JPH10102234A - スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法 - Google Patents
スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法Info
- Publication number
- JPH10102234A JPH10102234A JP25430696A JP25430696A JPH10102234A JP H10102234 A JPH10102234 A JP H10102234A JP 25430696 A JP25430696 A JP 25430696A JP 25430696 A JP25430696 A JP 25430696A JP H10102234 A JPH10102234 A JP H10102234A
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- film
- shields
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターゲットシールド及び防着シールドを備え
たスパッタ装置において、該シールド類に付着する膜の
剥れによる不良品発生を防止するために該シールド類を
交換するためのメンテナンス間隔を延ばす。 【解決手段】 成膜時にターゲットシールド６及び防着
シールド７を、プラズマや基板３の加熱ヒーター５から
の輻射によって上昇する温度よりも高温に加熱すること
により、該シールド類６，７の温度変動をなくし、該シ
ールド類６，７とは膨張係数の異なる付着膜の剥れを防
止する。
たスパッタ装置において、該シールド類に付着する膜の
剥れによる不良品発生を防止するために該シールド類を
交換するためのメンテナンス間隔を延ばす。 【解決手段】 成膜時にターゲットシールド６及び防着
シールド７を、プラズマや基板３の加熱ヒーター５から
の輻射によって上昇する温度よりも高温に加熱すること
により、該シールド類６，７の温度変動をなくし、該シ
ールド類６，７とは膨張係数の異なる付着膜の剥れを防
止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体電子部品な
どの製造工程において、基板上に薄膜を形成するための
スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法に関する。
どの製造工程において、基板上に薄膜を形成するための
スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スパッタ装置は、成膜すべき基板
からの放出ガスを減少させ且つ該基板と成膜物質との密
着性を向上させるため、３００℃程度に基板を加熱する
ための加熱・温度制御手段を有し、また装置全体を収納
している真空容器の周辺にスパッタ膜が付着するのを防
止するための防着シールドや、ターゲット部の電界を補
正して異常放電を防ぐターゲットシールドを設ける構成
が一般的である。また、基板１枚ごとに、成膜工程が終
了すると、排気系は連続動作させるものの、加熱手段は
一旦停止し、次の基板の成膜に備えるのが普通である。
からの放出ガスを減少させ且つ該基板と成膜物質との密
着性を向上させるため、３００℃程度に基板を加熱する
ための加熱・温度制御手段を有し、また装置全体を収納
している真空容器の周辺にスパッタ膜が付着するのを防
止するための防着シールドや、ターゲット部の電界を補
正して異常放電を防ぐターゲットシールドを設ける構成
が一般的である。また、基板１枚ごとに、成膜工程が終
了すると、排気系は連続動作させるものの、加熱手段は
一旦停止し、次の基板の成膜に備えるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパッタ装置では、防着シールドやターゲットシールド
に付着したスパッタ膜が剥れてきて、成膜中の基板に付
着し、歩留を低下させるという問題があった。この問題
を防止するためには、シールド類を交換するメンテナン
ス間隔を短く設定する必要があった。
スパッタ装置では、防着シールドやターゲットシールド
に付着したスパッタ膜が剥れてきて、成膜中の基板に付
着し、歩留を低下させるという問題があった。この問題
を防止するためには、シールド類を交換するメンテナン
ス間隔を短く設定する必要があった。
【０００４】本発明の目的は、上記問題を解決し、歩留
良く成膜することにあり、メンテナンス間隔を伸ばし
て、生産効率を高めることにある。
良く成膜することにあり、メンテナンス間隔を伸ばし
て、生産効率を高めることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、排気
系、ガス導入系を備えた真空系に、基板ホルダー、基板
加熱手段、スパッタ電極、防着シールド、ターゲットシ
ールドを備えたスパッタ装置であって、上記防着シール
ド及びターゲットシールドにそれぞれ加熱・温度制御手
段を付したことを特徴とするスパッタ装置である。
系、ガス導入系を備えた真空系に、基板ホルダー、基板
加熱手段、スパッタ電極、防着シールド、ターゲットシ
ールドを備えたスパッタ装置であって、上記防着シール
ド及びターゲットシールドにそれぞれ加熱・温度制御手
段を付したことを特徴とするスパッタ装置である。
【０００６】また本発明の第２は、上記防着シールド及
びターゲットシールドに、電位制御手段を付したスパッ
タ装置を提供する。
びターゲットシールドに、電位制御手段を付したスパッ
タ装置を提供する。
【０００７】さらに本発明は、上記第１のスパッタ装置
を用い、上記防着シールト及びターゲットシールドをそ
れぞれ常時加熱しながら連続して複数枚の基板に結晶物
質を成膜することを特徴とする成膜方法、或いは、上記
第２のスパッタ装置を用い、上記防着シールド及びター
ゲットシールド常時加熱すると同時に少なくとも成膜時
には負の電位に制御して連続して複数枚の基板に結晶物
質を成膜することを特徴とする成膜方法を提供するもの
である。
を用い、上記防着シールト及びターゲットシールドをそ
れぞれ常時加熱しながら連続して複数枚の基板に結晶物
質を成膜することを特徴とする成膜方法、或いは、上記
第２のスパッタ装置を用い、上記防着シールド及びター
ゲットシールド常時加熱すると同時に少なくとも成膜時
には負の電位に制御して連続して複数枚の基板に結晶物
質を成膜することを特徴とする成膜方法を提供するもの
である。
【０００８】さらにまた、本発明は、上記第１又は第２
のスパッタ装置を用いた非晶質物質の成膜方法であっ
て、１枚の基板の成膜工程を終える毎に、上記防着シー
ルド及びターゲットシールドを加熱し、当該シールドに
付着した非晶質物質を結晶化させることを特徴とする成
膜方法である。
のスパッタ装置を用いた非晶質物質の成膜方法であっ
て、１枚の基板の成膜工程を終える毎に、上記防着シー
ルド及びターゲットシールドを加熱し、当該シールドに
付着した非晶質物質を結晶化させることを特徴とする成
膜方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】成膜工程が進むに連れて、スパッ
タされた物質は防着シールドやターゲットシールドに付
着する。この時、シールド類はプラズマや基板を加熱し
ているヒーターからの輻射により温度が上昇している。
従って、成膜工程が完了してヒーター類の電源が切られ
ると、シールド類への輻射もなくなり、該シールド類の
温度は低下する。すると、シールド類とその表面に付着
した膜との膨張係数が異なるために、成膜後の温度低下
によって両者の収縮量に差が生じ、該膜がシールド類か
ら剥れ、該膜が基板に付着してパターン不良やショート
の原因となり、製品の歩留まりを低下させる。この付着
物を一般にパーティクルと呼び、このパーティクルが増
加して歩留が低下する前にシールド類は交換される。
タされた物質は防着シールドやターゲットシールドに付
着する。この時、シールド類はプラズマや基板を加熱し
ているヒーターからの輻射により温度が上昇している。
従って、成膜工程が完了してヒーター類の電源が切られ
ると、シールド類への輻射もなくなり、該シールド類の
温度は低下する。すると、シールド類とその表面に付着
した膜との膨張係数が異なるために、成膜後の温度低下
によって両者の収縮量に差が生じ、該膜がシールド類か
ら剥れ、該膜が基板に付着してパターン不良やショート
の原因となり、製品の歩留まりを低下させる。この付着
物を一般にパーティクルと呼び、このパーティクルが増
加して歩留が低下する前にシールド類は交換される。
【００１０】本発明においては、上記シールド類に加熱
・温度制御手段を付して常時シールド類を加熱すること
により、シールドの温度変動をなくし、膨張係数の異な
る付着膜の剥れを防止して、パーティクルの増加を抑制
し、よって、シールドの交換時期を伸ばすことができる
のである。
・温度制御手段を付して常時シールド類を加熱すること
により、シールドの温度変動をなくし、膨張係数の異な
る付着膜の剥れを防止して、パーティクルの増加を抑制
し、よって、シールドの交換時期を伸ばすことができる
のである。
【００１１】さらに本発明においては、シールド類に電
位制御手段を付して電位を制御することにより、付着膜
のシールド類への密着性を高め、さらにその剥れを抑制
することができる。
位制御手段を付して電位を制御することにより、付着膜
のシールド類への密着性を高め、さらにその剥れを抑制
することができる。
【００１２】また、本発明では、低温で形成するために
剥れ易い非晶質物質の成膜を行う際には、成膜工程完了
後に、シールド類を加熱して該シールド表面に付着した
非晶質物質からなる膜を結晶化させ、シールド類への密
着性を高めてその剥れを抑制する。
剥れ易い非晶質物質の成膜を行う際には、成膜工程完了
後に、シールド類を加熱して該シールド表面に付着した
非晶質物質からなる膜を結晶化させ、シールド類への密
着性を高めてその剥れを抑制する。
【００１３】本発明の実施の形態を、ＩＴＯ（酸化イン
ジウム・スズ）を成膜する工程を例に挙げて説明する。
ジウム・スズ）を成膜する工程を例に挙げて説明する。
【００１４】図１に本発明第１のスパッタ装置の模式図
を示す。図中、１は不図示の排気系及びガス導入系を有
し、該導入系よりガスを導入してプラズマ放電を行わせ
るための真空容器、２はターゲット、３はターゲット２
からスパッタされた物質を成膜するための基板、４は基
板３を固定するための基板ホルダー、５は基板加熱用の
加熱ヒーター、６はターゲット２の電界を補正し異常放
電を防ぐためのターゲットシールド、７は真空容器１の
周辺にスパッタ膜が付着するのを防止するための防着シ
ールド、８は防着シールト及びターゲットシールド加熱
用の加熱ヒーター、９はシールド類の温度を検知するた
めの熱電対、１０は真空容器１内の状態が変動してもシ
ールド６，７の温度を一定に制御するための温度制御ユ
ニット、１１はターゲットに電力を供給するための直流
電源、１２はスパッタ電極である。
を示す。図中、１は不図示の排気系及びガス導入系を有
し、該導入系よりガスを導入してプラズマ放電を行わせ
るための真空容器、２はターゲット、３はターゲット２
からスパッタされた物質を成膜するための基板、４は基
板３を固定するための基板ホルダー、５は基板加熱用の
加熱ヒーター、６はターゲット２の電界を補正し異常放
電を防ぐためのターゲットシールド、７は真空容器１の
周辺にスパッタ膜が付着するのを防止するための防着シ
ールド、８は防着シールト及びターゲットシールド加熱
用の加熱ヒーター、９はシールド類の温度を検知するた
めの熱電対、１０は真空容器１内の状態が変動してもシ
ールド６，７の温度を一定に制御するための温度制御ユ
ニット、１１はターゲットに電力を供給するための直流
電源、１２はスパッタ電極である。
【００１５】先ず、不図示のロードロック及び搬送機構
により基板３及び基板ホールダー４を真空容器１内に搬
送し、所定の位置にセット後、不図示の排気系（真空ポ
ンプ）により、真空容器１内を１０-5Ｐａ台まで排気す
る。次にスパッタ用ガスを導入し、真空度を０．３〜
１．３Ｐａに制御する。
により基板３及び基板ホールダー４を真空容器１内に搬
送し、所定の位置にセット後、不図示の排気系（真空ポ
ンプ）により、真空容器１内を１０-5Ｐａ台まで排気す
る。次にスパッタ用ガスを導入し、真空度を０．３〜
１．３Ｐａに制御する。
【００１６】次に加熱ヒーター３により基板３を２００
℃以上に加熱制御すると同時に、シールド６，７を温度
制御ユニット１０により加熱制御する。この時のシール
ドの温度は、成膜中にプラズマや加熱ヒーター３からの
輻射により上昇する温度以上になるように制御する。
℃以上に加熱制御すると同時に、シールド６，７を温度
制御ユニット１０により加熱制御する。この時のシール
ドの温度は、成膜中にプラズマや加熱ヒーター３からの
輻射により上昇する温度以上になるように制御する。
【００１７】温度が安定した後、電源１１によりターゲ
ット面積に対し０．１〜２．０Ｗ／ｃｍ2 の電力を供給
し、スパッタリングを行う。
ット面積に対し０．１〜２．０Ｗ／ｃｍ2 の電力を供給
し、スパッタリングを行う。
【００１８】必要な膜厚まで成膜した後、電源１１の電
力を停止するが、シールド６，７の加熱制御はそのまま
次の基板の成膜工程まで継続する。
力を停止するが、シールド６，７の加熱制御はそのまま
次の基板の成膜工程まで継続する。
【００１９】また、図２は本発明第２のスパッタ装置の
模式図であり、ターゲットシールド６及び防着シールド
７をフローティングにするために、絶縁材１２と、電位
を制御するためのバイアス用電源１３が配されている。
この電源１３により、上記シールド類６，７に−１０〜
−１００Ｖの電位を付与し、スパッタ操作を行うことに
より、シールド類６，７に付着した膜に対しボンバード
効果が生じ、該付着膜の密着性が向上する。
模式図であり、ターゲットシールド６及び防着シールド
７をフローティングにするために、絶縁材１２と、電位
を制御するためのバイアス用電源１３が配されている。
この電源１３により、上記シールド類６，７に−１０〜
−１００Ｖの電位を付与し、スパッタ操作を行うことに
より、シールド類６，７に付着した膜に対しボンバード
効果が生じ、該付着膜の密着性が向上する。
【００２０】さらに、本発明のスパッタ装置を用いて、
非晶質ＩＴＯ（アモルファスＩＴＯ）を成膜する際に
は、ヒーター類５，８をオフにして成膜し、成膜完了
後、基板３を取り出した後、ヒーター８によりシールド
類６，７を２００℃以上、３０分以上加熱し、シールド
類６，７に付着した非晶質ＩＴＯ膜を結晶化させる。こ
れにより、シールド類６，７に付着した膜の剥れが抑制
される。
非晶質ＩＴＯ（アモルファスＩＴＯ）を成膜する際に
は、ヒーター類５，８をオフにして成膜し、成膜完了
後、基板３を取り出した後、ヒーター８によりシールド
類６，７を２００℃以上、３０分以上加熱し、シールド
類６，７に付着した非晶質ＩＴＯ膜を結晶化させる。こ
れにより、シールド類６，７に付着した膜の剥れが抑制
される。
【００２１】
［実施例１］図１に示すスパッタ装置を用いて結晶ＩＴ
Ｏ膜を成膜した。本実施例においては、基板３としてガ
ラス基板を用い、スパッタ用ガスとしてアルゴンと０．
４％酸素を真空容器１内に導入し、真空度を０．４Ｐａ
とした。また、基板３の温度は２２０℃とし、シールド
類６，７の温度は１５０℃以上に保ち、０．５７Ｗ／ｃ
ｍ2 の電力を供給し、約７０ｎｍ厚の結晶ＩＴＯ膜を形
成した。シールド類６，７の温度は常時１５０℃以上に
保った。この条件で連続して成膜を行ったところ、図３
に示すように、２０００枚の基板を成膜するまでパーテ
ィクルの増加が抑えられた。
Ｏ膜を成膜した。本実施例においては、基板３としてガ
ラス基板を用い、スパッタ用ガスとしてアルゴンと０．
４％酸素を真空容器１内に導入し、真空度を０．４Ｐａ
とした。また、基板３の温度は２２０℃とし、シールド
類６，７の温度は１５０℃以上に保ち、０．５７Ｗ／ｃ
ｍ2 の電力を供給し、約７０ｎｍ厚の結晶ＩＴＯ膜を形
成した。シールド類６，７の温度は常時１５０℃以上に
保った。この条件で連続して成膜を行ったところ、図３
に示すように、２０００枚の基板を成膜するまでパーテ
ィクルの増加が抑えられた。
【００２２】［比較例１］シールド類６，７の加熱を行
わない以外は実施例１と同様にして結晶ＩＴＯ膜を連続
して成膜した。その結果、図３に示すように、基板１０
００枚程度でパーティクルが増加し、メンテナンスが必
要となった。
わない以外は実施例１と同様にして結晶ＩＴＯ膜を連続
して成膜した。その結果、図３に示すように、基板１０
００枚程度でパーティクルが増加し、メンテナンスが必
要となった。
【００２３】［実施例２］図２の装置において、バイア
ス用電源１３によりシールド類６，７の電位を−５０Ｖ
に制御する以外は実施例１と同様にして成膜を行った。
その結果、基板２３００枚までパーティクルの増加が抑
えられた。
ス用電源１３によりシールド類６，７の電位を−５０Ｖ
に制御する以外は実施例１と同様にして成膜を行った。
その結果、基板２３００枚までパーティクルの増加が抑
えられた。
【００２４】［実施例３］基板３としてガラス基板を用
い、スパッタ用ガスとしてアルゴンと０．４％酸素を導
入し、真空度を０．４Ｐａとし、基板３及びシールド類
６，７は加熱せず、非晶質ＩＴＯ膜を膜厚約７０ｎｍと
なるように成膜した。成膜の完了した基板を取り出した
後、シールド類６，７を２００℃以上、３０分以上加熱
した。この工程を繰り返したところ、基板１０００枚ま
でパーティクルの増加が抑えられた。
い、スパッタ用ガスとしてアルゴンと０．４％酸素を導
入し、真空度を０．４Ｐａとし、基板３及びシールド類
６，７は加熱せず、非晶質ＩＴＯ膜を膜厚約７０ｎｍと
なるように成膜した。成膜の完了した基板を取り出した
後、シールド類６，７を２００℃以上、３０分以上加熱
した。この工程を繰り返したところ、基板１０００枚ま
でパーティクルの増加が抑えられた。
【００２５】また、基板３上に成膜した非晶質ＩＴＯ膜
のスクラッチテスト（針の先端径１０μｍφ）では２５
ｇｆであったが、シールド６，７類に付着したＩＴＯ膜
では７０ｇｆ以上（測定不可のため）となっており、シ
ールド６，７に付着したＩＴＯ膜は密着力が強化されて
剥れにくくなっていることがわかった。
のスクラッチテスト（針の先端径１０μｍφ）では２５
ｇｆであったが、シールド６，７類に付着したＩＴＯ膜
では７０ｇｆ以上（測定不可のため）となっており、シ
ールド６，７に付着したＩＴＯ膜は密着力が強化されて
剥れにくくなっていることがわかった。
【００２６】［比較例２］成膜工程間隙におけるシール
ド類６，７の加熱を行わない以外は実施例３と同様にし
て成膜を行ったところ、シールド類６，７に付着した膜
が剥れ易く、２００枚程度の基板に成膜したところでパ
ーティクルが増加した。
ド類６，７の加熱を行わない以外は実施例３と同様にし
て成膜を行ったところ、シールド類６，７に付着した膜
が剥れ易く、２００枚程度の基板に成膜したところでパ
ーティクルが増加した。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ターゲットシールドや防着シールドに付着する膜の剥れ
が抑制されるため、これらシールドの交換時期を伸ばす
ことができ、メンテナンス間隔を長くすることができ
る。よって、メンテナンスのために装置を停止する頻度
が低減し、生産性が向上する。
ターゲットシールドや防着シールドに付着する膜の剥れ
が抑制されるため、これらシールドの交換時期を伸ばす
ことができ、メンテナンス間隔を長くすることができ
る。よって、メンテナンスのために装置を停止する頻度
が低減し、生産性が向上する。
【００２８】本発明においては、シールド類の加熱時期
を変えることで、結晶物質、非晶質物質のいずれにも対
応することができる。
を変えることで、結晶物質、非晶質物質のいずれにも対
応することができる。
【図１】本発明第１のスパッタ装置の模式図である。
【図２】本発明第２のスパッタ装置の模式図である。
【図３】本発明の実施例１及び比較例１の結果を示す図
である。
である。
【符号の説明】 １ 真空容器 ２ ターゲット ３ 基板 ４ 基板ホルダー ５ 基板用加熱ヒーター ６ ターゲットシールド ７ 防着シールド ８ シールド用加熱ヒーター ９ 熱電対 １０ 温度制御ユニット １１ 直流電源 １２ 絶縁材 １３ バイアス用電源
Claims (5)
- 【請求項１】 排気系、ガス導入系を備えた真空系に、
基板ホルダー、基板加熱手段、スパッタ電極、防着シー
ルド、ターゲットシールドを備えたスパッタ装置であっ
て、上記防着シールド及びターゲットシールドにそれぞ
れ加熱・温度制御手段を付したことを特徴とするスパッ
タ装置。 - 【請求項２】 上記防着シールド及びターゲットシール
ドに、電位制御手段を付したことを特徴とする請求項１
記載のスパッタ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のスパッタ装置を用いた結
晶物質の成膜方法であって、上記防着シールト及びター
ゲットシールドをそれぞれ常時加熱しながら連続して複
数枚の基板に結晶物質を成膜することを特徴とする成膜
方法。 - 【請求項４】 請求項２記載のスパッタ装置を用いた結
晶物質の成膜方法であって、上記防着シールド及びター
ゲットシールドを常時加熱すると同時に少なくとも成膜
時には負の電位に制御して連続して複数枚の基板に結晶
物質を成膜することを特徴とする成膜方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載のスパッタ装置を用
いた非晶質物質の成膜方法であって、１枚の基板の成膜
工程を終える毎に、上記防着シールド及びターゲットシ
ールドを加熱し、当該シールドに付着した非晶質物質を
結晶化させることを特徴とする成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25430696A JPH10102234A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25430696A JPH10102234A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10102234A true JPH10102234A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17263166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25430696A Withdrawn JPH10102234A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | スパッタ装置及び該装置を用いた成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10102234A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006137966A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置およびスパッタリング方法 |
| WO2007032166A1 (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-22 | Asahi Glass Company, Limited | 成膜装置用防着板および成膜装置 |
| KR100955595B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2010-05-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 막 형성장치와 막 형성 방법 및 클리닝 방법 |
| WO2012046705A1 (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-12 | 株式会社アルバック | 誘電体成膜装置及び誘電体成膜方法 |
| CN108573845A (zh) * | 2017-03-07 | 2018-09-25 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 反应腔室及半导体加工设备 |
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| TWI921453B (zh) | 2021-01-21 | 2026-04-11 | 日商邦德科技股份有限公司 | 接合方法、接合裝置及接合系統 |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP25430696A patent/JPH10102234A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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