JP2002302764A - Sputtering apparatus - Google Patents

Sputtering apparatus

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JP2002302764A
JP2002302764A JP2001106044A JP2001106044A JP2002302764A JP 2002302764 A JP2002302764 A JP 2002302764A JP 2001106044 A JP2001106044 A JP 2001106044A JP 2001106044 A JP2001106044 A JP 2001106044A JP 2002302764 A JP2002302764 A JP 2002302764A
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Japan
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etching
substrate
chamber
etched
plate
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JP2001106044A
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Japanese (ja)
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Masahiko Kobayashi
正彦 小林
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Canon Anelva Corp
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Anelva Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To considerably reduce a time and a cost required for a dummy etching after exchanging a deposition-preventive shield in a pre-etching chamber. SOLUTION: Deposition-preventive shields 261-264 for preventing deposition of a material emitted from a substrate 9 are disposed in an exchangeable manner in the pre-etching chamber 2 which is connected to a sputter chamber 4 for performing the deposition by the sputtering so as to ensure the continuous vacuum and performs the pre-etching of the surface of the substrate 9 therein. A moving mechanism 29 moves a plate 91 to be etched which is formed of the same material as that emitted from the substrate 9 and thicker than the substrate 9 between the evacuation position in an evacuation chamber 28 adjacent to the pre-etching chamber 2 so as to be communicated with the inner space and the same position as the position of the substrate 9 during the pre- etching. The inside of the evacuation chamber 28 is evacuated by an exhaust system 21 for common use.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、基板の表面に
スパッタリングにより薄膜を作成するスパッタリング装
置に関するものであり、特に、成膜に先だって基板の表
面をエッチングする前処理を行うスパッタリング装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for forming a thin film on a surface of a substrate by sputtering, and more particularly to a sputtering apparatus for performing a pretreatment for etching the surface of a substrate prior to film formation. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリング装置は、基板の表面に薄
膜を作成する装置として産業の各分野で盛んに使用され
ている。特に、LSIを始めとする各種電子デバイスの
製造では、各種導電膜や絶縁膜の作成にスパッタリング
装置は多用されている。このような成膜技術において
は、成膜に先立ち、基板の表面をエッチングする前処理
(以下、前処理エッチングと呼ぶ)を行うことがある。
前処理エッチングは、多くの場合、基板の表面に形成さ
れている薄膜を除去する処理である。
2. Description of the Related Art Sputtering apparatuses are widely used in various industrial fields as apparatuses for forming a thin film on the surface of a substrate. In particular, in the manufacture of various electronic devices such as LSIs, a sputtering apparatus is often used for forming various conductive films and insulating films. In such a film forming technique, a pre-treatment (hereinafter, referred to as pre-treatment etching) for etching the surface of the substrate may be performed before the film formation.
The pretreatment etching is a treatment for removing a thin film formed on the surface of a substrate in many cases.

【0003】例えば、基板の表面には自然酸化膜や保護
膜が形成されていることがある。このような薄膜が形成
されている状態で成膜処理を行うと、作成される薄膜の
品質が損なわれることがある。例えば、基板の表面に絶
縁性の自然酸化膜や保護膜が形成されている状態で配線
用の導電材料の成膜を行うと、下地である基板の表面と
配線用の導電膜との導通性が悪くなる問題がある。
For example, a natural oxide film or a protective film may be formed on the surface of a substrate. If the film forming process is performed in a state where such a thin film is formed, the quality of the formed thin film may be deteriorated. For example, when a conductive material for wiring is formed in a state in which an insulating natural oxide film or a protective film is formed on the surface of the substrate, the conductivity between the surface of the underlying substrate and the conductive film for wiring is formed. There is a problem that becomes worse.

【0004】また、自然酸化膜や保護膜がある状態で成
膜を行うと、作成する薄膜の基板に対する密着性が悪く
なることもある。さらに、基板の表面にゴミや汚れが付
着している場合にも、基板に対する薄膜の密着性や導通
性等が悪化する。このようなことから、成膜に先立ち、
基板の表面をエッチングし、表面の自然酸化膜、保護
膜、又は、ゴミ等の異物を取り除く処理をしている。
When a film is formed in the presence of a natural oxide film and a protective film, the adhesion of the thin film to the substrate may be deteriorated. Further, even when dust or dirt is attached to the surface of the substrate, the adhesion of the thin film to the substrate, the conductivity, and the like are deteriorated. Therefore, prior to film formation,
The surface of the substrate is etched to remove a natural oxide film, a protective film, or foreign matter such as dust on the surface.

【0005】前処理エッチングは、通常、スパッタリン
グを行うスパッタチャンバーとは別に設けられたチャン
バー内で行われる。スパッタチャンバー内で前処理エッ
チングを行うことも不可能ではないが、スパッタチャン
バー内で前処理エッチングを行うと、前処理エッチング
の際に放出された自然酸化膜や保護膜の微粒子がスパッ
タチャンバー内を浮遊し、スパッタリングの際に作成さ
れる薄膜中に混入する等の基板の汚損の原因となり易
い。
[0005] Pretreatment etching is usually performed in a chamber provided separately from a sputtering chamber for performing sputtering. It is not impossible to perform pretreatment etching in the sputter chamber, but if pretreatment etching is performed in the sputter chamber, fine particles of the natural oxide film and protective film released during the pretreatment etching pass through the sputter chamber. The substrate is liable to be contaminated such as floating and being mixed in a thin film formed at the time of sputtering.

【0006】一方、スパッタリング装置のような基板処
理装置では、デバイスの微細化や高集積度化等を背景と
した処理の品質向上の要請やデバイスの高機能化等を背
景とした処理の複雑化の傾向から、複数の真空チャンバ
ーを気密につないだマルチチャンバータイプの装置が主
流になっている。前述した前処理エッチングを行うスパ
ッタリング装置も同様であり、内部で前処理エッチング
が行われる前処理エッチングチャンバーやスパッタチャ
ンバーを含む複数の真空チャンバーが気密に接続されて
いる。基板は、大気に取り出されることなく前処理エッ
チングチャンバーからスパッタチャンバーに送られ、前
処理エッチングとスパッタリングとが真空中で連続して
行われる。
On the other hand, in the case of a substrate processing apparatus such as a sputtering apparatus, there is a demand for an improvement in processing quality due to the background of miniaturization and high integration of devices, and the processing becomes complicated due to the sophistication of devices. Due to this tendency, a multi-chamber type device in which a plurality of vacuum chambers are airtightly connected has become mainstream. The same applies to the above-described sputtering apparatus for performing the pre-processing etching, and a plurality of vacuum chambers including a pre-processing etching chamber and a sputtering chamber in which the pre-processing etching is performed are hermetically connected. The substrate is sent from the pre-processing etching chamber to the sputtering chamber without being taken out to the atmosphere, and the pre-processing etching and sputtering are continuously performed in a vacuum.

【0007】従って、前処理エッチングのための構成と
しては、前処理エッチングチャンバーとその内外に備え
付けられた部材から成る。以下、この構成を、前処理エ
ッチングモジュールと呼ぶ。前処理エッチングモジュー
ルには、通常、スパッタエッチングを行う構成が採用さ
れている。即ち、前処理エッチングチャンバー内に高周
波放電によるプラズマを形成し、プラズマ中のイオンを
基板の表面に入射させる構成である。
Therefore, the structure for the pre-processing etching includes a pre-processing etching chamber and members provided inside and outside thereof. Hereinafter, this configuration is referred to as a pretreatment etching module. The pre-treatment etching module usually employs a configuration for performing sputter etching. That is, a plasma is formed by high-frequency discharge in the pre-treatment etching chamber, and ions in the plasma are incident on the surface of the substrate.

【0008】このような前処理エッチングモジュールで
は、エッチングの際に基板の表面から放出された材料が
特定の場所に付着するのを防止する防着シールドが設け
られている。防着シールドは、プラズマを形成する空間
を取り囲む形状である。防着シールドが無いと、前処理
エッチングの際に基板からエッチングされて放出される
自然酸化膜や保護膜等の微粒子は、前処理エッチングチ
ャンバーの壁面等の露出面に付着する。この露出面への
微粒子の付着が重なると、経時的に薄膜に成長し、内部
応力や自重によりその薄膜が剥離することがある。剥離
した薄膜は、前述したのと同様にパーティクルとなり、
基板を汚損する原因となる。尚、パーティクルという用
語は、本明細書では、基板を汚損する微粒子(原子、分
子、粒子、破片等)の総称として使用されている。防着
シールドの表面には、堆積する薄膜の剥離を防止するた
めの凹凸が形成されている。防着シールドは交換可能に
設けられており、所定回数の前処理エッチングの後、新
品又は薄膜を除去したものと交換される。
In such a pretreatment etching module, an anti-adhesion shield is provided to prevent the material released from the surface of the substrate during the etching from adhering to a specific place. The deposition shield has a shape surrounding a space where plasma is formed. Without the deposition shield, fine particles such as a natural oxide film and a protective film that are etched and released from the substrate during the pre-processing etching adhere to the exposed surface such as the wall surface of the pre-processing etching chamber. When the adhesion of the fine particles to the exposed surface overlaps, the fine particles grow over time, and the thin film may peel off due to internal stress or own weight. The peeled thin film becomes particles as described above,
This may cause the substrate to be soiled. In this specification, the term particle is used as a general term for fine particles (atoms, molecules, particles, fragments, etc.) that contaminate a substrate. Irregularities are formed on the surface of the deposition shield to prevent the deposited thin film from peeling off. The deposition shield is replaceably provided, and after a predetermined number of pretreatment etchings, the shield is replaced with a new one or a thin film from which the thin film has been removed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したスパッタリン
グ装置は、所定枚数の基板を処理した後、装置内を大気
圧に戻して、定期メンテナンスの作業が行われる。特
に、前処理エッチングモジュールについては、上述した
防着シールドの交換が主な作業の一つである。定期メン
テナンスが終了すると、装置内を所定の真空圧力まで排
気した後、成膜処理を再開する。
In the above-described sputtering apparatus, after processing a predetermined number of substrates, the inside of the apparatus is returned to the atmospheric pressure, and a periodic maintenance operation is performed. In particular, for the pre-process etching module, one of the main tasks is to replace the above-described deposition shield. When the regular maintenance is completed, the inside of the apparatus is evacuated to a predetermined vacuum pressure, and then the film forming process is restarted.

【0010】しかしながら、前処理エッチングチャンバ
ーについては、定期メンテナンス終了後、直ちに処理を
再開できない。具体的に説明すると、定期メンテナンス
後、所定の真空圧力に排気して直ちに前処理エッチング
を再開した場合、アーク放電のような異常放電が生じた
り、突発的に大量のパーティクルが発生したり、エッチ
ング分布(基板の面内におけるエッチング速度の分布)
が不均一になったりする場合がある。つまり、一般的に
言えば、再現性が充分に確保できないため、そのまま前
処理エッチングを再開することができない。
However, for the pre-treatment etching chamber, the treatment cannot be resumed immediately after the regular maintenance is completed. More specifically, if the pre-etching is restarted immediately after evacuation to a predetermined vacuum pressure after regular maintenance, abnormal discharge such as arc discharge occurs, a large amount of particles are generated suddenly, or etching occurs. Distribution (distribution of etching rate in the plane of the substrate)
May be uneven. That is, generally speaking, since reproducibility cannot be sufficiently ensured, pre-processing etching cannot be resumed as it is.

【0011】再現性が確保できない理由は、前処理エッ
チングチャンバー内の状態が、定期メンテナンスの前と
は変わってしまっているからである。具体的には、定期
メンテナンスの前では、防着シールドの表面には、酸化
物等の薄膜が堆積しているが、交換した防着シールドの
表面には薄膜が堆積していない。防着シールドはステン
レスやアルミニウムのような金属の場合が多いが、絶縁
物から成る薄膜が堆積している場合と、金属製の部材の
表面がそのまま露出している場合とでは、大きく条件が
異なる。例えば、プラズマ形成ため高周波電界が設定さ
れた際、前処理エッチングチャンバー内の部材の表面の
材質が異なれば、電界の状態は異なってくると考えられ
る。
The reason why reproducibility cannot be ensured is that the state in the pretreatment etching chamber is different from that before the regular maintenance. Specifically, before the periodic maintenance, a thin film such as an oxide is deposited on the surface of the deposition shield, but no thin film is deposited on the surface of the replaced deposition shield. Deposition shields are often made of metal such as stainless steel or aluminum, but the conditions differ greatly when a thin film made of an insulator is deposited and when the surface of the metal member is exposed as it is. . For example, when a high-frequency electric field is set for plasma formation, if the material of the surface of the member in the pre-processing etching chamber is different, the state of the electric field is considered to be different.

【0012】従って、前処理エッチングチャンバーにつ
いては、定期メンテナンス後、定期メンテナンス前の条
件と同じ条件にするための作業が行われる。具体的に
は、ダミー基板をエッチングし、防着シールドの表面に
酸化物の薄膜を堆積させる(以下、この際のエッチング
をダミーエッチングと呼ぶ)。ダミー基板は、例えばベ
アシリコンの表面に熱酸化によって所定の厚さの酸化層
を形成した構造のものである。ダミーエッチングをある
程度の回数行うことによって、防着シールドの表面に酸
化物の薄膜がある程度の厚さで堆積する。再現性が確保
できる程度までダミーエッチングを繰り返した後、通常
の前処理エッチングを再開するようにしている。
Therefore, in the pre-treatment etching chamber, an operation is performed after the regular maintenance to make the same condition as before the regular maintenance. Specifically, the dummy substrate is etched, and an oxide thin film is deposited on the surface of the deposition shield (hereinafter, this etching is referred to as dummy etching). The dummy substrate has, for example, a structure in which an oxide layer having a predetermined thickness is formed on the surface of bare silicon by thermal oxidation. By performing the dummy etching a certain number of times, a thin oxide film is deposited to a certain thickness on the surface of the deposition shield. After repeating the dummy etching to such an extent that reproducibility can be ensured, normal pre-processing etching is restarted.

【0013】しかしながら、再現性を充分に確保して前
処理エッチングを再開するには、かなりの回数のダミー
エッチングを繰り返す必要がある。例えば、直径300
mmのシリコンウェーハを処理する装置の場合、ダミー
エッチングは100回程度繰り返す必要があり、従って
それに要するダミー基板の枚数は100枚程度にもな
る。そして、ダミーエッチングに要する全体の時間は3
時間程度にも達する。
However, in order to ensure sufficient reproducibility and restart the pretreatment etching, it is necessary to repeat a considerable number of dummy etchings. For example, a diameter of 300
In the case of an apparatus for processing a silicon wafer having a thickness of 2 mm, the dummy etching needs to be repeated about 100 times, so that the number of dummy substrates required for the apparatus is about 100. The total time required for dummy etching is 3
It reaches as much as an hour.

【0014】ダミーエッチングに長時間を要すること
は、前処理エッチング再開までの時間が長くなることを
意味し、生産性を大きく低下させる要因となる。また、
多数のダミー基板が必要になることは、ランニングコス
トの上昇を意味し、基板の高額化から、この問題は深刻
である。本願の発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、前処理エッチングチャンバー内
の防着シールドの交換後のダミーエッチングに要する時
間とコストを大きく低減させる技術的意義を有する。
The fact that a long time is required for the dummy etching means that the time required for resuming the pretreatment etching is lengthened, which is a factor that greatly reduces the productivity. Also,
The necessity of a large number of dummy substrates means an increase in running costs, and this problem is serious because the cost of the substrates increases. The invention of the present application has been made to solve such a problem, and has the technical significance of greatly reducing the time and cost required for dummy etching after replacement of the deposition shield in the pretreatment etching chamber.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項1記載の発明は、基板の表面にスパッ
タリングにより薄膜を作成する成膜処理が内部で行われ
るスパッタチャンバーと、成膜処理に先立ち基板の表面
をエッチングする前処理が内部で行われるとともにスパ
ッタチャンバーと真空が連続するようにして設けられた
前処理エッチングチャンバーとを備えたスパッタリング
装置であって、前記前処理エッチングチャンバー内に
は、エッチングの際に基板の表面から放出された材料が
特定の場所に付着するのを防止する防着シールドが交換
可能に設けられており、前記前処理エッチングチャンバ
ーと内部空間が連通するようにして隣接して設けられた
退避チャンバーと、前記前処理エッチングの際に基板の
表面から放出される材料と同じ材料で形成された板材で
あって基板より厚い被エッチング板と、防着シールド交
換後に再現性を確保するためダミーエッチングを行う
際、被エッチング板を退避チャンバー内の所定の退避位
置と前記前処理エッチングの際に基板を配置させる位置
と同じ位置との間で被エッチング板を移動させる移動機
構と、退避チャンバー内を排気する兼用又は専用の排気
系とが設けられているという構成を有する。また、上記
課題を解決するため、請求項2記載の発明は、上記請求
項1の構成において、前記被エッチング板は、厚さ以外
の寸法形状が基板と同じであるという構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application provides a sputtering chamber in which a film forming process for forming a thin film on a surface of a substrate by sputtering is performed, A sputtering apparatus including a pretreatment etching chamber provided in such a manner that a pretreatment for etching the surface of the substrate is performed internally and a sputter chamber and a vacuum are connected to each other prior to the treatment, wherein the inside of the pretreatment etching chamber is Has an exchangeable shield for preventing the material released from the surface of the substrate during the etching from adhering to a specific place, so that the pre-processing etching chamber communicates with the internal space. An evacuation chamber provided adjacent to the substrate, and a material released from the surface of the substrate during the pretreatment etching. A plate to be etched, which is a plate material formed of the same material as the above, and is thicker than the substrate. It has a configuration in which a moving mechanism that moves the plate to be etched between the position where the substrate is arranged during the pre-processing etching and the same position, and a dual or dedicated exhaust system that exhausts the evacuation chamber are provided. . According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the configuration of the first aspect, the plate to be etched has the same dimensions and shape as the substrate except for the thickness.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態(以
下、実施形態)について説明する。図1は、本願発明の
実施形態のスパッタリング装置の平面概略図である。図
1に示すスパッタリング装置は、マルチチャンバータイ
プの装置であり、中央に配置された搬送チャンバー1
と、搬送チャンバー1の周囲に設けられた複数の処理チ
ャンバー2,3,4及び二つのロードロックチャンバー
5とからなるチャンバー配置になっている。各チャンバ
ー1,2,3、4,5は、専用又は兼用の不図示の排気
系を備えており、所定の圧力まで排気されるようになっ
ている。各チャンバー1,2,3、4,5同士の接続箇
所には、ゲートバルブ6が設けられている。
Embodiments of the present invention (hereinafter, embodiments) will be described below. FIG. 1 is a schematic plan view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. The sputtering apparatus shown in FIG. 1 is a multi-chamber type apparatus, and a transfer chamber 1 arranged at the center.
And a plurality of processing chambers 2, 3, 4 and two load lock chambers 5 provided around the transfer chamber 1. Each of the chambers 1, 2, 3, 4, and 5 has a dedicated or combined exhaust system (not shown), and is evacuated to a predetermined pressure. A gate valve 6 is provided at a connection point between the chambers 1, 2, 3, 4, and 5.

【0017】ロードロックチャンバー5の外側には、オ
ートローダ7が設けられている。オートローダ7は、大
気側にある外部カセット8から基板9を一枚ずつ取り出
し、ロードロックチャンバー5内の内部カセット51に
収容するようになっている。また、搬送チャンバー1内
には、搬送ロボット11が設けられている。この搬送ロ
ボット11は多関節ロボットが使用されている。搬送ロ
ボット11は、いずれか一方のロードロックチャンバー
5から基板9を一枚ずつ取り出し、各処理チャンバー
2、3,4に送って順次処理を行い、最後の処理を終了
した後、いずれか一方のロードロックチャンバー5に戻
すようになっている。搬送チャンバー1内は不図示の排
気系によって常時10−4〜10−6Pa程度の真空圧
力が維持される。従って、搬送ロボット11としてはこ
の真空圧力下で動作可能なものが採用される。
An autoloader 7 is provided outside the load lock chamber 5. The autoloader 7 takes out the substrates 9 one by one from the external cassette 8 on the atmosphere side and stores the substrates 9 in the internal cassette 51 in the load lock chamber 5. A transfer robot 11 is provided in the transfer chamber 1. The transfer robot 11 is an articulated robot. The transfer robot 11 takes out the substrates 9 one by one from one of the load lock chambers 5 and sends them to each of the processing chambers 2, 3, and 4 to sequentially perform the processing. It returns to the load lock chamber 5. A vacuum pressure of about 10 −4 to 10 −6 Pa is constantly maintained in the transfer chamber 1 by an exhaust system (not shown). Therefore, a transfer robot that can operate under this vacuum pressure is adopted.

【0018】複数の処理チャンバー2、3,4のうちの
一つは、基板9の表面に所定の薄膜を作成するためのス
パッタリングを行うスパッタチャンバー4である。ま
た、他の一つの処理チャンバー2は、本実施形態の大き
な特徴点を成す前処理エッチングモジュールを構成す
る。さらに他の一つの処理チャンバー3は、スパッタリ
ングの前に基板9を予備加熱するプリヒートチャンバー
3である。
One of the plurality of processing chambers 2, 3, 4 is a sputtering chamber 4 for performing sputtering for forming a predetermined thin film on the surface of the substrate 9. The other one of the processing chambers 2 constitutes a pre-processing etching module which is a major feature of the present embodiment. Still another processing chamber 3 is a preheat chamber 3 for preheating the substrate 9 before sputtering.

【0019】次に、本実施形態の装置の大きな特徴点を
成す前処理エッチングモジュールの構成について図2を
使用して説明する。図2は、図1に示す装置が備える前
処理エッチングモジュールの正面断面概略図である。
Next, the configuration of the pretreatment etching module, which is a major feature of the apparatus of the present embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic front sectional view of a pretreatment etching module included in the apparatus shown in FIG.

【0020】前処理エッチングモジュールは、内部で前
処理エッチングが行われる前処理エッチングチャンバー
2と、前処理エッチングチャンバー2内を排気する排気
系21と、前処理エッチングチャンバー2内にガスを導
入するガス導入系22と、前処理エッチングチャンバー
2内の所定位置に基板9を保持する基板ホルダー23
と、基板ホルダー23に保持された基板9の表面を臨む
空間にプラズマを形成するプラズマ形成手段と、形成さ
れたプラズマからイオンを引き出して基板9の表面に入
射させる電界を設定するバイアス用電源24とから主に
構成されている。
The pretreatment etching module includes a pretreatment etching chamber 2 in which pretreatment etching is performed, an exhaust system 21 for exhausting the inside of the pretreatment etching chamber 2, and a gas for introducing a gas into the pretreatment etching chamber 2. Introducing system 22 and substrate holder 23 for holding substrate 9 at a predetermined position in pretreatment etching chamber 2
A plasma forming means for forming plasma in a space facing the surface of the substrate 9 held by the substrate holder 23; and a bias power supply 24 for setting an electric field for extracting ions from the formed plasma and causing the ions to enter the surface of the substrate 9. It is mainly composed of

【0021】前処理エッチングチャンバー2は、気密な
真空容器であり、ゲートバルブ6を介して基板9の出し
入れが行われるようになっている。排気系21は、前処
理エッチングチャンバー2内を10−5〜10−7Pa
程度まで排気できるよう構成されている。ガス導入系2
2は、アルゴンのような不活性ガスを所定の流量で導入
するようになっている。ガス導入系22は、ガスリザー
バ221に所定量のガスを溜め、バルブ222の開閉に
よってガスリザーバ221内のガスを前処理エッチング
チャンバー2内に導入する。
The pre-treatment etching chamber 2 is an airtight vacuum container, and the substrate 9 is taken in and out through a gate valve 6. The exhaust system 21 is configured to supply 10 −5 to 10 −7 Pa in the pretreatment etching chamber 2.
It is configured to be able to exhaust to the extent. Gas introduction system 2
2 is designed to introduce an inert gas such as argon at a predetermined flow rate. The gas introduction system 22 stores a predetermined amount of gas in the gas reservoir 221, and introduces the gas in the gas reservoir 221 into the pretreatment etching chamber 2 by opening and closing the valve 222.

【0022】基板ホルダー23は、上面に基板を載置し
て保持する台状の部材である。基板ホルダー23は、金
属製のホルダー本体231と、ホルダー本体231の上
に固定された石英ガラス板232と、ホルダー本体23
1を支える支柱233とから主に構成されている。石英
ガラス板232は、前処理エッチングの際に基板ホルダ
ー23の表面もエッチングされる可能性があることを考
慮したものであり、エッチングされても汚損物質を発生
させないよう石英ガラス板232が設けられている。ま
た、基板ホルダー23は周囲を取り囲むようにして絶縁
カバー234を有している。絶縁カバー234は、基板
ホルダー23の周囲での不要な放電を防止するためのも
のである。
The substrate holder 23 is a pedestal-like member for placing and holding a substrate on the upper surface. The substrate holder 23 includes a metal holder body 231, a quartz glass plate 232 fixed on the holder body 231, and a holder body 23.
1 mainly comprising a support 233 for supporting the support 1. The quartz glass plate 232 is provided in consideration of the possibility that the surface of the substrate holder 23 may be etched during the pre-processing etching, and the quartz glass plate 232 is provided so as not to generate a polluting substance even when etched. ing. The substrate holder 23 has an insulating cover 234 so as to surround the periphery. The insulating cover 234 is for preventing unnecessary discharge around the substrate holder 23.

【0023】基板ホルダー23は、基板9の出し入れの
際に駆動される昇降機構235を備えている。昇降機構
235は、基板9の出し入れの際には基板ホルダー23
を所定の下限位置に位置させ、前処理エッチングの際に
は図2に示すような上限位置に位置させる。基板ホルダ
ー23は、前処理エッチングチャンバー2の底板部を気
密に貫通して昇降するようになっており、貫通部分には
メカニカルシールのような真空シール236が設けられ
ている。
The substrate holder 23 has an elevating mechanism 235 that is driven when taking the substrate 9 in and out. When the substrate 9 is taken in and out, the elevating mechanism 235 moves the substrate holder 23.
Is positioned at a predetermined lower limit position, and is positioned at an upper limit position as shown in FIG. 2 during pre-processing etching. The substrate holder 23 goes up and down while airtightly penetrating the bottom plate portion of the pretreatment etching chamber 2, and a vacuum seal 236 such as a mechanical seal is provided in the penetrating portion.

【0024】本実施形態では、高周波放電により前処理
エッチング用のプラズマを形成するようになっている。
即ち、プラズマ形成手段は、前処理エッチングチャンバ
ー2内に設けられた高周波電極と、高周波電極に高周波
電圧を印加するプラズマ用高周波電源25とから構成さ
れている。プラズマ用高周波電源25は、本実施形態で
は60MHzのようなVHF帯(30M〜300MH
z)の高周波を発生させるものが使用されている。
In this embodiment, plasma for pre-processing etching is formed by high-frequency discharge.
That is, the plasma forming means includes a high-frequency electrode provided in the pretreatment etching chamber 2 and a high-frequency power supply for plasma 25 for applying a high-frequency voltage to the high-frequency electrode. In the present embodiment, the high frequency power supply for plasma 25 is a VHF band (30 MHz to 300 MHz) such as 60 MHz.
Those that generate the high frequency of z) are used.

【0025】本実施形態では、基板ホルダー23が高周
波電極として兼用されている。即ち、プラズマ用高周波
電源25は、ホルダー本体231及び石英ガラス板23
2を介して基板9に高周波電圧を印加するようになって
いる。バイアス用電源24は、同様にホルダー本体23
1及び石英ガラス232を介して基板9に高周波電圧を
印加するものである。即ち、バイアス用電源24とプラ
ズマ用高周波電源25は、並列にホルダー本体231に
接続されている。尚、バイアス用電源24やプラズマ用
高周波電源25は、不図示の整合器を介してホルダー本
体231に接続されている。
In the present embodiment, the substrate holder 23 is also used as a high-frequency electrode. That is, the plasma high-frequency power supply 25 includes the holder main body 231 and the quartz glass plate 23.
A high-frequency voltage is applied to the substrate 9 via the second circuit 2. The power supply for bias 24 is similarly connected to the holder main body 23.
A high-frequency voltage is applied to the substrate 9 via the first and quartz glass 232. That is, the bias power supply 24 and the plasma high-frequency power supply 25 are connected to the holder body 231 in parallel. Note that the bias power supply 24 and the plasma high-frequency power supply 25 are connected to the holder main body 231 via a matching device (not shown).

【0026】バイアス用電源24は、400kHzのよ
うなMF帯(300〜3000kHz)の高周波を発生
させるものが使用されている。ガス導入系22により導
入されたガスのプラズマがプラズマ用高周波電源によっ
て形成されている状態で、バイアス用電源24が動作す
ると、プラズマ中の電子やイオンは、プラズマ用電源2
5の高周波よりも長い周期で周期的に基板9に引き寄せ
られる。この際、電子とイオンの移動度の違いから、電
子の方がイオンに比べて多く引き寄せられ、時間積分す
ると、基板9の電位変化は、バイアス用電源の高周波に
負の直流電圧を重畳したような電位変化となる(実際に
はこれにプラズマ用高周波電源による電位変化が重畳さ
れる)。この負の直流電圧が自己バイアス電圧である。
この自己バイアス電圧により正イオンが引き出されて基
板9の表面に効率良く入射し、基板9の表面がスパッタ
エッチングされる。
As the bias power supply 24, one that generates a high frequency in the MF band (300 to 3000 kHz) such as 400 kHz is used. When the bias power supply 24 operates in a state in which the plasma of the gas introduced by the gas introduction system 22 is formed by the plasma high-frequency power supply, electrons and ions in the plasma are removed from the plasma power supply 2.
5 is periodically attracted to the substrate 9 with a period longer than the high frequency. At this time, due to the difference in mobility between the electrons and the ions, the electrons are attracted more than the ions, and when integrated over time, the change in the potential of the substrate 9 is as if a negative DC voltage was superimposed on the high frequency of the bias power supply. (Actually, the potential change by the high frequency power supply for plasma is superimposed on this). This negative DC voltage is the self-bias voltage.
Positive ions are extracted by the self-bias voltage and efficiently incident on the surface of the substrate 9 to sputter-etch the surface of the substrate 9.

【0027】また、図2に示すように、前処理エッチン
グチャンバー2の上側には、磁石27が設けられてい
る。この磁石27は、前処理エッチングチャンバー2の
上壁部に向けてのプラズマの拡散を防止するものであ
る。
As shown in FIG. 2, a magnet 27 is provided above the pretreatment etching chamber 2. The magnet 27 prevents the diffusion of the plasma toward the upper wall of the pretreatment etching chamber 2.

【0028】このような前処理エッチングモジュールで
は、前述したように、エッチングの際に基板9の表面か
ら放出された材料が特定の場所に付着するのを防止する
防着シールド261,262,263,264が設けら
れている。防着シールド261,262,263,26
4は、具体的には、基板ホルダー23上の基板9を取り
囲む状態となる下側シールド261と、下側シールド2
61の上部開口を塞ぐ状態となっている上側シールド2
62と、下側シールド261と上側シールド262との
間の隙間260を塞ぐ状態となっている外側シールド2
63と、外側シールド263を下側シールド261及び
上側シールド262に固定する固定用シールド264と
なっている。
In such a pretreatment etching module, as described above, the deposition shields 261, 262, 263 and 263 prevent the material released from the surface of the substrate 9 during etching from adhering to a specific place. 264 are provided. Deposition shields 261, 262, 263, 26
4 is a lower shield 261 that surrounds the substrate 9 on the substrate holder 23, and a lower shield 2
Upper shield 2 in a state of closing the upper opening of 61
62 and the outer shield 2 in a state of closing the gap 260 between the lower shield 261 and the upper shield 262.
63 and a fixing shield 264 for fixing the outer shield 263 to the lower shield 261 and the upper shield 262.

【0029】前処理エッチングの際の放出物は防着シー
ルド261,262,263,264に多く付着するこ
とになるが、防着シールド261,262,263,2
64は、表面に微細な凹凸を設ける等して薄膜を剥離を
防止した構成となっている。凹凸は、砂のような粒状材
料を吹き付ける方法であるブラスト法により形成されて
いる。防着シールド261,262,263,264
は、ある程度の回数の前処理エッチングを繰り返した
後、新品の又は薄膜が除去されたものと交換される。
A large amount of substances discharged during the pre-treatment etching adhere to the deposition shields 261, 262, 263, 264.
Reference numeral 64 denotes a configuration in which the thin film is prevented from peeling by providing fine irregularities on the surface. The irregularities are formed by a blast method which is a method of spraying a granular material such as sand. Deposition shields 261, 262, 263, 264
After a certain number of repetitions of the pretreatment etching, is replaced with a new one or a thin film from which the thin film has been removed.

【0030】尚、下側シールド261及び上側シールド
262は同じ径の円筒形である。下側シールド261は
開口を有しており、この開口に基板ホルダー23が挿通
されている。隙間260は、下側シールド261と上側
シールド262等で形成された内部空間のコンダクタン
スを向上させるために設けられている。外部シールド2
63には、不図示の開閉機構が付設されており、前処理
エッチングチャンバー2内を排気する場合には、外部シ
ールド263が移動して隙間260を開放するようにす
る。尚、これらの防着シールド261,262,26
3,264は、電気的にはすべて接地されている。
The lower shield 261 and the upper shield 262 are cylindrical with the same diameter. The lower shield 261 has an opening, through which the substrate holder 23 is inserted. The gap 260 is provided to improve the conductance of the internal space formed by the lower shield 261 and the upper shield 262 and the like. External shield 2
An opening / closing mechanism (not shown) is attached to 63, and when the inside of the pre-treatment etching chamber 2 is evacuated, the outer shield 263 moves to open the gap 260. Note that these shields 261, 262, 26
All 3,264 are electrically grounded.

【0031】本実施形態の大きな特徴点は、防着シール
ド交換後のダミーエッチングの際に使用される専用の部
材が装置内に予め配置されている点である。具体的に説
明すると、本実施形態では、前処理エッチングの際に基
板9の表面から放出される材料と同じ材料で形成された
板材であって基板9より厚い部材91をエッチングする
ことでダミーエッチングを行うようになっている。以
下、この板材91を被エッチング板と呼ぶ。
The major feature of this embodiment is that a dedicated member used for dummy etching after replacement of the shield is previously disposed in the apparatus. More specifically, in the present embodiment, dummy etching is performed by etching a member 91 that is formed of the same material as the material released from the surface of the substrate 9 during pre-processing etching and that is thicker than the substrate 9. It is supposed to do. Hereinafter, this plate material 91 is referred to as a plate to be etched.

【0032】本実施形態では、基板9はシリコンウェー
ハであり、前処理エッチングはシリコンウェーハの表面
の自然酸化膜を除去するものとなっている。従って、被
エッチング板91は、酸化シリコンからなる板、具体的
には石英ガラス板となっている。被エッチング板91
は、厚さ以外では基板9と同じ形状寸法である。厚さは
基板9よりも厚く、5mm〜10mm程度である。尚、
基板9と同じ形状寸法の被エッチング板91を使用する
と、前処理エッチングの状態に近い状態を再現すること
ができので、ダミーエッチングの効果を高めるのに好適
である。
In this embodiment, the substrate 9 is a silicon wafer, and the pre-processing etching removes a natural oxide film on the surface of the silicon wafer. Therefore, the plate 91 to be etched is a plate made of silicon oxide, specifically, a quartz glass plate. Plate 91 to be etched
Has the same shape and dimensions as the substrate 9 except for the thickness. The thickness is larger than the substrate 9 and is about 5 mm to 10 mm. still,
When a plate 91 having the same shape and dimensions as the substrate 9 is used, a state close to the state of the pre-processing etching can be reproduced, which is suitable for enhancing the effect of the dummy etching.

【0033】また、本実施形態では、被エッチング板9
1の移動に要する時間を短縮するため、専用の退避チャ
ンバー28が設けられている。退避チャンバー28は、
図2に示すように、前処理エッチングチャンバー2に隣
接して設けられた気密な容器である。退避チャンバー2
8は、本実施形態では、前処理エッチングチャンバー2
を均一に効率良く排気するための空間である排気室21
0を兼用した構成となっている。具体的に説明すると、
退避チャンバー28は、前処理エッチングチャンバー2
の側壁に隣接して設けられている。前処理エッチングチ
ャンバー2の側壁には、退避チャンバー28の大きさに
相当する開口があり、この開口を気密に塞ぐようにして
退避チャンバー28が接続されている。退避チャンバー
28の接続箇所には、遮断バルブ282が設けられてい
る。
In this embodiment, the plate 9 to be etched is
A dedicated evacuation chamber 28 is provided to reduce the time required for moving 1. The evacuation chamber 28
As shown in FIG. 2, it is an airtight container provided adjacent to the pretreatment etching chamber 2. Evacuation chamber 2
Reference numeral 8 denotes a pretreatment etching chamber 2 in the present embodiment.
Exhaust chamber 21 is a space for uniformly and efficiently exhausting air.
0 is also used. Specifically,
The evacuation chamber 28 includes the pre-treatment etching chamber 2
Is provided adjacent to the side wall of the main body. The side wall of the pre-treatment etching chamber 2 has an opening corresponding to the size of the evacuation chamber 28, and the evacuation chamber 28 is connected so as to airtightly close this opening. A shutoff valve 282 is provided at a connection point of the evacuation chamber 28.

【0034】退避チャンバー28の底壁部には開口があ
り、この開口の下側には、排気系21を構成する真空ポ
ンプ211が設けられている。真空ポンプ211は、退
避チャンバー28の底壁部の開口から真空引きし、退避
チャンバー28内や前処理エッチングチャンバー2内を
排気するようになっている。真空ポンプ211と退避チ
ャンバー28との間には、不図示の排気速度調整器等が
設けられることがある。
An opening is formed in the bottom wall of the evacuation chamber 28, and a vacuum pump 211 constituting the exhaust system 21 is provided below the opening. The vacuum pump 211 evacuates the opening of the bottom wall of the evacuation chamber 28 to evacuate the evacuation chamber 28 and the pretreatment etching chamber 2. Between the vacuum pump 211 and the evacuation chamber 28, an exhaust speed controller (not shown) may be provided.

【0035】また、図2に示すように、退避チャンバー
28内には、係留具281が設けられている。係留具2
81は、被エッチング板91を退避のため上に載せて係
留する部材である。従って、係留具281上が被エッチ
ング板91の退避位置である。そして、被エッチング板
91を、退避位置と前処理エッチングチャンバー2内の
所定位置との間で移動させる移動機構29が設けられて
いる。前処理エッチングチャンバー2内の所定位置と
は、前処理エッチングの際に基板9が位置する位置と同
じ位置であり、基板ホルダー23上である。
As shown in FIG. 2, an anchor 281 is provided in the evacuation chamber 28. Mooring device 2
Numeral 81 is a member for mounting and mooring the plate to be etched 91 for evacuation. Therefore, the position on the mooring tool 281 is the retracted position of the plate to be etched 91. Then, a moving mechanism 29 for moving the plate to be etched 91 between the retracted position and a predetermined position in the pre-processing etching chamber 2 is provided. The predetermined position in the pretreatment etching chamber 2 is the same position as the position where the substrate 9 is located at the time of the pretreatment etching, and is on the substrate holder 23.

【0036】図3は、図2に示す移動機構29の主要部
の平面概略図である。本実施形態では、単純なシングル
アームタイプのロボットが移動機構29として採用され
ている。即ち、移動機構29は、基板9を載せて保持す
るアーム291と、上端にアーム291を連結した垂直
な駆動棒292と、駆動棒292を介してアーム291
を駆動する駆動源293とから主に構成されている。駆
動源293は、水平面内での伸縮運動、駆動棒292を
中心軸とした回転運動及び駆動棒292を介した上下運
動をアーム291に行わせることが可能となっている。
FIG. 3 is a schematic plan view of a main part of the moving mechanism 29 shown in FIG. In the present embodiment, a simple single-arm type robot is adopted as the moving mechanism 29. That is, the moving mechanism 29 includes an arm 291 for mounting and holding the substrate 9, a vertical drive rod 292 having the upper end connected to the arm 291, and the arm 291 via the drive rod 292.
And a driving source 293 for driving the. The drive source 293 allows the arm 291 to perform expansion and contraction movement in a horizontal plane, rotation movement around the drive rod 292 as a central axis, and up and down movement via the drive rod 292.

【0037】次に、本実施形態のスパッタリング装置の
他の構成について説明する。プリヒートチャンバー3に
おけるプリヒート(予備加熱)は、基板9の吸蔵ガスを
放出させる目的で行われる。この吸蔵ガスの放出を行わ
ない場合、成膜時の熱により吸蔵ガスが放出され、発泡
によって膜の表面が粗くなる問題がある。プリヒートチ
ャンバー3内には、所定の温度に加熱維持される不図示
のヒートステージが設けられている。基板9は、このヒ
ートステージに載置され、所定温度に加熱されることに
よりプリヒートされる。ヒートステージと基板9との間
の熱伝導性を向上させるため、Heのような熱伝導性の
良いガスがヒートステージと基板9との間に供給される
場合もある。
Next, another configuration of the sputtering apparatus of this embodiment will be described. The preheating (preheating) in the preheating chamber 3 is performed for the purpose of releasing the occluded gas of the substrate 9. If the occlusion gas is not released, there is a problem that the occlusion gas is released due to heat during film formation and the surface of the film becomes rough due to foaming. In the preheat chamber 3, a heat stage (not shown) that is heated and maintained at a predetermined temperature is provided. The substrate 9 is placed on this heat stage and is preheated by being heated to a predetermined temperature. In order to improve the thermal conductivity between the heat stage and the substrate 9, a gas having good thermal conductivity such as He may be supplied between the heat stage and the substrate 9.

【0038】スパッタチャンバーは、スパッタリングを
行うためのモジュールであるスパッタリングモジュール
を構成する。スパッタリングモジュールは、スパッタチ
ャンバーと、スパッタチャンバーを排気する排気系と、
スパッタチャンバー内にアルゴン等のガスを導入するガ
ス導入系と、スパッタチャンバー内に被スパッタ面が露
出するようにして設けられたターゲットを含むカソード
と、ターゲットをスパッタするための電圧をカソードに
印加するスパッタ電源と、ターゲットに対向したスパッ
タチャンバー内の位置に基板9を保持する基板ホルダー
等から構成されている。
The sputter chamber constitutes a sputtering module which is a module for performing sputtering. The sputtering module has a sputtering chamber, an exhaust system for exhausting the sputtering chamber,
A gas introduction system for introducing a gas such as argon into the sputtering chamber, a cathode including a target provided such that a surface to be sputtered is exposed in the sputtering chamber, and a voltage for sputtering the target is applied to the cathode. It comprises a sputtering power source, a substrate holder for holding the substrate 9 at a position in the sputtering chamber facing the target, and the like.

【0039】ガス導入系によってアルゴン等のガスを導
入し、排気系によってスパッタチャンバー内を所定の真
空圧力に維持した状態で、スパッタ電源を動作させる。
スパッタ放電が生じてターゲットがスパッタされ、ター
ゲットの材料の薄膜が基板9の表面に作成される。ター
ゲットの背後(被スパッタ面とは反対側)には、マグネ
トロンスパッタを可能にする磁石ユニットが設けられ
る。
A sputter power supply is operated while a gas such as argon is introduced by a gas introduction system and the inside of the sputtering chamber is maintained at a predetermined vacuum pressure by an exhaust system.
A sputter discharge occurs to sputter the target, and a thin film of the target material is formed on the surface of the substrate 9. Behind the target (on the side opposite to the surface to be sputtered), a magnet unit that enables magnetron sputtering is provided.

【0040】また、図1に示すように、セパレーション
チャンバー1の周囲には、さらに別の真空チャンバー1
0が設けられている。これらの真空チャンバー10は、
必要に応じて、スパッタチャンバー4と同一の構成とし
て生産性を向上させたり、または異種薄膜を積層する場
合には異種材料のターゲットを備えたスパッタチャンバ
ー4としたりする。もしくは、成膜処理の後、基板9を
冷却する冷却チャンバーとされたりする場合もある。
As shown in FIG. 1, a further vacuum chamber 1 is provided around the separation chamber 1.
0 is provided. These vacuum chambers 10
If necessary, the same configuration as that of the sputtering chamber 4 may be used to improve the productivity, or when laminating different kinds of thin films, the sputtering chamber 4 may be provided with a target made of a different material. Alternatively, after the film forming process, the cooling chamber for cooling the substrate 9 may be used.

【0041】次に、本実施形態のスパッタリング装置の
全体の動作について説明する。外部セット8に収容され
た基板9は、オートローダ7によってロードロックチャ
ンバー5内の内部カセット51に搬入される。内部カセ
ット51に搬入された基板9は、セパレーションチャン
バー1に設けられた搬送ロボット11により、まず前処
理エッチングチャンバー2に搬入され、前述した前処理
エッチングが行われる。この際、被エッチング板91は
退避チャンバー28内の退避位置にある。また、前処理
エッチングチャンバー2内の排気の際には遮断バルブ2
82は開けられるが、前処理エッチングを行う際には遮
断バルブ282は閉じられ、前処理エッチングチャンバ
ー2内と退避チャンバー28内とは隔絶される。従っ
て、被エッチング板91がエッチングされることはな
い。
Next, the overall operation of the sputtering apparatus of this embodiment will be described. The substrate 9 accommodated in the external set 8 is carried into the internal cassette 51 in the load lock chamber 5 by the autoloader 7. The substrate 9 carried into the internal cassette 51 is first carried into the pre-processing etching chamber 2 by the transfer robot 11 provided in the separation chamber 1, and the above-described pre-processing etching is performed. At this time, the to-be-etched plate 91 is at the retreat position in the retreat chamber 28. Further, when exhausting the pre-treatment etching chamber 2, the shut-off valve 2
Although the opening 82 is opened, the shut-off valve 282 is closed when performing the pre-processing etching, so that the inside of the pre-processing etching chamber 2 and the inside of the evacuation chamber 28 are isolated. Therefore, the plate to be etched 91 is not etched.

【0042】前処理エッチングが終了した後、基板9は
プリヒートチャンバー3に搬送され、不図示のヒートス
テージに載置されて所定の温度に加熱される。これによ
って基板9はプリヒートされ、基板9中の吸蔵ガスが放
出される。そして、基板9はスパッタチャンバー4に搬
入され、スパッタリングによる成膜処理が行われる。そ
の後、基板9は搬送ロボット11によりスパッタチャン
バー4から搬出され、内部カセット51に収容される。
内部カセット51に収容された処理済みの基板9はオー
トローダ7によって外部カセット8に収容される。この
ような動作を繰り返して、多数の基板9に対して順次、
枚葉処理を行う。
After the completion of the pretreatment etching, the substrate 9 is transported to the preheat chamber 3, is placed on a heat stage (not shown), and is heated to a predetermined temperature. Thus, the substrate 9 is preheated, and the occluded gas in the substrate 9 is released. Then, the substrate 9 is carried into the sputtering chamber 4, and a film forming process by sputtering is performed. Thereafter, the substrate 9 is unloaded from the sputtering chamber 4 by the transfer robot 11 and stored in the internal cassette 51.
The processed substrate 9 stored in the internal cassette 51 is stored in the external cassette 8 by the autoloader 7. By repeating such an operation, a large number of substrates 9 are sequentially
Perform single wafer processing.

【0043】このような枚葉処理を所定回数繰り返した
後、装置のメンテナンスを行う。メンテナンスは、前述
した前処理エッチングチャンバー2内の防着シールド2
61,262,263,264の交換作業を含む。即
ち、防着シールド261,262,263,264を交
換した後、所定回数のダミーエッチングを行う。
After repeating such a single-wafer processing a predetermined number of times, maintenance of the apparatus is performed. Maintenance is performed by the deposition shield 2 in the pretreatment etching chamber 2 described above.
61, 262, 263, and 264 are included. That is, after replacing the deposition shields 261, 262, 263, and 264, a predetermined number of dummy etchings are performed.

【0044】具体的に説明すると、装置内を大気圧に戻
し、防着シールド261,262,263,264の交
換等の所要の作業を行う。その後、排気系21によって
前処理エッチングチャンバー2内を再び10−5〜10
−7Pa程度の真空に排気する。そして、遮断バルブ2
82を開けるとともに移動機構29を動作させ、被エッ
チング板91を基板ホルダー23に載置する。載置位置
は、基板9の場合と同じ位置である。基板9を受け取る
場合と同じように、昇降機構235は基板ホルダー23
を下降させ、被エッチング板91が載置された後、前処
理エッチングの場合と同じ高さに基板ホルダー23を上
昇させる。
More specifically, the inside of the apparatus is returned to the atmospheric pressure, and necessary operations such as replacement of the deposition shields 261, 262, 263, 264 are performed. After that, the inside of the pretreatment etching chamber 2 is again evacuated to 10 −5 to 10 by the exhaust system 21.
It is evacuated to a vacuum of about -7 Pa. And shut-off valve 2
The opening 82 is opened and the moving mechanism 29 is operated to place the plate to be etched 91 on the substrate holder 23. The mounting position is the same position as in the case of the substrate 9. As in the case of receiving the substrate 9, the lifting mechanism 235 moves the substrate holder 23.
Is lowered, and after the plate to be etched 91 is placed, the substrate holder 23 is raised to the same height as in the case of the pre-processing etching.

【0045】そして、ガス導入系22により前処理エッ
チングチャンバー2内にガスを導入し、前処理エッチン
グと同じ条件によりプラズマを形成してダミーエッチン
グを行う。ダミーエッチングにおけるエッチング時間
は、一枚の基板9の前処理エッチングに要する時間より
も長い。具体的には、従来の構成におけるダミーエッチ
ングの繰り返し回数分に相当する時間だけダミーエッチ
ングを行う。具体的には、5分間〜10分間程度であ
る。
Then, a gas is introduced into the pretreatment etching chamber 2 by the gas introduction system 22, and plasma is formed under the same conditions as in the pretreatment etching to perform dummy etching. The etching time in the dummy etching is longer than the time required for pre-processing etching of one substrate 9. Specifically, the dummy etching is performed for a time corresponding to the number of times the dummy etching is repeated in the conventional configuration. Specifically, it is about 5 minutes to 10 minutes.

【0046】このような1回ではあるが時間の長いダミ
ーエッチングの後、遮断バルブ282を開けるとともに
排気系によって前処理エッチングチャンバー2内を再度
排気する。そして、普通のダミー基板を前処理エッチン
グチャンバー2内に搬入して通常の前処理エッチングと
全く同じ条件でダミーエッチングを行い、再現性が取れ
ていることを確認した後、通常の前処理エッチングの再
開がOKであるとする。この他、装置の再開に必要な作
業を行った後、前述した前処理エッチング、脱ガス、ス
パッタリングを順次行う通常の成膜処理を再開する。
After the dummy etching once but for a long time, the shut-off valve 282 is opened and the inside of the pre-treatment etching chamber 2 is evacuated again by the exhaust system. Then, the ordinary dummy substrate is carried into the pre-processing etching chamber 2, and the dummy etching is performed under exactly the same conditions as the normal pre-processing etching. After confirming that reproducibility is obtained, the ordinary pre-processing etching is performed. It is assumed that resumption is OK. In addition, after performing the work necessary for restarting the apparatus, the normal film forming processing for sequentially performing the above-described pretreatment etching, degassing, and sputtering is restarted.

【0047】上述した構成及び動作に係る本実施形態の
装置では、被エッチング板91を使用してダミーエッチ
ングが行われるので、従来のようなダミー基板を使用し
た場合に比べてランニングコストが格段に安くなる。具
体的に説明すると、前述したように一例としては従来の
装置では一回の定期メンテナンスにおけるダミーエッチ
ングでは100枚程度のダミー基板が必要である。本実
施形態の装置によれば、一枚の被エッチング板91で済
む。100枚分のダミー基板のコストに対して一枚の被
エッチング板91のコストは1/40程度であり、ラン
ニングコスト削減の効果は著しい。また、一枚の被エッ
チング板91を複数回の定期メンテナンスの際のダミー
エッチングに使用することも可能であり、そのようにす
ればさらにランニングコストを下げることができる。
In the apparatus according to the present embodiment having the above-described structure and operation, the dummy etching is performed using the plate 91 to be etched, so that the running cost is significantly reduced as compared with the case where the conventional dummy substrate is used. Become cheap. More specifically, as described above, for example, in a conventional apparatus, about 100 dummy substrates are required for dummy etching in one regular maintenance. According to the apparatus of the present embodiment, one etching target plate 91 is sufficient. The cost of one plate to be etched 91 is about 1/40 of the cost of 100 dummy substrates, and the effect of running cost reduction is remarkable. In addition, one plate 91 to be etched can be used for dummy etching at the time of a plurality of regular maintenances, so that the running cost can be further reduced.

【0048】また、従来のダミーエッチングでは、ダミ
ー基板を通常の基板9と同じように大気側から前処理エ
ッチングチャンバー2に搬入し、1回のダミーエッチン
グ終了後大気側に搬出する動作が必要であった。このよ
うな搬送動作を必要なダミーエッチングの回数分(例え
ば100回)行わなければならず、ダミーエッチングに
要する全体の時間の長期化につながっていた。
Further, in the conventional dummy etching, it is necessary to carry the dummy substrate into the pretreatment etching chamber 2 from the atmosphere side similarly to the normal substrate 9, and to carry it out to the atmosphere side after one dummy etching. there were. Such a transport operation has to be performed for the number of times of necessary dummy etching (for example, 100 times), which leads to prolongation of the entire time required for dummy etching.

【0049】一方、本実施形態では、前前処理エッチン
グチャンバー2に隣接した退避チャンバー28内に被エ
ッチング板91が保管されており、前処理エッチングチ
ャンバー2と退避チャンバー28との間を移動させるだ
けなので、それ要する時間は格段に短くなる。また、一
回の定期メンテナンスにおけるダミーエッチングにおい
て、被エッチング板91の搬入搬出は一回で済み、従来
のように多数回繰り返す必要はない。従って、この点で
も所要時間は格段に短くなっている。このようなことか
ら、本実施形態によれば、ダミーエッチングに要する全
体の時間が格段に短くなり、生産性が著しく向上する。
On the other hand, in the present embodiment, the plate 91 to be etched is stored in the evacuation chamber 28 adjacent to the pre-processing etching chamber 2, and only the substrate 91 is moved between the pre-processing etching chamber 2 and the evacuation chamber 28. So the time required is much shorter. In addition, in the dummy etching in one regular maintenance, the carry-in and carry-out of the to-be-etched plate 91 may be performed only once, and need not be repeated many times as in the related art. Therefore, in this respect, the required time is much shorter. For this reason, according to the present embodiment, the entire time required for dummy etching is significantly reduced, and productivity is significantly improved.

【0050】尚、前述した例では、長い時間の1回だめ
のダミーエッチングを行ったが、前処理エッチングの条
件により近づけるため、前処理エッチングの同じ時間で
1回のダミーエッチングを行い、これを所要回数繰り返
してもよい。この場合、被エッチング板91は、そのま
ま基板ホルダー23上に位置させままでよく、搬送に要
する時間の短縮の効果は同様に得られる。
In the above-described example, the dummy etching is performed once for a long time. However, in order to approach the condition of the pre-processing etching more closely, one dummy etching is performed at the same time of the pre-processing etching. It may be repeated the required number of times. In this case, the to-be-etched plate 91 may be left on the substrate holder 23 as it is, and the effect of shortening the time required for transport can be similarly obtained.

【0051】また、被エッチング板91が退避チャンバ
ー28内に常時保管されている構成は、大気中の汚損物
質が被エッチング板91を介して装置内に取り込まれな
いという効果を有する。従来のように、ダミー基板を大
気側から出し入れする構成であると、ダミー基板に付着
することによって大気中の汚損物質が装置内に持ち込ま
れ易い。本実施形態によれば、排気系21によって排気
される退避チャンバー28内に被エッチング板91があ
るので、このような問題はない。尚、被エッチング板9
1は、石英以外の材質からなる場合もある。例えば、前
処理エッチングが基板9の表面の窒化膜を除去するもの
である場合、窒化シリコンのような窒化物から成る被エ
ッチング板91が使用されることもある。
The configuration in which the plate to be etched 91 is always stored in the evacuation chamber 28 has an effect that pollutants in the atmosphere are not taken into the apparatus through the plate to be etched 91. If the dummy substrate is taken in and out from the atmosphere side as in the related art, the pollutants in the atmosphere are easily brought into the apparatus by attaching to the dummy substrate. According to the present embodiment, there is no such a problem since the etching target plate 91 is located in the evacuation chamber 28 exhausted by the exhaust system 21. The plate to be etched 9
1 may be made of a material other than quartz. For example, when the pre-processing etching is to remove the nitride film on the surface of the substrate 9, the etching target plate 91 made of a nitride such as silicon nitride may be used.

【0052】また、移動機構29は、前述したロボット
を使用する構成の他、スライド機構等のような直線的に
移動させる構成が採用されることもある。さらに、退避
チャンバー28が排気室210に兼用されている構成に
限定される訳ではなく、排気室210とは別に退避チャ
ンバー28を設けても良いことは勿論である。この場合
には、退避チャンバー28に専用の排気系を設けても良
い。
The moving mechanism 29 may employ a configuration in which the robot is moved linearly, such as a slide mechanism, in addition to the configuration using the robot described above. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the evacuation chamber 28 is also used for the exhaust chamber 210, and the evacuation chamber 28 may be provided separately from the exhaust chamber 210. In this case, a dedicated exhaust system may be provided in the evacuation chamber 28.

【0053】尚、前記実施形態では、基板ホルダー23
がプラズマ形成用の高周波電極として兼用されたが、別
途専用の高周波電極を設けるようにしても良い。例え
ば、基板ホルダー23とともに平行平板電極を構成する
ように別の高周波電極を設けるようにする。尚、チャン
バーのレイアウトは、図1に示すクラスターツール型に
限らず、インライン型であっても良い。
In the above embodiment, the substrate holder 23
Is also used as a high-frequency electrode for plasma formation, but a dedicated high-frequency electrode may be provided separately. For example, another high-frequency electrode is provided so as to form a parallel plate electrode together with the substrate holder 23. The layout of the chamber is not limited to the cluster tool type shown in FIG. 1, but may be an in-line type.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項1の発
明によれば、前処理エッチングにおいて基板から放出さ
れる材料より成り基板より厚い板材である被エッチング
板を使用してダミーエッチングが行えるので、従来に比
べてランニングコストが格段に安くなる。また、前処理
エッチングチャンバーに隣接した退避チャンバーに被エ
ッチング板が保管されており、退避チャンバーと前処理
エッチングチャンバーとの間で被エッチング板を移動さ
せるだけで済むので、ダミーエッチングに要する時間も
格段に短くなる。このため、生産性も格段に高くなる。
また、請求項2の発明によれば、上記効果に加え、厚さ
以外では基板と同じ形状寸法の被エッチング板が使用さ
れるので、前処理エッチングの状態に近い状態を再現す
ることができ、ダミーエッチングの効果を高めることが
できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, dummy etching can be performed using a plate to be etched which is made of a material released from the substrate in the pre-processing etching and which is a thicker plate than the substrate. As a result, the running cost is much lower than in the past. In addition, the plate to be etched is stored in the evacuation chamber adjacent to the pre-processing etching chamber, and only the plate to be etched needs to be moved between the evacuation chamber and the pre-processing etching chamber. Becomes shorter. For this reason, productivity is also significantly increased.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, since a plate to be etched having the same shape and dimensions as the substrate except for the thickness is used, it is possible to reproduce a state close to the state of pre-processing etching The effect of the dummy etching can be enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の実施形態のスパッタリング装置の平
面概略図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す装置が備える前処理エッチングモジ
ュールの正面断面概略図である。
FIG. 2 is a schematic front sectional view of a pretreatment etching module included in the apparatus shown in FIG.

【図3】図2に示す移動機構29の主要部の平面概略図
である。
3 is a schematic plan view of a main part of a moving mechanism 29 shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 搬送チャンバー 2 前処理エッチングチャンバー 21 排気系 210 退避室 211 真空ポンプ 22 ガス導入系 23 基板ホルダー 24 バイアス用電源 25 プラズマ用高周波電源 261 防着シールド 262 防着シールド 263 防着シールド 264 防着シールド 28 退避チャンバー 281 係留具 282 遮断バルブ 29 移動機構 3 プリヒートチャンバー 4 スパッタチャンバー 9 基板 91 被エッチング板 REFERENCE SIGNS LIST 1 transfer chamber 2 pretreatment etching chamber 21 exhaust system 210 evacuation room 211 vacuum pump 22 gas introduction system 23 substrate holder 24 bias power supply 25 plasma high-frequency power supply 261 deposition shield 262 deposition shield 263 deposition deposition shield 264 deposition deposition shield 28 Evacuation chamber 281 Mooring tool 282 Shut-off valve 29 Moving mechanism 3 Preheat chamber 4 Sputter chamber 9 Substrate 91 Plate to be etched

フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 FA04 KA01 5F004 AA14 AA15 BB32 BC06 BD05 DB00 5F103 AA08 BB36 BB49 PP01 PP06Continued on the front page F term (reference) 4K029 FA04 KA01 5F004 AA14 AA15 BB32 BC06 BD05 DB00 5F103 AA08 BB36 BB49 PP01 PP06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の表面にスパッタリングにより薄膜
を作成する成膜処理が内部で行われるスパッタチャンバ
ーと、成膜処理に先立ち基板の表面をエッチングする前
処理が内部で行われるとともにスパッタチャンバーと真
空が連続するようにして設けられた前処理エッチングチ
ャンバーとを備えたスパッタリング装置であって、 前記前処理エッチングチャンバー内には、エッチングの
際に基板の表面から放出された材料が特定の場所に付着
するのを防止する防着シールドが交換可能に設けられて
おり、 前記前処理エッチングチャンバーと内部空間が連通する
ようにして隣接して設けられた退避チャンバーと、前記
前処理エッチングの際に基板の表面から放出される材料
と同じ材料で形成された板材であって基板より厚い被エ
ッチング板と、防着シールド交換後に再現性を確保する
ためダミーエッチングを行う際、被エッチング板を退避
チャンバー内の所定の退避位置と前記前処理エッチング
の際に基板を配置させる位置と同じ位置との間で被エッ
チング板を移動させる移動機構と、退避チャンバー内を
排気する兼用又は専用の排気系とが設けられていること
を特徴とするスパッタリング装置。
1. A sputter chamber in which a film forming process for forming a thin film on a surface of a substrate by sputtering is performed internally, and a pre-process in which a surface of the substrate is etched prior to the film forming process is performed inside the sputtering chamber. A pretreatment etching chamber provided so as to be continuous, wherein the material released from the surface of the substrate during etching adheres to a specific place in the pretreatment etching chamber. An anti-adhesion shield is provided so as to be replaceable, an evacuation chamber provided adjacently so that the pre-processing etching chamber and the internal space communicate with each other, and a substrate at the time of the pre-processing etching. A plate material formed of the same material as the material emitted from the surface, and a plate to be etched that is thicker than the substrate, When performing dummy etching to ensure reproducibility after replacing the shield, the plate to be etched is etched between a predetermined retreat position in the retreat chamber and the same position where the substrate is placed during the pre-processing etching. A sputtering apparatus, comprising: a moving mechanism for moving a plate; and a dual or dedicated exhaust system for exhausting the evacuation chamber.
【請求項2】 前記被エッチング板は、厚さ以外の寸法
形状が基板と同じであることを特徴とする請求項1記載
のスパッタリング装置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the plate to be etched has the same dimensions and shape as the substrate except for the thickness.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8492186B2 (en) 2006-12-22 2013-07-23 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group III nitride semiconductor layer, group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp
CN113265640A (en) * 2020-01-29 2021-08-17 佳能特机株式会社 Film forming apparatus and electronic device manufacturing apparatus

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