(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平らな面及びベベル外縁を有するターゲットを含むスパッタ反応器内に使用される金属シールドであって、上記シールドは、上記ベベル外縁に沿って且つそれとは離間して伸びてプラズマ暗空間を形成する傾斜部分と、上記ターゲットから遠去かるように上記平らな面に対して垂直な方向に伸び、曲がりによって上記傾斜部分に結合されている直線部分とを含み、上記曲がりは、上記平らな面から少なくとも９ｍｍに位置しており、上記平らな面から４０ｍｍより離れて位置していないことを特徴とするシールド。
【請求項２】
上記ターゲットは、強磁性ターゲット部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のシールド。
【請求項３】
上記曲がりは、上記平らな面から少なくとも２１ｍｍに位置していることを特徴とする請求項１に記載のシールド。
【請求項４】
上記曲がりは、上記平らな面と上記ベベル外縁との間の上記ターゲットの縁から１ｍｍより大きく半径方向内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のシールド。
【請求項５】
平らな面及びベベル外縁を有するターゲットを含むスパッタ反応器内に使用される金属シールドであって、上記シールドは、上記ベベル外縁に沿って且つそれとは離間して伸びてプラズマ暗空間を形成する傾斜部分と、上記ターゲットから遠去かるように上記平らな面に垂直な方向に伸び、曲がりによって上記傾斜部分に結合されている直線部分とを含み、上記曲がりは、上記平らな面と上記ベベル外縁との間の上記ターゲットの縁から少なくとも１ｍｍ半径方向内側に位置しており、上記縁から１ｃｍより大きく半径方向内側に位置していないことを特徴とするシールド。
【請求項６】
上記ターゲットは、強磁性ターゲット部分を含むことを特徴とする請求項５に記載のシールド。
【請求項７】
上記曲がりは、上記ターゲットの面から少なくとも９ｍｍ離れて位置していることを特徴とする請求項５に記載のシールド。
【請求項８】
スパッタ反応器であって、
真空チャンバと、
上記チャンバ内にあって、支持表面上にスパッタコーティングされる基板を保持する支持体と、
上記チャンバの上記支持表面とは対向する側にあり、スパッタ堆積される材料からなり、電源に接続されるように構成され、そしてベベル側縁を含んでいるターゲットと、
上記チャンバ内にあって、所定の電位に保持される金属シールドと、
を備え、
上記金属シールドは、
上記ベベル外縁に沿って且つ上記外縁と上記金属シールドとの間に間隙を作るように伸びてプラズマ暗空間を形成する傾斜部分と、
上記ターゲットから、上記支持表面の後方のある高さまで伸び、曲がりによって上記傾斜部分に結合されている直線部分と、
を含み、
上記曲がりは、上記ターゲットから少なくとも９ｍｍに位置しており、上記ターゲットから４０ｍｍより大きく離れて位置していないことを特徴とする反応器。
【請求項９】
上記曲がりは、上記ターゲットから少なくとも２１ｍｍ離れて位置していることを特徴とする請求項８に記載の反応器。
【請求項１０】
上記曲がりは、上記ターゲットの実質的に平らな面と上記ベベル側縁との間の上記ターゲットの隅から１ｍｍより大きく半径方向内側に位置していることを特徴とする請求項８に記載の反応器。
【請求項１１】
上記曲がりは、上記隅から１ｃｍより大きく半径方向内側に位置していないことを特徴とする請求項１０に記載の反応器。
【請求項１２】
上記曲がりは、上記ターゲットの上記ベベル側縁より内側に位置していることを特徴とする請求項８に記載の反応器。
【請求項１３】
上記ターゲットは、強磁性材料からなることを特徴とする請求項８に記載の反応器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはプラズマスパッタリング反応器に関する。特に、本発明は、スパッタリングを促進するために、及びチャンバの側を保護するために使用されるチャンバシールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物理気相堆積（ＰＶＤ）とも称されるスパッタリングは、半導体集積回路の製造において材料を、特に金属及び金属を基とする材料を堆積させるために好まれている技術である。スパッタリングは高い堆積速度を有し、殆どの場合、比較的簡易な且つ安価な製造設備と、比較的安価な材料前駆体（ＰＶＤの場合にはターゲット）とを使用している。商業応用に使用されている通常の型のスパッタリングは直流マグネトロンスパッタリングであるが、これは金属ターゲットのスパッタリングに限られる。スパッタリングは、アルミニウム（Ａl）を堆積させて半導体集積回路内に金属化レベルを形成させるために広く使用されてきた。近年になってＰＶＤによる銅堆積が開発された。しかしながら、スパッタリングは、半導体集積回路の製造に有用な広範な材料に適用可能である。反応性スパッタリングは公知であり、この技術は、反応性ガス（最も典型的には、窒素）がプラズマで存在する中で、チタンまたはタンタルのような金属のターゲットをスパッタさせる。それによって、スパッタされた金属原子が反応性ガスと反応し、ウェーハ上に金属化合物を堆積させる。最も特定的には、窒素雰囲気内でチタンターゲットを使用して、または窒素雰囲気内で窒化タンタルを使用してのように、金属窒化物をウェーハ上に堆積させる。
【０００３】
更に他の金属のスパッタリングも、半導体集積回路の製造においては重要である。例えばアルミニウムの金属被膜をシリコンに接触させる従来のプロセスでは、典型的には１５ｎｍより薄い厚みのチタンの薄い層を、ホウ素または燐のようなｐ型またはｎ型ドーパントが予め注入されているシリコン基板の狭いソース及びドレイン部分の上に堆積させる。次いで急速熱処理（ＲＴＰ）等によってウェーハを焼鈍してチタン及びシリコンをそれらの界面付近において拡散させ、シリサイド（この場合には、チタンシリサイド）を形成させる。シリサイドは、後にシリサイド上に堆積される金属被膜の付着を増大させ、また金属被膜と半導体シリコンとの間に、よりオーミックなコンタクトを生じさせる。
【０００４】
しかしながら、通常はＴiＳi2の形状のチタンを基とするシリサイドは若干の制約を有している。チタンをシリコンと反応させてシリサイドを形成させるのに必要な温度が比較的高く、要求される特性に依存して６００乃至９００℃の範囲内にある。これは比較的高温であり、有害なことには、注入済みのドーパントを意図した接合の領域から遠くまで拡散させる恐れがある。更にチタンシリサイドは、堆積されるソース及びドレイン幅が狭くなるにつれて、その固有抵抗を増加させる傾向があることが解っている。１μｍのライン幅においては４Ω／□の受入れ可能な低シート抵抗が得られるが、０.３μｍにおいてはこのシート抵抗は約２０Ω／□まで増加する。
【０００５】
これらの理由から、代替のシリサイドが考慮されてきた。コバルト及びニッケルの両シリサイドは、多くの妥協を呈する。これらのシリサイド化温度は、５０乃至２００℃だけ低い。これらがシリサイド化プロセス中に誘起する応力は小さい。これらの固有抵抗のライン幅に対する依存性は無視できる。ニッケルシリサイド（ＮiＳi）は、その固有抵抗が低く、応力が小さく、及びシリサイド化中のシリコンの消費が少ないという若干の潜在的長所を有している。しかしながら、ＴiＳi2が約９００°及びＣoＳi2が１０００°まで安定であるのに対して、ニッケルシリサイドの場合には約７５０℃までしか安定ではないことから、ニッケルシリサイドは好まれなかった。
【０００６】
コバルトは、図１に概要を示す型の直流マグネトロンスパッタ反応器内でスパッタさせることができる。
【０００７】
図１に普通のＰＶＤ反応器１０の概要を断面図で示してあり、この図はカリフォルニア州サンタクララのApplied Materials, Inc.から入手可能なEnduraＰＶＤ反応器に基づいて描かれている。反応器１０は、セラミックアイソレータ１４によってＰＶＤターゲット１６にシールされている真空チャンバ１２を含んでいる。ターゲット１６は通常は金属である材料からなり、ウェーハクランプ２２によって加熱器ペデスタル電極２０上に保持されているウェーハ１８上にスパッタ堆積される。ウェーハクランプ２２の代替として、静電チャックをペデスタル２０内に組み込むことができる。ターゲット材料は、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、これらの金属の合金であるか、または直流スパッタリングに敏感に反応する数％までの他の金属の合金元素を有することができる。チャンバ内に保持されているシールド２４は、チャンバ壁１２をスパッタされた材料から保護し、また陽極接地面をなしている。選択可能な、そして制御可能な直流電源２６が、ターゲット１６をシールド２４に対して約−６００Ｖの直流で負にバイアスする。普通はペデスタル２０は、従ってウェーハ１８は電気的に浮いた状態にされるが、それでもある直流セルフバイアスが発生してプラズマから正に帯電したイオンを引き付ける。
【０００８】
第１のガス源３４が、質量流コントローラ３６を通して、典型的にはアルゴンであるスパッタリング作業ガスをチャンバ１２へ供給する。この作業ガスは、図示のように底からを含むいろいろな位置からチャンバ１２内へ導入することができ、そのためにシールドの裏側に１つもしくはそれ以上のガス供給用の入口パイプを設けてある。ガスはシールド２４の底か、またはウェーハクランプ２２とシールド２４及びペデスタル２０との間の間隙４２を通して浸入する。広いポンピングポート４６を通してチャンバ１２に接続されている真空システム４４は、チャンバ１２の内部を低圧に維持する。基底圧力は約１０-7トル、またはそれ以下にさえ保持することはできるが、アルゴン作業ガスの普通の圧力は典型的には約１乃至１０００ミリトルに維持される。コンピュータを基とするコントローラ４８は、直流電源２６及び質量流コントローラ３６を含む反応器を制御する。
【０００９】
アルゴンがチャンバ内に導入された後に、直流電圧がターゲット１６とシールド２４との間に印加されてアルゴンがプラズマに点弧され、正に帯電したアルゴンイオンは負に帯電したターゲット１６に引き付けられる。イオンは実質的なエネルギでターゲット１６に衝突し、ターゲット原子または原子クラスタをターゲットからスパッタさせる。若干のターゲット粒子はウェーハ１８に衝突し、それによってその上に堆積し、それによってターゲット材料のフィルムを形成する。
【００１０】
スパッタリングを効率的にするために、マグネトロン５０がターゲット１４の裏側に位置決めされている。マグネトロンは、磁気ヨーク５６によって結合されている逆向きの磁石５２、５４を有し、磁石５２、５４の近傍のチャンバ内に磁場を発生させる。この磁場は電子を捕捉し、電荷中性の場合には、イオン密度も増加してマグネトロン５０に接するチャンバ内に高密度プラズマ領域５８を形成する。ターゲット１４のスパッタリングを完全にカバーするために、通常はマグネトロン５０は、図示してないモータにより駆動されるシャフト６２によってターゲット１４の中心６０の周りを回転させられる。
【００１１】
シリサイド化に必要な極めて薄いコバルト層をスパッタリングするには、高堆積速度を必要とすることも、または、その結果として、マグネトロンの下の領域内にかなり高いプラズマ密度も必要としない。従って、ターゲット電力を、２００ｍｍウェーハの場合には１ｋＷよりも低く設定することができ、これは若干の型のアルミニウムまたは銅スパッタリングの場合の２０ｋＷまたはそれ以上と対照的である。シリサイド化に必要なこれらの薄い層にとって、シリサイド化プロセスにおいて過大なシリコンが消費されないように、層の厚みは注意深く制御しなければならない。薄いコバルト層をスパッタするための低電力は、厚み制御を改善する。
【００１２】
けれども、コバルトのスパッタリングは、アルミニウム、銅、またはチタンのスパッタリングとは基本的に異なる若干の問題を提起する。コバルトは強磁性材料である。その結果、マグネトロンによって発生された磁場は、少なくとも部分的に、コバルトターゲットを通して分路され、高密度プラズマ領域の形成に貢献しない。マグネトロンの下の磁束が減少したことによってプラズマ密度が若干減少しても、コバルト堆積速度はそれ程高い必要はないので、コバルトスパッタリングにとっては主要な問題ではない。しかしながら、強磁性ターゲットを用いてプラズマを点弧させることが問題になる。
【００１３】
プラズマ点弧は、特に商業的に重要なプラズマ反応器を表すジオメトリでは、重要な問題を提起し得る。プラズマの初期励起は、作業ガスを電子と、正のイオンとに励起させるために、本質的に電流は必要ないが高電圧を必要とする。この状態はある時間の間、及び特に容量的に結合されたプラズマの場合には２つの電極間に低抵抗で、本質的に中性のプラズマを支持するのに十分な空間にわたって持続させなければならない。プラズマを維持するためには、少なくとも失われただけのアルゴン原子（もしアルゴンが優性ガスであれば）を、イオン及び電子に励起するフィードバック状態が必要である。壁への電子損失が通常は制限因子である。もし失われる電子が多過ぎれば、プラズマは衰退するか、または決して形成されない。
【００１４】
コバルトプラズマを用いるプラズマ点弧は極めて不確実であることが観測されている。実際にコバルトの堆積に費やされる程度に長い時間を点弧に必要とし、また点弧シーケンスを何回も試みなければならないことが多い。
【００１５】
従って、コバルト及び他の材料、特に強磁性材料をスパッタリングするために、確実にプラズマを点弧させる手段を提供することが大きく望まれている。
【００１６】
【発明の概要】
直流マグネトロンプラズマスパッタ反応器内に使用するためのチャンバシールドは、シールドとターゲットとの間に伸張された暗空間を与える形状を有している。シールドはチャンバ壁の内側をターゲットの下方に伸び、スパッタされた材料で壁が被覆されないように保護する。シールドは、典型的には、負にバイアスされたターゲットに対して接地され、従って、プラズマ放電のための陽極としても働く。シールドは、ターゲットの側部のベベル(bevel)の縁から小さい一定の間隙によって分離されている傾斜部分を含んでいる。この間隙は、プラズマがこの間隙を横切って形成されないようにする暗空間として動作するように十分に狭くする。シールドは、ターゲットとウェーハとの間のチャンバ壁の内側を伸びる直円筒形部分をも含んでいる。傾斜部分は、曲がり（もしくは、膝）によってこの直線部分へ移行している。本発明によれば、この曲がりは、アルミニウム及び銅スパッタリングにとって標準とされているよりもターゲットから更に離れており、好ましくは９ｍｍよりも大きく、２０ｍｍよりは小さい。
【００１７】
【実施の形態】
非磁性ターゲットを用いる場合であっても、プラズマの点弧にはある注意が必要である。図１に示す直流電源２６は、典型的には比較的複雑な電子電源システムである。この電源は、点弧相中は、比較的高い電圧ではあるが実質的には電流を要求しない直流電力を供給し、プラズマが点弧した後は、低い電圧ではあるが比較的大電流の直流電力を供給しなければならない。図示したジオメトリの商用直流スパッタ反応器においては、−１５００Ｖの点弧電圧が典型的である。
【００１８】
コバルトは、通常はバリヤーまたは他の界面層の一部として堆積され、従ってその所要の厚みは比較的薄い。従って、コバルトのスパッタリング堆積速度は、堆積の厚みをより良く制御するために比較的低く保たれる。２００ｍｍウェーハ上にコバルトをスパッタ堆積させる場合、典型的には堆積中に約５００乃至１０００Ｗの直流電力が使用される。他のサイズのウェーハの場合には、電力はウェーハの面積に概ね比例するが、堆積速度は他のチャンバ特性にも依存する。電力は、典型的には、約−４５０Ｖ乃至−４８０Ｖの電圧、及び２乃至５Ａ近辺の電流で供給される。これらのスパッタリング電力を用いると、所望の厚みのコバルトを約１５秒で堆積させることができる。これら２つのモードの間の切り換えは、部分的には直流電源２６のソフト出力段によって、また部分的には供給される電流を測定している能動制御回路によって遂行される。
【００１９】
更に、コバルトターゲットを用いてプラズマを点弧させる場合、点弧シーケンスは、供給される直流電圧を１００及び２００ミリ秒のパルス化周期で、０Ｖと−１５００Ｖとの間で繰り返しパルス化させる。もし何れかのパルス中に、電流が所定のレベル以上に上昇してプラズマが点弧したことを指示すれば、点弧シーケンスは停止し、直流電源２６の出力は堆積モードに切り替わる。
【００２０】
しかしながら、コバルトを用いると４乃至１０秒の点弧パルス化が必要であることが観測されている。場合によっては、１０秒経過した後であってさえプラズマの点弧に失敗することがあり、システムは失敗を宣言して操作員の介入を要求する。我々は、暗空間間隙の直ぐ内側のターゲットの隅において電子がシールドへ接地され、電子の濃度が低下して点弧に失敗するものと考えている。その結果、特にチャンバ壁シールドから遠く離れた箇所においてイオン化されるアルゴンのボリュームが不十分になる。
【００２１】
図２の断面図は、ターゲット１６とチャンバ壁１２との接合の付近の領域を示している。この図は、回転可能なマグネトロンも、またはコバルトをスパッタリングするのに使用される冷却水の浴も示していない。コバルトターゲット層８０は、例えばアルミニウムまたは銅からなる裏当て板８２に半田結合その他で接続されている。ターゲット層８０及び裏当て板(backing plate)８２は共に、ターゲットの前面から後面へ外向きに約１５°傾斜したベベル８４に形成されている。このベベルの角度は、５°乃至４５°の間の他の値に設計することができる。ターゲット裏当て板８２は、セラミックアイソレータ１４に対して真空シールされているリム８６を含んでいる。アイソレータ１４は、給電されているターゲット１６と、接地されているチャンバ壁１２とを電気的に絶縁している。アイソレータ１４はアルミニウムアダプタ９０に対して真空シールされ、アダプタ９０はアルミニウムチャンバ壁１２に対してシールされ、且つ電気的に接続されている。アダプタ９０は、ターゲット１６とウェーハ２０との間の距離の設定に柔軟性を与え、且つそれ程高価ではなく交換が容易な部品の摩耗を禁止する。
【００２２】
シールド２４は環状の外側リップ９２を有している。このリップ９２はアダプタ９０の内側の棚９４上に載り、アダプタ９０に電気的に接続され、それによって電気的に接地される。シールド２４は、シールドリップ９２から吊り下がる傾斜部分９６をも含んでいる。この傾斜部分９６は、ターゲット１６のベベルの角度に形成されていて、シールド２４の傾斜部分９６とターゲット１６との間に間隙９８を形成するようになっている。間隙９８の厚みの例は、８０ミル（２ｍｍ）である。都合よくは、傾斜部分９６とターゲットのベベル８４とが円錐形状に製造されている場合には、間隙９８は一定の厚みをとる。
【００２３】
傾斜部分９６は下方に且つ内向きに伸びて曲がり１００に達し、曲がり１００より下は円筒形の直線部分１０２に形成されている。曲がり１００は、ターゲット１６の底から下方に距離ｄに位置している。傾斜部分９８から直線部分１０２へ徐々に移行させる場合には、直線部分１０２のトップを曲がり１００と定義する。
【００２４】
図１に示すように、シールド２４の直線部分１０２は、ボウル部分１０４において水平方向内向きに伸びるまで、ウェーハ１６の高さから数ｃｍ下まで伸び、次いで水平部分から上に伸びて別の円筒形部分１０６になり、処理位置に支持されているウェーハ１８のレベルの直下で終端している。外側直線部分１００は、プラズマスパッタリングプロセスのための陽極として動作する。シールド２４は典型的にはステンレス鋼からなり、その内側を粗い表面にするために、アーク噴霧されたアルミニウムでビードブラストまたは被覆することができる。スパッタ堆積された材料は粗くされた表面により強く付着し、それによってスパッタリングプロセス中にシールド上に堆積された材料が剥離する可能性を低下させる。
【００２５】
シールド２４の傾斜部分９６とターゲット１６との間の間隙９８は、暗空間を形成する。それは、この間隙９８が十分に狭く、使用されるチャンバ圧力においては、ターゲット１６に近接する全ての位置においてプラズマがこの暗空間９８内で支持されないようしてあるからである。この効果は、電極間の圧力と間隙サイズとの積の関数として、プラズマを衝突させるのに必要な最低電圧を示す公知のPaschenの曲線を調べれば明白である。以上説明したように、暗空間は、陰極１６とシールド２４とが短い距離によって分離されている領域において、ターゲット電極１６と接地されたシールド２４との間にプラズマが形成されるのを阻止する。プラズマはより大きく分離した領域において形成され得るから、プラズマはプラズマ処理領域内で発生してスパッタリングに貢献する。ターゲットの側部の暗空間にプラズマが存在しないことは、ターゲットのこの領域、特にスパッタ堆積させることを望む材料とは異なる組成を有している裏当て板８２がスパッタされるのを防ぐ。
【００２６】
プラズマを点弧させるためには、ターゲットの面から多数の電子が放出され、それらがアルゴンガスをイオン化し、励起のカスケードを開始させてアルゴンプラズマを形成させる必要がある。もし、点弧プロセス中に、過剰数の電子がターゲットの縁からシールド２４の上側部分まで輸送されても、それらの通路は比較的短く、それらがアルゴンガスと相互作用してアルゴンガスを十分にイオン化させてプラズマにする程十分な機会は与えられない。点弧中の電子の通路は、電子とアルゴン原子との相互作用を増加させてプラズマを点弧させるように、平均して長くしなければならない。更に、もしターゲットの側部の暗空間が狭過ぎれば、ターゲットの側部の暗電流が遙かに大きくなり、電子をターゲット面から排出させてしまう。
【００２７】
以上に説明した構造は、ありきたりである。アルミニウムをスパッタリングするために使用される１つの型のシールドの場合、シールドの曲がり１００はターゲット１６から下方に約３ｍｍの距離ｄに位置している。このようなシールドが、コバルトのスパッタリングには不満足であることが解っている。我々は、シールドの曲がり１００をターゲット１６に比較的接近させて高くすると、曲がり１００の下の直線シールド部分１０２が急速にターゲット１６から遠去かり始めることが問題であると考えている。その結果、ターゲットからの電子は主として曲がり１００より上のシールドの部分へ走行し、電子を輸送するアルゴンのボリュームが比較的小さくなる。従って、形成中のプラズマからの電子の損失がターゲット１６の外縁付近に集中し、確実に点弧させるにはアルゴンが少な過ぎるようになる。我々は、点弧中の電子損失が、より大きいターゲット領域に広がった場合に確実な点弧が促進されるもとの考えている。シールドの曲がり１００を下げると、曲がり１００より上のシールド２４の部分がより大きくなり、この部分にターゲット８０のより大きい面積からの電子が引き付けられる。その結果、電子通路により多くのアルゴンが存在するようになり、このアルゴンがより確実にプラズマに点弧されるようになる。我々は、以上の説明が我々の観測した挙動を説明しているものと信じているが、本発明の動作は上記理論によって制限されるものではない。
【００２８】
点弧をより確実にするために、ターゲット面の下のシールドの曲がり１００の深さは従来技術の３ｍｍよりも大きく増加させるべきである。ベベル斜面間の底面の直径が３２９ｍｍである（２００ｍｍウェーハ上にスパッタリングさせるのに適切な直径である）平面ターゲットと共に使用するために、２つのシールドを製造した。第１のシールドは、ターゲット１６より９ｍｍ下に曲がり１００を有し、直線シールド部分１０２の内径は３２７ｍｍである。第２のシールドは２１ｍｍに曲がりを有し、内径は３２３ｍｍである。
【００２９】
２１ｍｍ曲がりを有するシールドを用い、３.８５ミリトルのアルゴンチャンバ圧力でコバルトターゲットの点弧を試験した。これは点弧の遅れを発生させなかった。点弧の遅れとは、プラズマを点弧させるための前述したパルス化に３秒より多くを必要としたものと定義される。殆どの場合、プラズマは、１秒より短い時間で点弧した。我々は、９ｍｍ曲がりを有する２つの異なるシールドを用いた時に、若干の点弧の遅れを観測した。我々は、３ｍｍ曲がりを有するシールドの動作は、９ｍｍ曲がりを有するシールドよりも悪いものと考えている。例えば１５ｍｍのような中間値においては、満足できる性能が得られる筈である。
【００３０】
以上から、スパッタリングシールドは、ターゲットから、好ましくは少なくとも９ｍｍ、より好ましくは少なくとも１５ｍｍ、そして最も好ましくは少なくとも２１ｍｍ離れて位置する曲がりを有している。換言すれば、曲がりはターゲットの中心に対して、ターゲットの平面周縁から１ｍｍより大きい半径方向内側の位置に配置すべきである。曲がりは、ターゲット面から４０ｍｍより離さず、より好ましくは３０ｍｍより離さずに位置するようにし、また効果が減少し且つターゲットが陰を作るので、ターゲット縁から１ｃｍより大きくなく半径方向内側に配置することが好ましい。更に、曲がりがターゲットから離れぎると、プラズマが内側に過大に狭められるので、ターゲット縁からのスパッタリングが阻害されるようになる。
【００３１】
シールドの曲がりをターゲット面から更に離してターゲット縁の内側に位置させると、マグネトロンに対する曲がりの配置も関連してくる。マグネトロンは電子を捕捉し、従ってプラズマを伸ばす磁力線を発生させるので、シールド曲がりを低く且つ内側に配置すると、プラズマが内側に押されてターゲットから更に伸びるようになる。両効果は点弧及びウェーハへのイオンの輸送は促進するが、不均一なターゲットスパッタリングを発生する点が過大に狭められるのを回避する必要がある。
【００３２】
本発明をコバルトターゲットを用いて試験したが、ニッケルまたはニッケル・クロムのような他の強磁性材料のターゲットからのスパッタリングにも等しく適用可能である。勿論、数重量％までのターゲット材料で合金化することは異常なことではなく、５重量％または１０重量％より低いパーセンテージで合金にすることが典型的である。希土金属を組み入れた強磁性材料も、半導体ウェーハ製造のために開発されつつある。これらの金属も強磁性材料である。本発明のシールドは、非磁性材料（たとえそれが慣用アルミニウム及び銅であっても）と共に使用することもできる。
【００３３】
上例のシールドは接地されているが、別の所定の直流電位に保持しても同一の効果を得ることができる。更に、場合によっては、電気的に浮かせたシールドをターゲットに接近させて使用する。
【００３４】
以上に説明したように、本発明は、簡単なチャンバ部分を僅かに変更するだけでスパッタリングの効率、特にプラズマ点弧の信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直流マグネトロンスパッタ反応器の断面図である。
【図２】図１のスパッタ反応器と共に使用可能な本発明のプラズマスパッタリングシールドの実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１０  反応器
１２  真空チャンバ
１４  セラミックアイソレータ
１６  ターゲット
１８  ウェーハ
２０  加熱器ペデスタル電極
２２  ウェーハクランプ
２４  シールド
２６  直流電源
３４  第１のガス源
３６  質量流コントローラ
４２  間隙
４４  真空システム
４６  ポンピングポート
４８  コントローラ
５０  マグネトロン
５２、５４  磁石
５６  磁気ヨーク
５８  高密度プラズマ領域
６０  ターゲットの中心
６２  シャフト
８０  ターゲット層
８２  裏当て板
８４  ベベル
８６  リム
９０  アダプタ
９２  シールドのリップ
９４  内側の棚
９６  傾斜部分
９８  間隙
１００  曲がり
１０２  直円筒形部分
１０４  ボウル部分
１０６  別の円筒形部分
【図１】
0004739502.tif 000002
【図２】
0004739502.tif 000003