JPH01265A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、減圧ガス雰囲気中で基板上に膜を形成する成
膜装置に関する。

［従来の技術］ 従来、減圧ガス雰囲気中で基板上に膜を形成する成膜装
置では、ガス圧制御Ｊ１部、基板温度制御部、バイアス
電圧制御部等を個々に独立して制御していたため、Ｉ＆
、ｖが終了してしまってから膜の応力を評価し、１−１
標とする膜の応力が得られるように成膜条件を逐一吟味
する必要があった。

［発明が解決すべき問題点］ ところで、半導体の成膜時に基板にソリが生じると、パ
ターンニングの際に問題となり、さらに膜ハガレ、クラ
ック等の問題にもなる。また、磁性体の成膜時には、膜
の応力により磁気特性に影響を受ける。

成膜時に膜の応力により生じる基板のソリは、例えば、
センダストを用いた磁性体の成膜時には、成膜中のガス
圧（第５図）、基板温度（第６図）、さらには基板に印
加するバイアス電圧（第７図）等によって変化する。

しかしながら、上記従来例では、目標とする膜の応力を
得るために、ｒ＆成膜中ガス圧、基板温度、基板に印加
するバイアス電圧等の成膜条件を逐一吟味しなければな
らず、また、目標とする応力が得られなかった場合には
、作成した膜が無駄になる等の問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によるＴ＆＆装置は、 減圧ガス雰囲気中で基板上に膜を形成する成膜！Ｉｅｉ
？Ｚにおいて、前記基板の応力を検出する膜応力検出手
段と、その検出結果に基づいて成膜条件を制御する成膜
膜条側制御手段を具備することを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、成膜中の膜の応力をセンサーを含む膜
応力検出手段により検出し、その検出結果により成膜条
件をコントロールする成膜条件制御手段を設けることに
より、成膜中の膜の応力を目標の値に制御することがで
きる。

′　［実施例］ 第１図は、本発明による成膜装置の一実施例を示す概略
的構成図である。

同図において、チェンバー１は、成膜中のガスの圧力を
調整するガス導入バルブ２を介してガスポンベ３に接続
され、また、排気用バルブ４を介して排気装Ｗ１５に接
続されている。

チェンバー１内には、絶縁体６を介して導電性の基板ホ
ルダー７が設けられ、この基板ホルダー７には基板８が
固定される。ホルダー７のｒ方には、基板８に面して成
膜用の材料９がホルダー１０上に装置されており、また
、ホルダー７内には、基板加熱器１１および応力センサ
１２−が配置されている。

応力センサー１２は、基板８の成膜面８ａと反対側の面
８ｂに触針式のプローブ１３を有し、膜が成膜されるに
つれて膜応力によって生じる基板８のソリを検出し、そ
の値を応力に換算している。

このような構成を有する成膜装置は、成膜条件制御部２
０により制御される。

成膜条件制御部２０は、膜応力検出部２１からの信号を
受け、ガス導入バルブ２を制御するガス圧制御部２２、
基板加熱器１１を制御する基板温度制御部２３および基
板ホルダー７にバイアス電圧を印加するバイアス電圧制
御部２４を制御して成膜中の膜の応力を目標の値に一致
するよう制御する。膜応力検出部２１は、応力センサー
１２で検出した応力を目標とする応力と比較し、その比
較結果を出力する。

次に、第２図のフローチャートを参照しながら本実施例
の動作を説明する。

まず、排気用のバルブ４を開け、排気装置５を用いてチ
ャンバー１内を減圧する。

次に、チャンバー１内のガス圧ＰＧが初期圧ＰＣＯにな
るようにガス制御部２２でガス導入バルブ２を制御して
ガスボンベ３内のガスをチェンバー１内に導入する。ま
た、基板温度ＴＳが初期設定温度Ｔ　Ｓ　ｏになるよう
に基板温度制御部２３で基板加熱器１１を制御し、さら
に、バイアス電圧ｖＳが初期電圧ＶＳｏ　となるように
バイアス電圧制御部２４で基板ホルダー７を通して基板
８にバイアス電圧を印加する（ステップ３０）。

こうして初期設定条件が満たされると、ホルダー１０に
保持された成膜材料９が遊離し、ノ＾板８の成膜面８ａ
上に膜が形成される（ステップ３１）。

膜が基板８上に形成されるにつれて、膜の応力δにより
基板８がソリを生じ、このソリの状況を応力センサー１
２で検知し、ＷＪ応力検出部２１で目標とされる膜応力
δ０と実際の膜応力δとを比較する（ステップ３２）。

もし、実際の膜応力δが目標の膜応力δ０に一致してい
ない場合は、ス゛テップ３２の条件はＮＯとなり、膜応
力検出部２１は両者が一致するように成膜条件を変える
命令を成膜条件制御部２０に出力する。命令を受けた成
膜条件制御部２０は、ガス圧制御部２２、基板温度制御
部２３、バイアス電圧制御部２４にそれぞれ成膜条件の
指令を出し、成膜中の応力δが設定応力δ０と一致する
方向に基板温度ＴＳ、バイアス電圧ｖＳ、ガス圧ＰＧを
許容範囲内で変化させる（ステップ３３）。

そして、ステップ３１および３２の動作が繰返えされる
。

もし、実際の膜応力δが目標の膜応力δＧと一致すると
、厚さが比較される（ステップ３４）。

もし、厚さが目標値に達していない場合には、前述のス
テップ３１〜３３が繰り返され、目標値に達すると装置
が停止する（ステップ３５）。

以上のようにして、膜応力センサー１２と膜応力検出部
２１および成膜条件制御部２ｏを設けることにより、Ｉ
＆成膜中膜の応力を目標のイめに制御することができる
。

第３図は、応力センサー１２の他の実施例を示し、基板
８の面８ｂの中央からずれた位置にミラ一部４０を設け
、レーザ発振器４１からの射出光をこのミラ一部４０で
反射し、反射されたレーザ光をセンサー４２で受けるよ
うに構成されている。

このような構成によれば、成膜された膜の応力により基
板８がソリを生じた場合には、ミラ一部４０が傾斜する
ので、ミラ一部４０で反射されたレーザ光がセンサー４
２上を移動する。この移動をセンサー４２で検１１」シ
て膜の応力に換算する。

基板の種類によっては、ミラ一部を省略して基板を直接
ミラ一部として用いてもよい、また、成膜条件が許すな
らば、レーザ発振器および光センサーを基板の成膜面側
に設け、成膜された膜をミラ一部として用いてもよい。

第４図は、応力センサー１２のさらに他の実施例を示し
、基板８の而８ｂに一対の電極５０および５１を設け、
基板８に膜が成膜されて膜の応力により基板８がソリを
生じると、電極５０の位置がズレるので電極５０および
５１間の容量が変化する。したがって、この変動をキャ
パシタンスメータ５２で検出し、膜の応力に換算するこ
とができる。

［発明の効果］ 以−り詳細に説明したように、本発明によれば、成膜中
の膜の応力を検出するセンサーを含む膜応力検出手段と
膜応力の検出結果により成膜条件を制御する成膜条件制
御手段とを設けることにより、成膜中のガス圧、基板温
度、基板に印加するバイアス電圧等の成膜条件を逐一吟
味する必要なく、また、無駄な成膜を行うことなく、成
膜中の膜の応力を目標の値に制御することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による成膜装置の一実施例を示す概略
的構成図、 第２図は、第１図に示す実施例の動作を説明するための
フローチャート、 第３図は、応力センサーの他の実施例を示す構成図。 第４図は、応力センサーのさらに他の実施例を示す構成
図、 第５図は、ガス圧に対する基板のソリの関係を示す特性
図、 第６図は、基板温度に対する基板のソリの関係を示す特
性図、 第７図は、基板に印加するバイアス電圧に対する基板の
ソリの関係を示す特性図である。 １・・・チェンンバー ２・・・ガス導入パルプ ７・ψ・基板ホルダー ８１１　・　・　ノ、ｔｉ　板 １１・・・ツム板加熱器 １２・・・応力センサー ２０・番争成膜条件制御部 ２１拳・・膜応力検出部 ２２・・・ガス圧制御部 ２３争・会基板温度制御部 ２４・・・バイアス電圧制御部 代理人　弁理士　山　下　演　平 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に膜を形成する成膜装置において、前記基
   板の応力を検出する膜応力検出手段 と、その検出結果に基づいて成膜条件を制御する成膜条
   件制御手段とを具備することを特徴とする成膜装置。
2. （２）前記成膜条件は、ガス圧、基板温度および基板に
   印加するバイアス電圧であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の成膜装置。