JP5395255B2 - 電子デバイスの製造方法およびスパッタリング方法 - Google Patents
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Description
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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の遮蔽部材に対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
前記駆動手段により前記基板ホルダーを、前記第1の遮蔽部材に接近させて、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ように位置させる第1工程と、
前記第1工程の後に、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
前記第2工程の後に、前記第1の開閉駆動手段により前記第1の遮蔽部材を開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングし、基板に成膜する第3工程と、を有することを特徴とする。
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
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ように、前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材を位置させる第1工程と、
前記第1工程の後、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
前記第2工程の後に、前記第1の開閉駆動手段により前記第1の遮蔽部材を開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングし、基板に成膜する第3工程と、を有することを特徴とする。
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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の遮蔽部材に対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法であって、
前記駆動手段により前記基板ホルダーを、前記第1の遮蔽部材に接近させて、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ように位置させる第1工程と、
前記第1工程の後に、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、を有することを特徴とする。
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法であって、
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ように、前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材を位置させる第1工程と、
前記第1工程の後、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、を有することを特徴とする。
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、基板シャッター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。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うスパッタのことをいい、基板それぞれの成膜の前にはすべて、プリスパッタを行う。
図7A乃至図7G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。
図9は、本発明の実施形態にかかる成膜装置1を備える真空薄膜形成装置の一例であるフラッシュメモリ用積層膜形成装置(以下、単に「積層膜形成装置」ともいう。)の概略構成を示す図である。図9に示す積層膜形成装置は、真空搬送ロボット912を内部に備えた真空搬送室910を備えている。真空搬送室910には、ロードロック室911、基板加熱室913、第1のPVD(スパッタリング)室914、第2のPVD(スパッタリング)室915、基板冷却室917が、それぞれゲートバルブ920を介して連結されている。
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ためのターゲットホルダーと、
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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の遮蔽部材に対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
前記駆動手段により前記基板ホルダーを、前記第1の遮蔽部材に接近させて、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ように位置させる第1工程と、
前記第1工程の後に、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
前記第2工程の後に、前記第1の開閉駆動手段により前記第1の遮蔽部材を開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングし、基板に成膜する第3工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記スパッタリング装置は、
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ターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターを前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するためのターゲットシャッター駆動手段と、を更に備え、
前記第2工程は、
前記ターゲットシャッター駆動手段により前記ターゲットシャッターを閉状態にして、前記ターゲットをスパッタリングするターゲットクリーニング工程を更に有することを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記スパッタリング装置は、
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ターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターを前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するためのターゲットシャッター駆動手段と、を更に備え、
前記第2工程は、
前記ターゲットシャッター駆動手段により前記ターゲットシャッターを開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングするコンディショニング工程を更に有することを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。 - 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ためのターゲットホルダーと、
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
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ように、前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材を位置させる第1工程と、
前記第1工程の後、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
前記第2工程の後に、前記第1の開閉駆動手段により前記第1の遮蔽部材を開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングし、基板に成膜する第3工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記スパッタリング装置は、
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ターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターを前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するためのターゲットシャッター駆動手段と、を更に備え、
前記第2工程は、
前記ターゲットシャッター駆動手段により前記ターゲットシャッターを閉状態にして、前記ターゲットをスパッタリングするターゲットクリーニング工程を更に有することを特徴とする請求項4に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記スパッタリング装置は、
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ターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターを前記開状態に、または前記閉状態に開閉駆動するためのターゲットシャッター駆動手段と、を更に備え、
前記第2工程は、
前記ターゲットシャッター駆動手段により前記ターゲットシャッターを開状態にして、前記ターゲットをスパッタリングするコンディショニング工程を更に有することを特徴とする請求項4に記載の電子デバイスの製造方法。 - 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ためのターゲットホルダーと、
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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の遮蔽部材に対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法であって、
前記駆動手段により前記基板ホルダーを、前記第1の遮蔽部材に接近させて、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ように位置させる第1工程と、
前記第1工程の後に、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。 - 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ためのターゲットホルダーと、
前記基板を載置するための基板ホルダーと、
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対して接近させたり、遠ざけたりするために、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いる、スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法であって、
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ように、前記駆動手段により前記第1の遮蔽部材を位置させる第1工程と、
前記第1工程の後、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位置に維持したまま、前記ターゲットをスパッタリングする第2工程と、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。
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