[发明专利]溅射薄膜形成方法、电子器件制造方法以及溅射系统

说明书

技术领域

本发明涉及关于例如半导体器件制造工艺的一种形成薄膜的溅射薄膜形成方法，一种电子器件制造方法，以及一种溅射系统。

背景技术

半导体超小型化的技术研制当前正在以猛烈的速度进行，以便使用LSI实现更大的速度和更低的功耗。关于常规晶体管，氮化硅薄膜用作其栅极绝缘体薄膜，并且多晶硅薄膜用作其电极。作为由硅与金属产生的化合物的硅化物用于减小扩散层的电阻和减小接触电阻。

但是，在最近，正在进行关于晶体管技术的研制，其组合金属栅电极和高k栅极电介质薄膜，以便维持由于栅极电介质层的增加厚度和由多晶硅的轻微表面损耗引起的电流驱动力的下降导致的电流泄漏增加的控制。而且，根据半导体器件的小型化正在进行新的硅化物材料的搜寻。

假设这种情况，金属/高k栅极层叠制造技术和硅化物制造技术的建立是期望的，主要能够以前述晶体管技术的研制中必需的高精度设计和控制。

溅射系统可以引用为关于例如半导体装置的薄膜形成方法的实例。参考日本专利公开2005-8943号。常规多阴极型溅射系统的实例在图1中描绘。

当使用这种系统执行例如半导体的薄膜厚度设计时，形成倾斜的薄膜厚度是必要的。为了执行包括倾斜薄膜厚度的薄膜形成，使用图1中描绘的常规装置，并且通过执行倾斜溅射实现倾斜的薄膜厚度，其中使得目标与衬底不平行并且衬底固定在适当位置。以这种方式获得的铪层叠的薄膜厚度分布在图2中描绘。此外，已经寻找到一种技术，使得在层叠薄膜由两种不同类型材料形成的实例中，执行特征点的确定从而以第一层的位置的最厚部分将对应于第二层的最薄位置的方式，在第一层上形成第二层，这在图2中描绘。以这种方式获得的铪薄膜和钽薄膜的层叠的薄膜厚度分布在图3中描绘。

但是，当执行这种薄膜形成方法时，关于每个各个单层的薄膜厚度分布，连接具有相等薄膜厚度的位置的等值线结束而形成弧形，例如图2中描绘的，并且获得包括仅在单个方向上倾斜的给定薄膜厚度的薄膜是困难的。因此，当沉积包括在衬底平面中两个方向上的薄膜厚度倾斜的薄膜时，必然不能够获得令人满意的薄膜厚度分布。

因此，假设层叠薄膜的厚度控制在例如多个nm级的层叠薄膜例如金属/高k栅极层叠的薄膜制造技术的情况下不充分，多个层叠薄膜厚度出现不精确。结果，确定层叠构造的操作出现障碍，而这对于高精度设计和控制是必需的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于确定层叠构造的薄膜形成技术，这对于高精度设计和控制是必需的，提及一种在斜面上溅射形成薄膜同时旋转衬底的溅射系统。更具体地，本发明的目的在于提供一种便于获得层叠薄膜的薄膜形成技术，其中薄膜厚度以给定倾斜率并且在衬底的单个方向上分布。

根据本发明的一个方面，提供一种溅射薄膜形成方法，包括步骤：与薄膜将形成于其上的衬底表面倾斜地定位目标，以及在薄膜将形成于其上的衬底表面上形成薄膜，同时关于与衬底表面垂直的轴旋转衬底；以及在从薄膜形成开始的预先确定时间终止薄膜形成，其中当衬底旋转360度×n+180度+α，其中n是包括0的自然数，并且-10度＜α＜10度时，终止薄膜的形成。

根据本发明的另一方面，提供一种电子器件制造方法，包括步骤：与薄膜将形成于其上的衬底表面倾斜地定位目标，在薄膜将形成于其上的衬底表面上形成薄膜同时关于与衬底表面垂直的轴旋转衬底，以及在从薄膜形成开始的预先确定时间终止薄膜形成的第一步骤，其中当衬底旋转360度×n+180度+α，其中n是包括0的自然数，并且-10度＜α＜10度时，终止薄膜的形成；评估在第一步骤中形成的薄膜的第二步骤；以及根据在第二步骤中评估的条件制造电子器件的第三步骤。

根据本发明的再一方面，提供一种溅射系统，配置以与薄膜将形成于其上的衬底表面倾斜地定位目标，以及在薄膜将形成于其上的衬底表面上形成薄膜同时关于与衬底表面垂直的轴旋转衬底，该溅射系统包括：配置以旋转衬底的旋转驱动单元；配置以检测旋转驱动单元的旋转角的旋转角检测单元；以及当旋转角检测单元检测到从薄膜形成开始的360度×n+180度+α的旋转，其中n是包括0的自然数，并且-10度＜α＜10度时，配置以中断薄膜形成操作的控制单元。