[发明专利]溅射装置

说明书

本发明涉及在半导体器件等的制造中所使用的溅射装置。

溅射装置是在等离子体中，使待处理气体的正离子通常是氩离子撞击阴极即靶材表面，将由此溅出的靶材原子堆积在阳极侧的基板例如半导体晶片上，进行成膜。

在上述溅射装置中，为了通过提高靶材表面附近的等离子体的密度来提高溅射效果，广泛使用所谓的磁控管方式。在此种方式中使用一般叫作磁控管装置的磁铁装置，产生平行于靶材表面的磁场。该磁场与靶材和晶片间的电场交叉，因此从靶材射出的电子在靶材表面的附近区域被俘获，从而可提高该区域的等离子体密度。

近年来，随着半导体器件的高度集成化，布线图的细微化日益发展，通过溅射法已不能在接触孔及通孔等上有效地进行成膜。例如，在标准的溅射装置中，对具有细孔的晶片表面进行成膜时，因在孔的入口处形成突起，所以存在使影响底端覆盖率的问题。由此而开发出准直溅射法或远程(远距离)溅射法等新技术。

准直溅射法，是在靶材和半导体晶片间设置称为准直仪的具有多个孔的板，使得被溅射粒子穿过准直仪的孔，从而令原本无方向性的被溅射粒子具有方向性，且在半导体晶片上主要是只堆积垂直成分的被溅射粒子的技术。

而远程溅射法，是靶材与半导体晶片间的距离与现有技术中的距离相比长得很多的方法。在该方法中，以相对于半导体晶片较大的角度行进的被溅射粒子是使到达半导体晶片的外侧区域，而只有在垂直方向行进的被溅射粒子堆积在半导体晶片上。

上述的准直溅射法及远程溅射法都有很好的底端覆盖率，是一种针对布线图细微化的成膜技术。但是，准直溅射法中，被溅射粒子附着在准直仪上，且当附着量增多时，引起堵塞，恐怕使带来成膜的均匀性及堆积率的下降。而附着在准直仪上的膜剥离后变成半导体晶片上的异物，从而成为器件不良的因素。并且，准直仪因等离子体而变成高温，从而存在影响基板的温度控制的问题。此外，因为被溅射粒子的直进性较强，有可能存在周边覆盖率不充分的问题。

另一方面，在远程溅射法的情况下，靶材与半导体晶片间不存在任何物品，因此不需要如准直仪的更换之类维修作业，但靶材与半导体晶片间的距离长，因此存在其堆积率极其不佳的问题。

此外，为了确实地将被溅射粒子在垂直方向上堆积，需要尽可能减小放电电压使得被溅射粒子在飞行途中不使撞击气体分子。为此，必须预备专用的磁控管从而即使在低压状态中也能稳定放电，而这样使提高装置的成本。此外，半导体晶片的中心部分和周边部分的堆积率有所不同，因此存在半导体晶片的整个端面上膜厚的均匀性不好的问题。

另外，因在现有技术中存在靶材的外侧部分的腐蚀变大的趋势，存在即使靶材的内侧部分的腐蚀较小，也有必要更换靶材整体的问题。如上所述，为了腐蚀均匀化而调整磁控管的磁铁排列，但磁铁的排列使受到种种限制，因此不能实现腐蚀的充分均匀化。

本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种可控制从靶材向半导体晶片移动的成膜粒子的方向，从而提高半导体晶片上的成膜的均匀性的溅射装置。

为了达到上述目的，本发明是一种在处理室内配置的基板上以靶材材料进行成膜的溅射装置，其特征在于具有在处理室内相对于基板配置且以同心状配置的多个靶材；及调整前述靶材各自的溅射率的装置。

根据本发明，将靶材分成多个，通过已分成的各靶材上施加不同的电压来调整溅射率，从而可实现各靶材的腐蚀均匀化。

设置在中心部分的靶材可以是圆盘状或环状。

并且，本发明其特征在于在靶材间设置屏蔽环。因此，在由屏蔽环所包围的空间内可塞入等离子体，从而可提高对靶材的控制的针对性，而且可规定靶材粒子的方向，因此可提高半导体晶片上的成膜的均匀性。

本发明的溅射装置在具备磁控管的情况下，溅射率的调整是可由与各靶材相对应的磁控管装置的磁铁来进行。

本领域的技术人员可通过参照附图阅读下述详细说明清楚地了解本发明的上述及其他特征或优点。

图1表示本发明的溅射装置的第1实施例的截面示意图。

图2表示图1所示的溅射装置的靶材的背面图。

图3表示相对于图1所示溅射装置其靶材的电气布线系统的示意图。

图4表示本发明的溅射装置的第2实施例的截面示意图。

图5表示图4所示的溅射装置的靶材的背面图。

图6表示相对于图4所示溅射装置其靶材的电气布线系统的示意图。

图7表示本发明的溅射装置的第3实施例的截面示意图。

图8表示本发明的溅射装置的第4实施例的截面示意图。