JP2001295043A - 絶縁物作製用スパッタリング装置 - Google Patents
絶縁物作製用スパッタリング装置Info
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Abstract
保守時期が知れ、製品不良を発生させない装置を提供す
る。 【解決手段】真空排気された成膜室１内に、基板４とカ
ソード電極３及び絶縁物形成用ターゲット６を設け、該
ターゲットからスパッタされた粒子を該基板に堆積させ
て絶縁膜等の絶縁物を作製する装置に於いて、該成膜室
内に、その室内のプラズマ発生状況をモニタする電極１
２を設けた。該電極は電離計イオンコレクタで構成し、
該成膜室の内壁と該防着板との間の空間に設けた。
Description
ドの電子部品等にスパッタリングにより絶縁物を作製す
る装置に関する。
パッタリング装置として、例えば図１に示したような真
空ポンプａにより真空に排気される成膜室ｂ内に、シリ
コンウエハなどの基板ｃとカソード電極ｄ及び該電極ｄ
上の絶縁物形成用ターゲットｅを設けた構成のものが知
られている。該基板ｃ上にＲＦスパッタによりアルミナ
の絶縁物を作製する場合、アルミニウムのターゲットｅ
が用意され、該電極ｄを高周波電源に接続し、該成膜室
ｂにはガス導入管ｊ、ｆを介してアルゴンガスと酸素ガ
スが導入される。該電極ｄの前方に発生するプラズマか
らのイオンによりスパッタされたアルミ粒子は、酸素ガ
スと反応してアルミナとなって基板ｃ上に堆積する。該
成膜室ｂ内の圧力は、電離真空計ｇにより測定される。
該成膜室ｂの内壁にスパッタ粒子が付着することを防止
するため、内壁の前方に防着板ｈが設けられ、該成膜室
ｂ及び防着板ｈはアースしてアノードに構成される。ｉ
は基板ステージである。
リングで絶縁物の作製を続けると、プラズマの発生状態
が作製開始時と異なり始める。具体的には基板ｃに対し
て合計厚さで数μｍ以上の成膜を行った時点から異なり
始める。これは、防着板ｈ、カソード電極ｄ、基板ステ
ージｉなどにも絶縁物が付着することにより、カソード
電極ｄによる放電の発生・維持に必要なアノードの面が
不足してくることが原因である。プラズマは、放電に必
要なアノードを求めて成膜室ｂ内の絶縁物が付着してい
ない面へ向けて移動し、初期と異なる形態を取り始め
る。その結果、作製された絶縁物の特性が初期と異なっ
てしまい、これは品質管理上好ましくない。
り戻すために運転を中止し、防着板ｈを交換したり、成
膜室の内壁の表面処理などのスパッタリング装置の保守
を行っている。しかし、従来は、保守を行うべき明確な
時期が明確でなく、時間管理により決定したり、作製し
た絶縁物の特性に異常が発生してから保守を行ってお
り、保守時間が短すぎて装置の運転効率を低下させ、或
いは製品不良を出すなどの不都合があった。
グ装置の明確な保守時期が知れ、製品不良を発生させな
い装置を提供することを目的とするものである。
れた成膜室内に、基板とカソード電極及び絶縁物形成用
ターゲットを設け、該ターゲットからスパッタされた粒
子を該基板に堆積させて絶縁膜等の絶縁物を作製する装
置に於いて、該成膜室内に、その室内のプラズマ発生状
況をモニタする電極を設けることにより、上記目的を達
成するようにした。該電極は電離計イオンコレクタで構
成することができ、該成膜室内に、絶縁物の飛散を防ぐ
防着板を備える場合は、該電極は該成膜室の内壁と該防
着板との間の空間に設けられる。
を説明すると、図２に於いて、符号１は真空ポンプ２に
より真空排気された成膜室を示し、該成膜室１内には、
上方のＲＦ電源などの電源に接続されたカソード電極３
と、これに対向した下方にシリコンウエハなどの基板４
を載置した基板ステージ５が設けられる。符号６は該カ
ソード電極３に取り付けた絶縁物形成用ターゲット、７
はアルゴンガスなどのスパッタガスを導入するガス導入
管、８は酸素ガスなどの反応性ガスを導入するガス導入
管である。該成膜室１には、スパッタリングを開始する
前の成膜室１内の圧力を測定するために電離真空計など
の圧力計９が設けられ、該成膜室１の内壁の前方には、
スパッタ粒子などで内壁が汚染されることを防止する防
着板１０が着脱自在に設けられる。該基板４は、これに
所定の厚さの絶縁物が形成されると適当な搬出入手段に
より成膜室１の内外に搬送される。
なく、アルミのターゲット６を用意し、該成膜室１内を
真空に排気してガス導入管７、８からアルゴンガス及び
酸素ガスを夫々導入すると共に該カソード電極３にスパ
ッタ電力を投入し、該ターゲット６の前方にプラズマ１
１を発生させ、該ターゲット６に入射するイオンにより
スパッタされたアルミ粒子が酸素ガスと反応して基板４
上にアルミナの絶縁物として堆積することも従来と変わ
りがないが、前記したように該基板４に対して形成して
きた絶縁物の合計厚さが１〜２μｍを超えると、プラズ
マ発生状態が異常になり、膜厚分布や膜応力などの特性
の再現性が劣化してしまう不都合を生じる。このプラズ
マ状態の異常は、アノードの防着板１０や成膜室１の内
壁に絶縁物が付着することによるもので、再現性の良い
絶縁物を作製できる正規状態では図２のようにカソード
電極３の前方にプラズマ１１が局在しているが、再現性
が劣化した絶縁物が作製される状態では、防着板１０の
裏面や排気ポートの方へ広がって例えば図３のようにア
ノードを求めて変形することが判明した。尚、この変形
の状態は、絶縁物の材料や成膜室１の内部構造などで相
違する。
発明では該成膜室１内に該プラズマ１１の発生状況をモ
ニタする電極１２を設け、これで検出されるイオン電流
の変化により該プラズマ１１の異常な広がりを感知して
成膜室１内の絶縁物を除去する保守を行なえるようにし
た。該電極１２は公知の電離計のイオンコレクタなどの
イオン電流を検出できるものであればよく、プラズマ１
１が移動して異常が検出される位置に設け、図示の例で
は、防着板１０と成膜室１の内壁との間の空間に設けて
そこへ拡散してくるプラズマによるイオン電流を検出す
るようにした。検出されるイオン電流値は、作製する絶
縁物や基板の種類などによって異なるため一概に言えな
いが、図示の実施例では、再現性のよい絶縁物を作製で
きる時期ではイオン電流が１ｎＡ以下であり、イオン電
流が１ｎＡを超えてくるとプラズマの移動が始まって図
３に示すような状態になり、このときから再現性の劣化
が始まる。従って、実施例ではイオン電流が１ｎＡを超
えたときに装置の運転を停止し、防着板１０の交換や内
壁の清掃を行なえばよく、適正な時期に保守を行えて生
産性が向上し不良品の発生を予防できる。
ルミナの薄膜を１０００枚の基板４に形成したところ、
各基板４の薄膜の合計厚さが５０μｍ（基板１０００
枚）になったところで電離計のイオンコレクタで構成し
た電極１２から１ｎＡのイオン電流が検出された。更に
残りの基板にアルミナの薄膜を形成し、各基板４に形成
されたアルミナの膜厚分布と膜応力を調べたところ、１
ｎＡのイオン電流が検出されたときまでの絶縁物の特性
は良好であったが、それ以降に作製されたものは膜厚分
布が悪く膜応力に大きな変動がみられた。
物を作製するスパッタリング装置の成膜室内にプラズマ
発生状況をモニタする電離計イオンコレクタなどの電極
を設けたので、絶縁物が成膜室内へ付着することによる
プラズマ発生状態の異常を検出することができ、正確な
保守時期を知れて生産性を向上させ得ると共に品質の均
一な製品を作製できる等の効果がある。
側面図
形成用ターゲット、７・８ ガス導入管、１０ 防着
板、１１ プラズマ、１２ 電極、
Claims (3)
- 【請求項１】真空排気された成膜室内に、基板とカソー
ド電極及び絶縁物形成用ターゲットを設け、該ターゲッ
トからスパッタされた粒子を該基板に堆積させて絶縁膜
等の絶縁物を作製する装置に於いて、該成膜室内に、そ
の室内のプラズマ発生状況をモニタする電極を設けたこ
とを特徴とする絶縁物作製用スパッタリング装置。 - 【請求項２】上記電極を電離計イオンコレクタで構成し
たことを特徴とする請求項１に記載の絶縁物作製用スパ
ッタリング装置。 - 【請求項３】上記成膜室内に、上記絶縁物の飛散を防ぐ
防着板を備え、上記電極を該成膜室の内壁と該防着板と
の間の空間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の
絶縁物作製用スパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114221A JP4474015B2 (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 絶縁物作製用スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114221A JP4474015B2 (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 絶縁物作製用スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001295043A true JP2001295043A (ja) | 2001-10-26 |
| JP4474015B2 JP4474015B2 (ja) | 2010-06-02 |
Family
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP4474015B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107347A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-06-29 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 一种防着板加工方法 |
| JP2013019028A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 成膜装置 |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000114221A patent/JP4474015B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4474015B2 (ja) | 2010-06-02 |
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