JP2002306957A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2002306957A JP2002306957A JP2001112319A JP2001112319A JP2002306957A JP 2002306957 A JP2002306957 A JP 2002306957A JP 2001112319 A JP2001112319 A JP 2001112319A JP 2001112319 A JP2001112319 A JP 2001112319A JP 2002306957 A JP2002306957 A JP 2002306957A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理装置において、防着部材に付着
する膜の密着強度を向上させ、膜剥がれを抑制すること
を可能とする前記防着部材を提供し、基板の品質や歩留
りを向上させることを目的とする。 【解決手段】 プラズマ処理装置の防着部材として、気
孔率が３０〜５０％の金属材料を用いることにより、防
着部材に付着した膜の密着強度を向上させることを可能
とする。
する膜の密着強度を向上させ、膜剥がれを抑制すること
を可能とする前記防着部材を提供し、基板の品質や歩留
りを向上させることを目的とする。 【解決手段】 プラズマ処理装置の防着部材として、気
孔率が３０〜５０％の金属材料を用いることにより、防
着部材に付着した膜の密着強度を向上させることを可能
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に関し、特に被処理物以外への膜付着を防止する防着部
材に特徴がある。
に関し、特に被処理物以外への膜付着を防止する防着部
材に特徴がある。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体部品や液晶部品、加えて光
ディスク部品や電子部品デバイスなどは、アルミニウ
ム、チタン、タングステン、モリブテンなど多材料をタ
ーゲットとすることが可能であることや、薄膜形成の制
御が比較的容易であることなどから、プラズマ処理の１
つであるスパッタ技術を利用して電極や配線膜などを形
成することが多い。
ディスク部品や電子部品デバイスなどは、アルミニウ
ム、チタン、タングステン、モリブテンなど多材料をタ
ーゲットとすることが可能であることや、薄膜形成の制
御が比較的容易であることなどから、プラズマ処理の１
つであるスパッタ技術を利用して電極や配線膜などを形
成することが多い。
【０００３】以下、上述するスパッタ技術を取り上げ、
図１を用いて、従来技術のスパッタリング装置を説明す
る。スパッタリング装置は、通常、一対の陰極と陽極か
らなる２極放電管構造であって、陰極はターゲット１に
相当し、陽極は基板４を載置する基板保持台２が相当す
る。
図１を用いて、従来技術のスパッタリング装置を説明す
る。スパッタリング装置は、通常、一対の陰極と陽極か
らなる２極放電管構造であって、陰極はターゲット１に
相当し、陽極は基板４を載置する基板保持台２が相当す
る。
【０００４】まず、真空槽３内を１０-3Ｐａ程度の真空
度まで真空排気し、ガス導入手段７を調整し０．６７Ｐ
ａ程度の真空に調圧しアルゴンガスを封入する。このよ
うな状態で、高圧電源６によって電極間に数ｋＶの高電
圧を印加すると、前記アルゴンガスはプラズマ状態とな
り正イオン化される。プラズマ中のアルゴン正イオン
は、陰極近傍の陰極電位降下で加速され、この陰極の表
面に衝突することで、陰極表面をスパッタ蒸発させる。
蒸発したスパッタ粒子（以下「成膜材料」と称す）は、
陽極上に配置された基板４表面に沈着して、成膜材料か
らなる薄膜が形成される。
度まで真空排気し、ガス導入手段７を調整し０．６７Ｐ
ａ程度の真空に調圧しアルゴンガスを封入する。このよ
うな状態で、高圧電源６によって電極間に数ｋＶの高電
圧を印加すると、前記アルゴンガスはプラズマ状態とな
り正イオン化される。プラズマ中のアルゴン正イオン
は、陰極近傍の陰極電位降下で加速され、この陰極の表
面に衝突することで、陰極表面をスパッタ蒸発させる。
蒸発したスパッタ粒子（以下「成膜材料」と称す）は、
陽極上に配置された基板４表面に沈着して、成膜材料か
らなる薄膜が形成される。
【０００５】このとき、成膜材料は基板４だけでなく、
真空槽３の内壁面などにも付着／堆積することから、図
２のようにブラスト処理を施すことで表面が凹凸形状の
銅材の部材（以下「防着部材５」と称す）を真空槽３の
内壁面などに設け、成膜材料の剥離を防止するなどの薄
片防止対策を行っている。
真空槽３の内壁面などにも付着／堆積することから、図
２のようにブラスト処理を施すことで表面が凹凸形状の
銅材の部材（以下「防着部材５」と称す）を真空槽３の
内壁面などに設け、成膜材料の剥離を防止するなどの薄
片防止対策を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に利用される珪酸（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
といった膜応力が高く、熱膨張の低いターゲット１の場
合、防着部材５と十分な密着強度が得られず、熱膨張差
により膜割れが発生しやすくなる。つまり、真空槽３の
内壁面などから成膜材料が剥離し、真空槽３内に薄片が
発生しやすくなる。この薄片が基板４の表面や膜中に混
入すると、配線形成後にショートなどの配線不良を起こ
し可能性が高く、製品歩留まりの低下を招くことにな
る。
に利用される珪酸（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
といった膜応力が高く、熱膨張の低いターゲット１の場
合、防着部材５と十分な密着強度が得られず、熱膨張差
により膜割れが発生しやすくなる。つまり、真空槽３の
内壁面などから成膜材料が剥離し、真空槽３内に薄片が
発生しやすくなる。この薄片が基板４の表面や膜中に混
入すると、配線形成後にショートなどの配線不良を起こ
し可能性が高く、製品歩留まりの低下を招くことにな
る。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、防着部材へ付着する膜の密着強度を向上させ、防
着部材からの薄片の剥がれ落ちを減少させ、品質／歩留
りを向上させることが可能なプラズマ処理装置を提供す
ることを目的とする。
ので、防着部材へ付着する膜の密着強度を向上させ、防
着部材からの薄片の剥がれ落ちを減少させ、品質／歩留
りを向上させることが可能なプラズマ処理装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１は、真空を維持することが可能な真空槽
と、前記真空槽内にあり、プラズマによって処理される
基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に高周
波電力を印加する高圧電源と、真空槽内にガスを供給し
つつ排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置
において、真空槽の内壁面に防着部材を設け、前記防着
部材は気孔率が３０〜５０％の金属材料であることで構
成される。
に、請求項１は、真空を維持することが可能な真空槽
と、前記真空槽内にあり、プラズマによって処理される
基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に高周
波電力を印加する高圧電源と、真空槽内にガスを供給し
つつ排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置
において、真空槽の内壁面に防着部材を設け、前記防着
部材は気孔率が３０〜５０％の金属材料であることで構
成される。
【０００９】請求項２は、請求項１におけるプラズマ処
理装置において、防着部材の材質がニッケル或いはアル
ミニウムを用いることで構成される。
理装置において、防着部材の材質がニッケル或いはアル
ミニウムを用いることで構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマ処理装置
について説明する。本実施形態では、特にプラズマ処理
装置の１つであるスパッタリング装置を取り上げる。
について説明する。本実施形態では、特にプラズマ処理
装置の１つであるスパッタリング装置を取り上げる。
【００１１】スパッタリング装置は、図１に示すよう
に、ターゲット１、基板保持台２、真空槽３、基板４、
防着部材５、高圧電源６、ガス導入手段７で構成され
る。以下、順に各構成要素について説明する。
に、ターゲット１、基板保持台２、真空槽３、基板４、
防着部材５、高圧電源６、ガス導入手段７で構成され
る。以下、順に各構成要素について説明する。
【００１２】ターゲット１は、陰極表面に載置され、荷
電粒子を衝撃されて膜となる材料物質である。基板保持
台２は、電気的にアースから絶縁されており、成膜中に
プラズマからイオンが基板４に加速／衝突する構造にな
っている。真空槽３は、真空ポンプを調整することで、
薄膜処理を可能にする空間である。基板４は、薄膜処理
対象となるウエハなどの材料の総称である。防着部材５
は、基板４以外の各種部品に成膜材料が付着／堆積され
ることを防止する部品である。高圧電源６は、ターゲッ
ト１側を陰極に、基板保持台２側を陽極にして直流電圧
を印加する装置である。ガス導入手段７は、真空槽３へ
封入するアルゴンガスを制御する調整弁である。
電粒子を衝撃されて膜となる材料物質である。基板保持
台２は、電気的にアースから絶縁されており、成膜中に
プラズマからイオンが基板４に加速／衝突する構造にな
っている。真空槽３は、真空ポンプを調整することで、
薄膜処理を可能にする空間である。基板４は、薄膜処理
対象となるウエハなどの材料の総称である。防着部材５
は、基板４以外の各種部品に成膜材料が付着／堆積され
ることを防止する部品である。高圧電源６は、ターゲッ
ト１側を陰極に、基板保持台２側を陽極にして直流電圧
を印加する装置である。ガス導入手段７は、真空槽３へ
封入するアルゴンガスを制御する調整弁である。
【００１３】次に、構成されたスパッタリング装置を用
いて、基板４の表面を成膜する方法を、以下に説明す
る。
いて、基板４の表面を成膜する方法を、以下に説明す
る。
【００１４】まず、ガス導入手段７を調整することで、
真空槽３内にアルゴンガスを吹き込む。このとき、ター
ゲット１は、陰極の高電圧が印加されていることから、
ターゲット１と基板保持台２間は高電界状態となり、吹
き込まれた前記アルゴンガスは、プラズマ状態となり、
プラスイオン（アルゴンイオン／Ａｒ+）化される。
真空槽３内にアルゴンガスを吹き込む。このとき、ター
ゲット１は、陰極の高電圧が印加されていることから、
ターゲット１と基板保持台２間は高電界状態となり、吹
き込まれた前記アルゴンガスは、プラズマ状態となり、
プラスイオン（アルゴンイオン／Ａｒ+）化される。
【００１５】ターゲット１側を陰極、基板４側を陽極に
して、直流電圧を印加すると、高速に加速されたアルゴ
ンイオンは、ターゲット１に弾性或いは非弾性衝突する
ことになる。すると、前記アルゴンイオンに、玉突きの
ように反跳されて、ターゲット１の原子が飛び出し、飛
び出した前記原子が基板４上に被着することで、薄膜を
成長させ、基板４表面が薄膜処理される。
して、直流電圧を印加すると、高速に加速されたアルゴ
ンイオンは、ターゲット１に弾性或いは非弾性衝突する
ことになる。すると、前記アルゴンイオンに、玉突きの
ように反跳されて、ターゲット１の原子が飛び出し、飛
び出した前記原子が基板４上に被着することで、薄膜を
成長させ、基板４表面が薄膜処理される。
【００１６】このとき、真空槽３の内壁面などにも、成
膜材料が被着する可能性が高いことから、真空槽３の内
壁面に成膜材料との密着強度が高い防着部材５を設け、
基板４の表面以外に薄片が飛散することを防止するよう
にする。具体的な防着部材５の材質や形状は、図３に示
すように、多孔質な発泡金属で厚さ２ｍｍ程度のニッケ
ルまたはアルミニウムを用いる。特に、気孔率は３０〜
５０％程度であると、珪酸（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）といった膜応力が大きく、熱膨張の小さいター
ゲット１であっても、膜応力及び防着部材５との熱膨張
差を吸収／緩和させることが可能となり、孔部における
アンカー効果で、膜の密着強度が向上させることが可能
となる。
膜材料が被着する可能性が高いことから、真空槽３の内
壁面に成膜材料との密着強度が高い防着部材５を設け、
基板４の表面以外に薄片が飛散することを防止するよう
にする。具体的な防着部材５の材質や形状は、図３に示
すように、多孔質な発泡金属で厚さ２ｍｍ程度のニッケ
ルまたはアルミニウムを用いる。特に、気孔率は３０〜
５０％程度であると、珪酸（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）といった膜応力が大きく、熱膨張の小さいター
ゲット１であっても、膜応力及び防着部材５との熱膨張
差を吸収／緩和させることが可能となり、孔部における
アンカー効果で、膜の密着強度が向上させることが可能
となる。
【００１７】ここで、ニッケルとアルミニウムの膜剥が
れ易さを比較すると、ニッケルはアルミニウムに比べ、
膜剥がれ率が低いという実験結果（図示せず）が得られ
ている。しかし、ニッケルはアルミニウムに比べコスト
が高いというマイナス面もある。なお、気孔率が３０〜
５０％程度であれば、図４に示すようなメッシュ状の防
着部材４１を、１枚或いは複数枚重ねて利用しても、図
５に示すように繊維状の防着部材５１を利用しても良
い。
れ易さを比較すると、ニッケルはアルミニウムに比べ、
膜剥がれ率が低いという実験結果（図示せず）が得られ
ている。しかし、ニッケルはアルミニウムに比べコスト
が高いというマイナス面もある。なお、気孔率が３０〜
５０％程度であれば、図４に示すようなメッシュ状の防
着部材４１を、１枚或いは複数枚重ねて利用しても、図
５に示すように繊維状の防着部材５１を利用しても良
い。
【００１８】以上のように、防着部材の材質をニッケル
またはアルミニウムとし、気孔率を３０〜５０％とする
ことで、防着部材からの膜剥がれを小さく押さえること
が可能となる。
またはアルミニウムとし、気孔率を３０〜５０％とする
ことで、防着部材からの膜剥がれを小さく押さえること
が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、真空槽の内壁面に防着
部材として、気孔率が３０〜５０％の金属材料を設ける
ことで、前記防着部材に付着する膜の密着強度が向上
し、前記防着部材からの膜剥がれを少なく押さえること
ができ、基板の品質向上や歩留まりを向上させることが
可能となる。
部材として、気孔率が３０〜５０％の金属材料を設ける
ことで、前記防着部材に付着する膜の密着強度が向上
し、前記防着部材からの膜剥がれを少なく押さえること
ができ、基板の品質向上や歩留まりを向上させることが
可能となる。
【図１】従来例或いは本願発明におけるプラズマ処理装
置の基本構成図
置の基本構成図
【図２】従来例の防着部材の断面図
【図３】本発明の実施形態における防着部材の断面図
【図４】本発明の実施形態におけるメッシュ状の防着部
材の断面図
材の断面図
【図５】本発明の実施形態における繊維状の防着部材の
断面図
断面図
１ 陰極（ターゲット） ２ 基板保持台 ３ 真空槽 ４ 基板 ５ 防着部材 ６ 高圧電源 ７ ガス導入手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA52 BC02 CA25 DA02 EB01 EB42 EC21 EE21 FA03 FA14 FB02 4K029 CA05 DA10 DC00
Claims (2)
- 【請求項１】 真空を維持することが可能な真空槽と、
前記真空槽内にあり、プラズマによって処理される基板
が載置される基板保持台と、前記基板保持台に高周波電
力を印加する高圧電源と、真空槽内にガスを供給しつつ
排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置にお
いて、 真空槽の内壁面に防着部材を設け、前記防着部材は気孔
率が３０〜５０％の金属材料であることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１におけるプラズマ処理装置にお
いて、防着部材の材質がニッケル或いはアルミニウムで
あることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112319A JP2002306957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112319A JP2002306957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002306957A true JP2002306957A (ja) | 2002-10-22 |
Family
ID=18963760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001112319A Pending JP2002306957A (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002306957A (ja) |
Cited By (8)
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2001
- 2001-04-11 JP JP2001112319A patent/JP2002306957A/ja active Pending
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