淀积膜的方法和溅射设备的制作方法

专利名称：淀积膜的方法和溅射设备的制作方法
淀积膜的方法和用溅射法淀积金属膜或金属合金膜(金属膜化合物)用的溅射设备。
用于LSI的半导体衬底上的金属膜主要用溅射法淀积。其原因是，用溅射法能以不造成任何缺陷的稳定方法高速地在衬底表面上淀积有良好质量和杂质含量小的均匀金属膜。
在如LSI之类的半导体器件中，在半导体衬底上的层间绝缘膜中形成通过(或接触孔)，以连接半导体元件和布线。由于LSI的越来越高的集成度的新趋势，作为“通孔深度/通孔直径”之比的计算出的纵横比也越来越增大。因此，即使用通用的溅射方法，用金属膜高精度地覆盖通孔的内壁表面是困难的。
因此，即使在纵横比高的情况下，为了提高通孔底上形成的金属膜的覆盖能力，提出了平行(Collimated)溅射法和长投射(long throw)溅射法，这些方法通常是用溅射法提供沿基本上垂直于衬底表面方向的粒子行进比率。以下将按具体方式说明这些溅射方法。
平行溅射法已由日本特许公开平1-116070公开，其中靶和衬底放入溅射室内，靶与衬底之间放置有多个孔的平行板。粒子中只有朝衬底行进穿过平行板并由平行俘获的离子按基本上垂直于衬底的方向行进。
在T.KIYOTA et.al发明的题为“FILING TECHNOLOGY FOR CONTACT HOLES WITHA HIGH ASPECT RATO USING SPUTTERING WITHOUT A COLLIMATOR VLVAC.PP.225-230.1994一文中报道了长投射溅射法。

图1是用长投射溅射法在衬底表面上淀积金属膜时溅射设备的典型图。衬底夹具29放在溅射室22中，半导体衬底28，如直径为8英寸的半导体衬底放在衬底夹具29上。靶25位于衬底28上方，按阴极电极26与靶25接触的方式放置。阴极电极26接到放在溅射室22外的直流电流源27。在溅射室侧壁上形成气体喷嘴部件24，Ar气径气体喷嘴部件24引入溅射室22。在溅射室22的底壁构成真空抽气部件23，经真空抽气部件23排出溅射室22中的气体。
靶25的直径例如是300mm，靶25与衬底28之间的距离例如300mm。磁铁(没画)放在靶25后边附近的位置(阴极电极26侧边附近)，因此，大多数粒子能从靶中直径为150mm的区域释放出来。
在这样构造的溅射设备中，把靶25与衬底28之间的距离做得长于通用溅射法中的靶与衬底之间的距离，并在较低气压下进行溅射，因此，离子能到达衬底28而无因溅出的气体分子引起的散射。
图2A和2B是用长投射溅射法在衬底表面上形成各层Ti(钛)膜时，展示Ti膜的覆盖状态的截面图。衬底28上形成氧化硅膜42，氧化硅膜42中形成通孔42a和42b。应指出的是，图2A所示通孔42a形成在衬底28的周围部分。如果用图1所示溅射设备在通孔42a，42b的内表面和氧化硅膜42的上表面形成Ti膜，用溅射法使粒子以均匀方式从孔42a的内部空间释出。因此，如图2A所示，通孔42a的内壁表面上(在侧表面和底表面上)形成均匀的Ti膜41。
另一方面，从靶25的周围部分溅射释出的粒子数小于从靶25的中心部分释放的粒子数，因而，氧化硅膜42中形成的通孔42b中，其内壁表面上形成的Ti膜厚度在越靠近衬底28边缘部分比越靠近中心部分的越厚。按此方式，即使用图1所示溅射设备，在衬底28周围部分形成的通孔42b的内壁表面上形成的Ti膜其横截面膜厚不均匀。
日本特许公开昭63-162862中公开的溅射设备中，能提高衬底部分层间绝缘膜中形成的通孔内壁表面上形成的金属膜与层间绝缘膜表面上形成的金属膜之间均匀性(台阶式覆盖范围)。用溅射设备，方法所包括的靶或衬底可以用倾斜的，滑动的，或旋转的，或这些方式的组合式，以均匀在通孔的内壁表面上形成金属膜。
用于在衬底上形成金属膜的方法或设备中，无论是靶或衬底均按相互倾斜的方式放置，这在日本特许公开昭62-70568，平4-311842，平5-78831，和平6-81145中已公开。
美国专利4664935中所述方法中，为了提高膜厚均匀性，台阶式覆盖范围和溅射形成的金属膜的表面形状，使衬底相对于靶倾斜0至45°，并使旋转衬底的方式进行溅射。该方法中，衬底相对于靶的倾斜调节在10°至45°，以防止通孔顶部形成较厚的金属膜和通孔局部封闭(自遮蔽)。
用上述的常规方法或设备之一在衬底表面上形成金属膜时，会出现以下问题，其中之一是，通孔底表面上形成的金属膜的覆率低，另一问题是，靶的有效利用率(或用一个靶能形成的金属膜最大厚度)低。
本发明的第1目的是，提供膜的淀积方法和溅射设备，其中，可在有宽度小和深度大的通孔的侧壁表面和底表面上形成均匀的金属膜，因此，容易制造有精细通孔的高集成度的LSI。
本发明的第2目的是，提供膜的淀积方法和溅射设备，其中，能提高靶的利用率，提高溅射设备的工作速率，并以低成本提高生产率。
本发明的第1方案是涉及膜淀积方法，包括把靶和衬底放入溅射室内的步骤。把衬底放置成使衬底表面基本上垂直于因溅射而从靶释放出的大多数粒子的释放方向，而且，穿过衬底中心垂直于衬底的线基本上穿过靶的中心。之后，溅射气体引入溅射室。随后，粒子在溅射气体分子的自由行程比靶与衬底中心之间距离长，同时衬底绕垂直于其表面的轴转动的条件下由溅射而从靶释放出。
本发明的第2方案涉及膜淀积方法，其中，上述的靶和衬底放入淀积室内的步骤中，衬底表面基本上垂直于因溅射而从靶释放的大多数粒子的释放方向。使穿过与衬底中心距离1/2半径而更靠近靶的衬底上的第1位置并垂直于衬底的线穿过最接近衬底的并在释放出大多数和粒子的主要区域中的靶上的第2位置的方式放置衬底。因溅射从靶释放粒子的步骤中，条件设定成溅射气体分子的平均自由路程大于衬底上的第1位置与靶上的第2位置之间的距离。该步骤之前，离靶较远的一侧区域，即衬底表面中用线分割成两半的中心以下的一半区溅射出的粒子达不到。
溅射而从靶释放出大多数粒子的方向通常不垂直于靶表面。例如，释放粒子的靶表面与衬底表面的夹角为45°或35°。按本发明，衬底表面设置成基本上垂直于因溅射而以靶中释放出的大多数粒子的释放方向。而且，由于溅射气体分子的自由行程大于靶与衬底中心之间的距离，溅射粒子达到衬底之前溅射气体分子使溅射粒子散射的机会少。而且，金属膜能均匀地淀积在衬底中心附近和周围部分分别形成的通孔内壁上。此外，按本发明，由于膜淀积过程中衬底绕垂直于衬底表面的绕转动，因此，衬底表面上金属膜的厚度分布变得均匀。
按本发明的另一膜淀积方法，由溅射而从靶释放粒子的步骤的实施条件是，溅射气体分子的平均自由行程大于更靠近靶的方向与衬底中心距离1/2半径的衬底上的第1位置与最远衬底的由溅射而释放出大多数粒子的靶区中的第2位置之间的距离。离靶较远一侧的区域，即，线分开成两半中中心以下的一半，衬底表面被屏蔽，因此溅出的粒子达不到较远一侧。按此条件，尽管金属膜淀积在衬底表面上没屏蔽的剩余区上，在整个表面上能形成均匀的金属膜，因为在膜淀积过程中衬底旋转。此外，由于溅射设备设计成在静止状态中形成的金属膜只覆盖用线分开成两半中的以中心以下的一半区域，因此，不需要大直径的靶，可在比常规衬底直径大的衬底表面上形成金属膜，并获得均匀的膜厚。因此，能提高靶的利用效率，并能提高溅射设备的工作效率，能以低成本获得高的半导体器件生产率。
图1是用长投射溅射法在衬底表面上淀积金属膜时溅射设备的典型图；图2A和2B分别用长投射溅射法在衬底表面上形成每层Ti膜时Ti膜的覆盖状态的剖视图；图3是按本发明第1实施例的溅射设备的典型图；图4是按本发明实施例的淀积方法的工艺流程度；图5A和5B是用按本发明第1实施例的膜淀积方法在衬底表面上淀积金属膜的覆盖状态的剖视图；图6是按本发明第2实施例的溅射设备的典型图；以下将参见附图以具体方式说明本发明的实施例。
图3是按本发明第1实施例的溅射设备的典型图。衬底7和衬底夹具8放入溅射室1内。用位于其间的旋转轴9把马达10安装到各衬底夹具8上，夹持衬底7的各衬底夹具8分别由马达10驱动而转动。溅射室1的上部空间中放入靶4和牢固地夹持靶4的阴极电极5，而且电极与靶4的上表面接触。阴极电极5连接到位于溅射室1外边的直流电源6。图3中展示出两个衬底7，按本发明，溅射室1中可以放置1个衬底，或3个以上的衬底。
溅射室1的底上可以构成从溅射室内排出气体用的抽真空部件2，并将真空泵(没画)连到抽真空部件2。而且，在溅射室1的侧壁构成把诸如Ar气的惰性气体引入溅射室1的气体喷嘴部件3。那就是说，把惰性气体经气体引入部件3引入溅射室内，可把溅射室1内的压力调节并保持在预定的压力。
磁铁(没画)放在靶4的后边附近，即放在与阴极接触的一边附近。靶4中溅射释放出大多数粒子的区域按磁铁位置确定。此外，实施例中，把衬底7的表面设置成垂直于从靶4中溅射释放出的大多数粒子的方向。即，穿过衬底中心与衬底垂直的线30(在衬底中心垂直于衬底的线)穿过靶4的中心。而且，溅射室1中的压力调节到预定压力时，衬底7的中心与靶4的中心之间的距离不仅要短于惰性气体分子的自由行程，还要长于衬底7的直径。
以下将参见图4所示的工艺流程图说明用这种结构构成的溅射设备淀积膜的方法。如图4所示，首先把衬底7放在衬底夹具8上(步骤S1)。这时进行步骤1，同时使溅射室1中处于大气压。但是，如果在大气压下进行步骤S1，那么，在下一步骤要很长的时间把溅射室1内的气体抽空。因此，最好按下述方法把衬底7固定在溅射室1内的衬底夹具8上。即，在溅射室1的附近设置装料闭锁室(没画)，之后，衬底7放入闭锁室内，并给闭锁室抽真空。此后，在真空下把衬底7放入溅射室1内。如按该方式进行步骤S1，下一步骤就简单了。
放好衬底7之后，用真空泵抽出溅射室1内的气体，使其压力下降到例如1×10-7乇或以下(步骤2)。如果在步骤S1中用装料闭锁室等装置，衬底7放到溅射室1中，并在步骤S2之前把溅射室1中的压力调节到1×10-7乇或以下，则可省去步骤S2的工作。
之后，如Ar气的惰性气体经气体喷嘴部件3引入溅射室1中。此时，按把溅射室1内的压力设定在预定压力的方式，用质量流量控制器精确控制Ar气流速。预定压力是指在该压力下Ar气分子的平均自由行程大于靶4的中心与各衬底7中心之间的距离L1。如果需要，可改变抽真空部件2的传导率，以使溅射室1内的压力设定在预定压力(步骤S3)。
溅射室内的压力设定到预定值之下，其上分别固定有衬底7的衬底夹具8绕垂直于衬底7的旋转轴9旋转(步骤S4)。旋转中心不必是衬底7的中部。但是，如果旋转中心离开衬底7的中心部分，则衬底7旋转覆盖的空间就宽，因此，一个溅射室1中放多个衬底7是困难的。而且，最好按旋转轴9位于各衬底7的中心部分附近的方法来设置每个衬底7及其旋转轴9。
之后，打开直流电流源6的开关，把一负电压加到阴极电极5，开始辉光放电(步骤S5)，由此，使Ar气离子化，已离子化的气体分子加速并撞击靶4上，并使靶4的物质撞击成粒子。因而，在各衬底7的表面上形成金属膜。
当淀积到各衬底7的表面上的金属膜达到规定厚度时，断开直流电流源开关，辉光放电停止，因而，膜淀积终止(步骤S6)。之后，停止衬底夹具8旋转，完成了各衬底7上的膜淀积，并从溅射室1中取出各衬底7。
图5A和5B是用按本发明第1实施例的膜淀积方法在衬底表面上淀积金属膜时，金属膜的覆盖状态剖视图。其中，图5A展示出在衬底中心部分附近的衬底7上的氧化硅膜32中形成的通孔32a的内表面上的金属膜的覆盖状态。图5B展示出衬底7的周围部分附近衬底7上的氧化硅膜32中形成的通孔32b的内表面上金属膜的覆盖状态。
步骤S5中，溅射释放出的大多数粒子的方向通常不垂直于靶4的表面，但与靶4的表面的倾斜角是20°至50°。按常规方法，靶与衬底之间的夹角不是最佳的。此外，如果在常规方法通用的压力下进行溅射，溅射出的粒子在到达衬底之前有很多机会与惰性气体分子相撞，因此会改变它们原有的方向。
实施例中，把衬底7的表面放置成垂直于由溅射从靶4中释放出的大多数粒子的方向取向。而且，把溅射室1内的压力调节到使其Ar分子的平均自由行程大于靶4的中心与衬底7的中心之间的距离L1的预定压力。因此，实施例中，溅射出的粒子在到达衬底7之前被溅射气体分子散射的机会较小。实施例中，由于靶4的中心与衬底7的中心之间的距离大于衬底7的直径，因此，大多数按垂直于衬底7的方向释放。而且，如图5A，5B所示。当有通孔32a和32b氧化硅膜形成在衬底7的表面上时，在衬底7的中心部分附近的通孔32a和衬底7周围部分附近中的通孔32b的底上能形成均匀的金属膜。
实施例中，电子在金属膜淀积中旋转衬底7，因此，衬底7的整个表面上的金属膜厚均匀，而且台阶式覆盖范围也变得很好。
以下将以具体方式说明用图3所示溅射设备在衬底7的表面上具体淀积铝合金膜的条件和结果。用真空泵经抽真空部件从溅射室1内抽出气体，并使溅射室1内的压力达到10-8乇以下。溅射室1中，把基本上按其(100)表面取向的多晶结构的铝合金靶4夹持在阴极电极5上。阴极电极5连接到设置于溅射室1外边的直流电流电源6，靶的直径例如是300mm。
溅射室1中，放置4组衬底夹具8和马达10等，以便能同时固定4个衬底7。图3中展示出两组衬底夹具8和它们各自使用的马达10，而省去了其余两个衬底没画。用静电粘接把直径为8英寸的多个硅衬底7分别固定在衬底夹具8上。衬底夹具8分别固定在马达10的旋转轴9上。因此，每个衬底7绕作为旋转中心的中心部分旋转。
把每个衬底放入溅射室1中，使穿过衬底中心垂直于衬底7的线30穿过靶4的大致是中心部分，使各衬底7的表面与靶4表面的相对斜角为45°。在溅射室1的侧边上气体喷嘴部件7，把Ar气引入溅射室1。而且，用质量流量控制器控制气体流速把Ar气引入溅射室1，使溅射室1内的压力调到预定压力。
衬底7的中心与靶4的中心之间的距离L1例如是250mm。此时，如果引入Ar气把溅射室1内的压力调到0.3m乇，Ar气分子的平均自由行程在于衬底7的中心与靶4的中心之间的距离L1，因为平均自由行程是300mm。
以下将用具体方式说明用按这种方式构成的溅射设备在衬底7的表面上淀积铝合金膜的方法。把直径为8英寸的衬底7首先设备在衬底夹具8上(步骤S1)。此时，如果把装料闭锁室放到溅射室1附近，并按装料闭锁方式把衬底7设置到溅射室1中，在不降低溅射室内直空度的情况下把衬底7送入溅射室1中。这种情况下，可以缩短抽真空的时间而使下一步骤中的时间周期缩短。因此，能增加单位时间里处理的衬底数量，并能防止靶4的表面氧化和污染。
4个衬底设置在各衬底夹具8上之后，真空泵开起，抽出溅射室1内的气体，让溅射室内压力达到1×10-7乇或以下(步骤S2)。本实施例中，由于在步骤S1中用装料闭锁室把衬底7放进溅射室内，溅射室1内的压力恒定在1×10-7乇以下。这种情况下，可省去步骤S2，用装料闭锁室时，由于在真空下送入衬底，因此，在作为溅射气体的Ar气流进溅射室1的状态下输送衬底7。因此，由于溅射室1内的压力大于装料闭锁室内的压力，将如氧、氮之类的杂质气体从装置闭锁室中流进溅射室1的机会很小。这种情况下，不必给溅射室1抽真空。
之后，诸如Ar气之类的惰性气体给气体喷嘴部件引入溅射室1。此时，为了延长Ar分子的平均自由行程，需要降低溅射压力。即，要完全打开抽真空部件2的阀门，精确控制Ar气流速，由此把溅射室1内的压力调节0.3m乇。这种状态下，平均自由行程会变成300mm，并长于靶4的中心与衬底7的中心之间距离L1(250mm)(步骤S3)。
调节了溅射室内的压力之后，其上已有衬底7的衬底夹具8绕垂直于衬底7的旋转轴9旋转(步骤S4)。旋转中心设在衬底7的中心部分内。旋转速度为每分钟10至100转。例如，每分钟50转。
此后，接通直流电流源的开关，给阴极电极5加负电压，开始辉气放电(步骤S5)。溅射功率例如是20kw。这种状态下，Ar气离子化，并加速，撞击到靶4上，从铝合金靶4上释放出铝合金离子。实施例中，如图3所示，电子靶4是主要按有(100)表面取向的铝合金制成的，从靶4溅出的大多数粒子的方向与靶4的表面之间的斜角是45℃。
实施例中，把每个衬底7放置成使每个衬底7的表面与靶4的表面成45℃的斜角。降低溅射室1内的压力，使Ar气的平均自由行程延长。从每个靶4释放出的粒子到达每个衬底7之前被Ar分子散射的机会很小。因而，溅射出的许多粒子按几乎垂直于每个衬底7表面的方向撞击到每个衬底7的表面上。
因此，如图5A和5B所示，在位于衬底7中心部分周围的通孔32a和衬底7的四周的通孔32b的底表面上能淀积均匀的金属膜。因而，与用常规溅射设备的情形相比，能在又小又深的通孔的内壁表面上淀积均匀的铝合金膜。此外，由于每个衬底7均旋转。因此，能提高每个衬底7上的厚度分布均匀性能使台阶式覆盖范围更好。
为了在每个衬底7的表面淀积1.0μm的金属膜，应溅射约90秒钟，之后，断开直流电流电源6的开关，停止辉光放电，由此完成铝合金膜的淀积(步骤S6)，之后，每个衬底夹具8停止转动，其上已淀积完膜的4个衬底7从溅射室1中取出。随后主要再在其它衬底表面上淀积铝合金膜，则重复步骤S1至S6。
实施例中，使用基本上具有(100)取向表面的靶4，如果要改变构成物质的质量和靶的取向表面，则应根据每个靶改变靶与衬底之间的倾斜角。例如，用铝合金靶作靶4时，如果靶4取向为具有一个(111)定向表面，可把每个衬底7设置成每个衬底7的法线与靶表面的斜角为55°。那就是说，每个衬底7的表面与靶4表面倾斜35°。而且，使用Ti靶时，如果靶4按基本上有(002)表面取向时，每个衬底7可设置成衬底7的法线与靶表面的倾斜角为55°(或者说，每个衬底表面与靶表面的斜角为35°)。
图6是展示按本发明第2实施例的溅射设备的典型图。夹持衬底17衬底夹具18放入溅射室11中。用其中的旋转轴19把马达20分别安装到衬底夹具18上。溅射室11的上部空间放置靶14，磁铁(没画)和牢固地夹在靶14上表面上的阴极电极15。阴极电极15与位于溅射室外边的直流电流电源16连接。
溅射室11的底上构成抽真空部件12，用于抽出溅射室11内的气体，真空泵(没画)与抽真空部件12连接。溅射室11的侧壁上构成气体喷嘴部件，用于引入如Ar气之类的惰性气体。即，经气体喷嘴部件13把惰性气体引入溅射室11，把溅射室11内的压力调节到预定压力。溅射室11的内部结构与第1实施例相同。如实施例中所示，当衬底夹具18设置在两个相对位置处时，可有两个衬底17上同时淀积金属膜。
每个衬底17放置成使每个衬底17的表面垂直于从靶14释放出的大多数粒子的方向，但是，第2实施例中，穿过衬底17中心并与每个衬底17垂直的线40(即在衬底中心垂直于每个衬底17的线)不穿过靶14的中心，但穿过与其中心隔开的位置。穿过与衬底中心相隔1/2半径的衬底17上的第1位置50a的线50沿着更接近靶14的方向穿过靶14上产生等离子的密度最高并从靶14释放出大多数粒子的区域中的第2位置。
设置屏蔽板(屏蔽件)21，使其覆盖靶14和衬底17大约是中心的连线下面的区域。每个衬底17的表面上淀积金属膜的区域只是最接近靶14的一半表面。但是，由于马达20使每个衬底17旋转，因此，每个衬底17的整个表面上能淀积金属膜。
用这样构成的溅射设备的情况下，其操作与图4所示相同。步骤S3中，Ar气经气体喷嘴部件13引入溅射室11，把溅射室11内的压力调到预定压力。第2实施例中，预定压力是指在其压力下Ar气分子的平均自由行程大于距离L2。距离L2是第一位置50a和第二位置50b之间的距离，其中垂直于每个衬底17的线穿过第一位置50a并与靶表面交叉。而距离L2长于每个衬底17的半径。
在本实施例中只要适当设定衬底与靶14之间的夹角和溅射条件等，就能获得与第1实施例相同效果。第2实施例中，由于只在每个衬底17的一半上淀积金属膜，因此与在其直径是衬底17的直径一半的衬底上淀积金属膜的惰形相同。而且，不增大靶14的直径，可在直径更大的衬底表面上淀积膜厚均匀的金属膜。例如，甚至靶14的直径与衬底17的直径相同，也能获得更均匀的金属膜。
权利要求
1.膜淀积方法，包括以下工艺步骤靶和衬底放到溅射空内，如此放置衬底，使衬底表面基本上垂直于由溅射从靶上释放出的大多数粒子的方向，穿过衬底中心并与衬底垂直的线基本上穿过靶的中心溅射气体引入所述溅射室内；和在所述溅射气体的分子平均自由行程大于所述衬底中心与所述靶中心之间的距离，所述衬底绕垂直于所述衬底表面的轴旋转的条件下，由溅射面从靶释放出的粒子。
2.按权利要求1的膜淀积方法，其中，所述的靶用铝或铝合金构成，并具有(100)表面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与衬底表而的夹角是45
3.按权利要求1的膜淀积方法，其中，所述靶用Al或Al合金构成，并具有(111)表面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与衬底表面之间的夹角是35°。
4.按照权利要求1的膜淀积方法，其中，所述靶用Ti构成，并基本上按其(002)表面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与衬底表面之间的夹角为35°。
5.按权利要求1的膜淀积方法，其中，所述靶中心与所述衬底中心之间的距离大于所述衬底的直径。
6.膜淀积方法，包括以下工艺步骤靶和衬底放入溅射室内，把所述衬底放置成使衬底表面基本上垂直于由溅射从靶释放出的大多数粒子的万向，穿过第1位置并垂直于衬底的线沿更靠近所述靶的方向从距离其中心1/2半径的所述靶上的第2位置穿过靶，使由溅射而从靶上释放出大多数粒子的区域最接近衬底；屏蔽所述靶的较远的一侧的区域，即由线分割开成两半的中心下的一半区域，因此，使所溅射出的粒子不能到达较远的一侧区域。溅射气体引入所述溅射室；和在溅射气体分子的平均自由行程大于所述衬底上的第1位置与靶上的第2位置之间的距离和所述衬底绕垂直于所述衬底表面的轴旋转的条件下，从所述靶释放出溅射粒子。
7.按权利要求6的膜淀积方法，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并按其(100)表面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与所述衬底表面之间的夹角为45°。
8.按权利要求6的膜淀积方法，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并按其(111)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与所述衬底表面之间的夹角为35°。
9.按权利要求6的膜淀积方法，其中，所述靶用Ti构成，并按其(002)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的所述靶表面与所述衬底表面之间的夹角是35°。
10.按权利要求6的膜淀积方法，其中，设定所述衬底上的第1位置与所述靶上的第2位置之间的距离大于所述衬底的半径。
11.溅射设备，包括溅射室气体喷嘴部件，用于把溅射气体引入所述溅射室；靶，设置在所述溅射室内，用溅射而释放出粒子；衬底夹具，用于夹持衬底，使所述衬底按基本上垂直于由溅射从所述靶释放出的大多数粒子的方向取向，使穿过所述衬底中心并垂直于所述衬底的线基本上穿过所述靶的中心，所述靶的中心与所述衬底中心之间的距离小于所述溅射气体分子的平均自由行程；和旋转装置，使衬底绕垂直于所述衬底表面的轴旋转。
12.按权利要求11的溅射设备，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并按其(100)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与所述衬底之间的夹角是45°。
13.按权利要求1的溅射设备，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并按其(111)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与所述衬底表面之间的夹角为35°。
14.按权利要求11的溅射设备，其中，所述靶用Ti制成，并按其(002)平面取向，所述衬底放置成释放粒子的靶表面与所述衬底表面之间的夹角为35°。
15.按权利要求11的溅射设备，其中，所述靶的中心与所述衬底中心之间的距离设定成大于所述衬底的直径。
16.溅射设备，包括溅射室气体喷嘴，用于把溅射气体引入所述溅射室内；靶，设置在所述溅射室内，由溅射使其释放出粒子；衬底夹具，用于夹持衬底，使所述衬底表面按基本上垂直于由溅射从靶释放出的大多数粒子的方向取向，穿过所述衬底上的并较接近所述靶的与所述中心隔开1/2半径的第1位置并垂直于所述衬底的线穿过靶上离所述最近由溅射释放大多数离子的区域中的第2位置，所述衬底上的第1位置与所述靶上的第2位置之间的距离短于所述溅射气体分子的平均自由行程；屏蔽件，放在所述靶与所述衬底之间，屏蔽离靶较远的一侧，即用线分割成两半的中心以下的一半，使溅出的粒子达不到所述衬底表面中离靶较远的一侧，和旋转装置，用于使所述衬底绕垂直于所述衬底表面的轴旋转。
17.按利要求16的溅射设备，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并基本上按其(100)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与衬底表面之间的夹角是45°。
18.按权利要求16的溅射设备，其中，所述靶用Al或Al合金制成，并基本上按其(111)平面取向，所述衬底放置成使释放粒子的靶表面与衬底表面之间的夹角为35°。
19.按权利要求16的溅射设备，其中，所述靶用Ti制成，并基本按其(002)平面取向，所述衬底放置成使所述释放粒子的靶表面与所述衬底表面之间的夹角为35°。
20.按权利要求16的溅射设备，其中，所述衬底上的第1位置与所述靶上的第2位置之间的距离设定成大于所述衬底的半径。
全文摘要
衬底放入溅射室内,使衬底表面基本上垂直于从溅射靶释放出的大多数离子的方向。穿过衬底中心并垂直于衬底的线穿过靶的中心。在使衬底的中心与靶的中心之间的距离小于惰性气体分子的平均自由行程的条件下调节溅射室内压力。衬底中心与靶中心之间的距离大于衬底直径。衬底绕垂直于衬底表面的轴旋转。
文档编号C23C14/34GK1195712SQ97109399
公开日1998年10月14日 申请日期1997年11月20日 优先权日1996年11月20日
发明者山田义明 申请人:日本电气株式会社