JP2010126798A - スパッタリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間を遮蔽する第1の遮蔽部材と、基板ホルダー7の面上でかつ基板10の外周部に設置されている、リング形状を有する第2の遮蔽部材と、を備え、第1の遮蔽部材には、第2の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第1の突起部が形成されており、第2の遮蔽部材には、第1の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第2の突起部が形成されており、駆動部により基板ホルダー7が接近した位置で、第1の突起部と第2の突起部とが、非接触の状態で嵌り合う。
【選択図】図1A
Description
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するターゲットホルダーと、
前記基板を載置する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーの近傍に配置され、前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態、または前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態にするための第1の遮蔽部材と、
前記第1の遮蔽部材を前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するための第1の開閉駆動手段と、
前記基板ホルダーの面上でかつ前記基板の外周部に設置されている、リング形状を有する第2の遮蔽部材と、
前記第2の遮蔽部材が設置された前記基板ホルダーを、前記閉状態の前記第1の遮蔽部材に向けて接近させるために、前記基板ホルダーを可動させるための駆動手段と、を備え、
前記第1の遮蔽部材には、前記第2の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第1の突起部が形成されており、
前記第2の遮蔽部材には、前記第1の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第2の突起部が形成されており、
前記駆動手段により前記基板ホルダーが接近した位置で、前記第1の突起部と前記第2の突起部とが、非接触の状態で嵌り合う
ことを特徴とする。
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するターゲットホルダーと、
前記基板を載置する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーの近傍に配置され、前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態、または前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態にするための第1の遮蔽部材と、
前記第1の遮蔽部材を前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するための第1の開閉駆動手段と、
前記基板ホルダーの面上でかつ前記基板の外周部に設置されている、リング形状を有する第2の遮蔽部材と、
前記閉状態の前記第1の遮蔽部材を、前記第2の遮蔽部材が設置された前記基板ホルダーに向けて接近させるために、前記第1の遮蔽部材を可動させるための駆動手段と、を備え、
前記第1の遮蔽部材には、前記第2の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第1の突起部が形成されており、
前記第2の遮蔽部材には、前記第1の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第2の突起部が形成されており、
前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材が接近した位置で、前記第1の突起部と前記第2の突起部とが、非接触の状態で嵌り合う
ことを特徴とする。
次に、図5A乃至5Fを参照して、コンディショニング時における成膜装置1の動作を説明する。なお、ここでコンディショニング処理とは、基板への成膜に影響しないように、シャッター19を閉じた状態で、成膜特性を安定させるために放電を行い、スパッタ粒子をチャンバーの内壁等に付着させる処理をいう。
次に、図6A乃至6Iを参照して、プリスパッタ動作および基板上への成膜を行う場合の成膜装置1の動作を説明する。基板それぞれの成膜はすべて、プリスパッタを行なってから、基板上への成膜を行なう。ここで、プリスパッタとは、基板への成膜に影響しないように、シャッターが閉じた状態で、放電を安定させるために行なうスパッタのことをいう。
図7A乃至77Gを参照して、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21により形成されるラビリンスシールの変形例を説明する。
上述の実施形態においては、単一ターゲットを用いた例を挙げたが、図8のような複数のターゲットのスパッタ装置を使用してもよい。この場合、一方のターゲットが他方のターゲットからのスパッタ-粒子の付着により汚染するのを防止するため、それぞれのターゲットに対して、複数のターゲットシャッター14を設ける必要がある。こうすることで、ターゲット相互のコンタミネーションを防ぐように動作することができる。
TiN成膜時、定期的にチャンバー壁にTiを成膜することでチャンバー壁のTiNの剥がれを防止する場合に、本発明を適用した場合を説明する。装置は上述の実施形態で説明した装置(図1A)を使用している。ターゲット4は、Tiを用いている。基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の突起は、図7Aに示すものを使用している。本実施例で使用した図7Aの状態は、基板シャッター19の突起の数が1つ、基板周辺カバーリング21の突起の数が2つである。
ラビリンスシールのラビリンス経路の形が、実施例1と異なる場合の効果を調べるため、図7Bのように突起の数を変えた基板周辺カバーリング21用い、それ以外は実施例1と同じ装置と条件で実験を行った。本実施例で使用した基板周辺カバーリング21(図7B)は、基板シャッター19の突起の数が1つ、基板周辺カバーリング21の突起の数が1つである。実施例1の場合と同じ条件で実験したところ、検出されたTiの量は2×1010atms/cm2であった。
比較のため、基板ホルダー7の基板周辺カバーリング21と基板シャッター19に突起がなく、ラビリンスシールがない装置で、それ以外は同じ条件でコンディショニング放電の実験を行なった。このときの基板周辺カバーリング21と基板シャッター19の平坦部の距離Dは実施例1、2と同じ距離で実験を行なった。この結果、基板の外周部には目視により確認できる程度のTi膜が形成された。形成されたTi膜が厚いため、TXRFでは測定ができなかったので、TEM(Transmission Electron Microscope)により断面を観察することで膜厚を測定したところ、膜厚はおよそ5nm程度であった。なおTi膜5nmの厚みは、Tiの密度を4.5として計算した場合およそ3×1016atms/cm2である。従って、ラビリンスシールのある実施例1や実施例2よりも、ラビリンスシールを持たない本比較例の場合、基板載置面へ廻り込むスパッタ粒子が、非常に多いことが確認された。
2 真空チャンバー(真空容器)
3 マグネットホルダー
4 ターゲット
5 バックプレート
6 ターゲットホルダー
7 基板ホルダー
8 排気ポート
10 基板
12 電源
13 マグネット
14 ターゲットシャッター
15 不活性ガス供給系
16 不活性ガス供給装置
17 反応性ガス導入系
18 反応性ガス供給装置
19 基板シャッター機構
19a 基板シャッターの突起
20 基板シャッター支持機構
21 基板周辺カバーリング
21a 基板周辺カバーリングの突起
21b 基板周辺カバーリングの突起
31 基板ホルダー駆動機構
32 基板シャッター駆動機構
33 ターゲットシャッター駆動機構
34 絶縁体
40 シールド
41 圧力計
42 ゲートバルブ
47 メインバルブ
48 ターボ分子ポンプ(TMP)
49 ドライポンプ(DRP)
50 放電プラズマ
51 堆積膜
Claims (8)
- 真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するターゲットホルダーと、
前記基板を載置する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーの近傍に配置され、前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態、または前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態にするための第1の遮蔽部材と、
前記第1の遮蔽部材を前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するための第1の開閉駆動手段と、
前記基板ホルダーの面上でかつ前記基板の外周部に設置されている、リング形状を有する第2の遮蔽部材と、
前記第2の遮蔽部材が設置された前記基板ホルダーを、前記閉状態の前記第1の遮蔽部材に向けて接近させるために、前記基板ホルダーを可動させるための駆動手段と、を備え、
前記第1の遮蔽部材には、前記第2の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第1の突起部が形成されており、
前記第2の遮蔽部材には、前記第1の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第2の突起部が形成されており、
前記駆動手段により前記基板ホルダーが接近した位置で、前記第1の突起部と前記第2の突起部とが、非接触の状態で嵌り合う
ことを特徴とするスパッタリング装置。 - 前記駆動手段により前記基板ホルダーが前記第1の遮蔽部材に接近した位置において、前記第1の遮蔽部材と前記第2の遮蔽部材との距離は、前記第1の突起部の高さと前記第2の突起部の高さとの和よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。
- 真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するターゲットホルダーと、
前記基板を載置する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーの近傍に配置され、前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態、または前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態にするための第1の遮蔽部材と、
前記第1の遮蔽部材を前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するための第1の開閉駆動手段と、
前記基板ホルダーの面上でかつ前記基板の外周部に設置されている、リング形状を有する第2の遮蔽部材と、
前記閉状態の前記第1の遮蔽部材を、前記第2の遮蔽部材が設置された前記基板ホルダーに向けて接近させるために、前記第1の遮蔽部材を可動させるための駆動手段と、を備え、
前記第1の遮蔽部材には、前記第2の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第1の突起部が形成されており、
前記第2の遮蔽部材には、前記第1の遮蔽部材方向に伸びた少なくとも1つのリング形状を有する第2の突起部が形成されており、
前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材が接近した位置で、前記第1の突起部と前記第2の突起部とが、非接触の状態で嵌り合う
ことを特徴とするスパッタリング装置。 - 前記上下動駆動手段により前記第1の遮蔽部材が前記第2の遮蔽部材に接近した位置において、前記第1の遮蔽部材と前記第2の遮蔽部材との距離は、前記第1の突起部の高さと前記第2の突起部の高さとの和よりも小さいことを特徴とする請求項3に記載のスパッタリング装置。
- 前記第1の遮蔽部材の前記第1の突起部および前記第2の遮蔽部材の前記第2の突起部のうち、少なくとも一方は複数の突起部を有し、当該複数の突起部により形成される凹部に、他方の突起部が非接触の状態で嵌り合うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。
- 前記第1の遮蔽部材の前記第1の突起部および前記第2の遮蔽部材の前記第2の突起部が、それぞれ複数の突起部を有し、当該複数の突起部により形成される凹部に、他方の突起部が非接触の状態で嵌り合うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。
- 前記ターゲットホルダーの近傍に配置され、前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態、または前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態にするための第3の遮蔽部材と、
前記第3の遮蔽部材を前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するための第2の開閉駆動手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1または3に記載のスパッタリング装置。 - 前記第3の遮蔽部材は、それぞれのシャッター部材を独立して開閉することが可能な2重回転シャッターの構造を有していることを特徴とする請求項7に記載のスパッタリング装置。
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