によれば、均一厚さの膜堆積が可能
で、かつターゲツト寿命を向上できると共に、基
板への付着強度や電気的接触抵抗が改善された膜
形成方法を提供できる。更に、本願第3の発明に
よれば、均一厚さの膜堆積が可能で、かつターゲ
ツト寿命を向上できると共に、ステツプカバレイ
ジが改善された膜形成方法を提供できる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the first invention of the present application, it is possible to provide a film forming method that allows film deposition of uniform thickness and further improves target life. Further, according to the second invention of the present application, it is possible to provide a film forming method that enables film deposition of uniform thickness, improves target life, and improves adhesion strength to a substrate and electrical contact resistance. Furthermore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a film forming method that allows film deposition of uniform thickness, improves target life, and improves step coverage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図aは本発明の実施例で使用した膜形成装
置の一形態を示す概略平面図、同図bは同図aの
B―B線に沿う断面図、第2図aは本発明の実施
例で使用した膜形成装置の他の形態を示す概略平
面図、同図bは同図aのB―B線に沿う断面図、
第3図は従来の膜形成装置を示す概略図である。 111〜116,111′〜116′…イオン銃、1
1〜126…電磁石、13…ターゲツト、14…
支持部材、15…ウエハ、17…アルミニウム合
金膜、18…エロージヨンエリア。
FIG. 1a is a schematic plan view showing one form of the film forming apparatus used in the embodiment of the present invention, FIG. 1b is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. A schematic plan view showing another form of the film forming apparatus used in the example, FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional film forming apparatus. 11 1 to 11 6 , 11 1 ′ to 11 6 ′...Ion gun, 1
2 1 to 12 6 ...electromagnet, 13...target, 14...
Supporting member, 15... Wafer, 17... Aluminum alloy film, 18... Erosion area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン銃から放出された第1のイオンをイオ
ン偏向手段により偏向させターゲツトに照射し、
基体上に前記ターゲツトの構成粒子による膜を形
成する方法において、前記膜を形成する前にあら
かじめ第2のイオンを照射しその基体表面をクリ
ーニングすることを特徴とする膜形成方法。 2 前記第2のイオンは前記第1のイオンと同種
のイオンであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の膜形成方法。 3 前記基体は少なくとも半導体基体からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の膜形
成方法。 4 前記イオン銃及び前記電磁石を同一平面上に
複数交互に配置して環状体を形成し、かつ前記環
状体を前記対向した前記ターゲツトと前記基体の
間に配置し前記第1のイオンを照射することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の膜形成方
法。
[Claims] 1. Deflecting the first ions emitted from the ion gun by an ion deflecting means and irradiating the target with the first ions,
A method for forming a film of the constituent particles of the target on a substrate, characterized in that, before forming the film, the surface of the substrate is cleaned by irradiating with second ions in advance. 2. The film forming method according to claim 1, wherein the second ion is the same type of ion as the first ion. 3. The film forming method according to claim 1, wherein the substrate is at least a semiconductor substrate. 4. A plurality of the ion guns and the electromagnets are arranged alternately on the same plane to form a ring-shaped body, and the ring-shaped body is arranged between the facing target and the base body and irradiated with the first ions. The film forming method according to claim 1, characterized in that:
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