JP2000345334A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JP2000345334A JP2000345334A JP11162135A JP16213599A JP2000345334A JP 2000345334 A JP2000345334 A JP 2000345334A JP 11162135 A JP11162135 A JP 11162135A JP 16213599 A JP16213599 A JP 16213599A JP 2000345334 A JP2000345334 A JP 2000345334A
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- preventing plate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電体をスパッタリング装置で成膜する際に
防着板１９に付着した誘電体膜が帯電し、その誘電体膜
が絶縁破壊すると飛散してパーティクルとなるのを防止
する。 【解決手段】 防着板１９を上下電極５，６や容器２
に対しフロートとし、防着板１９の裏側にはシース厚み
より狭い間隔で容器２に接続したシールド電極１１を配
置してシールド電極１１と容器２との間で放電が生じな
いようにすると共に防着板１９とシールド電極１１との
間でも放電が生じないようにする。
防着板１９に付着した誘電体膜が帯電し、その誘電体膜
が絶縁破壊すると飛散してパーティクルとなるのを防止
する。 【解決手段】 防着板１９を上下電極５，６や容器２
に対しフロートとし、防着板１９の裏側にはシース厚み
より狭い間隔で容器２に接続したシールド電極１１を配
置してシールド電極１１と容器２との間で放電が生じな
いようにすると共に防着板１９とシールド電極１１との
間でも放電が生じないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，薄膜形成を行うスパッ
タリング装置に関し、特に誘電体、とりわけ高誘電体の
成膜に好適なスパッタリング装置に関する。
タリング装置に関し、特に誘電体、とりわけ高誘電体の
成膜に好適なスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路（以下ＩＣ）の製造工程
では誘電体の成膜が種々行われる。その目的は、例えば
層間絶縁膜、エッチングや選択的なイオン注入や選択的
な電極の形成のためのマスク、パッシベーション、キャ
パシタの誘電体膜等である。目的により材質や成膜方法
が選ばれる。たとえば、ＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリ
ング等種々用いられている。近年ＩＣの小型化のために
キャパシタの誘電体膜にチタン酸バリウムストロンチウ
ム（以下ＢＳＴ）やチタン酸ストロンチウム（以下ＳＴ
Ｏ）等の高誘電体物質を使用しスパッタリングによる成
膜を行うことが検討されている。
では誘電体の成膜が種々行われる。その目的は、例えば
層間絶縁膜、エッチングや選択的なイオン注入や選択的
な電極の形成のためのマスク、パッシベーション、キャ
パシタの誘電体膜等である。目的により材質や成膜方法
が選ばれる。たとえば、ＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリ
ング等種々用いられている。近年ＩＣの小型化のために
キャパシタの誘電体膜にチタン酸バリウムストロンチウ
ム（以下ＢＳＴ）やチタン酸ストロンチウム（以下ＳＴ
Ｏ）等の高誘電体物質を使用しスパッタリングによる成
膜を行うことが検討されている。
【０００３】従来のスパッタリング装置を図面を参照し
て説明する。図２はそれを概念的に示す縦断面図であ
る。従来のスパッタリング装置１は真空引き可能な容器
２でスパッタ室３を形成し、スパッタ室３の上方にはタ
ーゲット４が上部電極５に固定保持される。上部電極５
は容器２とは電気的に絶縁されている。そして上部電極
５はターゲット４の温度が上昇するのを防ぐために水冷
機構を内蔵するが図示を略している。
て説明する。図２はそれを概念的に示す縦断面図であ
る。従来のスパッタリング装置１は真空引き可能な容器
２でスパッタ室３を形成し、スパッタ室３の上方にはタ
ーゲット４が上部電極５に固定保持される。上部電極５
は容器２とは電気的に絶縁されている。そして上部電極
５はターゲット４の温度が上昇するのを防ぐために水冷
機構を内蔵するが図示を略している。
【０００４】そして、スパッタ室３の下方には下部電極
６が上部電極５に対向して平行に配置される。そして、
この下部電極６は容器２と電気的につながっていて容器
２を接地することで接地電位とされている。そして、下
部電極６上に基板例えば半導体ウェーハ７が載置され
る。なお下部電極６の表面は絶縁物で覆われているが図
示を略す。そして、下部電極６はウェーハ７を所定の温
度に維持するための加熱機構を内蔵するが図示していな
い。
６が上部電極５に対向して平行に配置される。そして、
この下部電極６は容器２と電気的につながっていて容器
２を接地することで接地電位とされている。そして、下
部電極６上に基板例えば半導体ウェーハ７が載置され
る。なお下部電極６の表面は絶縁物で覆われているが図
示を略す。そして、下部電極６はウェーハ７を所定の温
度に維持するための加熱機構を内蔵するが図示していな
い。
【０００５】そして、上部電極５と容器（接地）間に高
周波電源８により、所定の高周波電力が所定の負のＤＣ
バイアスのもとに与えられる。
周波電源８により、所定の高周波電力が所定の負のＤＣ
バイアスのもとに与えられる。
【０００６】この、スパッタリング装置１で成膜処理を
行うには下部電極６上に基板（例えばウェーハ７）を載
置し、図示しない排気口につながる真空ポンプ（図示せ
ず）により真空に引き、次に図示しないガス導入口から
所定のガス（例えばＡｒガス）を所定流量導入しつつ排
気口（図示せず）と真空ポンプ（図示せず）との間に介
在する可変コンダクタンスバルブ（図示せず）を調節し
て所定の圧力に調節する。そして、高周波電力を印加し
てプラズマを発生させターゲット４をスパッタする。
行うには下部電極６上に基板（例えばウェーハ７）を載
置し、図示しない排気口につながる真空ポンプ（図示せ
ず）により真空に引き、次に図示しないガス導入口から
所定のガス（例えばＡｒガス）を所定流量導入しつつ排
気口（図示せず）と真空ポンプ（図示せず）との間に介
在する可変コンダクタンスバルブ（図示せず）を調節し
て所定の圧力に調節する。そして、高周波電力を印加し
てプラズマを発生させターゲット４をスパッタする。
【０００７】そこで、ターゲット４から飛散する成分は
ウェーハ７上に積もって成膜される。そして、ターゲッ
ト４から飛散する成分はウェーハ７に向かうものばかり
ではなく、他の方向に向かうものもある。それが容器２
の内壁やその他の図示しないスパッタ室３内の構造物に
付着するとその清掃が困難なので上部電極５と下部電極
６を取り囲むように防着板９を配置する。防着板９は金
属でなり、容器２に電気的につながり接地電位となって
いて、着脱容易として表面に付着したスパッタ物質が厚
くなるととりはずして清掃するようにしている。そし
て、防着板９はウェーハ７の出し入れのために部分的に
待避可能となっているが図示を略している。
ウェーハ７上に積もって成膜される。そして、ターゲッ
ト４から飛散する成分はウェーハ７に向かうものばかり
ではなく、他の方向に向かうものもある。それが容器２
の内壁やその他の図示しないスパッタ室３内の構造物に
付着するとその清掃が困難なので上部電極５と下部電極
６を取り囲むように防着板９を配置する。防着板９は金
属でなり、容器２に電気的につながり接地電位となって
いて、着脱容易として表面に付着したスパッタ物質が厚
くなるととりはずして清掃するようにしている。そし
て、防着板９はウェーハ７の出し入れのために部分的に
待避可能となっているが図示を略している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような防着板９を
備えるスパッタリング装置１により誘電体材料、特に高
誘電体材料を成膜すると防着板９の表面にも成膜され、
その膜表面はそこに接触したプラズマ中の荷電粒子より
電荷をもらい帯電する。帯電量が多くなって電圧が高く
なり、膜の耐電圧を越えると絶縁破壊して防着板９に放
電する。その際に放電した場所の誘電体材料はそれが溶
けるものであれば湯玉なり、昇華性であれば小さなかけ
らとなって飛散する。それが、ウェーハ７の表面に付着
すれば異物付着として不良となる。スパッタ室内に剥が
れ易い状態で飛べば後のウェーハに付着する。このよう
な問題は誘電体を成膜する場合に生ずるものであるが、
特にＢＳＴとかＳＴＯの様に高誘電体の場合にはＳｉＯ
2のような誘電率の低い誘電体に比較して絶縁耐圧が低
くしばしば発生する。しかも誘電率が高いので帯電して
いる電荷が多く、従って、絶縁破壊時の放電エネルギー
が大きくて飛散するパーティクルも多い。ところが、ウ
ェーハ７の表面に成膜されたところではそのような現象
は生じない。それは、下部電極６の表面は絶縁体で覆わ
れ、ウェーハ７がフロート状態であるから成膜された誘
電体膜を絶縁破壊するような放電が起こらないと推測す
る。そこで、防着板をフロート状態に設置することが考
えられた。しかしながら、防着板をフロート状態にする
と防着板と容器２との間（図２における符号１０の部
分）に放電が生じることがあり、そうすると肝心の上部
電極５と下部電極６との間でのプラズマの状態が変化し
て安定した成膜が行えないことがわかった。そこでこの
発明は防着板に付着した膜に帯電して膜が絶縁破壊する
のを防止したスパッタリング装置を提供するものであ
る。
備えるスパッタリング装置１により誘電体材料、特に高
誘電体材料を成膜すると防着板９の表面にも成膜され、
その膜表面はそこに接触したプラズマ中の荷電粒子より
電荷をもらい帯電する。帯電量が多くなって電圧が高く
なり、膜の耐電圧を越えると絶縁破壊して防着板９に放
電する。その際に放電した場所の誘電体材料はそれが溶
けるものであれば湯玉なり、昇華性であれば小さなかけ
らとなって飛散する。それが、ウェーハ７の表面に付着
すれば異物付着として不良となる。スパッタ室内に剥が
れ易い状態で飛べば後のウェーハに付着する。このよう
な問題は誘電体を成膜する場合に生ずるものであるが、
特にＢＳＴとかＳＴＯの様に高誘電体の場合にはＳｉＯ
2のような誘電率の低い誘電体に比較して絶縁耐圧が低
くしばしば発生する。しかも誘電率が高いので帯電して
いる電荷が多く、従って、絶縁破壊時の放電エネルギー
が大きくて飛散するパーティクルも多い。ところが、ウ
ェーハ７の表面に成膜されたところではそのような現象
は生じない。それは、下部電極６の表面は絶縁体で覆わ
れ、ウェーハ７がフロート状態であるから成膜された誘
電体膜を絶縁破壊するような放電が起こらないと推測す
る。そこで、防着板をフロート状態に設置することが考
えられた。しかしながら、防着板をフロート状態にする
と防着板と容器２との間（図２における符号１０の部
分）に放電が生じることがあり、そうすると肝心の上部
電極５と下部電極６との間でのプラズマの状態が変化し
て安定した成膜が行えないことがわかった。そこでこの
発明は防着板に付着した膜に帯電して膜が絶縁破壊する
のを防止したスパッタリング装置を提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は スパッタ室を形成する容器内に防着板
を備え、前記容器内に配置した基板上に誘電体を薄膜形
成するスパッタリング装置において、前記防着板を金属
材料とすると共に電気的にフロート状態で配置し、前記
防着板を前記容器内壁に対して遮蔽するシールド電極を
前記容器に電気的に接続または接地して前記防着板に非
接触であってシース厚み以下の間隔に近接配置したこと
を特徴とするスパッタリング装置を提供する。上記の構
成によれば防着板をフロートとしているので、その材質
を取り扱いで割れたり欠けたりしにくい金属製としても
防着板表面に誘電体膜が形成され、その表面が帯電して
も誘電体膜を絶縁破壊して防着板に放電することがなく
なる。そして、防着板の外側にはシールド電極を配置
し、それを容器と同電位固定したのでシールド電極と容
器との間の空間には放電は生じない。そして、防着板と
シールド電極との間隔はシース厚み以下としたので放電
は生じない。従って安定なプラズマ状態が維持される。
めにこの発明は スパッタ室を形成する容器内に防着板
を備え、前記容器内に配置した基板上に誘電体を薄膜形
成するスパッタリング装置において、前記防着板を金属
材料とすると共に電気的にフロート状態で配置し、前記
防着板を前記容器内壁に対して遮蔽するシールド電極を
前記容器に電気的に接続または接地して前記防着板に非
接触であってシース厚み以下の間隔に近接配置したこと
を特徴とするスパッタリング装置を提供する。上記の構
成によれば防着板をフロートとしているので、その材質
を取り扱いで割れたり欠けたりしにくい金属製としても
防着板表面に誘電体膜が形成され、その表面が帯電して
も誘電体膜を絶縁破壊して防着板に放電することがなく
なる。そして、防着板の外側にはシールド電極を配置
し、それを容器と同電位固定したのでシールド電極と容
器との間の空間には放電は生じない。そして、防着板と
シールド電極との間隔はシース厚み以下としたので放電
は生じない。従って安定なプラズマ状態が維持される。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明のスパッタリング装置は
誘電体（絶縁物を含む）を成膜するものである。そのタ
イプは後述する実施例のような平行平板型電極によるＲ
ｆスパッタ型に限定されるものではなく、磁力を適用す
るマグネトロンスパッタ型、マイクロ波を適用するプラ
ズマによるスパッタ装置等に広く適用できる。この発明
における防着板は金属製である。防着板はしばしば取り
外して清掃を行わなければならない従って、割れたり欠
けたりしにくい金属製が良い。これをフロート状に配置
するにはセラミック等絶縁物を介して組み付ければ良
い。
誘電体（絶縁物を含む）を成膜するものである。そのタ
イプは後述する実施例のような平行平板型電極によるＲ
ｆスパッタ型に限定されるものではなく、磁力を適用す
るマグネトロンスパッタ型、マイクロ波を適用するプラ
ズマによるスパッタ装置等に広く適用できる。この発明
における防着板は金属製である。防着板はしばしば取り
外して清掃を行わなければならない従って、割れたり欠
けたりしにくい金属製が良い。これをフロート状に配置
するにはセラミック等絶縁物を介して組み付ければ良
い。
【００１１】シールド電極は導電性であれば特に限定さ
れないが通常はステンレス鋼等金属板を用いる。しかし
ながら、防着板に近接して配置するのでガスパージ等の
際にガスの置換が速やかに行えるようにメッシュ状とし
ても良い。
れないが通常はステンレス鋼等金属板を用いる。しかし
ながら、防着板に近接して配置するのでガスパージ等の
際にガスの置換が速やかに行えるようにメッシュ状とし
ても良い。
【００１２】
【実施例】この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１はそれを概念的に示す縦断面図であり、正確な
寸法比率を示すものではない。そして図２に示す従来の
装置と同じで良い所は同じ符号を付して説明を簡略にす
る。このスパッタリング装置２０はスパッタ室３を形成
する容器２、スパッタ室３内の上方に配置され、ターゲ
ット４が固定保持される上部電極５、スパッタ室３内の
下方に配置された下部電極６、それに内蔵する図示して
いない加熱機構、上部電極５に内蔵するターゲット４の
ための図示しない水冷機構、図示しない排気口やそれに
つながる真空ポンプ、可変コンダクタンスバルブ（図示
せず）、図示しないガス導入口等は図２に示す従来装置
と同じで良い。
る。図１はそれを概念的に示す縦断面図であり、正確な
寸法比率を示すものではない。そして図２に示す従来の
装置と同じで良い所は同じ符号を付して説明を簡略にす
る。このスパッタリング装置２０はスパッタ室３を形成
する容器２、スパッタ室３内の上方に配置され、ターゲ
ット４が固定保持される上部電極５、スパッタ室３内の
下方に配置された下部電極６、それに内蔵する図示して
いない加熱機構、上部電極５に内蔵するターゲット４の
ための図示しない水冷機構、図示しない排気口やそれに
つながる真空ポンプ、可変コンダクタンスバルブ（図示
せず）、図示しないガス導入口等は図２に示す従来装置
と同じで良い。
【００１３】この装置の特徴的な点は防着板１９が上部
電極５とそれに対向する下部電極６との間の空間の側面
を取り囲むように配置する点は従来装置と変わらないが
容器２や上部電極５や下部電極６に対して電気的にフロ
ートとなっている点が異なる。防着板１９は金属でな
り、ターゲット４から飛散する成分が容器２の内壁やそ
の他図示しないスパッタ室３内の構造物に付着するのを
防止する。防着板１９をフロート状態に組み付けるには
セラミック製の碍子を用いればよい。そして、図示はし
ないがウェーハ７を出し入れするために防着板の全体も
しくは一部分を待避可能とする。そして、清掃のために
着脱が容易な状態で取り付ける。
電極５とそれに対向する下部電極６との間の空間の側面
を取り囲むように配置する点は従来装置と変わらないが
容器２や上部電極５や下部電極６に対して電気的にフロ
ートとなっている点が異なる。防着板１９は金属でな
り、ターゲット４から飛散する成分が容器２の内壁やそ
の他図示しないスパッタ室３内の構造物に付着するのを
防止する。防着板１９をフロート状態に組み付けるには
セラミック製の碍子を用いればよい。そして、図示はし
ないがウェーハ７を出し入れするために防着板の全体も
しくは一部分を待避可能とする。そして、清掃のために
着脱が容易な状態で取り付ける。
【００１４】そうして、もう１つの特徴はこの防着板１
９の裏側に近接してシールド電極１１を備える点であ
る。シールド電極１１は例えばステンレス板でなり、防
着板１９を容器２から遮蔽するように設けるそして容器
２に電気的に接続する。そして、シールド電極１１と防
着板１９とは非接触でかつシース厚みより狭い間隔で配
置してその関に放電が生じないようにする。そして、図
示しないがウェーハ７を出し入れするために防着板と同
様に全体もしくは一部分を待避可能とする。その際防着
板とシールド電極とは一体に待避移動するようにすれば
良い。
９の裏側に近接してシールド電極１１を備える点であ
る。シールド電極１１は例えばステンレス板でなり、防
着板１９を容器２から遮蔽するように設けるそして容器
２に電気的に接続する。そして、シールド電極１１と防
着板１９とは非接触でかつシース厚みより狭い間隔で配
置してその関に放電が生じないようにする。そして、図
示しないがウェーハ７を出し入れするために防着板と同
様に全体もしくは一部分を待避可能とする。その際防着
板とシールド電極とは一体に待避移動するようにすれば
良い。
【００１５】このスパッタリング装置によれば、ＳＴＯ
のような高誘電体を薄膜形成するに際して防着板に付着
した膜に帯電して絶縁破壊することがなく、パーティク
ルの発生が少なくなる。そして、シールド電極１１と容
器２との間やシールド電極１１と防着板１９との間で放
電が生じないので安定に成膜が行える。
のような高誘電体を薄膜形成するに際して防着板に付着
した膜に帯電して絶縁破壊することがなく、パーティク
ルの発生が少なくなる。そして、シールド電極１１と容
器２との間やシールド電極１１と防着板１９との間で放
電が生じないので安定に成膜が行える。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明のようにこの発明のスパッタ
リング装置によれば防着板に付着した膜が帯電しても絶
縁破壊を伴う防着板への放電が生じないのでパーティク
ルの発生を少なくする。
リング装置によれば防着板に付着した膜が帯電しても絶
縁破壊を伴う防着板への放電が生じないのでパーティク
ルの発生を少なくする。
【図１】 この発明一実施例のスパッタリング装置の縦
断面図。
断面図。
【図２】 従来のスパッタリング装置の縦断面図。
２ 容器 ３ スパッタ室 ７ ウェーハ（基板） １１ シールド電極 １９ 防着板 ２０ スパッタリング装置
Claims (3)
- 【請求項１】スパッタ室を形成する容器内に防着板を備
え、前記容器内に配置した基板上に誘電体を薄膜形成す
るスパッタリング装置において、 前記防着板を金属材料とすると共に電気的にフロート状
態で配置し、 前記防着板を前記容器内壁に対して遮蔽するシールド電
極を前記容器に電気的に接続または接地して前記防着板
に非接触であってシース厚み以下の間隔に近接配置した
ことを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項２】前記防着板と前記シールド電極とは共に基
板の出し入れのために少なくとも一部が待避可能に設け
られた請求項１に記載のスパッタリング装置。 - 【請求項３】前記防着板と前記シールド電極とが待避に
際して一体に移動する請求項２に記載のスパッタリング
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162135A JP2000345334A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162135A JP2000345334A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345334A true JP2000345334A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15748715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11162135A Pending JP2000345334A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000345334A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007850A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| CN102069359A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-05-25 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 一种防着板结构的加工方法 |
-
1999
- 1999-06-09 JP JP11162135A patent/JP2000345334A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007850A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| CN102069359A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-05-25 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 一种防着板结构的加工方法 |
| CN102069359B (zh) * | 2011-01-04 | 2012-12-19 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 一种防着板结构的加工方法 |
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