JPH04333221A - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び半導体製造装置Info
- Publication number
- JPH04333221A JPH04333221A JP10278091A JP10278091A JPH04333221A JP H04333221 A JPH04333221 A JP H04333221A JP 10278091 A JP10278091 A JP 10278091A JP 10278091 A JP10278091 A JP 10278091A JP H04333221 A JPH04333221 A JP H04333221A
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- Japan
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- substrate
- sputtering
- thin film
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
及び半導体製造装置に係り、特に半導体基板上にスパッ
タリング法により化合物薄膜を再現性よく成長させるこ
とができる半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に
関する。
及び半導体製造装置に係り、特に半導体基板上にスパッ
タリング法により化合物薄膜を再現性よく成長させるこ
とができる半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に
関する。
【０００２】近時、半導体基板上にスパッタリング法で
化合物薄膜を成長する場合、得られる化合物薄膜の膜質
・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲット
の利用効率を良くすることができる半導体装置の製造方
法及び半導体製造装置が要求されている。
化合物薄膜を成長する場合、得られる化合物薄膜の膜質
・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲット
の利用効率を良くすることができる半導体装置の製造方
法及び半導体製造装置が要求されている。
【０００３】
【従来の技術】従来の薄膜の成長方法においては、半導
体基板上に再現性よく薄膜を成長するためにターゲット
表面の変質層をプレスパッターにより除去した後、薄膜
成長を行っていた。ここでのターゲット表面に生じる変
質層は、スパッターを繰り返すことによりターゲット表
面が変質して生じるものであって、ターゲット本来の組
成とは異なる組成物層である。
体基板上に再現性よく薄膜を成長するためにターゲット
表面の変質層をプレスパッターにより除去した後、薄膜
成長を行っていた。ここでのターゲット表面に生じる変
質層は、スパッターを繰り返すことによりターゲット表
面が変質して生じるものであって、ターゲット本来の組
成とは異なる組成物層である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の薄膜の
成長方法では、ターゲット表面の変質層を除去した後薄
膜成長を行っていたが、この際、ターゲット表面層の除
去量は経験から割り出して行っていたため、変質層が完
全に除去されているのか否かを確実に判別することがで
きず、変質層を完全に除去できない場合があり、得られ
た化合物の薄膜の膜質・膜厚の再現性が乏しく、また変
質層を完全に除去できてもターゲットまで除去してしま
い易く、ターゲットの利用効率が悪いという問題があっ
た。
成長方法では、ターゲット表面の変質層を除去した後薄
膜成長を行っていたが、この際、ターゲット表面層の除
去量は経験から割り出して行っていたため、変質層が完
全に除去されているのか否かを確実に判別することがで
きず、変質層を完全に除去できない場合があり、得られ
た化合物の薄膜の膜質・膜厚の再現性が乏しく、また変
質層を完全に除去できてもターゲットまで除去してしま
い易く、ターゲットの利用効率が悪いという問題があっ
た。
【０００５】そこで本発明は、得られる化合物薄膜の膜
質・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲッ
トの利用効率を良くすることができる薄膜の成長方法を
提供することを目的としている。
質・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲッ
トの利用効率を良くすることができる薄膜の成長方法を
提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は上記目的達成のため、スパッタリング法に
より基板上に薄膜を成長する工程を有する半導体装置の
製造方法において、該基板上にて薄膜を成長することな
くプレスパッターを行なうと共に、プレスパッターに伴
う発光スペクトルを観測し、その発光状態が所定の状態
になった後で該基板上にスパッタリング法により薄膜を
成長するものである。
の製造方法は上記目的達成のため、スパッタリング法に
より基板上に薄膜を成長する工程を有する半導体装置の
製造方法において、該基板上にて薄膜を成長することな
くプレスパッターを行なうと共に、プレスパッターに伴
う発光スペクトルを観測し、その発光状態が所定の状態
になった後で該基板上にスパッタリング法により薄膜を
成長するものである。
【０００７】本発明においては、スパッタリング法によ
り薄膜を成長する際、該薄膜成長前のプレスパッター時
に放出される分子のマススペクトルを観測し、その状態
が所定の状態になった後で基板上に薄膜を成長するもの
である。
り薄膜を成長する際、該薄膜成長前のプレスパッター時
に放出される分子のマススペクトルを観測し、その状態
が所定の状態になった後で基板上に薄膜を成長するもの
である。
【０００８】本発明においては、スパッタリングとして
は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリングであっても
、ＲＦマグネトロンスパッタリングであってもよく、特
に反応性スパッタリングに好ましく適用することができ
る。
は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリングであっても
、ＲＦマグネトロンスパッタリングであってもよく、特
に反応性スパッタリングに好ましく適用することができ
る。
【０００９】本発明において、薄膜としては二成分以上
の化合物薄膜に好ましく適用することができ、例えば透
明導電膜のＩＴＯ（ＳｎＯ２）、ＩｎＯ３、ＺｎＯ等が
挙げられる。
の化合物薄膜に好ましく適用することができ、例えば透
明導電膜のＩＴＯ（ＳｎＯ２）、ＩｎＯ３、ＺｎＯ等が
挙げられる。
【００１０】
【作用】スパッタリングするターゲット表面の変質層を
確実に除去してから基板上に薄膜成長を開始するために
、本発明では、スパッタリング時に発光スペクトルを観
測し、その発光状態が変質層の完全に除去された時と同
じ状態になった後、基板上に薄膜成長を開始するように
している。
確実に除去してから基板上に薄膜成長を開始するために
、本発明では、スパッタリング時に発光スペクトルを観
測し、その発光状態が変質層の完全に除去された時と同
じ状態になった後、基板上に薄膜成長を開始するように
している。
【００１１】スパッタリングの際には、スパッタリング
される原子特有の発光スペクトルが観測され、表面の変
質層と内部の完全な層とをスパッタリングする際には、
特定の原子の発光スペクトルの強度が異なる。例えば、
ＩＴＯがターゲットの場合には、Ｉｎの特性ライン（波
長λ＝４５１ｎｍ）が観測される。この時のスペトクル
強度Ｉは単位時間・単位体積当たりにＬ殻からＫ殻へ遷
移した電子を有するＩｎの原子数に比例する。従って、
一定の放電電力、一定の放電電圧のもとでは、スペクト
ル強度Ｉは単位時間・単位体積当たりのスパッタ原子数
に比例するため、スペクトル強度Ｉが一定になった状態
で基板上に成膜を開始すれば得られる薄膜の膜質・膜厚
の再現性を保証することができる。しかも、ターゲット
の利用効率を良くすることができる。
される原子特有の発光スペクトルが観測され、表面の変
質層と内部の完全な層とをスパッタリングする際には、
特定の原子の発光スペクトルの強度が異なる。例えば、
ＩＴＯがターゲットの場合には、Ｉｎの特性ライン（波
長λ＝４５１ｎｍ）が観測される。この時のスペトクル
強度Ｉは単位時間・単位体積当たりにＬ殻からＫ殻へ遷
移した電子を有するＩｎの原子数に比例する。従って、
一定の放電電力、一定の放電電圧のもとでは、スペクト
ル強度Ｉは単位時間・単位体積当たりのスパッタ原子数
に比例するため、スペクトル強度Ｉが一定になった状態
で基板上に成膜を開始すれば得られる薄膜の膜質・膜厚
の再現性を保証することができる。しかも、ターゲット
の利用効率を良くすることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の一実施例に則したスパッタリング装置の構
成を示す概略図である。図１において、１はチャンバ内
に配置され、基板支持板２に支持された半導体基板であ
り、この半導体基板１と対向するようにマグネトロンス
パッタリングガン３に設けられたターゲット４が配置さ
れている。５は半導体基板１とターゲット４間に配置さ
れたシャッターであり、このシャッター５とターゲット
４間にフォトマルチプライア６とモノクロメータ７等で
構成されたプラズマ発光モニター装置から引き出された
グラスファイバー８が配置されている。そして、Ａｒガ
ス、Ｏ ガスがマスフローコントローラ９及びバルブ
１０を介してチャンバ内に適宜導入できるようになって
おり、チャンバ下にはゲートバルブ１１、ターボモレキ
ュラーポンプ１２及び油回転ポンプ１３が設けられてお
り、これらからなる圧力調整機構によってチャンバ内の
圧力が適宜調整できるようになっている。１４はゲート
バルブ１１とターボモレキュラーポンプ１２間の圧力を
観測表示する圧力計である。
１は本発明の一実施例に則したスパッタリング装置の構
成を示す概略図である。図１において、１はチャンバ内
に配置され、基板支持板２に支持された半導体基板であ
り、この半導体基板１と対向するようにマグネトロンス
パッタリングガン３に設けられたターゲット４が配置さ
れている。５は半導体基板１とターゲット４間に配置さ
れたシャッターであり、このシャッター５とターゲット
４間にフォトマルチプライア６とモノクロメータ７等で
構成されたプラズマ発光モニター装置から引き出された
グラスファイバー８が配置されている。そして、Ａｒガ
ス、Ｏ ガスがマスフローコントローラ９及びバルブ
１０を介してチャンバ内に適宜導入できるようになって
おり、チャンバ下にはゲートバルブ１１、ターボモレキ
ュラーポンプ１２及び油回転ポンプ１３が設けられてお
り、これらからなる圧力調整機構によってチャンバ内の
圧力が適宜調整できるようになっている。１４はゲート
バルブ１１とターボモレキュラーポンプ１２間の圧力を
観測表示する圧力計である。
【００１３】次に、この図１に示すスパッタリング装置
を用いて薄膜の成長方法について説明する。ここでは、
表面が酸化されたＳｉ基板上にＩＴＯをターゲットとし
てＲＦマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを成
長させる場合である。
を用いて薄膜の成長方法について説明する。ここでは、
表面が酸化されたＳｉ基板上にＩＴＯをターゲットとし
てＲＦマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを成
長させる場合である。
【００１４】まず、ＩＴＯの成長前に図１に示すスパッ
タリング装置のターボモレキュラーポンプ１２で変質層
のプレスパッターを行う。ここでのプレスパッター条件
は放電電力を ５００Ｗ、放電圧力を４×１０−３Ｔｏ
ｒｒ、放電ガスをＡｒとＯ （流量比９５：５）、基
板温度を１５０ ℃とする。
タリング装置のターボモレキュラーポンプ１２で変質層
のプレスパッターを行う。ここでのプレスパッター条件
は放電電力を ５００Ｗ、放電圧力を４×１０−３Ｔｏ
ｒｒ、放電ガスをＡｒとＯ （流量比９５：５）、基
板温度を１５０ ℃とする。
【００１５】プレスパッターは、シャッターが閉じた状
態で行い、図２に示す如く発光強度Ｉが矢印Ａの如く所
定の値、即ち、変質層が完全に除去された時の発光強度
になったところでシャッターを開き、基板上へ成膜を開
始させる。なお、この際、発光強度のモニターシステム
からシャッターの開閉システムフィードバックをかけて
、連動させてもよい。
態で行い、図２に示す如く発光強度Ｉが矢印Ａの如く所
定の値、即ち、変質層が完全に除去された時の発光強度
になったところでシャッターを開き、基板上へ成膜を開
始させる。なお、この際、発光強度のモニターシステム
からシャッターの開閉システムフィードバックをかけて
、連動させてもよい。
【００１６】このように、本実施例では、プレスパッタ
ー時の発光強度を経時的に測定し、その発光強度が変質
層が完全に除去された時の発光強度になった状態の後、
基板上に薄膜成長するようにしたため、ターゲット表面
に変質層がなくなった時点を確実に検出することができ
る。このため、従来の経験則で行う場合よりも得られる
薄膜の膜質・膜厚の再現性を良くすることができ、しか
もターゲットの利用効率を良くすることができる。
ー時の発光強度を経時的に測定し、その発光強度が変質
層が完全に除去された時の発光強度になった状態の後、
基板上に薄膜成長するようにしたため、ターゲット表面
に変質層がなくなった時点を確実に検出することができ
る。このため、従来の経験則で行う場合よりも得られる
薄膜の膜質・膜厚の再現性を良くすることができ、しか
もターゲットの利用効率を良くすることができる。
【００１７】次に、本発明においては、スパッタリング
法により薄膜を成長する際、薄膜成長前のプレスパッタ
ー時に放出される分子のマススペクトルを観測し、その
状態が所定の状態になった後で基板上に薄膜を成長する
ことによっても上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
法により薄膜を成長する際、薄膜成長前のプレスパッタ
ー時に放出される分子のマススペクトルを観測し、その
状態が所定の状態になった後で基板上に薄膜を成長する
ことによっても上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【００１８】スパッタリングの際には、スパッタリング
される分子特有のマススペクトルが観測され、表面の変
質層と内部の完全な層とをスパッタリングする際には、
特定の分子のマススペクトルの強度が異なる。例えば、
ＩＴＯがターゲットの場合には、Ｉｎのスペクトル強度
Ｉは単位時間・単位体積当たりにターゲットから放出さ
れたＩｎの分子数に比例する。従って、一定の放電電力
、一定の放電電圧のもとでは、スペクトル強度Ｉは単位
時間・単位体積当たりのスパッタ分子数に比例するため
、スペクトル強度Ｉが一定になった状態で基板上に成膜
を開始すれば得られる薄膜の膜質・膜厚の再現性を保証
することができる。この際、発生するマススペクトルを
観測するためには、例えば質量分析計などを用いること
ができる。具体的には、プレスパッター時のマススペト
クル強度が変質層が完全に除去された時のマススペクト
ル強度になった状態の後、薄膜成長すればよい。
される分子特有のマススペクトルが観測され、表面の変
質層と内部の完全な層とをスパッタリングする際には、
特定の分子のマススペクトルの強度が異なる。例えば、
ＩＴＯがターゲットの場合には、Ｉｎのスペクトル強度
Ｉは単位時間・単位体積当たりにターゲットから放出さ
れたＩｎの分子数に比例する。従って、一定の放電電力
、一定の放電電圧のもとでは、スペクトル強度Ｉは単位
時間・単位体積当たりのスパッタ分子数に比例するため
、スペクトル強度Ｉが一定になった状態で基板上に成膜
を開始すれば得られる薄膜の膜質・膜厚の再現性を保証
することができる。この際、発生するマススペクトルを
観測するためには、例えば質量分析計などを用いること
ができる。具体的には、プレスパッター時のマススペト
クル強度が変質層が完全に除去された時のマススペクト
ル強度になった状態の後、薄膜成長すればよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、得られる化合物薄膜の
膜質・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲ
ットの利用効率を良くすることができるという効果があ
る。
膜質・膜厚の再現性を良くすることができ、かつターゲ
ットの利用効率を良くすることができるという効果があ
る。
【図１】本発明の一実施例に則したスパッタリング装置
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例に則したプレスパッター開始
から薄膜成長までのスパッタリング時間に対する発光強
度を示す図である。
から薄膜成長までのスパッタリング時間に対する発光強
度を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 スパッタリング法により基板上に薄膜
を成長する工程を有する半導体装置の製造方法において
、該基板上にて薄膜を成長することなくプレスパッター
を行なうと共に、プレスパッターに伴う発光スペクトル
を観測し、その発光状態が所定の状態になった後で該基
板上にスパッタリング法により薄膜を成長することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記所定の状態が前記スパッタリング
法に用いるターゲット表面に変質層がなくなった状態で
あることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項３】 スパッタリング法により基板上に薄膜
を成長する工程を有する半導体装置の製造方法において
、該基板上にて薄膜を成長することなくプレスパッター
を行なうと共に、プレスパッターに伴ってターゲットか
ら放出される分子のマススペクトルを観測し、その状態
が所定の状態になった後で該基板上にスパッタリング法
により薄膜を成長することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項４】 前記所定の状態が前記ターゲット表面
に変質層がなくなった状態であることを特徴とする請求
項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 内部で基板上に対してスパッタリング
成長を行うチャンバと、該基板を支持する基板支持板と
、該基板に対向して設けられるターゲットと、該基板と
該ターゲットとの間に設けられ、開閉可能なシャッタと
、スパッタリング法に伴って発生する、該ターゲットを
構成する所定の物質の発光スペクトル或いはマススペク
トルを、該シャッタと、該ターゲットとの間の領域にお
いて検出する検出手段と、該検出手段にて検出した結果
に基づいて、該シャッタの開閉を行う制御手段とを有す
ることを特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278091A JPH04333221A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278091A JPH04333221A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333221A true JPH04333221A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14336661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10278091A Withdrawn JPH04333221A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333221A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224322A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Sony Corp | 反応性スパッタリング装置及び成膜方法 |
| JP2010229485A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | スパッタリング方法 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10278091A patent/JPH04333221A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007224322A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Sony Corp | 反応性スパッタリング装置及び成膜方法 |
| JP2010229485A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | スパッタリング方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |