CN102373424A - 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法 - Google Patents

膜形成设备和膜形成设备用的校准方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102373424A
CN102373424A CN2011102261873A CN201110226187A CN102373424A CN 102373424 A CN102373424 A CN 102373424A CN 2011102261873 A CN2011102261873 A CN 2011102261873A CN 201110226187 A CN201110226187 A CN 201110226187A CN 102373424 A CN102373424 A CN 102373424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
film forming
parts
forming device
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102261873A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102373424B (zh
Inventor
石原繁纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
Publication of CN102373424A publication Critical patent/CN102373424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102373424B publication Critical patent/CN102373424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0042—Controlling partial pressure or flow rate of reactive or inert gases with feedback of measurements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0063—Reactive sputtering characterised by means for introducing or removing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C23C14/0068—Reactive sputtering characterised by means for confinement of gases or sputtered material, e.g. screens, baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明提供几乎不受由恢复处理引起的遮蔽板的大小和形状的改变影响的膜形成设备和膜形成设备用的校准方法。该膜形成设备包括包围真空室中在相互面对的处理对象基板和靶材之间的溅射空间的遮蔽板，并通过使至少一种活性气体和膜形成材料相互反应来在处理对象基板上形成膜。膜形成设备被配置为基于压力检测部件所检测到的溅射空间的压力值，控制要导入溅射空间中的气体的流量相对于要导入在真空室的内壁和遮蔽板之间的空间中的气体的流量的比。

Description

膜形成设备和膜形成设备用的校准方法
技术领域
本发明涉及通过使用真空泵和真空室在低压环境下在基板上进行膜形成处理的膜形成设备和该膜形成设备用的校准方法，特别涉及通过使用真空室中包括的遮蔽板使从靶材发射出的膜形成材料与活性气体反应来形成膜的物理气相沉积设备和物理气相沉积方法。
背景技术
近年来，趋向于将溅射技术应用至用于使用例如铁电材料的非易失性半导体存储器电路(FeRAM：Ferroelectric RandomAccess Memory，铁电随机存取存储器)的铁电电容器的电极的、诸如氮化钛等的金属化合物，因为溅射技术可以实现高纯度和对膜厚度的出色控制。在溅射技术的应用中，通常使用所谓的“反应溅射“技术，其中，通过利用诸如氩的惰性气体溅射简单金属物质的靶材并然后使发射出的金属粒子与诸如氮气或氧气的活性气体反应来获得期望的金属化合物。在该技术中，将例如氧气或氮气的活性气体与溅射气体(例如，氩)一起导入真空室中，使活性气体的分子和通过溅射从靶材发射出的金属粒子相互反应，从而使所生成的反应化合物的薄膜形成在基板上。
图14是示出传统的反应溅射设备的示意图。在日本特开2009-200405中公开了这种设备，该设备能够通过反应溅射沉积诸如氮化钛(TiN)或氧化铱(IrOx)等的金属化合物。
该设备包括连接到由不锈钢等形成的真空室301的诸如未示出的涡轮分子泵等的排气部件(未示出)，并且真空室301例如能够维持具有1×10-8帕的压力的高真空环境。此外，真空室301包括用于保持处理对象基板303的台架302，并且在放置在台架302上的处理对象基板303上进行膜形成处理。
靶材305由膜形成材料的纯物质或化合物形成。将未示出的DC电源连接至靶材305以使得将电压施加至靶材305。与真空室301绝缘地设置靶材305。此外，设置未示出的磁体，以使得可以将磁场施加至靶材305的表面。这里，将靶材305设置在包装板304上。
气体导入部件314和315各自包括例如质量流量控制器和阀等的流量控制部件。在气体导入部件314和315中，例如用于供给诸如氮气的活性气体的部件314和用于供给诸如氩的溅射气体的部件315相互连接，并被配置为将活性气体和溅射气体导入真空室301中。气体导入部件315导入溅射气体，并且气体导入部件314导入诸如氮气的活性气体。当DC电源输入功率以将负电压施加至靶材305时，利用磁体引起磁控放电。
通过磁控放电，将溅射气体引入靶材305附近的等离子体，并且通过具有负电压的靶材305对等离子体的正离子进行加速，从而等离子体的正离子与靶材305碰撞。正离子的碰撞引起从靶材305发射出原子和分子等，并且所发射出的原子与由气体导入部件314同时导入的活性气体反应以生成金属化合物。由此生成的金属化合物到达基板303的对着靶材305的表面。以这种方式，将期望的膜形成在基板303上。
例如，通过使用用于靶材305的铱和作为活性气体314的氧气(O2)，将是铁电物质的氧化铱(IrOx)膜形成在基板303上。用于测量氧气中的O2的浓度的氧气浓度计311通过管312连接至真空室301。将氧气浓度计311测量得到的关于氧气的O2浓度的数据发送至与氧气浓度计311电连接的控制单元313。
在上述设备中，将溅射膜散射并沉积在真空室301和基板的整个区域上。为了防止在膜形成步骤中出现粒子，需要设置遮蔽板306以限制散射的膜并避免膜易于脱落。通过喷砂等处理遮蔽板306以具有比基材的表面更粗糙的表面，并且遮蔽板306被配置为避免附着到遮蔽板306的膜易于从遮蔽板306脱落。此外，遮蔽板306被配置为以以下方式重复使用：当将一定量的膜沉积在遮蔽板306上时，卸下遮蔽板306，然后通过喷砂等单独地处理遮蔽板306以移除沉积膜。此外，遮蔽板306被配置为通过包围从靶材305附近到台架302的空间来形成遮蔽内部空间318和遮蔽外部空间319。遮蔽内部空间318和遮蔽外部空间319包围膜形成室301中的靶材。遮蔽板306防止膜附着到遮蔽外部空间319的壁表面。
这里，气体导入部件314和315导入遮蔽外部空间319中的活性气体和溅射气体通过遮蔽板306中的开口320供给至遮蔽内部空间318，同时从遮蔽内部空间318排放至遮蔽外部空间319。
由于活性气体315的浓度显著影响了膜质量，因此在如上所述的遮蔽内部空间318中的处理对象基板303附近设置用于监视活性气体的浓度的部件311。说明了通过控制供给至气体导入部件314的活性气体的流量以使得活性气体的浓度在处理对象基板附近保持恒定，来以低成本实现膜的质量控制。
同时，图15是示出另一传统的反应溅射设备的示意图。在日本特开平5-247639中公开了这种设备。该设备包括限定真空室401中的溅射空间的遮蔽板406，并且被配置为通过沉积从在真空室401的上部设置的溅射靶材405发射的金属粒子而在真空室401中的晶圆台407上放置的晶圆408的表面上形成薄膜。此外，该设备包括被配置为将诸如氩的活性气体直接导入由遮蔽板(遮蔽件)406限定的空间的活性气体导入部403a，和能够直接测量由遮蔽板406限定的空间中的压力的压力计404。在图15中，401a表示排出口，401b表示晶圆接收口，402a表示闸阀，402表示低温泵，以及406a表示遮蔽板406中的开口。在该设备的情况下，活性气体排出口410形成在遮蔽板406中，并配置为将活性气体直接排放到遮蔽内部空间418中。可以在通过使用测量压力用的压力计404监视遮蔽内部空间418中的压力的同时，调节导入的活性气体的流量。
然而，在上述两个设备中的每个设备中，遮蔽板306或406需要定期进行更换处理以移除附着到遮蔽板306或406的表面的膜。在更换处理中，在连接部从气体导入部件314和315或403a卸下遮蔽板306或406。通常，为了能够重复使用遮蔽板306或406一定次数，进行恢复处理，其中，在移除遮蔽板之后通过化学或物理力移除附着的膜。在该恢复处理中，难以仅移除附着的膜而不对遮蔽板306或406施加任何压力，并且通过化学蚀刻或物理移除处理，遮蔽板306或406本身不可避免地在形状和大小上改变。
此外，即使不包括恢复处理，为了更换用完的靶材等也要卸下遮蔽板306或406然后再次安装遮蔽板306或406。该操作可能导致遮蔽板306或406的安装位置或者靶材305或405和遮蔽板306或406之间的间隙的改变。自然，遮蔽板306或406的安装位置在由相同组件构成的不同室之间变化。
在日本特开2009-200405中公开的反应溅射设备的情况下，遮蔽板306的形状或安装位置的改变还引起遮蔽内部空间318和遮蔽外部空间319之间的开口320的大小的改变。这可能引起供给至遮蔽内部空间318和遮蔽外部空间319的活性气体的流量的改变。为了针对改变进行校准，可以调节活性气体314的流量本身，以使得遮蔽内部空间318中的活性气体的浓度可以在预定值。然而，这也改变了导入遮蔽外部空间319的活性气体的流量，并且结果可能影响遮蔽内部空间318中的活性气体的分布。换句话说，遮蔽外部空间319中的压力的改变使从遮蔽内部空间318到遮蔽外部空间319的活性气体的流量和分布改变了，结果可能影响通过反应溅射获得的膜质量和分布。
相反，在特开平5-247639中公开的反应溅射设备被配置为使从导入部件403a导入的活性气体直接进入遮蔽内部空间418中。这里，为了将气体导入部件403a所导入的活性气体的全部量导入遮蔽内部空间418中，气体入口部410需要对于遮蔽外部空间419气密。
然而，诸如反应溅射设备的设备可能被来自构件的输出气体负面地影响。因此，对于活性气体的供给路径，使用树脂密封材料等不是优选的，并且使用诸如焊接或焊料接合等的技术显著降低了卸下遮蔽板406时的效率。另外，由于作为恢复遮蔽板406的结果的形状和大小的改变随机发生，所以难以控制从气体入口部410泄露至遮蔽外部空间419的活性气体的量。因此，该设备在与遮蔽板406的恢复相关联的反应溅射的膜质量的可重复性方面，具有与日本特开2009-200405的设备相同的问题。就本发明的发明者已知，目前没有解决该问题的技术。
发明内容
考虑上述问题做出本发明，本发明在于提供几乎不受遮蔽板的由恢复处理引起的大小和形状的改变影响的膜形成设备和膜形成方法，以及膜形成设备用的校准方法。
为了实现上述目标，本发明的一个方面提供一种膜形成设备，用于通过在真空室中使至少一种活性气体与膜形成材料相互反应来在处理对象基板上形成膜，所述膜形成设备包括：遮蔽板，用于包围所述真空室中在相互面对的所述处理对象基板和靶材之间的溅射空间，其中，所述靶材包含所述膜形成材料；气体供给部件，用于在形成所述膜时将至少包含所述活性气体的气体供给至所述真空室，并包括用于将气体导入由所述遮蔽板包围的所述溅射空间中的第一气体导入部件以及用于将气体导入在所述真空室的内壁和所述遮蔽板之间的溅射外部空间中的第二气体导入部件，其中，所述第二气体导入部件从所述第一气体导入部件分支；以及气体流量比控制部件，用于调节要由所述第一气体导入部件导入所述溅射空间中的气体的流量相对于要由所述第二气体导入部件导入所述溅射外部空间中的气体的流量的比。
本发明的另一方面提供一种膜形成设备用的校准方法，所述膜形成设备用于通过使至少一种活性气体与膜形成材料相互反应来在处理对象基板上形成膜，所述膜形成设备包括：遮蔽板，用于包围真空室中在相互面对的所述处理对象基板和靶材之间的溅射空间；以及气体供给部件，包括用于将气体导入由所述遮蔽板包围的溅射空间中的第一气体导入部件和用于将气体导入在所述真空室的内壁和所述遮蔽板之间的溅射外部空间中的第二气体导入部件，所述第二气体导入部件从所述第一气体导入部件分支，所述校准方法包括：第一步骤，用于将预定流量的测量气体从所述气体供给部件供给至所述真空室；第二步骤，用于检测表示所述溅射空间中的压力的信号值；以及第三步骤，用于调节要由所述第一气体导入部件导入所述溅射空间中的测量气体的流量相对于要由所述第二气体导入部件导入所述溅射外部空间中的测量气体的流量的比，以使得所述信号值等于预定的校准基准值。
根据本发明，基于压力测量部件测量得到的表示溅射空间中的压力的信号，来控制要导入溅射空间中的气体的流量相对于要导入在真空室的内壁和遮蔽板之间的空间中的气体的流量的比。因此，即使由于遮蔽板的形状和大小随着遮蔽板的恢复而改变或者遮蔽板的安装位置随着遮蔽板的拆卸和安装而变化，而使得泄露到溅射空间外部的活性气体的流量在将活性气体导入溅射空间时变化，本发明也可以提供以下效果：可以减少导入遮蔽内部和外部的活性气体的流量的变化，并且可以维持膜质量的可重复性。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的结构的示意图。
图2是根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的气体导入部的放大图。
图3是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备用的校准方法的流程图。
图4是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备中的氩气的流量和靶材电压之间的关系的图。
图5是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的另一结构的示意图。
图6是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备中的氩气的流量和等离子体发射强度之间的关系的图。
图7是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的另一结构的示意图。
图8是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备中的分光器所检测到的发射光谱的图。
图9是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的另一结构的示意图。
图10是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备中的质谱仪所检测到的质荷比和电流值之间的关系的图。
图11是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的另一校准方法的流程图。
图12是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备中的靶材的累积功耗和施加至靶材的电压之间的关系的图。
图13是示出根据本发明实施例的反应磁控溅射设备的另一校准方法的流程图。
图14是示出传统的反应磁控溅射设备的结构的示意图。
图15是示出传统的反应磁控溅射设备的结构的示意图。
具体实施方式
图1和图2是根据本发明实施例的例子的用于制造半导体器件的反应溅射设备的示意图。图1中的物理气相沉积设备(反应溅射设备)用于通过使至少一种活性气体与膜形成材料反应来在处理对象基板上形成膜，所述物理气相沉积设备包括：遮蔽板104，包围真空室101中在相互面对的台架103上处理对象基板W和靶材106之间的溅射空间(也称为“遮蔽内部空间”)；气体供给部件(也称为“第一气体供给部件”)105，用于将气体供给至真空室101；以及压力计(也称为“压力传感器”)111，用于测量溅射空间108中的压力。
根据本发明实施例的设备的第一特征在于，气体供给部件105包括相互分支的第一气体导入部件和第二气体导入部件。根据本发明实施例的设备的第二特征在于：第一气体导入部件包括用于将气体导入溅射空间108中的第一气体导入管114，第一气体导入管114的一端连接至设置在真空室101中的遮蔽板104的开口128，并且第二气体导入部件包括用于将气体导入在真空室101的内壁101a和遮蔽板104的外壁104b之间的空间的第二气体导入管115。根据本发明实施例的设备的第三特征在于，气体供给部件105包括可变阀112、控制器113和存储器121作为气体流量比控制部件，用于基于压力计111所测量得到的溅射空间108的压力值来控制导入第一气体导入管114的气体的流量相对于导入第二气体导入管115的气体的流量的比。根据本发明实施例的设备的第四特征在于包括：第一步骤，用于将至少一种活性气体供给至真空室101；第二步骤，用于测量溅射空间108中的压力；以及第三步骤，用于控制导入溅射空间108中的活性气体的流量相对于导入在真空室101的内壁101a和遮蔽板104之间的溅射外部空间中的活性气体的流量的比。
本实施例的设备使用钛(Ti)作为靶材106，并可以通过使用氩(Ar)作为溅射气体和氮气(N2)作为活性气体来引起磁控放电，从而对靶材进行溅射，来将氮化钛(TiN)沉积在处理对象基板W上。真空室101由诸如不锈钢的金属材料形成以具有气密结构。此外，排气口120形成在真空室101的壁中，并且作为排气部件的涡轮分子泵102连接至排气口120。涡轮分子泵102可以在真空室101中产生1×10-8帕的高真空。
气体供给部件105与未示出的化学气缸和质量流量控制器连接，并被配置为能够供给各自被控制为具有期望流量的Ar和N2的混合物。
此外，气体供给部件105包括分支以连接至第一气体导入管114和第二气体导入管115，从而将Ar和N2的混合物供给至真空室101。
靶材106由Ti制成，并在由未示出的靶材保持机构保持的同时与未示出的DC电源连接。此外，靶材106与真空室101的壁表面绝缘，并且可以将期望的负电压施加至靶材106。设置磁体107以能够将磁场供给至靶材表面附近。
通过气体导入管114和115将混合气体导入由排气部件102抽成真空的真空室101，然后将负电压施加至靶材106的表面以引起磁控放电。从而，对靶材106的表面进行溅射。通过溅射发射出的钛粒子与导入的氮气反应，在放置在台架103上的处理对象基板W上形成TiN。
然而，在真空室101中扩散的Ti和TiN不仅散射并沉积在处理对象基板W上，还散射并沉积在真空室101的整个区域。这导致以下担心：当沉积的Ti和TiN达到一定量时，Ti和TiN可能脱落并成为粒子源。作为防止Ti和TiN沉积在不能更换的构件上的措施，设置由铝合金等制成并且可更换的的遮蔽板104，以包围包括靶材106和处理对象基板W的膜形成空间。由此配置的遮蔽板104将真空室101分割成由遮蔽板(也称为“遮蔽件”)104包围的溅射空间108和溅射外部空间(也称为“遮蔽外部空间”)109。因此，溅射空间108是由靶材106、处理对象基板W和遮蔽板104包围的遮蔽内部空间。
第一气体导入管114被配置为将混合气体供给至溅射空间108。具体地，如图2所示，将第一气体导入管114插入形成在遮蔽板104中的开口128。
这里，如上所述，在一定量的膜沉积在遮蔽板104上的情况下需要更换遮蔽板104，因此遮蔽板104需要易于拆卸。另外，通过卸下遮蔽板104，并然后通过诸如湿法蚀刻的化学方式或诸如喷砂的物理方式处理遮蔽板104以移除所沉积的膜(以下称为“恢复处理”)来重复使用遮蔽板104一定次数。因此，可能发生一定程度上的大小变化和形状扭曲。
为此，需要开口128具有离第一气体导入管114有一定空隙的结构。例如，如果第一气体导入管114具有6.4mm的外部直径，则开口128可能形成为具有大约10mm的直径。
此外，如果膜附着到不是可更换构件的第一气体导入管114的入口114a，这可能成为粒子源。作为针对此的措施，在入口114a和靶材106之间设置第二遮蔽板110。如图2所示，安装第二遮蔽板110以包围第一气体导入管114的入口114a。这带来了以下效果：在膜附着到入口114a的情况下，防止粒子源排放到溅射空间108。
同时，第二气体导入管115的入口115a被配置为将混合气体导入遮蔽外部空间109中。此外，第二气体导入管115设置有诸如可变传导阀等的作为气体流量比控制部件的可变阀112。通过操作该阀，可以对从第一气体导入管114的入口114a导入遮蔽内部空间108中的气体的流量相对于从第二气体导入管115的入口115a导入遮蔽外部空间109中的气体的流量的比做出适当的改变。此外，可以通过例如通过管122连接至遮蔽板104的使用例如电容压力计的压力传感器111测量遮蔽内部空间108中的压力。
这里，没有将从第一气体导入管114的入口114a导入的气体的全部量排放至遮蔽内部空间108(图2中的箭头118)，因为部分气体通过第一气体导入管114和遮蔽板104的连接部泄露至遮蔽外部空间109(图2中的箭头117)。另外，遮蔽板104可能由于恢复处理而发生大小变化和变形，因此难以将泄露至遮蔽外部空间109的气体和导入遮蔽内部空间108中的气体各自的流量保持恒定。
为了解决这个问题，通过将预定流量的测量气体导入气体供给部件105并通过可变阀112将压力传感器111的值调节至位于预定范围内来进行校准。这里，作为用于调节要导入相互分支的气体导入管114和115的气体的流量比的方法，可以对管114和115分别设置阀或可变孔等以独立地调节管114和115的传导率，或者可以仅对管114和115之一设置传导率调节部件。然而，优选为仅对管114和115之一设置调节部件来以低成本提供设备。这里，测量气体可以是作为溅射气体的氩(Ar)、作为活性气体的氮气(N2)或其它任何气体。
因此，将从入口114a和115a各自导入的气体的流量调节为恒定。该调节使得能够调节导入遮蔽外部空间109中的气体流量的总值(116+117)，结果抵消了从入口114a泄露至遮蔽外部空间109的气体的流量117和导入遮蔽内部空间108中的气体的流量118的变化。因此，可以以出色的可重复性控制遮蔽内部空间108的内部的压力和外部的压力，并且即使在对遮蔽内部空间108中的活性气体的分压和活性气体的分布敏感的反应溅射中也维持膜质量的可重复性。
在通过喷砂对遮蔽板104重复进行恢复处理时，进行对该设备的TiN膜形成性能的影响的调查。具体地，重复进行利用设置在设备中的遮蔽板104形成TiN膜和通过卸下遮蔽板104恢复遮蔽板104。TiN膜形成的条件如下：900W的DC电源、40sccm(标准态立方厘米/分)的Ar流量、20sccm的N2流量、500秒的膜形成时间。在这些条件下，在形成有SiO2的硅晶圆上进行膜形成，并且测量TiN的薄层电阻的值。这里，sccm＝表示在1大气压0℃＝1.69×10-3Pa·m3/s(0℃)下每分钟供给的气体的流量的cm3值。
使用流程图在图3中示出通过调节可变阀112进行校准的具体流程。进行校准减少了维护处理之前和之后发生的膜形成条件的变化，从而使得可以维持膜质量的可重复性。这里，维护处理表示可能引起遮蔽板的形状和安装位置的改变并且从而引起遮蔽内部空间108的内部和外部的活性气体的流量的改变的处理。这种处理是例如遮蔽板的恢复处理和遮蔽板的更换。
在图3所示的流程中，在针对要被校准的真空室101的维护处理之前获取用作基准值的信号值，并在维护处理之后进行校准。
首先，确定用作校准时的基准值的压力值。在本实施例的设备的情况下，在将可变阀112设置在用以开始的中间位置并且气体供给部件105供给50sccm的氮气的情况下，压力传感器111的值为8.05×10-2Pa。因此，调节该设备的遮蔽内部空间108的内部和外部的活性气体的分配比，以使得遮蔽内部空间108的压力值在总共导入50sccm的氮气的情况下处于8.0×10-2Pa～8.1×10-2Pa的校准基准值内(步骤31)。
然后，在步骤31中确定了校准基准值的真空室101中形成TiN膜(步骤32)。之后，打开真空室101以对设置在其中的遮蔽板104进行恢复处理，然后将恢复后的遮蔽板104再次放置在同一真空室101中(步骤33)。然后，将真空室101抽成真空，并且气体供给部件105将50sccm的氮气供给至真空室101(步骤34)。通过调节可变阀112进行校准，以使得在该状态下的压力传感器111的值处于校准基准值内(步骤35)。通过该处理，将气体供给部件所导入的活性气体调节为以与步骤31相同的比分配到遮蔽内部空间108和遮蔽外部空间109。通过如上所述在诸如遮蔽件104的恢复处理和更换的可能影响气体分配比的设备的维护处理之后进行校准，使得活性气体可以以与校准时相同的比分配至遮蔽内部空间108的内部和外部。这防止了反应溅射条件的变化。
获取要用作校准基准值的信号值的真空室(以下称为“基准室”)和在维护处理之后进行校准的真空室(以下称为“调节室”)在维护处理之前和维护处理之后可以是相同的真空室，或者可以是具有相同结构的不同真空室。此外，放置在各真空室中的靶材的使用，即在各真空室中施加的功率的累积值(以下称为“累积功率”)可以不同。
不需要首先进行用于校准的基准值的确定。可以在膜形成期间测量要用作基准值的信号值，或者可以紧挨在维护处理之前测量要用作基准值的信号值来代替。
如果在单个校准之后多次进行膜形成，则直到下一维护处理之后才需要进行校准，或者每当进行了预定次数膜形成时进行校准。
为了在进行图3所示的校准时估计根据本发明的本实施例的效果，比较可变阀112固定在全关闭状态下不进行调节的情况和紧接在更换遮蔽件之后通过调节可变阀112来进行校准的情况之间的TiN膜质量的改变。
以下的表1示出对图1所示的根据本发明的本实施例的设备进行的实验的结果。
表1
Figure BSA00000552909900141
如表1所示，在可变阀112全关闭以使得从第一气体导入管114导入气体的全部量的情况下，当将50sccm的氮气导入气体供给部件105时，在遮蔽内部空间108中的压力有减小的趋势。在该状态下形成TiN膜表明：TiN的薄层电阻随着遮蔽板104的恢复次数增大而减小。根据该结果认定，遮蔽板104通过重复进行的喷砂处理而在开口128的形状或大小上逐渐改变，并使得从第一气体导入管114的入口部114a导入的气体中泄露至遮蔽外部空间的气体117的量增大。与该结果相反，尽管重复遮蔽板104的恢复，但在调节可变阀112的情况下，TiN的薄层电阻发生很小的变化。
可以通过使用诸如裸露电离计(nude ion gauge)、电容压力计和皮拉尼压力计的各种真空计中任意一个，或者可以使用能够检测遮蔽内部空间108中的压力的大小的可选部件来进行压力传感器111的压力测量。此外，设备可以设置有用于检测压力的多个部件。这里，使得能够检测遮蔽内部空间108中的压力的大小的信号被称为指示压力的信号(也称为压力信号)。
例如，图4是示出当将氩气导入气体供给部件105并且通过使用能够检测由如图5所示连接至靶材106的DC电源302施加至靶材106的电流或电压的装置以1000W的固定功率引起放电时，氩气的流量和施加至靶材的电压之间的关系的图。图5示出包括代替图1中的压力传感器111的DC电源302的结构，并且在图5中由相同的附图标记表示与图1中相同的构件。如图4所示，由于施加至靶材106的电压具有随着遮蔽内部空间108中的氩气的流量增大而单调减小的趋势，因而可以使用施加至靶材106的电压作为表示遮蔽内部空间108中的压力的信号。例如，当通过气体供给部件105导入50sccm的氩气时，基于上述特性，在使用施加至靶材的电压作为表示压力的信号的情况下，可以将施加至靶材的300V的电压设置为基准电压。
可选地，考虑图6所示的等离子体发射强度和遮蔽内部空间108中的氩气的流量之间的关系，可以使用等离子体发射强度作为表示校准时的压力的信号。可以通过使用如图7所示的设备连接至遮蔽内部空间108的已知的分光器检测发射光谱来获得等离子体发射强度。图7示出包括代替图1中的压力传感器111的分光器301的结构，并且在图7中由相同的附图标记表示与图1中相同的构件。图8示出通过气体供给部件105导入50sccm的氩气并且将1000W的直流电流施加至由钛制成的靶材106时的发射光谱。通过与氩气的各流量相关地绘制在该发射光谱中表示氩发射的812nm的峰强度，可以获得图6所示的关系。
可选地，可以使用已知的质谱仪来代替压力传感器111。例如，在图9所示的设备中，当将质谱仪303连接至遮蔽内部空间108并导入50sccm的氩气时，可以获得图10所示的数据。图9示出包括代替图1中的压力传感器111的质谱仪303的结构，并且在图9中由相同的附图标记表示与图1相同的构件。在图10中，横轴表示通过由氩气的分子质量除以电荷获得的质荷比(由M/Z表示，其中M为分子质量，Z为电荷)，并且纵轴表示所检测到的强度(表示为电流值)。在图10中，36和40的质荷比处的峰对应于Ar的峰，并且可以使用该峰强度作为表示校准时的压力的信号。
如上所述，步骤31中使用的获取用作校准时的基准值的信号值的基准室与步骤34和35中使用的进行校准的调节室可以是具有相同结构的不同的真空室，并且靶材在各真空室中的使用、即在各真空室中施加的累积功率可以不同。因此，可以通过图11所示的流程进行校准，在图11中以相反的顺序进行图3中的步骤31和32。
尽管图3和图11示出用于获得用作校准时的基准值的信号值的流程(图3中的步骤31和32、图11中的步骤111和112)和用于在维护处理之后进行校准的流程(图3中的步骤33～35、图11中的步骤113～115)，但还可以在省略用于获得用作校准时的基准值的信号值的流程(图3中的步骤31和32、图11中的步骤111和112)的情况下仅进行用于在维护处理之后进行校准的流程(图3中的步骤33～35、图11中的步骤113～115)。
换句话说，可以在没有获得用作校准时的基准值的信号值的情况下进行维护处理之后的校准，如果进行以下步骤：第一步骤，通过气体供给部件105将预定流量的测量气体供给至真空室101；第二步骤，用于检测表示溅射空间中的压力的信号值；以及第三步骤，用于将要通过第一气体导入部件114导入溅射空间中的测量气体的流量相对于要通过第二气体导入部件115导入溅射外部空间中的测量气体的流量的比调节为对应于预先确定信号值的校准用的基准值。
这里，在使用上述压力值或质量光谱值作为校准用的信号值的情况下，施加至靶材的累积功率没有影响基准值。然而，已知的是，在使用电压、电流或发射强度的情况下，基准值根据施加至靶材的累积功率而改变。为此，如果在靶材更换之后进行校准，或者如果在与确定校准基准值时使用的真空室不同的真空室中进行校准，则需要考虑在进行校准时使用的靶材的累积功率来计算校准用的基准值。
图12示出该例子，其中，当将由钛制成的靶材放置在图6所示的设备中、导入50sccm的氩气并施加1000W的DC功率时，与累积功率x相关地绘制靶材电压y。参考图12，其示出可以通过以下关系表达式来表示靶材电压y和累积功率x之间的关系：y＝9×10-7×x3-6×10-6×x2-0.193×x+300。通过预先由此获得靶材电压和累积功率之间的关系，可以根据用于确定校准用的基准值的信号值来计算要在进行校准时使用的基准值。
图13示出基于表示压力的信号和累积功率之间的关系计算校准用的基准值的流程图。具体地，当靶材累积功率为100kWh时，在基准状态下通过靶材电压测量获得的值(步骤133)是282.5V。当在步骤135的维护中靶材被替换为新的靶材时，在步骤136和137中进行校准时的累积功率是0kWh。因此，基于图12中的关系将校准用的基准值设置为300V。
在图1和图2所示的设备中，可以自动进行在放置遮蔽板104之后的可变阀112的开口调节。可选地，控制器113还可以进行可变阀112的开口调节，并将结果作为调节后的阀开口的常数存储在诸如ROM或HDD的存储器121中。这使得可以根据需要改变可变阀112的开口，并且在再次进行反应溅射时读取所存储的阀开口值并应用该值。
例如，在许多情况下，需要将在放电时的等离子体点火时靶材附近的压力保持为高于溅射时的压力。在这种情况下，如果在点火之前改变可变阀112的开口以允许将全部量的气体供给至第一气体导入部件，则可以引起等离子体点火。另外，由于可以在等离子体点火之后将可变阀112的开口调节至所存储的阀开口值，因此可以在不用再次进行开口调节的情况下进行反应溅射。
如上所述，将自动调节后的阀开口存储为常数。因此，可以在不包括由操作者引起的个体变化的情况下以出色的可重复性进行可变阀112的开口调节。此外，可以减少用于调节的操作设备的成本。在本说明书中，“阀开口”指将诸如已知的针形阀的阀例如调节至在全关闭位置至全打开位置之间的范围中的位置，并且可以由调节旋钮的转动次数表示。例如，在表1所示的例子中，在“阀112全关闭”状态下将调节旋钮的转动次数设置为“0”。针对该状态，将“阀开口的常数＝0”存储在诸如ROM或HDD的存储器121中。同时，在“阀112调节后”状态下将调节旋钮的转动次数设置为“2”。针对该状态，将“阀开口的常数＝2”存储在诸如ROM或HDD的存储器121中。这里，还可以使用除调节旋钮的转动次数以外的任何度量来指定“阀开口”，只要该度量能够表示将诸如针形阀的阀调节至在全关闭位置和全打开位置之间的范围中的位置即可。换句话说，还可以使用除调节旋钮的转动次数以外的任何度量，只要该度量能够调节传导率即可。
此外，可以考虑多个流量或压力值从而使用与多个流量或压力值相对应的开口的平均值来用于调节，来进行通过控制器113的可变阀112的开口调节。具体地，假定将至少第一流量值和第二流量值设置为预定流量。然后，将分别与第一流量值和第二流量值相对应的第一阀开口和第二阀开口存储在诸如ROM或HDD的存储器121中。之后，将第一阀开口和第二阀开口的平均值存储在诸如ROM或HDD的存储器121中作为调节后的阀开口的常数。例如，在上述实施例中，在使用5sccm、10sccm、20sccm和50sccm的氮气流量的情况下进行调节处理，并且将使用各流量获得的可变阀112的开口的平均值存储在诸如ROM或HDD的存储器121中作为调节后的阀开口的常数。以这种方式，可以在减少测量到的压力等的变化的影响的同时进行高可靠性的调节。
可以由操作者进行可变阀112的开口调节。在这种情况下，优选为在图1和图2所示的设备中设置连接至压力传感器111并被配置为显示压力值的显示器。如果在显示器中显示的压力值与校准基准值不同，则操作者可以调节可变阀112的开口，以使得显示器中显示的压力值等于校准基准值。
尽管将第一气体导入管114和第二气体导入管115设置在离涡轮分子泵102的距离比离遮蔽内部空间108的距离远的位置，但本发明的结构不限于此。设置作为第一气体导入部件的第一气体导入管114和作为第二气体导入部件的第二气体导入管115的位置可以是任何位置，只要第一气体导入管114和第二气体导入管115相互靠近即可。优选的结构包括：溅射空间位于排气口与第一气体导入部件和第二气体导入部件之间；以及第一气体导入部件和第二气体导入部件位于溅射空间和排气口之间。如果排气口或溅射空间位于第一气体导入部件和第二气体导入部件之间，则当调节气体导入部件的流量比时，气体通过的路径可能显著改变。然而，在第一气体导入管114和第二气体导入管115相互靠近的情况下，从第一气体导入部件的入口114a泄露至遮蔽外部空间的气体117和第二气体导入部件的入口115a相互靠近，减少了气体流的路径的变化。因此，这种结构适于提高遮蔽内部空间108内部和外部的活性气体压力的可重复性。
阀用作用于调节从气体供给部件105到第一气体导入管114和第二气体导入管115的气体的分配比的气体流量比控制部件，并且通过改变阀的开口来调节传导率。这带来了以低成本、出色的可重复性进行校准的效果。可选地，可以使用代替阀的孔或质量流量计作为气体流量比控制部件。此外，仅需要将气体流量比控制部件设置到第一气体导入部件和第二气体导入部件之一，尽管在将气体流量比控制部件设置到第一气体导入部件和第二气体导入部件这两者也不会失去效果。
另外，溅射气体和活性气体不需要总是作为混合气体导入。可以将对膜质量有很少影响的溅射气体与活性气体独立地导入真空室101中。例如，在上述实施例中，可以进一步包括第三气体导入管作为第三气体导入部件。利用该结构，第三气体导入部件可以单独地将溅射气体导入靶材106附近，同时第一气体导入部件和第二气体导入部件可以仅导入活性气体。在这种情况下，由于单独地导入溅射气体和活性气体，因此可以在维持可能影响膜质量的活性气体的流量的可重复性的同时单独地调节从靶材106的溅射。因此，该结构具有便于控制膜质量的优点。
遮蔽板104不限于图1和图2所示的形状。可选地，遮蔽内部空间108可以通过结合多个遮蔽板来形成，并且可以设置另一开口来使遮蔽内部空间108和遮蔽外部空间109相互连通。此外，可以在靶材106和台架103之间设置已知的快门机构。另外，本发明对遮蔽板104本身的大小和安装位置的改变，具有与由遮蔽板104的恢复引起的形状的改变相同的效果。
靶材106和台架103之间的位置关系不限于图1和图2所示。例如，靶材和台架可以以一定角度设置而不是平行设置，或者可以以靶材的中心轴不通过台架的中心的方式将靶材设置在台架上。这种位置关系不会导致任何问题。在本发明中，可以使用诸如分子束沉积的方法来代替使用等离子体的溅射作为物理气相沉积方式。顺便来说，排气部件是指由涡轮分子泵代表的真空泵，并起到通过排气口减少真空室中的压力的作用。
台架103用于在膜形成处理时保持处理对象基板W。台架103可以使用诸如静电夹持装置的夹持部件，并且可以进一步包括诸如用于转动和旋转基板的机构、温度控制机构以及用于将电压施加至处理对象基板的偏压机构等的各种功能。
此外，可以适当地改变真空泵的类型，遮蔽板的形状，台架的数量、形状、配置、材料和表面处理等。尽管在上述实施例中针对第一气体导入部件和第二气体导入部件均使用管，但形状可以不是管。当然，可以改变基板的形状、大小和材料。尽管在上述实施例中说明了通过反应磁控溅射设备形成TiN膜，但本发明的应用显然不限于此。本发明可以应用到包括由遮蔽板限定的遮蔽内部空间并进行反应物理气相沉积的任何设备。要形成的膜的种类不限于TiN，并且明显地可以是氧化物膜或氮氧化物膜等。

Claims (22)

1.一种膜形成设备，用于通过在真空室中使至少一种活性气体与膜形成材料相互反应来在处理对象基板上形成膜，所述膜形成设备包括：
遮蔽板，用于包围所述真空室中在相互面对的所述处理对象基板和靶材之间的溅射空间，其中，所述靶材包含所述膜形成材料；
气体供给部件，用于在形成所述膜时将至少包含所述活性气体的气体供给至所述真空室，并包括用于将气体导入由所述遮蔽板包围的所述溅射空间中的第一气体导入部件以及用于将气体导入在所述真空室的内壁和所述遮蔽板之间的溅射外部空间中的第二气体导入部件，其中，所述第二气体导入部件从所述第一气体导入部件分支；以及
气体流量比控制部件，用于调节要由所述第一气体导入部件导入所述溅射空间中的气体的流量相对于要由所述第二气体导入部件导入所述溅射外部空间中的气体的流量的比。
2.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，还包括压力检测部件，所述压力检测部件用于检测表示所述溅射空间中的压力的信号值。
3.根据权利要求2所述的膜形成设备，其特征在于，所述信号值是所述溅射空间中的压力值、施加至所述靶材的电压、流入所述靶材的电流、通过质谱仪测量到的分压和溅射放电时的发射强度至少之一。
4.根据权利要求2所述的膜形成设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于在所述信号值不同于预定基准值时控制所述气体流量比控制部件，以通过所述气体流量比控制部件使所述信号值等于所述预定基准值。
5.根据权利要求2所述的膜形成设备，其特征在于，
所述气体流量比控制部件包括设置在所述第一气体导入部件和所述第二气体导入部件至少之一中的阀，以及
所述气体流量比控制部件能够通过改变所述阀的阀开口来调节流量比。
6.根据权利要求5所述的膜形成设备，其特征在于，还包括：
控制器，用于在将预定流量的气体供给至所述气体供给部件时调节所述阀开口，以使得所述信号值等于预定基准值；以及
存储器，用于将由所述控制器调节后的阀开口作为常数存储。
7.根据权利要求6所述的膜形成设备，其特征在于，
至少使用第一流量值和第二流量值作为所述预定流量，
将使用所述第一流量值和所述第二流量值调节后的阀开口分别存储在所述存储器中作为第一阀开口和第二阀开口，以及
进一步将所述第一阀开口和所述第二阀开口的平均值存储在所述存储器中作为调节后的阀开口的常数。
8.根据权利要求2所述的膜形成设备，其特征在于，还包括显示器，所述显示器连接至所述压力检测部件并用于显示所述信号值。
9.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，所述溅射空间位于排气口与所述第一气体导入部件和所述第二气体导入部件之间，其中，排气部件通过所述排气口对所述真空室进行排气。
10.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，所述第一气体导入部件和所述第二气体导入部件位于所述溅射空间与排气口之间，其中，排气部件通过所述排气口对所述真空室进行排气。
11.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，还包括第三气体导入部件，所述第三气体导入部件用于独立于所述第一气体导入部件和所述第二气体导入部件将溅射气体导入所述真空室中。
12.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，还包括第二遮蔽板，所述第二遮蔽板包围所述第一气体导入部件的气体排出口。
13.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，所述膜形成设备是物理气相沉积设备。
14.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，所述气体供给部件能够供给所述活性气体和惰性气体的混合物，或通过切换供给所述活性气体和所述惰性气体之一。
15.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，
所述遮蔽板包括开口部，以及
所述第一气体导入部件为管状，并连接至所述遮蔽板的开口部。
16.根据权利要求1所述的膜形成设备，其特征在于，所述遮蔽板能够从所述膜形成设备拆卸下来。
17.一种膜形成设备用的校准方法，所述膜形成设备用于通过使至少一种活性气体与膜形成材料相互反应来在处理对象基板上形成膜，所述膜形成设备包括：遮蔽板，用于包围真空室中在相互面对的所述处理对象基板和靶材之间的溅射空间；以及气体供给部件，包括用于将气体导入由所述遮蔽板包围的所述溅射空间中的第一气体导入部件和用于将气体导入在所述真空室的内壁和所述遮蔽板之间的溅射外部空间中的第二气体导入部件，所述第二气体导入部件从所述第一气体导入部件分支，所述校准方法包括：
第一步骤，用于将预定流量的测量气体从所述气体供给部件供给至所述真空室；
第二步骤，用于检测表示所述溅射空间中的压力的信号值；以及
第三步骤，用于调节要由所述第一气体导入部件导入所述溅射空间中的测量气体的流量相对于要由所述第二气体导入部件导入所述溅射外部空间中的测量气体的流量的比，以使得所述信号值等于预定的校准基准值。
18.根据权利要求17所述的校准方法，其特征在于，还包括：
在所述第一步骤之前的第四步骤，用于将预定流量的测量气体从所述气体供给部件供给至所述真空室；以及
在所述第四步骤之后的第五步骤，用于检测表示所述溅射空间中的压力的校准信号值，并然后将所述校准信号值确定为所述校准基准值。
19.根据权利要求17所述的校准方法，其特征在于，所述信号值是所述溅射空间中的压力值、施加至所述靶材的电压、流入所述靶材的电流、通过质谱仪测量到的分压和溅射放电时的发射强度至少之一。
20.根据权利要求17所述的校准方法，其特征在于，在进行包括更换所述靶材和更换所述遮蔽板至少之一的维护操作之后进行所述第一步骤至所述第三步骤。
21.根据权利要求18所述的校准方法，其特征在于，
所述信号值和所述校准信号值各自是施加至所述靶材的电压、流入所述靶材的电流和溅射放电时的发射强度至少之一，
预先获得作为施加至所述靶材的功率的累积值的累积功率和表示所述溅射空间中的压力的信号值之间的关系，
在所述第一步骤至所述第三步骤中使用的靶材具有第一累积功率，
在所述第四步骤和所述第五步骤中使用的靶材具有第二累积功率，以及
基于所述关系，根据所述信号值、所述校准信号值以及所述第一累积功率和所述第二累积功率来计算所述校准基准值。
22.根据权利要求18所述的校准方法，其特征在于，
在第一室中进行所述第一步骤至所述第三步骤，以及
在第二室中进行所述第四步骤和所述第五步骤，其中，所述第二室不同于所述第一室，但所述第二室的结构与所述第一室的结构相同。
CN201110226187.3A 2010-08-06 2011-08-08 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法 Active CN102373424B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-176884 2010-08-06
JP2010176884 2010-08-06
JP2011143926A JP5743266B2 (ja) 2010-08-06 2011-06-29 成膜装置及びキャリブレーション方法
JP2011-143926 2011-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102373424A true CN102373424A (zh) 2012-03-14
CN102373424B CN102373424B (zh) 2014-03-26

Family

ID=45555285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110226187.3A Active CN102373424B (zh) 2010-08-06 2011-08-08 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9175377B2 (zh)
JP (1) JP5743266B2 (zh)
KR (1) KR101300656B1 (zh)
CN (1) CN102373424B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321200A (zh) * 2012-04-12 2015-01-28 卡巴-诺塔赛斯有限公司 凹版印刷板涂覆设备
CN108456860A (zh) * 2017-02-22 2018-08-28 北京北方华创微电子装备有限公司 一种沉积腔室和膜层沉积装置
CN108977780A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 株式会社爱发科 溅射装置
CN109852940A (zh) * 2017-11-16 2019-06-07 三星电子株式会社 溅射设备及其操作方法
TWI736357B (zh) * 2020-07-10 2021-08-11 天虹科技股份有限公司 可減少前驅物沉積的原子層沉積設備與製程方法
CN113439327A (zh) * 2020-01-23 2021-09-24 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5611803B2 (ja) * 2010-12-21 2014-10-22 キヤノンアネルバ株式会社 反応性スパッタリング装置
WO2014167615A1 (ja) * 2013-04-10 2014-10-16 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
JP6230900B2 (ja) * 2013-12-19 2017-11-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
CN104752274B (zh) * 2013-12-29 2017-12-19 北京北方华创微电子装备有限公司 工艺腔室以及半导体加工设备
EP3091561B1 (en) * 2015-05-06 2019-09-04 safematic GmbH Sputter unit
JP6050860B1 (ja) * 2015-05-26 2016-12-21 株式会社日本製鋼所 プラズマ原子層成長装置
JP6054471B2 (ja) 2015-05-26 2016-12-27 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置および原子層成長装置排気部
JP6054470B2 (ja) 2015-05-26 2016-12-27 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置
JP5990626B1 (ja) 2015-05-26 2016-09-14 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置
JP6723116B2 (ja) 2016-08-31 2020-07-15 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置および原子層成長方法
JP6803811B2 (ja) 2017-07-11 2020-12-23 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05247639A (ja) * 1992-03-05 1993-09-24 Fujitsu Ltd スパッタ装置
JP2009200405A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
CN101680105A (zh) * 2007-05-08 2010-03-24 应用材料股份有限公司 基板清洁腔室以及清洁与调节方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428811A (en) * 1983-04-04 1984-01-31 Borg-Warner Corporation Rapid rate reactive sputtering of a group IVb metal
US5322568A (en) 1985-12-28 1994-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for forming deposited film
DE3929695C2 (de) * 1989-09-07 1996-12-19 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats
US5108569A (en) * 1989-11-30 1992-04-28 Applied Materials, Inc. Process and apparatus for forming stoichiometric layer of a metal compound by closed loop voltage controlled reactive sputtering
JPH04136165A (ja) * 1990-09-26 1992-05-11 Shimadzu Corp 反応性ガス導入型成膜装置
DE4106770C2 (de) * 1991-03-04 1996-10-17 Leybold Ag Verrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats
JP3036895B2 (ja) * 1991-05-28 2000-04-24 東京エレクトロン株式会社 スパッタ装置
KR100188454B1 (ko) 1991-05-28 1999-06-01 이노우에 아키라 기판 처리 장치
JPH06346234A (ja) 1993-06-08 1994-12-20 Anelva Corp スパッタリング装置
DE4413378A1 (de) 1994-04-19 1995-10-26 Leybold Ag Einrichtung zum Beschichten eines Substrats
US5827408A (en) * 1996-07-26 1998-10-27 Applied Materials, Inc Method and apparatus for improving the conformality of sputter deposited films
JP2954028B2 (ja) * 1996-08-16 1999-09-27 山形日本電気株式会社 スパッタリング装置
JP2605334Y2 (ja) * 1997-03-19 2000-07-10 アネルバ株式会社 スパッタリング装置
JP4026349B2 (ja) 2000-10-20 2007-12-26 旭硝子株式会社 光学薄膜の作製方法
US6645357B2 (en) * 2001-11-05 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Mesh shield in a sputter reactor
US7001491B2 (en) * 2003-06-26 2006-02-21 Tokyo Electron Limited Vacuum-processing chamber-shield and multi-chamber pumping method
WO2011077653A1 (ja) 2009-12-25 2011-06-30 キヤノンアネルバ株式会社 電子デバイスの製造方法、およびスパッタリング装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05247639A (ja) * 1992-03-05 1993-09-24 Fujitsu Ltd スパッタ装置
CN101680105A (zh) * 2007-05-08 2010-03-24 应用材料股份有限公司 基板清洁腔室以及清洁与调节方法
JP2009200405A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321200A (zh) * 2012-04-12 2015-01-28 卡巴-诺塔赛斯有限公司 凹版印刷板涂覆设备
CN104321200B (zh) * 2012-04-12 2016-08-24 卡巴-诺塔赛斯有限公司 凹版印刷版涂覆设备
CN108456860A (zh) * 2017-02-22 2018-08-28 北京北方华创微电子装备有限公司 一种沉积腔室和膜层沉积装置
CN108456860B (zh) * 2017-02-22 2020-12-08 北京北方华创微电子装备有限公司 一种沉积腔室和膜层沉积装置
CN108977780A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 株式会社爱发科 溅射装置
CN108977780B (zh) * 2017-05-31 2021-10-29 株式会社爱发科 溅射装置
CN109852940A (zh) * 2017-11-16 2019-06-07 三星电子株式会社 溅射设备及其操作方法
CN109852940B (zh) * 2017-11-16 2022-08-26 三星电子株式会社 溅射设备及其操作方法
CN113439327A (zh) * 2020-01-23 2021-09-24 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法
CN113439327B (zh) * 2020-01-23 2023-07-25 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法
TWI736357B (zh) * 2020-07-10 2021-08-11 天虹科技股份有限公司 可減少前驅物沉積的原子層沉積設備與製程方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102373424B (zh) 2014-03-26
KR20120024410A (ko) 2012-03-14
JP2012052221A (ja) 2012-03-15
US9175377B2 (en) 2015-11-03
US20120031748A1 (en) 2012-02-09
KR101300656B1 (ko) 2013-08-28
JP5743266B2 (ja) 2015-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102373424B (zh) 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法
KR101501426B1 (ko) 차압 측정들에 의한 가스 유동 제어
US9396964B2 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method, and non-transitory computer-readable medium
EP1630859B1 (en) Vaporizer and semiconductor processing apparatus
Hubička et al. Deposition of hematite Fe2O3 thin film by DC pulsed magnetron and DC pulsed hollow cathode sputtering system
KR102367378B1 (ko) 기판 프로세싱 시스템의 기판 영역에서 인시츄로 산소를 검출하는 시스템들 및 방법들
US20220411916A1 (en) Apparatus for and method of manufacturing semiconductor device
US8936702B2 (en) System and method for sputtering a tensile silicon nitride film
US20200111651A1 (en) Ion collector for use in plasma systems
WO2019165296A1 (en) Rf current measurement in semiconductor processing tool
US20140165911A1 (en) Apparatus for providing plasma to a process chamber
Tedder et al. Real‐time process and product diagnostics in rapid thermal chemical vapor deposition using in situ mass spectrometric sampling
US20130189800A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JPS61229319A (ja) 薄膜形成方法
Low et al. Spectroscopic studies of magnetron sputtering plasma discharge in Cu/O2/Ar mixture for copper oxide thin film fabrication
JP2907111B2 (ja) 気相成長方法及びその装置
JPH0955185A (ja) 校正ガス系統を備えたマスフィルター型ガス分析計及びその操作方法
US20080210166A1 (en) Plasma enhanced chemical vapor desposition device having multiple sub-electrodes
KR20100105975A (ko) 소스가스 공급방법
Alexiou et al. Detection of powder formation in SiH4/H2 glow discharges
Soloviev et al. Film thickness distribution in magnetron sputtering system with the round cathode
Hubička et al. Low pressure and atmospheric pressure plasma-jet systems and their application for deposition of thin films
KR950006830B1 (ko) 반응성 이온플레이팅장치에서의 증착속도 및 화합물 조성을 균일하게 유지하는 방법 및 그 장치
US20020144889A1 (en) Burn-in process for high density plasma PVD chamber
Van Ho The design and modification of a sputter system for DC reactive sputtering of alumina and zirconia thin films

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant