JP2723857B2 - スパッタターゲットモニタ装置 - Google Patents
スパッタターゲットモニタ装置Info
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- JP2723857B2 JP2723857B2 JP26692495A JP26692495A JP2723857B2 JP 2723857 B2 JP2723857 B2 JP 2723857B2 JP 26692495 A JP26692495 A JP 26692495A JP 26692495 A JP26692495 A JP 26692495A JP 2723857 B2 JP2723857 B2 JP 2723857B2
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- Japan
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- target
- laser
- erosion
- monitoring
- semiconductor substrate
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体製造装置と
なるスパッタターゲットモニタ装置に関し、特にそのモ
ニタ出力によりターゲット電源を制御できるスパッタタ
ーゲットモニタ装置に関する。
なるスパッタターゲットモニタ装置に関し、特にそのモ
ニタ出力によりターゲット電源を制御できるスパッタタ
ーゲットモニタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマグネトロンスパッタ装置は、材
料源となるターゲットの侵食状態（エロージョン）をモ
ニタする装置を特別に用意はしていなかった。このマグ
ネトロンスパッタ装置は、図３の模式的断面図に示すよ
うに、真空処理室１３の中に、ターゲット１およびこの
ターゲット１と対向する位置に半導体基板３を載置した
基板ホルダ２とが設けられ、ターゲット１には装置外部
に設けられたＤＣ電源４が接続され、基板ホルダ２が接
地されていた。
料源となるターゲットの侵食状態（エロージョン）をモ
ニタする装置を特別に用意はしていなかった。このマグ
ネトロンスパッタ装置は、図３の模式的断面図に示すよ
うに、真空処理室１３の中に、ターゲット１およびこの
ターゲット１と対向する位置に半導体基板３を載置した
基板ホルダ２とが設けられ、ターゲット１には装置外部
に設けられたＤＣ電源４が接続され、基板ホルダ２が接
地されていた。
【０００３】この従来技術によりマグネトロンスパッタ
装置のターゲット・エロージョンを測定する場合には、
ＤＣ電源４をオフにした後、この真空処理室１３の真空
を大気状態に戻してターゲット１を取出してノギスなど
の厚さ測定器を用いてその厚さを測定する必要があっ
た。
装置のターゲット・エロージョンを測定する場合には、
ＤＣ電源４をオフにした後、この真空処理室１３の真空
を大気状態に戻してターゲット１を取出してノギスなど
の厚さ測定器を用いてその厚さを測定する必要があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のマグネトロ
ンスパッタ装置では、真空処理室１３の真空を大気状態
に戻してからでなければ、そのターゲット１のエロージ
ョンを測定することが出来なかったので、真空処理室１
３の状態を大気状態にする時間がかかり、またその測定
終了後に、再度真空状態に復帰させるまでに多大な時間
を要していた。
ンスパッタ装置では、真空処理室１３の真空を大気状態
に戻してからでなければ、そのターゲット１のエロージ
ョンを測定することが出来なかったので、真空処理室１
３の状態を大気状態にする時間がかかり、またその測定
終了後に、再度真空状態に復帰させるまでに多大な時間
を要していた。
【０００５】またノギス等の測定治具を用いてターゲッ
ト１の厚さを測定するため、測定誤差が多きく、またそ
の測定に要する時間を考慮すると、その測定頻度を増や
すことは現実には不可能であり、そのためターゲット１
の使用限度の設定には大幅な余裕を持たせる必要がある
という問題があった。
ト１の厚さを測定するため、測定誤差が多きく、またそ
の測定に要する時間を考慮すると、その測定頻度を増や
すことは現実には不可能であり、そのためターゲット１
の使用限度の設定には大幅な余裕を持たせる必要がある
という問題があった。
【０００６】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
ターゲットのエロージョンを常時モニタすることが出来
ると共に、その使用限度の判定を自動的にできるように
したスパッタターゲットモニタ装置を提供することにあ
る。
ターゲットのエロージョンを常時モニタすることが出来
ると共に、その使用限度の判定を自動的にできるように
したスパッタターゲットモニタ装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、マグネ
トロンスパッタ法により材料源のターゲットをスパッタ
して半導体基板上に金属薄膜を形成する半導体製造装置
のスパッタターゲットモニタ装置において、前記ターゲ
ットの侵食状態を監視するレーザ干渉計と、このレーザ
干渉計の出力を表示する表示手段とを備え、前記ターゲ
ットの侵食状態を自動的にモニタできるようにしたこと
を特徴とする。
トロンスパッタ法により材料源のターゲットをスパッタ
して半導体基板上に金属薄膜を形成する半導体製造装置
のスパッタターゲットモニタ装置において、前記ターゲ
ットの侵食状態を監視するレーザ干渉計と、このレーザ
干渉計の出力を表示する表示手段とを備え、前記ターゲ
ットの侵食状態を自動的にモニタできるようにしたこと
を特徴とする。
【０００８】また本発明の構成において、レーザ干渉計
が、半導体基板が載置される基板ホルダー内でターゲッ
ト表面をレーザ光により走査するビーム偏光装置と、こ
のビーム偏光装置にレーザ光発振器から前記レーザ光を
導く光ファイバとを含むこともできる。
が、半導体基板が載置される基板ホルダー内でターゲッ
ト表面をレーザ光により走査するビーム偏光装置と、こ
のビーム偏光装置にレーザ光発振器から前記レーザ光を
導く光ファイバとを含むこともできる。
【０００９】さらに本発明の構成において、レーザ干渉
計の検出出力により、ターゲットの侵食状態をモニタし
その侵食状態が使用限度の深さであると判定する演算処
理手段と、この演算処理手段が侵食状態を使用限度の深
さであると判定した時、前記ターゲットの供給されるＤ
Ｃ電源を遮断する制御手段とを含むこともできる。
計の検出出力により、ターゲットの侵食状態をモニタし
その侵食状態が使用限度の深さであると判定する演算処
理手段と、この演算処理手段が侵食状態を使用限度の深
さであると判定した時、前記ターゲットの供給されるＤ
Ｃ電源を遮断する制御手段とを含むこともできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施の形態を示すマグネトロン
スパッタ装置のターゲットエロージョンモニタの模式的
断面図であり、図２はその動作を説明するフローチャー
トである。このマグネトロンスパッタ装置のターゲット
エロージョンモニタは、真空処理室１３の中に設けら
れ、ターゲット１と対向する位置の基板ホルダ２の側に
設けられたレーザ干渉計（５〜１０）を用いたものであ
る。
する。図１は本発明の一実施の形態を示すマグネトロン
スパッタ装置のターゲットエロージョンモニタの模式的
断面図であり、図２はその動作を説明するフローチャー
トである。このマグネトロンスパッタ装置のターゲット
エロージョンモニタは、真空処理室１３の中に設けら
れ、ターゲット１と対向する位置の基板ホルダ２の側に
設けられたレーザ干渉計（５〜１０）を用いたものであ
る。
【００１１】このレーザ干渉計は、レーザ光を出力する
レーザ発振器９と、そのレーザ光を半導体基板ホルダ２
に導く光ファイバ６と、この光ファイバ６からのレーザ
光をターゲット１の表面をスキャン（走査）できるよう
半導体基板ホルダ２の内部に設けられたビーム偏光装置
５と、このビーム偏光装置５で受けたレーザ光を光ファ
イバ６から半透鏡８、参照鏡７を介して受光する光検出
器１０とから構成される。この光ファイバ６は、内部が
複雑でスペースが狭くかつ駆動部をもつ半導体基板ホル
ダ２の内部に導入するためのものである。
レーザ発振器９と、そのレーザ光を半導体基板ホルダ２
に導く光ファイバ６と、この光ファイバ６からのレーザ
光をターゲット１の表面をスキャン（走査）できるよう
半導体基板ホルダ２の内部に設けられたビーム偏光装置
５と、このビーム偏光装置５で受けたレーザ光を光ファ
イバ６から半透鏡８、参照鏡７を介して受光する光検出
器１０とから構成される。この光ファイバ６は、内部が
複雑でスペースが狭くかつ駆動部をもつ半導体基板ホル
ダ２の内部に導入するためのものである。
【００１２】このビーム偏光装置５は、光ファイバ６か
らのレーザ光によりターゲット１の表面をスキャンする
ものであるが、このような技術としては小型ミラーの傾
斜を制御するだけで鋭い指向性のレーザ光を制御するも
のが、例えば図書「実用レーザ技術」（共立出版）の２
２２頁に紹介されている。
らのレーザ光によりターゲット１の表面をスキャンする
ものであるが、このような技術としては小型ミラーの傾
斜を制御するだけで鋭い指向性のレーザ光を制御するも
のが、例えば図書「実用レーザ技術」（共立出版）の２
２２頁に紹介されている。
【００１３】また、ビーム偏光装置５はターゲット１の
表面をスキャンし、その表面状態の反射光を、このビー
ム偏光装置５を介しさらに光ファイバ６を通して光検出
器１０に受光される。この光検出器１０の反射光の情報
は、装置外部にあるＣＰＵ１１（演算処理手段）に送ら
れ、ここでエロージョンの深さとして演算され、その出
力がモニタ画面１２に表示される。このＣＰＵ１１は、
モニタされたエロージョンの最も深い侵食部の深さと予
め設定したターゲットの限界の深さとの大小の判定を行
う。この判定で、最も深い侵食部の深さがそお設定値を
超えた場合、このスパッタ用ＤＣ電源４が停止するよう
に情報を送り、このＤＣ電源４をオフと制御するように
なっている。すなわち、ＤＣ電源４をその停止情報によ
りオフとできる制御スイッチ（制御手段）が設けられて
いる。
表面をスキャンし、その表面状態の反射光を、このビー
ム偏光装置５を介しさらに光ファイバ６を通して光検出
器１０に受光される。この光検出器１０の反射光の情報
は、装置外部にあるＣＰＵ１１（演算処理手段）に送ら
れ、ここでエロージョンの深さとして演算され、その出
力がモニタ画面１２に表示される。このＣＰＵ１１は、
モニタされたエロージョンの最も深い侵食部の深さと予
め設定したターゲットの限界の深さとの大小の判定を行
う。この判定で、最も深い侵食部の深さがそお設定値を
超えた場合、このスパッタ用ＤＣ電源４が停止するよう
に情報を送り、このＤＣ電源４をオフと制御するように
なっている。すなわち、ＤＣ電源４をその停止情報によ
りオフとできる制御スイッチ（制御手段）が設けられて
いる。
【００１４】従って、図２に示すように、まずステップ
Ｓ１で、スパッタ用ＤＣ電源４をオンとしたとき、ステ
ップＳ２で半導体基板ホルダ２上に半導体基板３が有る
かどうかをチェックし、半導体基板３のある場合には、
ステップＳ３でレーザ干渉計の使用ができないので、レ
ーザ発振器９の電源をオフとする。また半導体基板３の
ない場合には、ステップＳ４でレーザ干渉計の使用がで
きるので、レーザ発振器９の電源をオンとし、ステップ
Ｓ５でレーザ干渉計を用いて、上述の演算処理を行い、
ステップＳ６で、上述のようにターゲット１のエロージ
ョンの最も深い侵食部の深さが所定値より小さいかどう
かを判定し、その侵食部の深さが所定値より少なけれ
ば、ステップＳ１の状態を継続することが出来るが、侵
食部の深さが所定値より多くなると、ステップＳ７に進
んでスパッタ用ＤＣ電源４をオフとさせる必要がある。
Ｓ１で、スパッタ用ＤＣ電源４をオンとしたとき、ステ
ップＳ２で半導体基板ホルダ２上に半導体基板３が有る
かどうかをチェックし、半導体基板３のある場合には、
ステップＳ３でレーザ干渉計の使用ができないので、レ
ーザ発振器９の電源をオフとする。また半導体基板３の
ない場合には、ステップＳ４でレーザ干渉計の使用がで
きるので、レーザ発振器９の電源をオンとし、ステップ
Ｓ５でレーザ干渉計を用いて、上述の演算処理を行い、
ステップＳ６で、上述のようにターゲット１のエロージ
ョンの最も深い侵食部の深さが所定値より小さいかどう
かを判定し、その侵食部の深さが所定値より少なけれ
ば、ステップＳ１の状態を継続することが出来るが、侵
食部の深さが所定値より多くなると、ステップＳ７に進
んでスパッタ用ＤＣ電源４をオフとさせる必要がある。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、真
空処理室を大気に開放することなく、レーザ干渉計によ
ってマグネトロンスパッタ装置のターゲット・エロージ
ョンを常時モニタすることが出来ると共に、ターゲット
のＤＣ電源も自動的に制御することが出来、作業時間、
工数の低減、測定精度の大幅な向上および基板処理の自
動化が可能となるという優れた効果がある。
空処理室を大気に開放することなく、レーザ干渉計によ
ってマグネトロンスパッタ装置のターゲット・エロージ
ョンを常時モニタすることが出来ると共に、ターゲット
のＤＣ電源も自動的に制御することが出来、作業時間、
工数の低減、測定精度の大幅な向上および基板処理の自
動化が可能となるという優れた効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態のマグネトロンスパ
ッタ装置のターゲットモニタの模式的断面図である。
ッタ装置のターゲットモニタの模式的断面図である。
【図２】本実施形態のターゲットモニタの動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図３】従来例のマグネトロンスパッタ装置のターゲッ
トモニタの模式的断面図である。
トモニタの模式的断面図である。
１ ターゲット ２ 半導体基板ホルダ ３ 半導体基板 ４ ＤＣ電源 ５ ビーム偏光装置 ６ 光ファイバ ７ 参照鏡 ８ 半透鏡 ９ レーザ発振器 １０ 光検出器 １１ ＣＰＵ １２ モニタ画面
Claims (3)
- 【請求項１】 マグネトロンスパッタ法により材料源の
ターゲットをスパッタして半導体基板上に金属薄膜を形
成する半導体製造装置のスパッタターゲットモニタ装置
において、前記ターゲットの表面侵食状態を監視するレ
ーザ干渉計と、このレーザ干渉計の出力を表示する表示
手段とを備え、前記ターゲットの侵食状態を自動的にモ
ニタできるようにしたことを特徴とするスパッタターゲ
ットモニタ装置。 - 【請求項２】 レーザ干渉計が、半導体基板が載置され
る基板ホルダー内でターゲット表面をレーザ光により走
査するビーム偏光装置と、このビーム偏光装置にレーザ
光発振器から前記レーザ光を導く光ファイバとを含むも
のである請求項１記載のスパッタターゲットモニタ装
置。 - 【請求項３】 レーザ干渉計の検出出力によりターゲッ
トの侵食状態をモニタしその侵食状態が使用限度の深さ
であると判定する演算処理手段と、この演算処理手段が
侵食状態を使用限度の深さであると判定したとき前記タ
ーゲットの供給されるＤＣ電源を遮断する制御手段とを
含むものである請求項１記載のスパッタターゲットモニ
タ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692495A JP2723857B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | スパッタターゲットモニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692495A JP2723857B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | スパッタターゲットモニタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111452A JPH09111452A (ja) | 1997-04-28 |
| JP2723857B2 true JP2723857B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17437578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26692495A Expired - Lifetime JP2723857B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | スパッタターゲットモニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723857B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9127362B2 (en) | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
| US8968536B2 (en) | 2007-06-18 | 2015-03-03 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target having increased life and sputtering uniformity |
| DE102009054060B4 (de) * | 2009-11-20 | 2014-10-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten eines Substrates |
| JP7377428B2 (ja) * | 2020-01-29 | 2023-11-10 | 株式会社東京精密 | 測定装置 |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP26692495A patent/JP2723857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09111452A (ja) | 1997-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971104 |