JP2739080B2 - 陰極スパッタリングを実行する方法および陰極スパッタリング用の噴霧化装置 - Google Patents

陰極スパッタリングを実行する方法および陰極スパッタリング用の噴霧化装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカソードスパッタリング装置用の噴霧化装置
或は微粒子化装置(Zerstaubungsquelle)およびこのよ
うな噴霧化装置によって陰極スパッタリングを実行する
方法に関する。 〔従来技術、および発明が解決しようとする問題点〕 カソードスパッタリングプロセスは薄膜を製造する上
で特に広範囲に普及しているものである。この場合所望
の物質は適切な発生源からのイオン衝撃によって微粒子
化されることになる。この目的に必要なイオンは、負電
圧をカソードに供給することによりガス放電により生成
されカソードに対し加速される。プラズマ密度とそれに
対する噴霧化速度はその場合附加的磁界によって増加さ
れ得る。その場合にはプラズマ発生器が直流、交流、高
周波またはマイクロ波のいずれの放電によって形成され
るかは問題にならない。 噴霧化プロセスの途中で、カソード材料は散布可能な
進行中の期間に対して腐食されることになる。一定量の
材料が噴霧化されれば噴霧化プロセスは中断され、腐食
されたカソードは新しいカソードに取替えられなければ
ならない。 カソード材料はカソードスパッタリングプロセスの途
中で非常に強く冷却されねばならない。その場合二つの
方法は区別されている。直接冷却法の場合にはカソード
の背面は冷却剤と直接接触している。間接方法によれば
カソードは閉じた冷却剤チャンネルに端子で固定するこ
とにより接触される。このようなカソードが完全にそれ
を通って浸食されることが許容されるならば、ある場合
には冷却剤が処理室に流れ出るであろうし、別の場合に
は冷却チャンネルの構造材料が噴霧化する。製造される
薄層に課せられた高い純度の要求に関してこのような完
全に広がった浸食によって役に立たない層の質に導か
れ、したがって全装置を停止させるに至ることになる。
それに加えて装置の汚染により必要な清浄化を実施する
ために長期間の休止時間を必要とすることになる。 他方で本質的と思われることは、カソード材料が取替
えられる前に出来るだけ多くのカソード材料を使用し消
耗され得ることで、その理由はこのような状態では銀、
金、プラチナまたはパラジウムの如き貴金属材料がター
ゲットとして使用され得るからである。それ故にターゲ
ットの浸食プロセスを抑制することは単に操作の安全性
を決定するのみならず、またターゲットの有効寿命およ
びそれによって陰極スパッタリング装置の効率をも決定
するものである。 噴霧化ターゲットの浸食を実現する周知の方法はこの
噴霧化ターゲットの操作において用いられる電力測定法
から成立っている。このエネルギーの予め定められた業
績値に達すると噴霧化源はオフになる。しかしながら業
績されたエネルギーとは別に、ターゲットの浸食率は種
々の他のパラメータ、たとえば材料特性、圧力、使用ガ
スの形式、噴霧化源の構成特性、および電力密度のごと
きパラメータに依存し、したがってこの方法によって浸
食またはターゲットの残余部の厚みを間接的に検知する
に至るにすぎず、それ故にシステムの先行する校正によ
って補足されねばならない。この方法の正確さと信頼性
とはしたがって低い。信頼性のある結果を得るためには
十分の余力を以て比較的に早く遮断せねばならず、その
ことに関してユニットを短いサービス寿命に導くもので
ある。 更に当該技術より推察されることは、陰極装置にター
ゲットの最大の浸食の位置に温度センサを一体化するこ
とである。このようなセンサにより測定される温度はこ
の位置におけるターゲット材料の厚みに関する測定であ
る(米国特許第4,324,631号および4,407,708号参照)。
予め一定の温度値に達すると、噴霧化装置は遮断される
ことになる。この方法の不都合な点は、先づ第一にこの
臨界温度値は丁度全温度経過と同様に校正曲線により経
験的に決定されねばならないという事実であり、その理
由は、温度は噴霧化性能に依存するのみならず、また陰
極材料、設計上の配置および冷却法にも依存する。浸食
度の直接的および高信頼性の測定はしたがってまた、こ
の方法によっては達成されないことになる。 最後に当該技術の立場より推測され得ることは、ター
ゲットの浸食の測定は、噴霧化電圧の測定(チェコ特許
第657,382号)により、また強磁性材ターゲットに対し
ては音響プローブ(英国特許第2,144,772号請求の範囲
第8項)を用いることにより、ターゲット直下の磁気誘
導を測定することにより、また磁気漂遊磁界の誘導(西
独公開特許第3425659号第73ページ)を測定することに
より、または非磁性のターゲット材料に関してはプラズ
マインピーダンスを測定したり、プロセス室内のプラズ
マの電圧(西独公開特許第3425659号第75ページ以降)
を測定することにより行われるものである。それにも拘
らずこれらの方法によりターゲットの浸食の間接測定を
するように導かれ、したがって当該システムの校正用
の、附加的なかつ或程度大規模な経験的試験を必要と
し、それ故に特に高度の自動化された生産単位の操作に
おいてではなく、操作の実用性において受入れられない
相対的な不確定性が残ることになる。 本発明の目的はしたがって陰極スパッタリングプロセ
スの途中における噴霧化ターゲットの浸食状態を直接に
高信頼度を以て決定するとともに、そうすることによっ
て実質的に動作時の安全性または信頼性を改善し噴霧化
源の効率を向上することにある。 タスクは、以下の区別を示す特色を示す属名により定
義される種類の噴霧化装置により完成されることにな
る。即ち、(a)運び去られるべきターゲット本体は、
予め定められた、および陰極スパッタリングプロセスの
途中で不変の位置において少くとも1個のセンサを有す
ることを特徴とする。 (b)このセンサは予め定められた位置においてターゲ
ット本体の広がって行く浸食を直接に検知することを意
図するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、スパッタリング(飛散)の際に浸食
にさらされる正面部分を具備した、飛散されるべき目標
材料からなる目標物体(1)と、この目標物体の内部ま
たは側面に正面から所定の距離に配置された、目標の浸
食を監視するための少なくとも1つのセンサ(14)とを
有しており、前記センサが目標の浸食に依存する測定値
に反応して、前記目標物体から導出されている信号線
(16)における対応の出力信号を生み出すようにした陰
極スパッタリングシステム用の飛散源装置であって、該
装置は、 目標物体の浸食が目標物体内の所定位置に達して目標
物体の正面からセンサ(14)に到達できるようになる
と、センサ(14)は突然の変化を示す測定値に反応し、
しかもセンサ(14)は、浸食が目標物体内の所定位置に
達したときに飛散にさらされているすべての表面が目標
材料からなるように構成されおよび/または配置されて
いることを特徴とする陰極スパッタリングシステム用の
飛散源装置、が提供される。 又、本発明の他の実施例によれば、飛散の際に浸食に
さらされる正面を具備した、飛散されるべき目標材料か
らなる目標物体(1)と、この目標物体の内部または側
面に正面から所定の距離に配置された、目標の浸食を監
視するための少なくとも1つのセンサとを有する陰極ス
パッタリングシステム用の飛散源装置であって、該装置
は、 目標物体(1)の内部または側面に正面から所定の距
離で、少なくとも1つの光導体(図5の14)または光チ
ャンネル(図4の13、図6の23)が配置されていて、正
面から進む浸食が光導体または光チャンネルの場所に達
するとそれらの中で光応答の突然の変化が生じ、しかも
この光応答の変化を検知するセンサ(14、16)が光導体
または光チャンネルに接続されていることを特徴とする
陰極スパッタリングシステム用の飛散源装置、 が提供される。 本発明は次の考察に基くものであり、即ちセンサもし
くはセンサの設置されるターゲット本体のすきまはター
ゲット本体の浸食の途中に露出されるようになり、プロ
セス室の内側への直接の近接がそれにより得られるとい
う事実により突然の変化を受けるようなセンサが或る値
に反応するということである。したがって「当該技術水
準」において開示された方法と装置に比較されるよう
に、本発明に係る装置にとって先行する校正は不必要で
ある。之と反対に測定された変数が突然に変化する瞬間
は具体的なプロセスの急迫した状態に従ってセンサの対
応する位置により自由に選択され得るものである。セン
サの露出(広がってゆく浸食)による関係する測定値の
突然の変化によりターゲット表面の浸食に関する「直
接」測定が構成されるが、その理由はセンサの選択され
た位置が予め定められており、2次効果によって浸食の
みを間接に検知する当該技術により開示された装置に比
較して、陰極スパッタリングプロセスの途中では変化さ
れないからである。 原理的には、すべての変数は、本発明に係る測定用変
数として適切なものであり、該変数は陰極スパッタリン
グプロセスの間中、外側よりもむしろプロセス室の内側
において実質的に相異なる値を有し、したがって該変数
は浸食即ち光化学的変数(光度、光束速度、光束な
ど)、電荷担体の量と密度、温度、圧力などによりセン
サの露出の瞬間に信号、突然の変化を生ずる。特殊な応
用に関しては、例えばプロセス室内の特定の成分の部分
圧力とが放射光の波長などのように別の測定用変数が適
切であるように思われる。プラズマ放電の測定用変数そ
れ自身が評価に使用されるならば、本発明の実施は特に
簡単であり有効である。 陰極スパッタリングプロセスの間中に最大の浸食が恐
らく生ずるターゲット本体のその位置にセンサーを設置
することは特に有利であるように思われる。ターゲット
浸食の最後の状態のみならずまた中間段階が測定万能で
ある噴霧化源に対して、浸食(像)の発展の段階的観察
が可能となるターゲット本体の水平な相異なる位置に多
数のセンサを設置することは更に附加的に有利なことで
ある。多数のセンサが、ターゲット表面の漸進的な浸食
に対応する、ターゲットの垂直方向の相異なる位置に設
置されるならばこの段階的な観察は一層情報量を余分に
提供してくれることになる。 本発明のすべてのこれらの実施例の形式において除去
せらるべきターゲット本体の内側のすきま内にセンサは
設置されるか、もしくはターゲット本体の背面にある冷
却板のすきま内部にセンサは設置され得る。後者の場合
に関して、センサは部分的にターゲット本体のすきまの
内に達するか、もしくはターゲット本体の後方又は下方
面におけるすきまに丁度接続され得るか、もしくは最終
的にターゲット本体のこの面に対して機械的又は光学的
接触状態に止まることが可能である。 ターゲットの広がってゆく浸食とそれに接続されたセ
ンサの露出の後に、センサそれ自身が材料の再スパッタ
リングにより、部分的に処理されるという危険が存在す
る。最も簡単な場合としてこれはセンサ、度重なる清掃
を必要とし、最も好ましくない場合として測定された信
号がそれによって妨害されることになる。 この望ましくない副作用が回避され得るのは、ターゲ
ットの広がって行く浸食が検知されると思われる予め定
められた位置がセンサが設置される位置と同一でないと
いうこと、およびこれらの位置がターゲット本体内のす
きまによって接続されているということによるからであ
る。いずれにせよ戻りスパッタリングされた材料はすき
まの側面に沈積しセンサそれ自身は影響を受けないこと
になる。 ターゲットの広がってゆく浸食とそれに帰因するセン
サの露出の後に、センサそれ自身の材料は短期間噴霧化
される。これによってプロセス室内に生じた薄膜層内の
不純物を導くことになり、それらの層に対する高純度の
要求を考えれば恐らく大きな効率損失を導くことにな
る。この困難性はターゲット本体とセンサおよび必要な
らばまたセンサ取付け支持部や活性領域のカバーが同一
の材料により製作されているという事実によって消去さ
れ得る。露出されたセンサの材料が噴霧化されればいず
れにしてもこれは層の品質に影響を与えなくなるであろ
う。 本発明の夫々の実施例の形式に対して多数の設計上の
可能性が利用可能である。例えばセンサは、その軸がタ
ーゲットの浸食プロセスの軸に対応するめくら穴に設置
することが可能である。浸食プロセスによってこれらの
めくら穴はまたプロセス室の側面において開口される。
しかしながらセンサまたはその軸が多かれ少かれターゲ
ットの浸食プロセスの軸に垂直である穴抜き孔やみぞ内
に設置することも可能である。この変形例はセンサが冷
却材の流れを通過することが設計上の困難さを惹き起こ
す直接冷却方式の噴霧化装置に対して特に有効であるよ
うに思われる。この実施例においてセンサはまた信号送
信器および信号受信器として配設され得るものであり浸
食プロセスの途中に開口またはみぞを露出させることに
より一定の信号を干渉させることはターゲットを浸食さ
せることに関し直接の測度を構成することになる。この
ような考察に従って例えば光束の変化、電気導電率や開
口中の圧力の変化が浸食プロセスの検知に利用するのに
適している。 本発明に係る噴霧化製造により陰極スパッタリングを
実行するための方法は夫々次の特色を有している。 (a)ターゲット本体の広がり行く浸出が即時および自
動的に検知されるのは、ターゲット本体内部又はターゲ
ット本体上の少くとも1個の予め設定された、かつ陰極
スパッタリングプロセスの途中不変の位置における少く
とも1個のセンサになる。 (b)予め設定された時間間隔内で、浸食作用が関係す
るターゲット本体の位置に到達した後に、噴霧化プロセ
スが停止されるようになる。 (c)ターゲット本体は置き換えられる。 この処理手順は、ターゲット本体の浸食作用とそれに
より広がってゆく浸食とは、その特性が最初に校正曲線
において決定されなければならないような補助測定用変
数によらないで即時に検出されるという「当該技術」に
開示された方法よりも利点を有している。 本発明による方法では更に測定用変数の突然の変化を
生じおよびそれによる誤動作を受けることの少い明瞭な
信号を供給する。最後に与えられたシステムパラメータ
の範囲内で、測定用変数のこの突然の変化の瞬間を完全
に自由に調節し、それによってターゲット本体内のセン
サの或る位置を選択することにより、噴霧化装置の停止
の瞬間をまた調節することが可能である。 測光用変数(光の強さ、光束密度、光束、比光放射、
光量、輝度、照度など)とは別に、静電的又は電気量
(電荷担体量又は密度、導電率など)、熱源温度および
プロセス室内の圧力が測定用変数として使用可能であ
る。本発明のもう一つの実施例形式は陰極スパッタリン
グプロセスの途中の放電特性周波数に基づく、もしくは
測光変数に対する光の特性波長に基づく発生信号の選択
的処理の記録と同様に、化学的検知方法によるプロセス
室内の個々の成分の部分圧力の記録により構成される。
このことは第1の場合においては、測定点で記録される
信号は、陰極スパッタリングプロセスの最中には専ら放
電の特性周波数のみが処理され、之に反して他の周波数
は処理されないように処理されるということを意味す
る。第2の場合においては、波長に基づく選択的処理は
モノクロメータの形式において処理システムへの追加を
必要とする。 周知の光導電ファイバーは測光変数に対する信号の伝
送用に適している。このようなファイバーはその上に、
センサ取付支持部15が絶縁材料から製作されねばならぬ
という必要はないという設計上の利点を有する。 信号の処理は、ターゲット本体の広がってゆく浸食の
瞬間に測定された変数の突然の変化が噴霧化装置の動作
を遅延なしに停止させるように導くよう調整され得る。
十分な量のターゲット材料が広がってゆく浸食作用の後
に残存するように、ターゲット本体内のセンサの深さを
選択することは恐らく一層有用なことであり、したがっ
て既に開始されたプロセスの段階はいかなる場合にも完
了され得る。この結果、広がってゆく浸食作用における
信号の突然の変化とユニットの動作を停止することの間
にはある時間間隔が予めプログラムされねばならず、そ
れによってこの時間間隔は与えられた状態の下での完全
なプロセスステップに必要とされる時間に対応するもの
である。このようにして、プロセスは一度開始される
と、製作された層の品質に影響を与えたり、もしくは望
ましいことではないが製造の効率の悪い遮断と同様に廃
物にさえ導かれることもある時期尚早な遮断を行うには
及ばないということが確認される。 〔実施例〕 第1図に示す如き噴霧化装置又は微粒子化源は板状の
ターゲット本体1から構成され、該ターゲット本体は陰
極スパッタリングプロセスの途中に浸食するものであ
り、該ターゲット本体の材料は基板上の夫々の薄膜の製
造用に使用される。このターゲット本体はその端部にお
いてショルダ(肩部)を備え、プロセス室に対向し該シ
ョルダに挿入されたターゲット担体フレーム2により冷
却板5にボルト接続3を用いて接続されている。ターゲ
ット本体1と冷却板5の間の熱接触は、良好な熱伝導率
の材料から作られる箔4を挿入することにより改善可能
である。これにより冷却板5は冷却剤が管路を通じて送
られる多数のチャネル6を備えている。 ターゲット本体1と冷却板5の構造はその内部に永久
磁石からなるマグネトーシステム10が配設された陰極本
体上に装着されている。陰極本体11はプロセス室フラン
ジ8上の絶縁物9により取付けられ、その側面にはプロ
セス室に対向して黒ずんだ空間シールド7が陽極として
付着されている。 板状ターゲット本体1の浸食部12の記録に関しては、
ターゲット本体1はプロセス室に対向していないその側
面上に、冷却板5における対応している開口に対向する
すきま13を備えることを特色としている。センサ14用の
取付支持部15は冷却板5のこの開口にねじこまれてお
り、その端部は小さな板の如き形状をしておりターゲッ
ト本体1内のすきま13に達する。センサ取付用支持部は
センサにより記録されるべき測定用変数の形式に依存し
て絶縁材料もしくは導電材料のいずれかより形成され
る。 すきま13の端縁部が陰極スパッタリングプロセスの途
中に浸食されるとすれば、いずれかのパラメータが測定
用変数(光化学変数、電荷、温度、圧力など)として使
用されるパラメータがゼロ値から、プロセス室内に存在
する値まで突然に変化することになる。この突然の変化
はセンサ14により記録され、陰極本体11内の電線16と開
口17を介して夫々の信号として、分離増幅器18、スイッ
チング増幅器19およびスイッチ20から原理的に周知の方
法で製作される処理システムに送信されることになる。
その結果、微粒子化源は予め設定した時間間隔の後にの
み遮断され、それによってサービス寿命を延長させ、ま
た貴重な材料に対して非常に重要となり得るターゲット
本体1の最適な利用を保証するものである。 第2図は第1図の拡大詳細図を示す。センサ取付支持
部15は円錐状構造として認知され得るもので冷却板5の
夫々の開口内に螺着するためのねじを備えたことを特色
としている。センサ14はターゲット本体1のすきま13に
達し、かつ例えばプロセス室内の電荷の検出用電極とし
て使用し得る小形板21内にて端部となっている。この小
形板は夫々のターゲット本体1と同一の材料から製作さ
れることが当を得ている、何となればこの小形板の材料
は広がりゆく浸食作用の後に短時間の間必然的に微粒子
化されるように思われるからである。この測定は製作さ
れた薄い層内の不純物を阻止する。 第3図は、間接冷却方式の別のターゲット本体につい
て説明したものである。これは後方からターゲット本体
内に入り、相異なる深さを有する若干のすきま13a,13b
と13cを有することを特色としている。このような装置
は、陰極スパッタリングプロセスの間中、相異なる時刻
におけるターゲット本体1の浸食の進展を観察すること
を考慮し、また予めプログラムされるべき噴霧化装置の
停止を考慮している。 第4図に示す如き本発明の実施例は、ターゲット本体
の広がってゆく浸食が期待される位置が、この広がって
ゆく浸食を記録することを示しているセンサの位置と同
一でないという特殊性を特色としている。これら2個の
位置は反対にすきま13によってのみ接続されている。セ
ンサ14はそのほかに冷却板5の開口内に或程度浸漬さ
れ、したがってターゲット本体1と機械的接触をしてい
ない。本発明のこの光学的センサにとって特に有利な実
施例は、ターゲットの広がってゆく浸食の後にセンサの
材料の微粒子化を阻止するのみならず、またこのセンサ
14それ自身が測定された値を誤り伝えるとともにセンサ
の広範囲の清掃を必要とするような微粒子化された材料
により処理されないことを確証するものである。不純物
を避けるために、ターゲット材料から製作された小さな
おおい板1aを設けることが可能である。 第5図に図示されたように、本発明の実施例形式は直
接冷却を特色とし、それにより冷却剤チャネル6は直ち
にターゲット本体1に境して、密閉材22がターゲット本
体と冷却板5の間に設置される。この実施例に対して、
ターゲット本体の後方からターゲット本体までセンサを
取付けることはあまり有用でないように思われる。ター
ゲット本体1の側面における、すきま13内にセンサ14を
設置することは一層有望であるように見える。このすき
ま13はそれによりターゲット本体の浸食部12が記録され
るべき位置の配置にその深さが依存するめくら穴の形状
を有している。図に示したように、センサ14が光伝導フ
ァイバーより構成されれば、めくら穴13の一層大きな深
さから別の困難が帰因することもなくなり、この場合に
はセンサ取付支持部15はまた、絶縁材料から製作される
必要はない。 本発明のこの実施例の変形例は第6図に示されてい
る。この変形例によれば、2個の横方向に取付けたセン
サは、信号送信器14aおよび信号受信器14bとして配列さ
れ、連続開口23により接続されている。例えば光束密度
の如き光化学的変数が測定用変数として使用されるなら
ば、その場合には図示の装置はトランス照度(transill
umination)防護壁として動作する。この変形例の有す
る有利な点は、ターゲット本体1の浸食が全領域にわた
って同時に観測可能なことであることと、またしたがっ
て最大浸食部12の位置が各点において予め設定されてい
る必要がないということである。
【図面の簡単な説明】 第1図は間接冷却方式の本発明に係る噴霧化装置の断面
図; 第2図は第1図の拡大詳細図; 第3図は多数のセンサと間接冷却方式を備えた、本発明
に係る噴霧化装置の断面図; 第4図は期待の広がりゆく浸食の位置がセンサの位置と
同一でない、本発明に係る別の噴霧化装置の断面図; 第5図は直接冷却方式の、本発明に係る噴霧化装置の断
面図; 第6図は間接冷却方式であってそれによって両方のセン
サが信号送信器と信号受信器として配列されている、本
発明に係る噴霧化装置の断面図; を夫々示している。 1……ターゲット本体、1a……おおい板、 2……ターゲット担体フレーム、 3……ボルト接続、4……箔、 5……冷却板、6……冷却剤チャネル、 7……空間シールド、8……フランジ、 9……絶縁物、 10……マグネトーシステム、 11……陰極本体、12……浸食部、 13……すきま、13a,b,c……すきま、 14……センサ、15……センサ取付支持部、 16……電線、17……開口、 18……分離増幅器、 19……スイッチング増幅器、 20……スイッチ、21……小形板、 22……密閉材、23……連続開口。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.スパッタリング(飛散)の際に浸食にさらされる正
    面部分を備えた、飛散されるべき目標材料からなる目標
    物体(1)と、この目標物体の内部又は側面にその正面
    から所定の距離に配置され目標の浸食を監視するための
    少くとも1つのセンサ(14)とを有しており、ここにお
    いて該センサは目標の浸食に依存する測定量に静止状態
    で応答を示し、かつ該センサは、前記目標物体から導出
    されている電気信号線(16)において対応する電気出力
    信号を発生せしめるようにした陰極スパッタリングシス
    テム用飛散源装置であって、該装置は、 目標の浸食が目標物体内の所定の位置に到達してそこで
    センサ(14)が該目標物体の正面からこちらへアクセス
    可能になると、該センサ(14)は突然の変化を示す測定
    量に電気的に応答して前記電気信号線(16)に出力信号
    を発生するものであり、かつ該浸食が目標物体内の所定
    の位置に到達したときに飛散にさらされる表面全体が目
    標材料から構成されるように該センサ(14)が形成され
    および/または配置されていることを特徴とする、陰極
    スパッタリングシステム用の飛散源装置。 2.飛散の際に浸食にさらされる正面部分を具備した、
    飛散されるべき目標材料からなる目標物体(1)と、こ
    の目標物体の内部または側面にその正面から所定の距離
    に配置された、目標の浸食を監視するための少なくとも
    1つのセンサとを有する陰極スパッタリングシステム用
    の飛散源装置であって、該装置は、 目標物体(1)の内部または側面に正面から所定の距離
    で、少なくとも1つの光導体(図5の14)または光チャ
    ンネル(図4の13、図6の23)が配置されていて、正面
    から進む浸食が光導体または光チャンネルの場所に達す
    るとそれらの中で光応答の突然の変化が生じ、しかもこ
    の光応答の変化を検知するセンサ(14,16)が光導体ま
    たは光チャンネルに接続されていることを特徴とする陰
    極スパッタリングシステム用の飛散源装置。 3.複数のセンサ(14)が目標物体(1)の正面沿いの
    種々の場所に取り付けられている、請求項1または2に
    記載の飛散源装置。 4.複数のセンサ(14)が目標物体(1)の正面から種
    々の距離に取り付けられている、請求項1から3のいず
    れか1項に記載の飛散源装置。 5.目標物体(1)の内部または側面に複数の光導体ま
    たは光チャンネルが設けられている、請求項2から4の
    いずれか1項に記載の飛散源装置。 6.目標物体(1)内に、センサを収容するための、袋
    穴の形をした幾つかの凹部(13)が設けられている、請
    求項1から5のいずれか1項に記載の飛散源装置。 7.目標物体(1)内の幾つかの凹部(13)が、連続す
    る光導体または光チャンネルによって互いに連通してい
    る、請求項1から6のいずれか1項に記載の飛散源装
    置。 8.センサ(14)が、少なくとも1つの光学的信号発信
    器(14a)と、少なくとも1つの光学的信号受信器(14
    b)とを有する請求項2に記載の飛散源装置。 9.センサ(14)が、目標物体(1)の正面側で支配的
    な測光量、特に照度を検知するものである、請求項1か
    ら8のいずれか1項に記載の飛散源装置。 10.センサ(14)がプロセス室から出る帯電体を検知
    するものである、請求項1から8のいずれか1項に記載
    の飛散源装置。 11.センサ(14)がプロセス室から出る熱を検知する
    ものである、請求項1から8のいずれか1項に記載の飛
    散源装置。 12.センサ(14)が圧力センサである、請求項1から
    8のいずれか1項に記載の飛散源装置。 13.選択的に1つまたは複数の所定の周波数範囲でセ
    ンサ信号を評価する評価装置が、センサ(14)に接続さ
    れている、請求項1から12のいずれか1項に記載の飛散
    源装置。 14.目標物の浸食が諸定位置に達するとセンサによっ
    て信号が発生され、しかも信号が発生してから所定の時
    間間隔の後に飛散プロセスが中断されることを特徴とす
    る、請求項1から13のいずれか1項に記載の飛散源装置
    を有する飛散システムを作動する方法。 15.センサ信号が発生したときに開始された飛散工程
    を完了するのに十分な目標材料がまだ存在しているよう
    な正面からの距離にセンサを配置した飛散源を用い、し
    かも前記時間間隔を完全な飛散工程に必要な時間に等し
    くなるように選択することを特徴とする、請求項14に記
    載の方法。
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4022461A1 (de) * 1990-07-14 1992-01-23 Leybold Ag Zerstaeubungskathode
DE4123589C2 (de) * 1991-07-17 2001-03-29 Leybold Ag Vorrichtung zum Messen der Lichtstrahlung eines Plasmas
EP0615273A1 (en) * 1993-03-12 1994-09-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for detection of sputtering target erosion
JPH08176808A (ja) * 1993-04-28 1996-07-09 Japan Energy Corp 寿命警報機能を備えたスパッタリングタ−ゲット
DE19508405A1 (de) * 1995-03-09 1996-09-12 Leybold Ag Kathodenanordnung für eine Vorrichtung zum Zerstäuben von einem Target-Paar
DE19535894A1 (de) * 1995-09-27 1997-04-03 Leybold Materials Gmbh Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsanlage und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19648390A1 (de) * 1995-09-27 1998-05-28 Leybold Materials Gmbh Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsanlage
DE19540543A1 (de) * 1995-10-31 1997-05-07 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats mit Hilfe des Chemical-Vapor-Deposition-Verfahrens
DE19607803A1 (de) * 1996-03-01 1997-09-04 Leybold Ag Vorrichtung zur Überwachung der Targetabnutzung von Sputterkathoden
US6280579B1 (en) * 1997-12-19 2001-08-28 Applied Materials, Inc. Target misalignment detector
WO2002014571A2 (en) * 2000-08-17 2002-02-21 Tosoh Smd, Inc. High purity sputter targets with target end-of-life indication and method of manufacture
TW200419139A (en) * 2002-09-12 2004-10-01 Honeywell Int Inc Sensor system and methods used to detect material wear and surface deterioration
ATE425277T1 (de) * 2002-10-21 2009-03-15 Cabot Corp Verfahren zur herstellung eines sputtertargets und sputtertarget
US6811657B2 (en) 2003-01-27 2004-11-02 Micron Technology, Inc. Device for measuring the profile of a metal film sputter deposition target, and system and method employing same
WO2004094688A1 (en) * 2003-04-02 2004-11-04 Honeywell International Inc. Pvd target/backing plate constructions; and methods of forming pvd target/backing plate constructions
US7282122B2 (en) * 2004-03-26 2007-10-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method and system for target lifetime
US20060081459A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-20 Applied Materials, Inc. In-situ monitoring of target erosion
US20060171848A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Advanced Energy Industries, Inc. Diagnostic plasma sensors for endpoint and end-of-life detection
US8795486B2 (en) * 2005-09-26 2014-08-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. PVD target with end of service life detection capability
US20070068796A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of using a target having end of service life detection capability
JP4560500B2 (ja) * 2005-09-26 2010-10-13 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司 スラブの寿命検出方法
US7891536B2 (en) * 2005-09-26 2011-02-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. PVD target with end of service life detection capability
US9127362B2 (en) 2005-10-31 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Process kit and target for substrate processing chamber
US8790499B2 (en) * 2005-11-25 2014-07-29 Applied Materials, Inc. Process kit components for titanium sputtering chamber
US20080145688A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 H.C. Starck Inc. Method of joining tantalum clade steel structures
US8197894B2 (en) 2007-05-04 2012-06-12 H.C. Starck Gmbh Methods of forming sputtering targets
US8968536B2 (en) * 2007-06-18 2015-03-03 Applied Materials, Inc. Sputtering target having increased life and sputtering uniformity
US7901552B2 (en) 2007-10-05 2011-03-08 Applied Materials, Inc. Sputtering target with grooves and intersecting channels
US8246903B2 (en) 2008-09-09 2012-08-21 H.C. Starck Inc. Dynamic dehydriding of refractory metal powders
TW201200614A (en) * 2010-06-29 2012-01-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Coating device
DE102010052341B4 (de) * 2010-11-25 2015-02-12 Von Ardenne Gmbh Schutzvorrichtung an Rohrtargets
US8734896B2 (en) 2011-09-29 2014-05-27 H.C. Starck Inc. Methods of manufacturing high-strength large-area sputtering targets
WO2013088600A1 (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、ターゲットおよびシールド
US10060023B2 (en) 2012-10-19 2018-08-28 Infineon Technologies Ag Backing plate for a sputter target, sputter target, and sputter device
DE102013216303A1 (de) * 2013-08-16 2015-02-19 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Sputtertarget, Vorrichtung zum Befestigen eines Sputtertargets, Verfahren zum Erkennen des Lösens eines Sputtermaterials sowie Herstellungsverfahren
CN104213089B (zh) * 2014-08-22 2016-06-29 京东方科技集团股份有限公司 磁控溅射设备及磁控溅射方法
US10041868B2 (en) 2015-01-28 2018-08-07 Lam Research Corporation Estimation of lifetime remaining for a consumable-part in a semiconductor manufacturing chamber
JP2016211040A (ja) * 2015-05-11 2016-12-15 株式会社アルバック ターゲットアッセンブリ、スパッタリング装置並びにターゲット材の使用限界判定方法
JP6527786B2 (ja) * 2015-08-20 2019-06-05 株式会社アルバック ターゲットアッセンブリ
CN107058961A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 武汉华星光电技术有限公司 一种物理溅射成膜装置及方法
BE1027175B1 (nl) * 2019-04-05 2020-11-03 Soleras Advanced Coatings Bv Magneetstaaf met aangehechte sensor
US11424111B2 (en) * 2020-06-25 2022-08-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Sputtering target assembly to prevent overetch of backing plate and methods of using the same
JP2022077424A (ja) * 2020-11-11 2022-05-23 東京エレクトロン株式会社 スパッタ装置及びスパッタ方法
US11965237B2 (en) * 2020-11-13 2024-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for detecting abnormality of thin-film deposition process
CN115572955B (zh) * 2020-12-14 2024-04-26 上海超导科技股份有限公司 靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63121661A (ja) * 1986-09-10 1988-05-25 フィリップス・アンド・デュポン・オプティカル・コンパニー 陰極スパッタ装置
JPS63145770A (ja) * 1986-12-09 1988-06-17 Toshiba Corp スパツタリング装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664942A (en) * 1970-12-31 1972-05-23 Ibm End point detection method and apparatus for sputter etching
US4140078A (en) * 1974-03-16 1979-02-20 Leybold Heraeus Gmbh & Co. Kg Method and apparatus for regulating evaporating rate and layer build up in the production of thin layers
US4312732A (en) * 1976-08-31 1982-01-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method for the optical monitoring of plasma discharge processing operations
US4166783A (en) * 1978-04-17 1979-09-04 Varian Associates, Inc. Deposition rate regulation by computer control of sputtering systems
CH634424A5 (fr) * 1978-08-18 1983-01-31 Nat Res Dev Procede et appareil de detection et de commande de depot d'une pellicule fine.
US4208240A (en) * 1979-01-26 1980-06-17 Gould Inc. Method and apparatus for controlling plasma etching
US4263088A (en) * 1979-06-25 1981-04-21 Motorola, Inc. Method for process control of a plasma reaction
US4324631A (en) * 1979-07-23 1982-04-13 Spin Physics, Inc. Magnetron sputtering of magnetic materials
US4358338A (en) * 1980-05-16 1982-11-09 Varian Associates, Inc. End point detection method for physical etching process
EP0046154B1 (en) * 1980-08-08 1984-11-28 Battelle Development Corporation Apparatus for coating substrates by high-rate cathodic sputtering, as well as sputtering cathode for such apparatus
US4336119A (en) * 1981-01-29 1982-06-22 Ppg Industries, Inc. Method of and apparatus for control of reactive sputtering deposition
US4407708A (en) * 1981-08-06 1983-10-04 Eaton Corporation Method for operating a magnetron sputtering apparatus
DD216258A1 (de) * 1983-06-29 1984-12-05 Elektronische Bauelemente Veb verfahren und anordnung zum steuern des katodenzerstaeubungsprozesses
CA1242989A (en) * 1983-07-19 1988-10-11 Donald R. Boys Apparatus for and method of controlling sputter coating
NL8402012A (nl) * 1983-07-19 1985-02-18 Varian Associates Magnetron spetter deklaag opbrengbron voor zowel magnetische als niet-magnetische trefplaatmaterialen.
US4545882A (en) * 1983-09-02 1985-10-08 Shatterproof Glass Corporation Method and apparatus for detecting sputtering target depletion
US4553853A (en) * 1984-02-27 1985-11-19 International Business Machines Corporation End point detector for a tin lead evaporator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63121661A (ja) * 1986-09-10 1988-05-25 フィリップス・アンド・デュポン・オプティカル・コンパニー 陰極スパッタ装置
JPS63145770A (ja) * 1986-12-09 1988-06-17 Toshiba Corp スパツタリング装置

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Publication number Publication date
GB2199340B (en) 1991-06-05
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GB8727620D0 (en) 1987-12-31
DE3724937A1 (de) 1988-07-07
DE3724937C2 (ja) 1991-02-28
FR2608633B1 (fr) 1993-06-04
GB2199340A (en) 1988-07-06
CH669609A5 (ja) 1989-03-31

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