JP2013147711A - Vapor deposition apparatus - Google Patents

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Masahiro Ujiie
正浩 氏家
Toshiki Ono
俊樹 大野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor deposition apparatus having a constitution capable of more reliably controlling the arc discharge therein.SOLUTION: The vapor deposition apparatus includes a processing chamber CHB for performing the film deposition of an object WF while the object WF is held therein, a target member TGT consisting of a target material which is a material for performing the film deposition on a surface of the object WF, and a shield material SLD for protecting a wall surface inside the processing chamber. By the collision of ions to be supplied inside the processing chamber with the target member TGT, the target material scattered from the target member TGT is film-deposited on the surface of the object WF. At least a part of a surface of the shield material SLD, facing the target member TGT is covered with an insulating material.

Description

本発明は気相成長装置に関し、特にスパッタリングを用いて成膜するための気相成長装置に関するものである。   The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a vapor phase growth apparatus for forming a film using sputtering.

いわゆるスパッタリングを用いて成膜する技術としては、たとえばPVD(Physical Vapor Deposition)法がある。PVD法により成膜する気相成長装置(PVD装置)の処理室内には、アルゴンなどのガスが導入される。処理室内に印加される高電圧により、処理室内のガスがイオン化する。このイオン化したガスが、たとえば負に電圧印加されたターゲットに引き込まれてそのターゲットの表面に衝突すれば、ターゲットを構成する材料が粒子として放出される。この粒子が処理対象物であるたとえば半導体基板の表面に到達し、その表面に付着する。このプロセスが繰り返されることにより処理対象物の表面にターゲットの材料が成膜される。   As a technique for forming a film using so-called sputtering, for example, there is a PVD (Physical Vapor Deposition) method. A gas such as argon is introduced into a processing chamber of a vapor phase growth apparatus (PVD apparatus) for forming a film by the PVD method. The gas in the processing chamber is ionized by the high voltage applied to the processing chamber. If this ionized gas is drawn into a negatively applied target and collides with the surface of the target, for example, the material constituting the target is released as particles. These particles reach the surface of the object to be processed, for example, the surface of the semiconductor substrate and adhere to the surface. By repeating this process, a target material is formed on the surface of the object to be processed.

ところがこのとき、処理対象物の表面のみならず処理室内の壁面にも成膜されることがある。この壁面に成膜されるターゲットの材料がその後剥離すると、処理室内の真空環境を汚染し、成膜される薄膜の品質を劣化させる可能性がある。   However, at this time, a film may be formed not only on the surface of the processing object but also on the wall surface in the processing chamber. If the target material deposited on the wall surface is subsequently peeled off, the vacuum environment in the processing chamber may be contaminated, and the quality of the deposited thin film may be degraded.

そこでこのような不具合を抑制するため、処理室内の壁面を覆うように、シールド材と呼ばれる部材を取り付けた状態で処理がなされることが好ましい。シールド材は処理室に対して簡単に取り外し交換することができるため、処理室内の環境の劣化を抑制する効果を高めることができる。   Therefore, in order to suppress such a problem, it is preferable that the processing is performed in a state where a member called a shield material is attached so as to cover the wall surface in the processing chamber. Since the shield material can be easily removed and replaced with respect to the processing chamber, the effect of suppressing deterioration of the environment in the processing chamber can be enhanced.

ところでターゲットとシールド材との間の領域においては、アーク放電(アーキング)と呼ばれる現象が発生することがある。アーク放電が起こると、起こった箇所の周囲において各部材が損傷を受けることがある。またアーク放電により損傷を受けた部材が、他の放電を誘発することがある。具体的には、たとえば当該半導体基板の表面に形成される層間絶縁膜がアーク放電により絶縁破壊し、絶縁破壊された部分において放電(表面アーク放電)が起こる可能性がある。   Incidentally, a phenomenon called arc discharge (arcing) may occur in the region between the target and the shield material. When an arc discharge occurs, each member may be damaged around the place where the arc discharge occurred. In addition, a member damaged by arc discharge may induce another discharge. Specifically, for example, an interlayer insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate may break down due to arc discharge, and discharge (surface arc discharge) may occur in the portion where the breakdown occurs.

そこでシールド材を備えたPVD装置におけるアーク放電を抑制する技術が、たとえば特開2006−144129号公報(特許文献1)に開示されている。   Therefore, a technique for suppressing arc discharge in a PVD apparatus provided with a shielding material is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-144129 (Patent Document 1).

特開2006−144129号公報JP 2006-144129 A

後述するパッシェンの法則により、ターゲットとシールド材との間隔に応じて、ターゲットとシールド材との間にアーク放電が発生する可能性が変化する。特開2006−144129号公報においては、シールド材の熱膨張によりターゲットとシールド材との間隔を一定値に保つことが困難であり、当該間隔の変化が避けられなくなることによるアーク放電の発生を抑制するために、シールド材とターゲットの材料(成膜される材料)との温度がほぼ等しくなるよう制御される。   According to Paschen's law, which will be described later, the possibility of occurrence of arc discharge between the target and the shielding material changes according to the distance between the target and the shielding material. In Japanese Patent Laid-Open No. 2006-144129, it is difficult to keep the distance between the target and the shield material constant due to the thermal expansion of the shield material, and the occurrence of arc discharge due to the inevitable change in the distance is suppressed. Therefore, the temperatures of the shield material and the target material (film forming material) are controlled to be substantially equal.

ところが後述するパッシェンの法則により、アーク放電の起こりやすさは、ターゲットとシールド材との間隔が僅かに変化することにより大きく変化する。すなわち処理室内におけるシールド材の取り付けの微妙な寸法誤差によってアーク放電が発生する可能性がある。したがって特開2006−144129号公報に開示される方法によりアーク放電の発生を完全に抑制することは困難である。   However, according to Paschen's law, which will be described later, the susceptibility to arc discharge greatly changes when the distance between the target and the shield material slightly changes. That is, arc discharge may occur due to a delicate dimensional error in the installation of the shield material in the processing chamber. Therefore, it is difficult to completely suppress the occurrence of arc discharge by the method disclosed in JP-A-2006-144129.

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものである。その目的は、内部におけるアーク放電をより確実に抑制することが可能な構成を有する気相成長装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems. The object is to provide a vapor phase growth apparatus having a configuration that can more reliably suppress arc discharge inside.

本発明の一実施例による気相成長装置は以下の構成を備えている。
上記気相成長装置は、対象物を内部に保持した状態で成膜するための処理室と、対象物の表面上に成膜する材料であるターゲット材料からなるターゲット部材と、処理室の内部の壁面を保護するためのシールド材とを備えている。上記処理室の内部に供給されるイオンがターゲット部材に衝突することによりターゲット部材から飛散したターゲット材料が対象物の表面上に成膜される。上記シールド材においてターゲット部材と対向する表面のうち少なくとも一部が絶縁材料で覆われている。
A vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention has the following configuration.
The vapor phase growth apparatus includes a processing chamber for forming a film while holding the object inside, a target member made of a target material that is a material to be formed on the surface of the object, and an inside of the processing chamber. And a shielding material for protecting the wall surface. The target material scattered from the target member is formed on the surface of the target object by the ions supplied into the processing chamber colliding with the target member. In the shield material, at least a part of the surface facing the target member is covered with an insulating material.

本発明の他の実施例による気相成長装置は以下の構成を備えている。
上記気相成長装置は、対象物を内部に保持した状態で成膜するための処理室と、対象物の表面上に成膜する材料であるターゲット材料からなるターゲット部材と、処理室の内部の壁面を保護するためのシールド材とを備えている。上記処理室の内部に供給されるイオンがターゲット部材に衝突することによりターゲット部材から飛散したターゲット材料が対象物の表面上に成膜される。上記シールド材においてターゲット部材と対向する領域のうち少なくとも一部が絶縁材料で形成されている。
A vapor phase growth apparatus according to another embodiment of the present invention has the following configuration.
The vapor phase growth apparatus includes a processing chamber for forming a film while holding the object inside, a target member made of a target material that is a material to be formed on the surface of the object, and an inside of the processing chamber. And a shielding material for protecting the wall surface. The target material scattered from the target member is formed on the surface of the target object by the ions supplied into the processing chamber colliding with the target member. In the shield material, at least a part of the region facing the target member is formed of an insulating material.

本実施例によれば、シールド材のターゲット部材と対向する表面のうち少なくとも一部が絶縁材料で覆われる、または絶縁材料で形成されることにより、ターゲット部材とシールド材との間でのアーク放電の発生が抑制される。   According to this embodiment, at least a part of the surface of the shield material facing the target member is covered with the insulating material or formed of the insulating material, so that the arc discharge between the target member and the shield material. Is suppressed.

本発明の実施の形態に係るPVD装置の第1例の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the 1st example of the PVD apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1中の丸点線で囲まれた領域IIの構成を示す概略拡大断面図である。It is a general | schematic expanded sectional view which shows the structure of the area | region II enclosed with the round dotted line in FIG. 本発明の実施の形態に係るアースシールドの構成の第1例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st example of a structure of the earth shield which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るPVD装置の第2例の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the 2nd example of the PVD apparatus which concerns on embodiment of this invention. パッシェンの法則を説明するグラフである。It is a graph explaining Paschen's law. 本発明の実施の形態に係るアースシールドの構成の第2例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd example of a structure of the earth shield which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るアースシールドの構成の第3例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd example of a structure of the earth shield which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るアースシールドの構成の第4例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th example of a structure of the earth shield which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係るPVD装置について、図に基づいて説明する。
図1および図2を参照して、本実施の形態に係るPVD装置は、チャンバCHBと、ターゲット部材TGTと、シールド材SLDと、真空排気装置VCMと、ガス供給管GSTと、マグネットMGTを主に有している。チャンバCHBは、その内部に半導体ウェハWFなどの対象物を保持し、半導体ウェハWFの表面上に成膜するための処理室である。具体的にはチャンバCHBの内部底面上には台座PEDが配置されている。台座PEDの上にはウェハ加熱ステージHSが配置されている。台座PED(ウェハ加熱ステージHS)には静電チャックステージSTGが設置されている。ウェハ加熱ステージHS上に載置された半導体ウェハWFが、静電チャックステージSTGにより固定された上で、PVD法により半導体ウェハWFの表面上に薄膜が成膜される。
Hereinafter, a PVD apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIGS. 1 and 2, the PVD apparatus according to the present embodiment includes a chamber CHB, a target member TGT, a shield material SLD, a vacuum exhaust device VCM, a gas supply pipe GST, and a magnet MGT. Have. The chamber CHB is a processing chamber for holding an object such as the semiconductor wafer WF inside and forming a film on the surface of the semiconductor wafer WF. Specifically, a pedestal PED is disposed on the inner bottom surface of the chamber CHB. A wafer heating stage HS is disposed on the pedestal PED. An electrostatic chuck stage STG is installed on the base PED (wafer heating stage HS). After the semiconductor wafer WF placed on the wafer heating stage HS is fixed by the electrostatic chuck stage STG, a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer WF by the PVD method.

プラテンリングPLRは、ウェハ加熱ステージHSの上の一部(平面視におけるウェハ加熱ステージHSの外側の領域)に、ウェハ加熱ステージHSの表面を覆うように載置されている。プラテンリングPLRは、たとえばSUSからなり、ウェハ加熱ステージHSの表面への成膜を抑制する機能を有する。   The platen ring PLR is placed on a part of the wafer heating stage HS (a region outside the wafer heating stage HS in plan view) so as to cover the surface of the wafer heating stage HS. The platen ring PLR is made of, for example, SUS, and has a function of suppressing film formation on the surface of the wafer heating stage HS.

ターゲット部材TGTは、たとえばチタン(Ti)などからなる金属部材であり、半導体ウェハWFの表面上に成膜するための金属材料(ターゲット材料)としてチャンバCHBの内部に載置される。ターゲット部材TGTは半導体ウェハWFに対向するように配置されることが好ましい。たとえば半導体ウェハWFがチャンバCHBの下側に(上方を向くように)配置される場合には、ターゲット部材TGTはチャンバCHBの上側に(下方を向くように)配置されることが好ましい。ただしこれに限らず、たとえば半導体ウェハWFがチャンバCHBの上側に、ターゲット部材TGTがチャンバCHBの下側に配置されてもよいし、半導体ウェハWFがチャンバCHBの右側(左側)に、ターゲット部材TGTがチャンバCHBの左側(右側)に配置されてもよい。なおターゲット部材TGTは通常、処理時(動作時)には高い負の電圧VTが印加される。 The target member TGT is a metal member made of titanium (Ti), for example, and is placed inside the chamber CHB as a metal material (target material) for forming a film on the surface of the semiconductor wafer WF. The target member TGT is preferably disposed so as to face the semiconductor wafer WF. For example, when the semiconductor wafer WF is disposed on the lower side of the chamber CHB (facing upward), the target member TGT is preferably disposed on the upper side of the chamber CHB (facing downward). However, the present invention is not limited to this. For example, the semiconductor wafer WF may be disposed above the chamber CHB and the target member TGT may be disposed below the chamber CHB. The semiconductor wafer WF may be disposed on the right side (left side) of the chamber CHB. May be arranged on the left side (right side) of the chamber CHB. The target member TGT is usually applied with a high negative voltage V T during processing (operation).

ターゲット部材TGTの裏側にはバッキングプレートBPが配置されており、これによりターゲット部材TGTがチャンバCHBの内部(内側の側壁面、上壁面など)に貼り付けられる。すなわちターゲット部材TGTはバッキングプレートBPにより固定支持されている。バッキングプレートBPは、無酸素銅などの各種銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデンおよびチタンからなる群から選択されるいずれか1つの材質からなることが好ましい。   A backing plate BP is disposed on the back side of the target member TGT, whereby the target member TGT is attached to the inside of the chamber CHB (inner side wall surface, upper wall surface, etc.). That is, the target member TGT is fixedly supported by the backing plate BP. The backing plate BP is preferably made of any one material selected from the group consisting of various copper alloys such as oxygen-free copper, aluminum, aluminum alloys, molybdenum and titanium.

真空排気装置VCMは、チャンバCHBの内部を高真空状態にするために用いられる真空ポンプであり、チャンバCHBの内部に接続されている。   The vacuum evacuation device VCM is a vacuum pump used to make the inside of the chamber CHB into a high vacuum state, and is connected to the inside of the chamber CHB.

チャンバCHBの内部にはターゲット部材TGTのターゲット材料を放出(飛散)させるために用いるイオンとなり得る材料が供給される。この材料としてはたとえば不活性ガスが考えられる。ガス供給管GSTは、特に半導体ウェハWFの成膜処理がなされる間にチャンバCHBの内部に不活性ガスを導入するための配管である。ここで不活性ガスは、チャンバCHBの内部においてイオン化されることにより、ターゲット部材TGTの放出を促進するために用いられる。当該不活性ガスは、たとえばアルゴン(Ar)のガスとすることが好ましい。なお図1においては、装置の上方から内部に不活性ガスが供給される構成となっているが、このような態様に限らず、たとえば装置の下方または装置の側方から不活性ガスが供給される構成となっていてもよい。   The chamber CHB is supplied with a material that can be an ion used to discharge (scatter) the target material of the target member TGT. An example of this material is an inert gas. The gas supply pipe GST is a pipe for introducing an inert gas into the chamber CHB particularly during the film forming process of the semiconductor wafer WF. Here, the inert gas is ionized inside the chamber CHB to be used for promoting the discharge of the target member TGT. The inert gas is preferably an argon (Ar) gas, for example. In FIG. 1, the inert gas is supplied to the inside from the upper side of the apparatus. However, the present invention is not limited to this mode. For example, the inert gas is supplied from the lower side of the apparatus or from the side of the apparatus. It may be configured as follows.

シールド材SLDは、チャンバCHBの内部の側壁面CHSを保護するために、当該側壁面を覆うように取付けられるプレート状の板材である。シールド材SLDは、アースシールドESと、上部シールドUSと、下部シールドLSとを有している。通常、チャンバCHBの上側から順にアースシールドES、上部シールドUS、下部シールドLSの順に配置される。チャンバCHBの最も上側に取付けられるアースシールドESは、ターゲット部材TGTの近傍に配置されることが好ましく、具体的にはたとえばターゲット部材TGTを平面視において取り囲むように配置されることが好ましい。なおアースシールドESはターゲット部材TGT自体に限らず、たとえばターゲット部材TGTに電圧を印加するための電極を平面視において取り囲むように配置されてもよい。   The shield material SLD is a plate-like plate material attached to cover the side wall surface CHS in order to protect the side wall surface CHS inside the chamber CHB. The shield material SLD includes an earth shield ES, an upper shield US, and a lower shield LS. Usually, the earth shield ES, the upper shield US, and the lower shield LS are arranged in this order from the upper side of the chamber CHB. The earth shield ES attached on the uppermost side of the chamber CHB is preferably arranged in the vicinity of the target member TGT, and specifically, for example, is preferably arranged so as to surround the target member TGT in plan view. The earth shield ES is not limited to the target member TGT itself, and may be disposed so as to surround an electrode for applying a voltage to the target member TGT in a plan view, for example.

アースシールドESと上部シールドUSと下部シールドLSとは、いずれも耐久性のある金属部材、たとえばSUSまたはチタンからなることが好ましい。このようにすれば、半導体ウェハWFの処理時にチャンバCHBの内側の側壁面が、チャンバCHBの内部に供給される、アルゴンなどの不活性ガスがイオン化したプラズマにより損傷を受けることを抑制できる。シールド材SLDはチャンバCHBの側壁面から容易に取り外して交換することができるため、たとえばシールド材SLDの表面に堆積した薄膜などを除去するための洗浄作業が容易にできる。   The earth shield ES, the upper shield US, and the lower shield LS are all preferably made of a durable metal member such as SUS or titanium. In this way, it is possible to suppress damage to the inner side wall surface of the chamber CHB from the ionized plasma of an inert gas such as argon supplied into the chamber CHB when the semiconductor wafer WF is processed. Since the shield material SLD can be easily removed and replaced from the side wall surface of the chamber CHB, for example, a cleaning operation for removing a thin film deposited on the surface of the shield material SLD can be facilitated.

またシールド材SLDをSUSまたはチタンで形成することにより、シールド材SLDの機械的な強度を向上することができ、たとえばチャンバCHBの内部に取り付けられているシールド材SLDが落下したとしても、衝撃により破損する可能性を低減することができる。SUSまたはチタンで形成されたシールド材SLDは、たとえばスパッタ処理時の粒子のエネルギを受けて高温になりやすい。シールド材SLDが高温になれば、シールド材SLDの表面に付着した成膜材料(ターゲット材料)が剥離することが抑制される。さらにSUSまたはチタンで形成されたシールド材SLDは耐薬品性に優れるため、アルカリ性の薬品またはフッ酸による薬液洗浄が容易になされる。   Further, by forming the shielding material SLD from SUS or titanium, the mechanical strength of the shielding material SLD can be improved. For example, even if the shielding material SLD attached to the inside of the chamber CHB falls, it is affected by an impact. The possibility of breakage can be reduced. The shield material SLD formed of SUS or titanium is likely to become high temperature due to, for example, the energy of particles during the sputtering process. When the shield material SLD becomes high temperature, it is possible to prevent the film forming material (target material) attached to the surface of the shield material SLD from peeling off. Furthermore, since the shielding material SLD formed of SUS or titanium is excellent in chemical resistance, chemical cleaning with an alkaline chemical or hydrofluoric acid is easily performed.

アースシールドESは、処理時(動作時)には電位が印加されずいわゆるフローティングの状態となる。しかしアースシールドESには接地電位が印加されてもよい。また上部シールドUSおよび下部シールドLSについても、処理時にはフローティングの状態であってもよい。アースシールドES、上部シールドUS、下部シールドLSともに、処理時にチャンバCHBの内側の側壁面を覆うことにより、チャンバCHBの内側の側壁面が成膜されて汚染されることを抑制する役割を有する。   The earth shield ES is in a so-called floating state without potential being applied during processing (operation). However, a ground potential may be applied to the earth shield ES. The upper shield US and the lower shield LS may also be in a floating state during processing. Both the earth shield ES, the upper shield US, and the lower shield LS have a role of preventing the inner side wall surface of the chamber CHB from being deposited and contaminated by covering the inner side wall surface of the chamber CHB during processing.

アースシールドESとチャンバCHBの壁面との間には絶縁リングIRが配置されている。絶縁リングIRは、チャンバCHBの壁面(アノードとして機能)とターゲット部材TGT(カソードとして機能)との間に配置されることにより、チャンバCHBとターゲット部材TGTとを電気的に絶縁する機能を有する。絶縁リングIRは、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材料からなることが好ましい。さらにたとえば絶縁リングIRと同様にポリテトラフルオロエチレンからなる絶縁部材IMが、たとえばアースシールドESとチャンバCHBの壁面との間に配置されていてもよい。   An insulating ring IR is disposed between the earth shield ES and the wall surface of the chamber CHB. The insulating ring IR has a function of electrically insulating the chamber CHB and the target member TGT by being disposed between the wall surface (functioning as an anode) of the chamber CHB and the target member TGT (functioning as a cathode). The insulating ring IR is preferably made of a resin material such as polytetrafluoroethylene. Further, for example, an insulating member IM made of polytetrafluoroethylene may be disposed between the earth shield ES and the wall surface of the chamber CHB, for example, similarly to the insulating ring IR.

図1および図3を参照して、アースシールドESは、チャンバCHBの側壁面に沿うように延在するプレート状領域PLTと、絶縁部材IM、絶縁リングIRなどに支持されるように配置されるサポート領域SPTとを有する。プレート状領域PLTは概ね平坦なプレート状の形状を有するのに対し、サポート領域SPTはプレート状領域PLTに比べてより立体的な形状を有するのが一般的である。   1 and 3, earth shield ES is arranged to be supported by plate-like region PLT extending along the side wall surface of chamber CHB, insulating member IM, insulating ring IR, and the like. And a support area SPT. The plate-like region PLT has a generally flat plate-like shape, whereas the support region SPT generally has a more three-dimensional shape than the plate-like region PLT.

そしてサポート領域SPTの一部には、突起部PRが形成されている。突起部PRとはアースシールドESのうち表面が他の領域に比べて凸形状に隆起した領域を意味する。   A protrusion PR is formed in a part of the support region SPT. The protrusion PR means a region of the earth shield ES whose surface is raised in a convex shape as compared with other regions.

ターゲット部材TGTおよびバッキングプレートBPの上方にはマグネットMGTが配置されている。マグネットMGTは、チャンバCHB内に磁場を供給することにより、チャンバCHB内に供給されるアルゴンなどの不活性ガスなどを効率的にイオン化したり、ターゲット部材TGTから放出される気体粒子を効率的にイオン化する機能を有する。   A magnet MGT is disposed above the target member TGT and the backing plate BP. The magnet MGT efficiently ionizes an inert gas such as argon supplied into the chamber CHB by supplying a magnetic field into the chamber CHB or efficiently releases gas particles emitted from the target member TGT. It has a function to ionize.

図1の本実施の形態の第1例のPVD装置は、上記のように、通常はアースシールドESには電圧が印加されない状態で使用される。これに対して、図4を参照して、本実施の形態の第2例のPVD装置は、基本的に図1の第1例のPVD装置と同様の構成を有するが、アースシールドESがいわゆるイオンリフレクタとして作用する点において、図1のPVD装置と異なる。   As described above, the PVD apparatus of the first example of the present embodiment in FIG. 1 is normally used in a state where no voltage is applied to the ground shield ES. On the other hand, referring to FIG. 4, the PVD apparatus of the second example of the present embodiment basically has the same configuration as the PVD apparatus of the first example of FIG. It differs from the PVD apparatus of FIG. 1 in that it acts as an ion reflector.

具体的には、図4のPVD装置は、アースシールドESには処理時に高い正の電圧VEが印加される。このようにすれば、チャンバCHB内に供給されるアルゴンのイオンがターゲット部材TGTに衝突することにより弾き出すように放出される、ターゲット部材TGTを構成するターゲット材料(チタン)の正イオンが、チャンバCHBの側面に印加される高い正の電圧VEにより反射される。すなわちチャンバCHB内を飛散するターゲット材料のイオンと同じ極性(ここでは正)の電位がアースシールドESに印加されることにより、アースシールドESがその表面において正のイオンを反射することが可能な状態となる。したがって当該ターゲット材料の正イオンが、アースシールドESの表面における反射によりその進行方向をたとえば半導体ウェハWFの載置される方向へ変更するよう誘導することができる。したがってターゲット材料をより効率的に半導体ウェハWF上に成膜することができる。 Specifically, in the PVD apparatus of FIG. 4, a high positive voltage V E is applied to the earth shield ES during processing. In this way, the positive ions of the target material (titanium) constituting the target member TGT released so that the argon ions supplied into the chamber CHB may be ejected by colliding with the target member TGT are converted into the chamber CHB. Is reflected by a high positive voltage V E applied to the side surface of. That is, when the potential of the same polarity (here positive) as the ions of the target material scattered in the chamber CHB is applied to the earth shield ES, the ground shield ES can reflect positive ions on the surface thereof. It becomes. Therefore, the positive ions of the target material can be guided to change the traveling direction to, for example, the direction in which the semiconductor wafer WF is placed by reflection on the surface of the earth shield ES. Therefore, the target material can be more efficiently deposited on the semiconductor wafer WF.

アースシールドESの突起部PRは、アースシールドESに対してイオンリフレクタとしての役割を持たせるために形成されることが好ましいものである。したがって突起部PRは特に、図4のPVD装置のシールド材SLDに対して形成されることが好ましく、図1のPVD装置のシールド材SLDにおいては必ずしも形成されなくてもよい。またイオンリフレクタとしての役割を持たせるために高い正の電圧VEが印加されるのは、アースシールドESに限らず、その下の上部シールドUSまたは下部シールドLSであってもよい。 The protrusion PR of the earth shield ES is preferably formed in order to give the earth shield ES a role as an ion reflector. Therefore, the protrusion PR is particularly preferably formed with respect to the shield material SLD of the PVD apparatus of FIG. 4, and may not necessarily be formed in the shield material SLD of the PVD apparatus of FIG. Further, the high positive voltage V E applied to serve as an ion reflector is not limited to the earth shield ES but may be the upper shield US or the lower shield LS below the ground shield ES.

また突起部PRは、これが形成されるアースシールドESの表面のうち、当該アースシールドESがチャンバCHBに取付けられた際にターゲット部材TGTと対向する表面に形成されることが好ましい。ここで対向する表面とは、ターゲット部材TGTに対向する側の表面全体を意味する。たとえば図1および図4の左側に示されるアースシールドESは、その右側にターゲット部材TGTが配置される。より具体的には、たとえばPVD装置に取付けられた際にその左側の領域に配置されるアースシールドESは、たとえターゲット部材TGTよりも下方に配置される領域であっても、右側(アースシールドESが配置される側)の面上には突起部PRが形成されることが好ましい。このため突起部PRは当該アースシールドESの右側の表面に形成される。   The protrusion PR is preferably formed on the surface of the earth shield ES on which it is formed so as to face the target member TGT when the earth shield ES is attached to the chamber CHB. The surface facing here means the entire surface on the side facing the target member TGT. For example, the target member TGT is disposed on the right side of the earth shield ES shown on the left side of FIGS. 1 and 4. More specifically, for example, the earth shield ES disposed in the left region when attached to the PVD apparatus is disposed on the right side (earth shield ES) even if the region is disposed below the target member TGT. It is preferable that the protrusion PR is formed on the surface on the side where the is disposed. Therefore, the protrusion PR is formed on the right surface of the earth shield ES.

さらに図4のPVD装置は、半導体ウェハWF(台座PED)に高周波電圧RFを印加することが可能な構成となっている。このようにすれば、チャンバCHB内の成膜しようとする気体粒子(ターゲット部材TGTから飛散したもの)を、半導体ウェハWFの表面に対して垂直に近い角度から半導体ウェハWF上の方へ誘導する効率が向上できる。   Furthermore, the PVD apparatus of FIG. 4 has a configuration capable of applying a high-frequency voltage RF to the semiconductor wafer WF (pedestal PED). In this way, the gas particles to be formed in the chamber CHB (scattered from the target member TGT) are guided toward the upper side of the semiconductor wafer WF from an angle near to the surface of the semiconductor wafer WF. Efficiency can be improved.

再度図2および図3を参照して、上記のように、アースシールドES自体は、SUSまたはチタンなどの金属部材からなることが好ましいが、アースシールドESの表面のうち少なくとも一部が、絶縁体の薄膜である絶縁薄膜CR(絶縁材料)によりコーティングされていることが好ましい。なおアースシールドESの表面の中でも特に突起部PRの表面の少なくとも一部が、絶縁薄膜CR(絶縁材料)によりコーティングされていることが好ましい。また突起部PRの有無にかかわらず、絶縁薄膜CRは、アースシールドESのターゲット部材TGTと対向する表面のうち少なくとも一部を覆うように形成される。   Referring to FIGS. 2 and 3 again, as described above, the earth shield ES itself is preferably made of a metal member such as SUS or titanium, but at least a part of the surface of the earth shield ES is an insulator. It is preferably coated with an insulating thin film CR (insulating material) which is a thin film of It is preferable that at least a part of the surface of the projecting portion PR is coated with an insulating thin film CR (insulating material) among the surface of the earth shield ES. Regardless of the presence or absence of the protrusion PR, the insulating thin film CR is formed so as to cover at least a part of the surface of the earth shield ES facing the target member TGT.

サポート領域SPTに限らず、プレート状領域PLTにおいても、微小な突起部PRが形成されることがある。この場合には図3に示すように、プレート状領域PLTの微小な突起部PRも絶縁薄膜CRによりコーティングされることが好ましい。   Not only the support region SPT but also the plate-like region PLT may have a minute protrusion PR. In this case, as shown in FIG. 3, it is preferable that the minute protrusion PR of the plate-like region PLT is also coated with the insulating thin film CR.

なお特に、突起部PRのうち最も先端の尖った部分の表面において絶縁薄膜CRによりコーティングされていることが好ましい。   In particular, it is preferable that the surface of the projection PR having the sharpest tip is coated with the insulating thin film CR.

絶縁薄膜CRは、絶縁材料の中でも特にセラミック材料からなることが好ましく、セラミック材料の中でも特にアルミナ(Al23)からなることが好ましい。絶縁薄膜CRは、50μm以上500μm以下の厚みを有するように形成されることが好ましい。なお絶縁薄膜CRは、たとえばプラズマ溶射により形成されることが好ましい。図3に示すようにたとえば突起部PRの表面など一部の領域のみに絶縁薄膜CRを形成するためには、たとえばシールテープを用いてマスキングした上で成膜することが好ましい。 The insulating thin film CR is preferably made of a ceramic material among insulating materials, and is preferably made of alumina (Al 2 O 3 ) among ceramic materials. The insulating thin film CR is preferably formed to have a thickness of 50 μm or more and 500 μm or less. The insulating thin film CR is preferably formed by, for example, plasma spraying. As shown in FIG. 3, for example, in order to form the insulating thin film CR only in a part of the region such as the surface of the protrusion PR, it is preferable to form the film after masking with a seal tape, for example.

図5を参照して、グラフの曲線は、いわゆるパッシェンの法則による放電電圧の値の、ガスの種類別のデータを示している。ここではヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、水素(H2)および窒素(N2)のガスを用いた場合のデータを示している。グラフの横軸はチャンバCHB内のガスの圧力p(Torr)と1対の電極間の距離d(m)との積pd(Torr・m)の値を示し、縦軸は放電に必要な電圧(V)を示す。すなわち縦軸の示す電圧の値が小さいほど放電が起こりやすいことを意味する。 Referring to FIG. 5, the curve of the graph shows the data of the discharge voltage value according to the so-called Paschen's law for each gas type. Here, data when helium (He), neon (Ne), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), and nitrogen (N 2 ) gases are used are shown. The horizontal axis of the graph indicates the product pd (Torr · m) of the gas pressure p (Torr) in the chamber CHB and the distance d (m) between the pair of electrodes, and the vertical axis indicates the voltage required for discharge. (V) is shown. That is, the smaller the voltage value shown on the vertical axis, the easier the discharge occurs.

図5のpdの値が比較的小さい範囲Aにおいては、1対の電極のうち一方から他方に向けて電子が加速する距離d、および2次電子を放出する気体分子の個数を表わす圧力pの値がともに小さいため、当該1対の電極の間でアーク放電が発生しにくい。   In the range A in which the value of pd in FIG. 5 is relatively small, the distance d at which electrons are accelerated from one of the pair of electrodes toward the other, and the pressure p representing the number of gas molecules emitting secondary electrons. Since both values are small, arc discharge is unlikely to occur between the pair of electrodes.

図5のpdの値が中程度の範囲Bにおいては、ガスの種類により若干の差異はあるものの、上記電子が加速する距離d、および2次電子を放出する気体分子の個数に相当する圧力pともに、アーク放電の発生に最適な条件となっている。したがって上記範囲Bにおいては、当該1対の電極の間でアーク放電が発生しやすい。   In the range B where the value of pd in FIG. 5 is medium, although there is a slight difference depending on the type of gas, the distance d where the electrons accelerate and the pressure p corresponding to the number of gas molecules emitting secondary electrons. Both conditions are optimal for the occurrence of arc discharge. Therefore, in the range B, arc discharge is likely to occur between the pair of electrodes.

図5のpdの値が比較的大きい範囲Cにおいては、1対の電極間の距離dが大きいため当該電極間における電界強度が低下する。またpの値が大きいため気体分子の個数が多く、電子の平均自由工程が短くなる。このことから上記範囲Cにおいては、当該1対の電極の間でアーク放電が発生しにくい。   In the range C where the value of pd in FIG. 5 is relatively large, the electric field strength between the electrodes decreases because the distance d between the pair of electrodes is large. Moreover, since the value of p is large, the number of gas molecules is large and the mean free path of electrons is shortened. Therefore, in the range C, arc discharge is unlikely to occur between the pair of electrodes.

ただしいずれのガスについても、範囲Bにおいて、pdの値が僅かに変化すれば放電電圧の値が急激に変化していることがわかる。すなわち電極間の距離dが僅かに変化すれば、アーク放電が発生する可能性が急激に変化することがあるといえる。   However, for any gas, in the range B, it can be seen that if the value of pd slightly changes, the value of the discharge voltage changes abruptly. That is, if the distance d between the electrodes slightly changes, it can be said that the possibility of arc discharge may change abruptly.

ここで電極間の距離dは、実際に電極として機能する部材などに限らず、電位差の発生する任意の2点間の距離と考えることもできる。たとえば上記距離dはアースシールドESの突起部PRとターゲット部材TGTとの距離dであると考えることができる。これはアースシールドES(突起部PR)は接地電位でありターゲット部材TGTには高い負の電位が印加されており、両者の間に高い電位差が発生するためである。   Here, the distance d between the electrodes is not limited to a member that actually functions as an electrode, but can be considered as a distance between any two points where a potential difference occurs. For example, the distance d can be considered as the distance d between the projection PR of the earth shield ES and the target member TGT. This is because the earth shield ES (protrusion PR) is at ground potential, and a high negative potential is applied to the target member TGT, and a high potential difference is generated between the two.

したがって、特にアースシールドESに突起部PRが存在する場合、たとえばアースシールドESの取り付けられる位置が、当然発生する誤差程度に僅かに変化しただけでも、アースシールドESとターゲット部材TGTとの間でアーク放電が発生する可能性が急激に変化する可能性がある。   Therefore, particularly when the projection PR is present on the earth shield ES, for example, even if the position where the earth shield ES is attached slightly changes to an error that naturally occurs, an arc is generated between the earth shield ES and the target member TGT. There is a possibility that the possibility of occurrence of discharge changes rapidly.

またアースシールドESの特に突起部PRは、ターゲット部材TGTとの最短距離dに関して、図5のpdの値が範囲Bに相当するような位置に配置される傾向にある。すなわちアースシールドESの突起部PRとターゲット部材TGTとの間でアーク放電が生じやすい条件にある。   In particular, the protrusion PR of the earth shield ES tends to be arranged at a position where the value of pd in FIG. 5 corresponds to the range B with respect to the shortest distance d from the target member TGT. That is, the arc discharge is likely to occur between the projection PR of the earth shield ES and the target member TGT.

以上より、アースシールドESの中でも特にアーク放電を誘発しやすい突起部PRの表面を絶縁薄膜CRで覆うことにより、突起部PRとターゲット部材TGTとの距離にかかわらず、上記の突起部PRとターゲット部材TGTとの間でのアーク放電の発生を抑制することができる。アーク放電の発生が抑制されれば、周囲の各部材の損傷、半導体ウェハWFの表面における絶縁破壊、および半導体ウェハWFの表面にPVD処理により形成された薄膜の剥離などの問題を回避することができる。   From the above, by covering the surface of the projection PR, which is particularly likely to induce arc discharge, with the insulating thin film CR in the earth shield ES, the projection PR and the target are independent of the distance between the projection PR and the target member TGT. The occurrence of arc discharge with the member TGT can be suppressed. If the occurrence of arc discharge is suppressed, problems such as damage to surrounding members, dielectric breakdown on the surface of the semiconductor wafer WF, and peeling of a thin film formed by PVD processing on the surface of the semiconductor wafer WF can be avoided. it can.

ただし突起部PR以外であっても、アースシールドESとターゲット部材TGTとの間でアーク放電を発生しやすい領域についてはその表面を絶縁薄膜CRで覆うことが好ましい。   However, it is preferable to cover the surface of the region where the arc discharge is likely to occur between the earth shield ES and the target member TGT with the insulating thin film CR even if it is other than the protrusion PR.

またアーク放電の発生が抑制されれば、シールド材SLDの表面に付着した成膜材料(ターゲット材料)がアーク放電のエネルギを与えられることにより剥離し、これがチャンバCHBの内部を汚染するなどの不具合の発生を抑制することもできる。   Further, if the occurrence of arc discharge is suppressed, the film forming material (target material) adhering to the surface of the shield material SLD is peeled off by applying arc discharge energy, which contaminates the inside of the chamber CHB. Can also be suppressed.

なお上部シールドUSおよび下部シールドLSは、ターゲット部材TGTとの距離が大きいため、通常は図5の範囲Cに相当する位置に配置される。すなわちこれらのシールド材とターゲット部材TGTとの間ではアーク放電が発生しにくいため、これらのシールド材の表面を絶縁薄膜CRで覆わなくてもよい。しかし、たとえば処理を行なう圧力が非常に低い場合には、パッシェンの法則により、上部シールドUSおよび下部シールドLSの表面の一部とターゲット部材TGTとの距離がアーク放電が発生しやすい条件となる場合がある。この場合には、上部シールドUSおよび下部シールドLSにおいても、アースシールドESと同様に、その表面のうち少なくとも一部が絶縁薄膜CRで覆われることが好ましい。また上部シールドUS、下部シールドLSにおいても、特にこれをチャンバCHBの内部に取り付けた際にターゲット部材TGTと対向する表面の一部に突起部PRが形成されてもよいし、かつ当該突起部PRの一部が絶縁薄膜CRで覆われてもよい。   The upper shield US and the lower shield LS are usually disposed at positions corresponding to the range C in FIG. 5 because the distance from the target member TGT is large. That is, since arc discharge hardly occurs between these shield materials and the target member TGT, the surfaces of these shield materials need not be covered with the insulating thin film CR. However, for example, when the processing pressure is very low, the distance between part of the surfaces of the upper shield US and the lower shield LS and the target member TGT is likely to cause arc discharge according to Paschen's law. There is. In this case, it is preferable that at least a part of the surface of the upper shield US and the lower shield LS is covered with the insulating thin film CR as in the case of the earth shield ES. Also, in the upper shield US and the lower shield LS, the protrusion PR may be formed on a part of the surface facing the target member TGT particularly when the upper shield US and the lower shield LS are mounted inside the chamber CHB. May be covered with an insulating thin film CR.

次に、上記の構成を備えるPVD装置の動作原理について説明する。
ウェハ加熱ステージHS上の静電チャックステージSTGの上に、処理しようとするシリコンなどの半導体ウェハWFが載置され、当該半導体ウェハWFは静電チャックステージSTGの静電分極により、静電チャックステージSTG上に固定される。
Next, an operation principle of the PVD apparatus having the above configuration will be described.
A semiconductor wafer WF such as silicon to be processed is placed on the electrostatic chuck stage STG on the wafer heating stage HS, and the semiconductor wafer WF is electrostatically chucked by the electrostatic polarization of the electrostatic chuck stage STG. Fixed on the STG.

この状態で真空排気装置VCMによりチャンバCHBの内部が高真空の状態になるが、このときガス供給管GSTからチャンバCHBの内部には、アルゴンなどの不活性ガスが供給される。またターゲット部材TGTには高い直流電圧VTが印加される。 In this state, the inside of the chamber CHB is brought into a high vacuum state by the vacuum exhaust device VCM. At this time, an inert gas such as argon is supplied from the gas supply pipe GST to the inside of the chamber CHB. Further, a high DC voltage V T is applied to the target member TGT.

ターゲット部材TGTの高い負電位(ターゲット部材TGTと半導体ウェハWFとの高い直流電圧)のエネルギにより、チャンバCHBの内部に供給されるアルゴンのガスはイオン化され、正電荷を帯びたイオン(プラズマ)となる。   Due to the energy of the high negative potential of the target member TGT (high DC voltage between the target member TGT and the semiconductor wafer WF), the argon gas supplied into the chamber CHB is ionized to generate positively charged ions (plasma). Become.

アルゴンガスの正イオンは、ターゲット部材TGTの高い負の電位VTに引かれてターゲット部材TGTに衝突する。このときターゲット部材TGTを構成するたとえばチタンの材料は、正イオン(プラズマ)の衝突を受けることにより気化し、チャンバCHBの内部に放出される(飛散する)。チャンバCHBの内部は高真空状態となっているため、放出されたターゲット部材TGTの気体粒子は、チャンバCHBの内部を漂う他の気体粒子などによる妨害をほとんど受けることなく、ターゲット部材TGTに対向するように配置される半導体ウェハWFの方へ進行する。 The positive ions of the argon gas are attracted to the high negative potential V T of the target member TGT and collide with the target member TGT. At this time, for example, titanium material constituting the target member TGT is vaporized by being subjected to the collision of positive ions (plasma), and is released (scattered) into the chamber CHB. Since the inside of the chamber CHB is in a high vacuum state, the released gas particles of the target member TGT are opposed to the target member TGT without being substantially disturbed by other gas particles drifting inside the chamber CHB. It progresses toward the semiconductor wafer WF arranged as described above.

なおアルゴンのガスは、上記のようにその一部は直流電圧のエネルギにより正イオンとなる場合もある。しかしその一部は、正イオンがターゲット部材TGTに衝突してターゲット材料(チタン)が放出するのとほぼ同時にターゲット部材TGTから放出される2次電子によって正イオンとなる。具体的には、上記2次電子がマグネットMGTの磁場とカソードとしてのターゲット部材TGTの電場とにより、図1および図4において正確に図示されないマグネットMGTの磁極間を旋回運動する。この旋回運動する2次電子がアルゴンガスと衝突することにより、アルゴンガスは効率的に電離し、高密度なプラズマをアルゴンイオンのプラズマを形成することができる。   As described above, a part of the argon gas may become positive ions due to the energy of the DC voltage. However, some of them become positive ions by secondary electrons emitted from the target member TGT almost simultaneously with the collision of the positive ions with the target member TGT and the release of the target material (titanium). Specifically, the secondary electrons swivel between the magnetic poles of the magnet MGT not accurately shown in FIGS. 1 and 4 by the magnetic field of the magnet MGT and the electric field of the target member TGT as the cathode. When the revolving secondary electrons collide with the argon gas, the argon gas is efficiently ionized, and high-density plasma can be formed as argon ion plasma.

また特に図4のようにアースシールドESがイオンリフレクタとしての機能を有する場合には、ターゲット部材TGTから放出される気体粒子(ターゲット材料)がチャンバCHB内において効率的に正イオンに帯電されることが好ましい。この場合具体的には、たとえばマグネットMGTの回転によるチャンバCHB内の磁場分布を利用して、ターゲット部材TGTから放出されるターゲット材料(たとえばチタン)が効率的に正イオンに帯電される。なおたとえばターゲット部材TGTの材料が銅(Cu)などいわゆるスパッタ率が高い材料である場合には、いわゆる自己保持放電(アルゴンガス無しで放電)が可能である場合がある。   In particular, as shown in FIG. 4, when the earth shield ES has a function as an ion reflector, gas particles (target material) discharged from the target member TGT are efficiently charged to positive ions in the chamber CHB. Is preferred. In this case, specifically, for example, the target material (for example, titanium) emitted from the target member TGT is efficiently charged to positive ions by using the magnetic field distribution in the chamber CHB by the rotation of the magnet MGT. For example, when the material of the target member TGT is a material having a high so-called sputtering rate such as copper (Cu), so-called self-holding discharge (discharge without argon gas) may be possible.

ターゲット部材TGTの気体粒子は半導体ウェハWFの表面に到達したところでこれに接触すると固化して表面上に堆積する。半導体ウェハWFの表面は、正イオンの衝突を受けてチャンバCHBの内部に放出されたターゲット部材TGTの気体粒子に比べて低温であるため、当該気体粒子が半導体ウェハWFの表面に到達すると固化して表面上に堆積する。   When the gas particles of the target member TGT reach the surface of the semiconductor wafer WF and come into contact therewith, they solidify and accumulate on the surface. Since the surface of the semiconductor wafer WF is lower in temperature than the gas particles of the target member TGT that has been bombarded with positive ions and released into the chamber CHB, it solidifies when the gas particles reach the surface of the semiconductor wafer WF. On the surface.

このとき、ターゲット部材TGTから放出される気体粒子はすべてが半導体ウェハWFの方へ向かうのではなく、ターゲット部材TGTからあらゆる方向に放射される。このため当該気体粒子はシールド材SLDの方にも進行し、シールド材SLDの表面に達する。このとき、当該気体粒子は半導体ウェハWF上と同様に、シールド材SLDの表面に薄膜を作るように堆積される。   At this time, all the gas particles emitted from the target member TGT are radiated from the target member TGT in all directions rather than toward the semiconductor wafer WF. For this reason, the gas particles also travel toward the shield material SLD and reach the surface of the shield material SLD. At this time, the gas particles are deposited so as to form a thin film on the surface of the shield material SLD in the same manner as on the semiconductor wafer WF.

図6を参照して、図3のようにアースシールドESの表面の一部(突起部PRの表面)のみではなく表面の全体に絶縁薄膜CRが形成されてもよい。ただし特にアーク放電を起こしやすい突起部PRのみに絶縁薄膜CRを形成することにより、絶縁薄膜CRを形成する領域が小さくなることから、成膜のコストを削減することができる。   Referring to FIG. 6, insulating thin film CR may be formed not only on a part of the surface of earth shield ES (the surface of protrusion PR) but also on the entire surface as shown in FIG. However, by forming the insulating thin film CR only on the projections PR that are particularly susceptible to arc discharge, the area for forming the insulating thin film CR is reduced, so that the film forming cost can be reduced.

図7を参照して、アースシールドESのうち特に突起部PRおよびその近傍については絶縁材料CMにより形成されてもよい。具体的には、図7のアースシールドESにおいては、その表面の一部、すなわちたとえば図3のアースシールドESにおいてアースシールドESの表面が絶縁薄膜CRにより覆われる領域は、絶縁材料CMにより形成されるものとしている。したがってたとえば、アースシールドESの突起部PRの少なくとも一部が絶縁材料CMにより形成されてもよい。しかし突起部PRの有無にかかわらず、PVD装置に取り付けた際にターゲット部材TGTと対向する領域(対向する側の表面の全体を表わす)の少なくとも一部が絶縁材料CMにより形成されることが好ましい。   Referring to FIG. 7, projection portion PR and its vicinity among ground shield ES may be formed of insulating material CM. Specifically, in the earth shield ES of FIG. 7, a part of the surface thereof, that is, for example, a region where the surface of the earth shield ES is covered with the insulating thin film CR in the earth shield ES of FIG. It is supposed to be. Therefore, for example, at least a part of the protrusion PR of the earth shield ES may be formed of the insulating material CM. However, it is preferable that at least a part of a region (representing the entire surface on the opposite side) facing the target member TGT is formed of the insulating material CM when attached to the PVD apparatus regardless of the presence or absence of the protrusion PR. .

絶縁材料CMは特に上記の絶縁薄膜CRと同じ、アルミナなどのセラミック材料からなることが好ましい。絶縁材料CMを用いて突起部PRを形成した場合においても、突起部PRの表面が絶縁薄膜CRで覆われる場合と同様に、突起部PRからのアーク放電の発生を抑制することができる。したがって図7のアースシールドESを用いた場合も、アーク放電を抑制することにより、表面が絶縁薄膜CRに覆われたアースシールドESを用いた場合と同様の効果を奏する。   The insulating material CM is preferably made of a ceramic material such as alumina, which is the same as the insulating thin film CR. Even when the protrusion PR is formed using the insulating material CM, the occurrence of arc discharge from the protrusion PR can be suppressed as in the case where the surface of the protrusion PR is covered with the insulating thin film CR. Therefore, even when the earth shield ES shown in FIG. 7 is used, the same effect as that obtained when the earth shield ES whose surface is covered with the insulating thin film CR is obtained by suppressing the arc discharge.

図7においては、アースシールドESのうち突起部PRおよびその近傍以外の領域については、上記の他のアースシールドESと同様にSUSまたはチタンなどの耐久性のある金属部材MTLから形成されている。ただし図8を参照して、アースシールドESの全体が絶縁材料CMにより形成されてもよい。この場合においても、図3、図6、図7のアースシールドESと同様に、アースシールドESからのアーク放電の発生を抑制することによる効果を奏する。   In FIG. 7, the region other than the projection PR and the vicinity thereof in the earth shield ES is formed of a durable metal member MTL such as SUS or titanium as in the case of the other earth shield ES. However, referring to FIG. 8, the entire earth shield ES may be formed of an insulating material CM. Even in this case, as in the case of the earth shield ES of FIGS. 3, 6, and 7, an effect is obtained by suppressing the occurrence of arc discharge from the earth shield ES.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、シールド材を有するPVD装置において特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously in PVD devices having a shielding material.

BP バッキングプレート、CHB チャンバ、CHS 側壁面、CM 絶縁材料、CR 絶縁薄膜、ES アースシールド、GST ガス供給管、HS ウェハ加熱ステージ、IM 絶縁部材、IR 絶縁リング、LS 下部シールド、MGT マグネット、MTL 金属部材、PED 台座、PLR プラテンリング、PLT プレート状領域、PR 突起部、RF 高周波電圧、SLD シールド材、SPT サポート領域、STG 静電チャックステージ、TGT ターゲット部材、US 上部シールド、VCM 真空排気装置、WF 半導体ウェハ。   BP backing plate, CHB chamber, CHS side wall surface, CM insulating material, CR insulating thin film, ES earth shield, GST gas supply pipe, HS wafer heating stage, IM insulating member, IR insulating ring, LS lower shield, MGT magnet, MTL metal Member, PED base, PLR platen ring, PLT plate area, PR protrusion, RF high frequency voltage, SLD shield material, SPT support area, STG electrostatic chuck stage, TGT target member, US upper shield, VCM vacuum exhaust system, WF Semiconductor wafer.

Claims (5)

対象物を内部に保持した状態で成膜するための処理室と、
前記対象物の表面上に成膜する材料であるターゲット材料からなるターゲット部材と、
前記処理室の内部の壁面を保護するためのシールド材とを備え、
前記処理室の内部に供給されるイオンが前記ターゲット部材に衝突することにより前記ターゲット部材から飛散した前記ターゲット材料が前記対象物の表面上に成膜され、
前記シールド材において前記ターゲット部材と対向する表面のうち少なくとも一部が絶縁材料で覆われている、気相成長装置。
A processing chamber for forming a film while holding the object inside;
A target member made of a target material which is a material to be deposited on the surface of the object;
A shielding material for protecting the inner wall surface of the processing chamber;
The target material scattered from the target member due to the ions supplied into the processing chamber colliding with the target member is formed on the surface of the object,
A vapor phase growth apparatus in which at least a part of a surface of the shield material facing the target member is covered with an insulating material.
前記シールド材において前記ターゲット部材と対向する表面には突起部を含み、前記突起部の少なくとも一部が絶縁材料で覆われている、請求項1に記載の気相成長装置。   The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein a surface of the shield material facing the target member includes a protrusion, and at least a part of the protrusion is covered with an insulating material. 対象物を内部に保持した状態で成膜するための処理室と、
前記対象物の表面上に成膜する材料であるターゲット材料からなるターゲット部材と、
前記処理室の内部の壁面を保護するためのシールド材とを備え、
前記処理室の内部に供給されるイオンが前記ターゲット部材に衝突することにより前記ターゲット部材から飛散した前記ターゲット材料が前記対象物の表面上に成膜され、
前記シールド材において前記ターゲット部材と対向する領域のうち少なくとも一部が絶縁材料で形成されている、気相成長装置。
A processing chamber for forming a film while holding the object inside;
A target member made of a target material which is a material to be deposited on the surface of the object;
A shielding material for protecting the inner wall surface of the processing chamber;
The target material scattered from the target member due to the ions supplied into the processing chamber colliding with the target member is formed on the surface of the object,
A vapor phase growth apparatus in which at least a part of a region facing the target member in the shield material is formed of an insulating material.
前記シールド材において前記ターゲット部材と対向する領域には突起部を含み、前記突起部の少なくとも一部が絶縁材料で形成されている、請求項3に記載の気相成長装置。   4. The vapor phase growth apparatus according to claim 3, wherein a region of the shield material facing the target member includes a protrusion, and at least a part of the protrusion is formed of an insulating material. 前記シールド材は前記ターゲット部材の近傍に配置され、飛散する前記ターゲット材料と同じ極性の電位が与えられている、請求項1〜4のいずれかに記載の気相成長装置。   5. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the shield material is disposed in the vicinity of the target member and is given a potential having the same polarity as that of the scattered target material.
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