JP2967784B2 - 堆積膜形成方法及びその装置 - Google Patents
堆積膜形成方法及びその装置Info
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- JP2967784B2 JP2967784B2 JP1320830A JP32083089A JP2967784B2 JP 2967784 B2 JP2967784 B2 JP 2967784B2 JP 1320830 A JP1320830 A JP 1320830A JP 32083089 A JP32083089 A JP 32083089A JP 2967784 B2 JP2967784 B2 JP 2967784B2
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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、基体上に堆積膜、とりわけ機能性堆積膜、
特に半導体ディバイス、光ディスク、光磁気ディスク、
太陽電池等に用いられる欠陥のない堆積膜を形成するこ
とのできる堆積膜形成方法及びその装置に関する。
特に半導体ディバイス、光ディスク、光磁気ディスク、
太陽電池等に用いられる欠陥のない堆積膜を形成するこ
とのできる堆積膜形成方法及びその装置に関する。
［従来の技術］ 従来、半導体ディバイス、光ディスク、光磁気ディス
ク、太陽電池等の機能性堆積膜を形成する方法としてス
パッタリング法、CVD法などがあり、また、簡単でしか
も量産性の高い等の点から蒸着、イオンプレーティング
などによる堆積膜形成方法もまた広く知られていて、そ
のための装置も数多く提案、製作されている。
ク、太陽電池等の機能性堆積膜を形成する方法としてス
パッタリング法、CVD法などがあり、また、簡単でしか
も量産性の高い等の点から蒸着、イオンプレーティング
などによる堆積膜形成方法もまた広く知られていて、そ
のための装置も数多く提案、製作されている。
従来、このような堆積膜形成装置はほとんどすべての
ものが、その成膜室内に防着板（Shield）を具備するこ
とにより基体以外の部分、特に成膜室内壁面に直接膜が
付着堆積するのを防いでいる（“真空”第28巻第５号
P424（1985））。
ものが、その成膜室内に防着板（Shield）を具備するこ
とにより基体以外の部分、特に成膜室内壁面に直接膜が
付着堆積するのを防いでいる（“真空”第28巻第５号
P424（1985））。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では防着板が存在するため
に次の２つの問題が生ることを本発明者は知見した。
に次の２つの問題が生ることを本発明者は知見した。
連続的な成膜の実施によりスパッタ粒子や蒸着材粒子
に曝された防着板はその小さな熱容量の為に容易に昇温
し、その結果昇温した防着板からの熱輻射を受けて次第
にその成膜室での基体温度が上昇する。
に曝された防着板はその小さな熱容量の為に容易に昇温
し、その結果昇温した防着板からの熱輻射を受けて次第
にその成膜室での基体温度が上昇する。
成膜を短時間でも停止すると防着板温度はやはりその
小さな熱容量のために容易に低下し、防着板内壁面に付
着堆積していた膜と防着板構成材（Al、SUS等）である
金属との膨張率の差により堆積膜は熱応力を受け、膜ワ
レ，膜剥れを起こして基体を汚染する発塵源となる。
小さな熱容量のために容易に低下し、防着板内壁面に付
着堆積していた膜と防着板構成材（Al、SUS等）である
金属との膨張率の差により堆積膜は熱応力を受け、膜ワ
レ，膜剥れを起こして基体を汚染する発塵源となる。
ところで、一方では前述の各種ディバイスは多様化し
てきており、そのための素子部材として各種幅広い特性
を有する堆積膜を形成するとともに、場合によってはプ
ラスチック基体やフイルム上に欠陥のない大面積化され
た堆積膜を形成することが社会的要求としてあり、こう
した要求を満たす堆積膜を定常的に量産化しうる装置を
開発することが急務である。
てきており、そのための素子部材として各種幅広い特性
を有する堆積膜を形成するとともに、場合によってはプ
ラスチック基体やフイルム上に欠陥のない大面積化され
た堆積膜を形成することが社会的要求としてあり、こう
した要求を満たす堆積膜を定常的に量産化しうる装置を
開発することが急務である。
そのためには成膜室内に基体を汚染するような発塵源
を生じさせないこと、基体を昇温させる輻射熱を最小に
抑えるよう成膜室内に高温部位を生じさせない、もしく
は低温化することがより重要な課題となってきている。
を生じさせないこと、基体を昇温させる輻射熱を最小に
抑えるよう成膜室内に高温部位を生じさせない、もしく
は低温化することがより重要な課題となってきている。
本発明は、上記の従来の堆積膜形成装置の問題点を解
消し、上記の要求を満たす堆積膜形成方法及びその装置
を提供することを目的とするものである。
消し、上記の要求を満たす堆積膜形成方法及びその装置
を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の堆積膜形成装置は、成膜室と、成膜時に該成
膜室の内壁面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に
設けた防着板と、を有する堆積膜形成装置において、該
防着板の温度を制御するために、該防着板の温度を低下
するための冷却手段と、該冷却手段とは別に該防着板の
温度を昇温するためのヒーターと、を備えたことを特徴
とする。
膜室の内壁面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に
設けた防着板と、を有する堆積膜形成装置において、該
防着板の温度を制御するために、該防着板の温度を低下
するための冷却手段と、該冷却手段とは別に該防着板の
温度を昇温するためのヒーターと、を備えたことを特徴
とする。
本発明の堆積膜形成方法は、成膜室と、成膜時に該成
膜室の内壁面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に
設けた防着板と、を有する堆積膜形成装置を用いて成膜
を行うに際し、該防着板の温度を低下するための冷却手
段と、該冷却手段とは別に該防着板の温度を昇温するた
めのヒーターと、をそれぞれ制御して該防着板の温度を
所定の温度範囲に保って成膜を行うことを特徴とする。
膜室の内壁面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に
設けた防着板と、を有する堆積膜形成装置を用いて成膜
を行うに際し、該防着板の温度を低下するための冷却手
段と、該冷却手段とは別に該防着板の温度を昇温するた
めのヒーターと、をそれぞれ制御して該防着板の温度を
所定の温度範囲に保って成膜を行うことを特徴とする。
［作用］ 本発明によれば、成膜室と、成膜時に該成膜室の内壁
面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に設けた防着
板と、を有する堆積膜形成装置において、該防着板の温
度を制御するために、該防着板の温度を低下するための
冷却手段と、該冷却手段とは別に該防着板の温度を昇温
するためのヒーターと、を備えたことにより、成膜時、
非成膜時にかかわらず、常に防着板の温度を一定に保つ
ことができる。これによって、基体を汚染する防着板か
らの膜剥がれを防止し、また最適な設定温度の選択によ
って、基体を昇温させる防着板からの輻射熱を最小限に
抑えることが可能となる。
面への膜付着を防ぐために該成膜室の内部に設けた防着
板と、を有する堆積膜形成装置において、該防着板の温
度を制御するために、該防着板の温度を低下するための
冷却手段と、該冷却手段とは別に該防着板の温度を昇温
するためのヒーターと、を備えたことにより、成膜時、
非成膜時にかかわらず、常に防着板の温度を一定に保つ
ことができる。これによって、基体を汚染する防着板か
らの膜剥がれを防止し、また最適な設定温度の選択によ
って、基体を昇温させる防着板からの輻射熱を最小限に
抑えることが可能となる。
なお、成膜時の基体温度に影響を及ぼす防着板の設定
温度は室温から50℃の範囲が好ましい。室温未満では防
着板、ターゲット交換時成膜室を大気開放する際に防着
板及び防着板支持（接触）部に大気中の水分が凝縮して
いわゆる水分による成膜室の汚染が起こる。また、50℃
を越えると防着板と基体の位置関係にも依るが、防着板
からの輻射熱により基体の昇温が起こる。
温度は室温から50℃の範囲が好ましい。室温未満では防
着板、ターゲット交換時成膜室を大気開放する際に防着
板及び防着板支持（接触）部に大気中の水分が凝縮して
いわゆる水分による成膜室の汚染が起こる。また、50℃
を越えると防着板と基体の位置関係にも依るが、防着板
からの輻射熱により基体の昇温が起こる。
一方、防着板からの膜剥れに影響を及ぼす設定温度に
対する変動幅は可能な限り小さくすることが望ましい。
けだし、防着板構成材と付着膜の膨張率の差により生じ
る熱応力は設定温度に対する変動幅が大きい程増加し、
通常防着板上の付着膜厚が大きくなる程微かな温度変動
に依っても膜剥がれを起こすと考えられるからである。
対する変動幅は可能な限り小さくすることが望ましい。
けだし、防着板構成材と付着膜の膨張率の差により生じ
る熱応力は設定温度に対する変動幅が大きい程増加し、
通常防着板上の付着膜厚が大きくなる程微かな温度変動
に依っても膜剥がれを起こすと考えられるからである。
［実施例］ 以下、第１図をもって本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例に係る枚葉式インラインスパ
ッタリング装置の一成膜室である。
ッタリング装置の一成膜室である。
１は防着板冷却用パネル、２は防着板温度制御用熱電
対、３は冷却用パネルに密着設置した防着板、４はシャ
ッター、５は被成膜基体、６は基体ホルダー、７は未成
膜基体を成膜室へ供給し、成膜済基体を成膜室から搬出
し、次の成膜室へ搬入するための中間真空室、８はター
ゲット、９はガード電極、10は成膜室と中間真空室７の
間で基体を搬入、出するためのゲートバルブ、11は防着
板温度制御用ランプヒーターである。
対、３は冷却用パネルに密着設置した防着板、４はシャ
ッター、５は被成膜基体、６は基体ホルダー、７は未成
膜基体を成膜室へ供給し、成膜済基体を成膜室から搬出
し、次の成膜室へ搬入するための中間真空室、８はター
ゲット、９はガード電極、10は成膜室と中間真空室７の
間で基体を搬入、出するためのゲートバルブ、11は防着
板温度制御用ランプヒーターである。
第１図に示したスパッタリング装置を用いて、以下に
示す成膜条件にて成膜を行った。
示す成膜条件にて成膜を行った。
ターゲット SiO2 成膜速度 1800 （Å/min） 成膜膜厚 2.0 （μｍ） 成膜真空度 5.0×10-1 （Pa） 成膜インターバル＊ 40 （sec） 連続成膜基体数 250 （ウエハー） ＊） シャッターが閉じて成膜が完了した時点から、成
膜完了ウエハーが成膜室外へ搬出され、未成膜ウエハー
が成膜室へ搬入されてシャッターが再び開くまでの時
間。この間シャッターが閉じた状態であるうえにターゲ
ットに投入される電力が成膜時のそれの1/8に低下する
ために防着板の温度制御を実施しなければ防着板温度は
約60℃低下する。
膜完了ウエハーが成膜室外へ搬出され、未成膜ウエハー
が成膜室へ搬入されてシャッターが再び開くまでの時
間。この間シャッターが閉じた状態であるうえにターゲ
ットに投入される電力が成膜時のそれの1/8に低下する
ために防着板の温度制御を実施しなければ防着板温度は
約60℃低下する。
（成膜基体表面のダスト密度の防着板設定温度依存性） 上記成膜条件で、防着板設定温度のみを、45℃、80℃
とし、連続成膜を実施した。一方、比較例として温度制
御を行わずに同様の連続成膜を行った。
とし、連続成膜を実施した。一方、比較例として温度制
御を行わずに同様の連続成膜を行った。
このときの基体表面に付着するダスト密度（１μｍ以
上の直径を有するもの）の変化を第２図（ａ）に示す。
上の直径を有するもの）の変化を第２図（ａ）に示す。
防着板を一定の温度に設定した場合には、ダスト密度
の推移（増加率の推移）はほとんど認められなかった。
それに対し、防着板温度を制御しない場合のダスト密度
は制御する場合のそれに比べて著しく大きかった。これ
は、防着板温度を制御しない場合には絶対値で約60℃も
の防着板の温度変化が認められ、かかる温度変化が発塵
に寄与しているものと思われる。
の推移（増加率の推移）はほとんど認められなかった。
それに対し、防着板温度を制御しない場合のダスト密度
は制御する場合のそれに比べて著しく大きかった。これ
は、防着板温度を制御しない場合には絶対値で約60℃も
の防着板の温度変化が認められ、かかる温度変化が発塵
に寄与しているものと思われる。
（基体温度推移の防着板設定温度依存性） 防着板設定温度を、45℃、80℃として、上記と同様の
成膜を行った。なお、温度制御は±５℃以内の変動幅で
行った。一方、比較例として温度制御を行わずに成膜を
行った。
成膜を行った。なお、温度制御は±５℃以内の変動幅で
行った。一方、比較例として温度制御を行わずに成膜を
行った。
このときの基体温度の推移を第２図（ｂ）に示す。
防着板設定温度が45℃の場合には、成膜を連続的に行
っても基体温度はほぼ一定であり、変動は認められなか
った。防着板設定温度が80℃の場合には基体温度が徐々
に上昇し、ある温度にて飽和した。一方、防着板温度の
制御を行わなかった場合は、基体温度は大幅に増加し
た。ただ、昇温飽和温度は約140℃であった。
っても基体温度はほぼ一定であり、変動は認められなか
った。防着板設定温度が80℃の場合には基体温度が徐々
に上昇し、ある温度にて飽和した。一方、防着板温度の
制御を行わなかった場合は、基体温度は大幅に増加し
た。ただ、昇温飽和温度は約140℃であった。
このように、基体温度の推移（連続成膜時の基体の昇
温飽和温度）については、ダスト密度の推移とは異な
り、防着板の設定温度に対して明らかな相関が見られ
る。基体温度の低下のためには、防着板温度の低下は効
果的であると言える。
温飽和温度）については、ダスト密度の推移とは異な
り、防着板の設定温度に対して明らかな相関が見られ
る。基体温度の低下のためには、防着板温度の低下は効
果的であると言える。
（成膜基体表面のダスト密度及び基体温度推移の防着板
温度制御変動幅依存性） 前述の成膜条件で防着板設定温度を45℃とし、防着板
温度制御変動幅のみを（PID制御調整により）±５℃、1
0℃と変化させ、各々の制御変動幅で連続成膜を実施し
た。このときの基体表面に付着するダスト密度の推移を
第３図（ａ）に示す。
温度制御変動幅依存性） 前述の成膜条件で防着板設定温度を45℃とし、防着板
温度制御変動幅のみを（PID制御調整により）±５℃、1
0℃と変化させ、各々の制御変動幅で連続成膜を実施し
た。このときの基体表面に付着するダスト密度の推移を
第３図（ａ）に示す。
ダスト密度の推移（増加率の推移）については、第２
図（ａ）のそれからも予想されたように明らかに防着板
温度の変動幅に対しての相関が見られる。成膜ウエハー
数が同一であれば、ダスト密度の大きさの順位は防着板
温度の変動幅のそれに一致する。
図（ａ）のそれからも予想されたように明らかに防着板
温度の変動幅に対しての相関が見られる。成膜ウエハー
数が同一であれば、ダスト密度の大きさの順位は防着板
温度の変動幅のそれに一致する。
基体温度推移の防着板温度制御変動幅依存性を第３図
（ｂ）に示す。
（ｂ）に示す。
基体温度の推移（連続成膜時の基体の昇温飽和温度）
については、防着板温度の変動幅に対して相関は見られ
なかった。
については、防着板温度の変動幅に対して相関は見られ
なかった。
［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明による堆積膜形成装置
を用いれば、成膜室内で発生するダストの主要な発生源
と考えられる防着板からの発塵を非常に効果的に防止で
きることから、歩留りの向上、防着板メンテサイクルの
長期化が可能であり、また今後その需要が著しく増大す
ると思われるプラスチック基体やフィルムへの成膜に対
応可能な低温成膜をも実現できる。
を用いれば、成膜室内で発生するダストの主要な発生源
と考えられる防着板からの発塵を非常に効果的に防止で
きることから、歩留りの向上、防着板メンテサイクルの
長期化が可能であり、また今後その需要が著しく増大す
ると思われるプラスチック基体やフィルムへの成膜に対
応可能な低温成膜をも実現できる。
更に、防着板の温度の範囲を適切に保つことで、水分
による成膜室の汚染や防着板からの輻射熱による基体の
昇温を防ぐことができ、形成される膜の品質をより一層
向上させることができる。
による成膜室の汚染や防着板からの輻射熱による基体の
昇温を防ぐことができ、形成される膜の品質をより一層
向上させることができる。
第１図は本発明の実施例に係る堆積膜形成装置（インラ
イン式スパッタリング装置）の一成膜室の概念側面図で
ある。 第２図は、成膜基体表面のダスト密度推移及び基体温度
推移の防着板設定温度依存性を示すグラフである。 第３図は、成膜基体表面のダスト密度推移及び基体温度
推移の防着板温度制御変動幅依存性を示すグラフであ
る。 （符号の説明） １……防着板冷却用パネル、２……防着板温度制御用熱
電対、３……防着板、４……シャッター、５……被成膜
基体、６……基体ホルダー、７……中間真空室、８……
ターゲット、９……ガード電極、10……ゲートバルブ、
11……防着板温度制御用ランプヒーター。
イン式スパッタリング装置）の一成膜室の概念側面図で
ある。 第２図は、成膜基体表面のダスト密度推移及び基体温度
推移の防着板設定温度依存性を示すグラフである。 第３図は、成膜基体表面のダスト密度推移及び基体温度
推移の防着板温度制御変動幅依存性を示すグラフであ
る。 （符号の説明） １……防着板冷却用パネル、２……防着板温度制御用熱
電対、３……防着板、４……シャッター、５……被成膜
基体、６……基体ホルダー、７……中間真空室、８……
ターゲット、９……ガード電極、10……ゲートバルブ、
11……防着板温度制御用ランプヒーター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/44 H01L 21/31 B H01L 21/205
Claims (5)
- 【請求項１】成膜室と、成膜時に該成膜室の内壁面への
膜付着を防ぐために該成膜室の内部に設けた防着板と、
を有する堆積膜形成装置において、 該防着板の温度を制御するために、該防着板の温度を低
下するための冷却手段と、該冷却手段とは別に該防着板
の温度を昇温するためのヒーターと、を備えたことを特
徴とする堆積膜形成装置。 - 【請求項２】前記防着板の温度を制御するため該防着板
の温度を測定する熱電対を有することを特徴とする請求
項１に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項３】成膜室と、成膜時に該成膜室の内壁面への
膜付着を防ぐために該成膜室の内部に設けた防着板と、
を有する堆積膜形成装置を用いて成膜を行うに際し、該
防着板の温度を低下するための冷却手段と、該冷却手段
とは別に該防着板の温度を昇温するためのヒーターと、
をそれぞれ制御して該防着板の温度を所定の温度範囲に
保って成膜を行うことを特徴とする堆積膜形成方法。 - 【請求項４】前記防着板の温度は、室温から50℃の温度
範囲であることを特徴とする請求項３に記載の堆積膜形
成方法。 - 【請求項５】前記防着板の温度の変動幅が、±５℃以内
であることを特徴とする請求項３又は４に記載の堆積膜
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320830A JP2967784B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 堆積膜形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320830A JP2967784B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 堆積膜形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183778A JPH03183778A (ja) | 1991-08-09 |
| JP2967784B2 true JP2967784B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=18125712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320830A Expired - Fee Related JP2967784B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 堆積膜形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2967784B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2963973B2 (ja) * | 1993-09-17 | 1999-10-18 | 東京エレクトロン株式会社 | バッチ式コールドウォール処理装置及びそのクリーニング方法 |
| US5518593A (en) * | 1994-04-29 | 1996-05-21 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Shield configuration for vacuum chamber |
| JP4982004B2 (ja) * | 2000-01-17 | 2012-07-25 | 株式会社アルバック | 防着板装置 |
| JP7001448B2 (ja) | 2017-12-05 | 2022-01-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Ｐｖｄ処理方法およびｐｖｄ処理装置 |
| JP6686069B2 (ja) * | 2018-05-29 | 2020-04-22 | キヤノントッキ株式会社 | 蒸発源装置、蒸着装置、および蒸着システム |
| US11923178B2 (en) * | 2018-11-16 | 2024-03-05 | Ulvac, Inc. | Vacuum processing apparatus |
| CN113227445B (zh) * | 2018-12-27 | 2023-03-28 | 株式会社爱发科 | 真空处理装置 |
| JP2020132985A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 株式会社アルバック | 真空処理装置及び真空処理方法 |
| KR20210060042A (ko) * | 2019-11-18 | 2021-05-26 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 성막장치, 이를 사용한 성막방법 및 전자디바이스 제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130661A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被膜形成装置 |
| JPH083145B2 (ja) * | 1989-06-08 | 1996-01-17 | 富士通株式会社 | 半導体製造装置 |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP1320830A patent/JP2967784B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03183778A (ja) | 1991-08-09 |
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