JP5632946B2 - Shielding member - Google Patents

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本発明は、半導体装置の製造に際に、真空容器内おいて使用される遮蔽部材に関する。   The present invention relates to a shielding member used in a vacuum container when manufacturing a semiconductor device.

基板に薄膜を堆積させるスパッタリング方法は、真空に排気された真空容器を用い、真空容器内において基板に堆積すべき材料で作られたターゲットとよばれる蒸着源を保持するターゲットホルダーと、基板が置かれる面をもつ基板ホルダーとを設置し、さらに真空容器内にAr等の不活性ガスもしくは窒素等の不活性ガス、またはこれらの混合ガスからなるプロセスガスを導入し、さらにターゲットに高電圧を印加してプラズマを発生させることにより放電プラズマ中の荷電粒子によるターゲットのスパッタ現象を利用してターゲット材料を基板ホルダーに支持された基板に付着させる堆積方法である。   A sputtering method for depositing a thin film on a substrate uses a vacuum container evacuated to a vacuum, and a target holder that holds a deposition source called a target made of a material to be deposited on the substrate in the vacuum container, and the substrate is placed. A substrate holder with a surface to be cut is installed, and an inert gas such as Ar, an inert gas such as nitrogen, or a process gas composed of a mixed gas thereof is introduced into the vacuum vessel, and a high voltage is applied to the target. This is a deposition method in which a target material is attached to a substrate supported by a substrate holder by utilizing the sputtering phenomenon of the target by charged particles in the discharge plasma by generating plasma.

プラズマ中の正イオンが負の電位のターゲット材料に入射すると、ターゲット材料からターゲット材料の原子や分子が弾き飛ばされる。これをスパッタ粒子と呼ぶ。このスパッタ粒子が基板に付着してターゲット材料を含む膜が形成される。スパッタリング装置では、通常、ターゲット材料と基板との間に、シャッターと呼ばれる開閉自在な遮蔽板が設けられている。   When positive ions in the plasma enter a target material having a negative potential, atoms and molecules of the target material are blown off from the target material. This is called sputtered particles. The sputtered particles adhere to the substrate to form a film containing the target material. In a sputtering apparatus, an openable / closable shielding plate called a shutter is usually provided between a target material and a substrate.

シャッターは主に3つの目的に用いられる。第一の目的は、プリスパッタを行うことである。通常のスパッタリング装置では、プラズマは、高電圧印加と同時に生成されず、電圧印加から0.1秒程度の遅延時間をもって生成される。あるいは電圧を印加してもプラズマが生成されなかったり、生成されても放電開始直後にはプラズマが不安定である等の現象が起きる。これらの現象により、安定した膜厚や膜質で成膜ができないという問題が生じる。この問題を回避するために、シャッターが閉じられた状態で放電を開始し、放電が安定した後にシャッターを開けて、基板へスパッタ粒子が堆積するようにする、所謂プリスパッタを実施するためにシャッターが用いられる。   The shutter is mainly used for three purposes. The first purpose is to perform pre-sputtering. In a normal sputtering apparatus, plasma is not generated simultaneously with the application of a high voltage, but is generated with a delay time of about 0.1 seconds from the voltage application. Alternatively, plasma is not generated even when a voltage is applied, or even if generated, a phenomenon such as plasma being unstable immediately after the start of discharge occurs. Due to these phenomena, there arises a problem that a film cannot be formed with a stable film thickness and film quality. In order to avoid this problem, the shutter is started to perform so-called pre-sputtering, in which the discharge is started with the shutter closed and the shutter is opened after the discharge is stabilized so that the sputter particles are deposited on the substrate. Is used.

第二の目的は、コンディショニングを行うことである。コンディショニングとは、基板へスパッタ粒子を堆積する目的ではなく、堆積膜の特性安定のために行なわれる放電のことである。   The second purpose is to perform conditioning. Conditioning is not the purpose of depositing sputtered particles on the substrate, but a discharge performed to stabilize the characteristics of the deposited film.

例えば、生産のための連続成膜の開始前に、真空容器内部の雰囲気を安定させるために連続成膜条件と同じ条件の放電が行なわれる。特に、導入するガスを、窒素や酸素などの反応性ガスあるいは反応性ガスとArの混合ガスとしターゲット材料の酸化物や窒化物を堆積する反応性スパッタ法の場合には、安定な堆積のために、真空容器内面を連続成膜で成膜するのと同じ状態にしておくことが重要である。この理由は、真空容器内面がターゲット材料からなる膜で覆われている状態のときに反応性ガスを真空容器内に導入すると膜と反応性ガスの結合反応が起こるため、真空容器内部の雰囲気が安定せず、よって膜特性が安定しないためである。   For example, before the start of continuous film formation for production, discharge under the same conditions as the continuous film formation conditions is performed in order to stabilize the atmosphere inside the vacuum vessel. In particular, in the case of a reactive sputtering method in which the gas to be introduced is a reactive gas such as nitrogen or oxygen, or a mixed gas of a reactive gas and Ar, and an oxide or nitride of a target material is deposited, the deposition is stable. In addition, it is important to keep the inner surface of the vacuum container in the same state as when the film is formed by continuous film formation. The reason for this is that when a reactive gas is introduced into the vacuum vessel while the inner surface of the vacuum vessel is covered with a film made of a target material, a bonding reaction between the film and the reactive gas occurs, so the atmosphere inside the vacuum vessel This is because the film characteristics are not stable, and thus the film characteristics are not stable.

しかし、スパッタ粒子は真空容器内面のみならず、基板ホルダーの基板載置面にも付着する。これを防ぐためにターゲットのスパッタ面からみて基板ホルダーの基板載置面を隠し、真空容器内面は隠さないように基板ホルダー付近に設けられたシャッターを用いて、シャッターを閉じて基板載置面には膜がつかないようにしながら、不活性ガスと反応性ガスを真空容器内に導入して放電を行う。これにより、真空容器内面に窒化物や酸化物が付着する。あらかじめ真空容器内面に窒化物や酸化物を十分付着させてから、基板への堆積を開始することで、基板に堆積する薄膜の膜質を安定化させることができる。   However, the sputtered particles adhere not only to the inner surface of the vacuum vessel but also to the substrate placement surface of the substrate holder. To prevent this, the substrate mounting surface of the substrate holder is hidden from the sputtering surface of the target, and the shutter is provided near the substrate holder so that the inner surface of the vacuum vessel is not hidden. An inert gas and a reactive gas are introduced into the vacuum vessel to prevent discharge while preventing film formation. Thereby, nitrides and oxides adhere to the inner surface of the vacuum vessel. By sufficiently depositing nitride or oxide on the inner surface of the vacuum container in advance and starting deposition on the substrate, the film quality of the thin film deposited on the substrate can be stabilized.

コンディショニングはまた、生産のための連続成膜の途中で、生産条件とは異なる条件で放電する場合もある。例えば反応性スパッタ法により基板上へ応力の強い膜の堆積を連続して行うと、真空容器内部に付着した膜が応力により剥離する。剥離した膜が基板に付着して電子デバイスの特性を悪化させる。これを防止するために、非反応性スパッタ法により応力の小さい金属膜の成膜が定期的に実施されることがある。例えばTiNを連続成膜する場合には、定期的にTi成膜のコンディショニングが行なわれる。TiNのみを連続成膜すると真空容器内部の防着シールド等に付着したTiN膜が剥がれてしまうが、定期的にTi成膜のコンディショニングを行うと、これを防止することができる。   Conditioning may also discharge under conditions different from the production conditions during the continuous film formation for production. For example, when a highly stressed film is continuously deposited on the substrate by the reactive sputtering method, the film attached to the inside of the vacuum vessel is peeled off by the stress. The peeled film adheres to the substrate and deteriorates the characteristics of the electronic device. In order to prevent this, a metal film having a small stress may be periodically formed by a non-reactive sputtering method. For example, when TiN is continuously formed, the Ti film is periodically conditioned. If only TiN film is continuously formed, the TiN film attached to the deposition shield or the like inside the vacuum vessel is peeled off, but this can be prevented by conditioning Ti film formation periodically.

第三の目的は、ターゲットクリーニングを行うことである。ターゲットクリーニングは、生産のための連続成膜を行う前に、汚染又は酸化したターゲット表面を予めスパッタして、ターゲットの汚染又は酸化した部分を除去する際にシャッターを用いて実行される。ターゲットを製造する際、その最終工程において旋盤等の機械加工によりターゲットの成形が行われるが、このとき研削工具から発生する汚染物質がターゲット表面に付着したり、あるいはターゲットの輸送中にターゲット表面が酸化したりしてしまう。成膜の前にターゲット表面を十分にスパッタし、清浄なターゲットの表面を露出させることが必要とされる。こうした場合、汚染又は酸化されたターゲット粒子が基板ホルダーの基板設置面に付着しないようにシャッターを閉じた状態でスパッタが行われる。   The third purpose is to perform target cleaning. Target cleaning is performed using a shutter when a contaminated or oxidized target surface is previously sputtered to remove a contaminated or oxidized portion of the target before continuous film formation for production. When the target is manufactured, the target is formed by machining with a lathe or the like in the final process. At this time, contaminants generated from the grinding tool adhere to the target surface, or the target surface is moved during the transportation of the target. It will oxidize. Before the film formation, it is necessary to sufficiently sputter the target surface to expose the clean target surface. In such a case, sputtering is performed with the shutter closed so that contaminated or oxidized target particles do not adhere to the substrate mounting surface of the substrate holder.

ところで、近年のデバイスの高性能化要求を背景に、半導体装置の製造工程において、半導体基板裏面に付着したターゲット材料が熱処理工程によって半導体基板内に拡散してデバイスの特性を劣化させたり、あるいは次工程以降に持ち込まれて次工程以降の基板処理装置を汚染させたりするなどの問題がおきている。ここで、基板裏面を媒体とした他装置への汚染は、基板裏面のターゲット材料の付着量が例えば1×1011atms/cm2程度の極めて微量であっても影響が大きいので、厳重な管理が要求されている。   By the way, with the recent demand for higher performance of devices, in the semiconductor device manufacturing process, the target material adhering to the back surface of the semiconductor substrate is diffused into the semiconductor substrate by the heat treatment process, or the device characteristics are deteriorated. There have been problems such as contamination of substrate processing apparatuses in subsequent processes after being brought in after the process. Here, the contamination of other devices using the back surface of the substrate as a medium has a large effect even if the amount of the target material attached to the back surface of the substrate is very small, for example, about 1 × 10 11 atoms / cm 2, so strict management is required. ing.

上記の問題は、シャッターを閉じていてもシャッターの周囲には隙間があるため、極めて微量なスパッタ粒子が隙間を通過するために発生する。すなわち、コンディショニングやターゲットクリーニング中に基板ホルダーの基板設置面にスパッタ粒子が付着し、これが基板裏面に付着して基板の汚染となるばかりでなく、これが次工程に輸送されるため、他の製造装置を汚染させることによるものである。   The above problem occurs because a very small amount of sputtered particles pass through the gap because there is a gap around the shutter even when the shutter is closed. That is, sputtered particles adhere to the substrate installation surface of the substrate holder during conditioning and target cleaning, which not only adheres to the back surface of the substrate and contaminates the substrate, but is transported to the next process, so other manufacturing equipment This is due to contamination.

ターゲットクリーニング時やプリスパッタ時のスパッタ粒子廻り込みの問題を回避するための技術としては、例えば、特許文献1には、ターゲット周囲に筒型のカソードカバーを設置し、シャッターをカソードカバー開口端部と最小の隙間を持つように設けられる技術が開示されている。   As a technique for avoiding the problem of sputtered particle wrapping at the time of target cleaning or pre-sputtering, for example, in Patent Document 1, a cylindrical cathode cover is installed around the target, and the shutter is connected to the end of the cathode cover. And a technique provided with a minimum gap is disclosed.

また、特許文献2や特許文献3には、基板とターゲット又は基板と蒸着源の間に2枚のシャッターを持つ装置が開示されている。   Patent Documents 2 and 3 disclose apparatuses having two shutters between a substrate and a target or between a substrate and a vapor deposition source.

特開平8−269705号公報JP-A-8-269705 特開2002−302763号公報JP 2002-302763 A 特開平8−78791号公報JP-A-8-78791

しかし、特許文献1における装置においては、シャッターとカソードカバー開口部の隙間について、具体的な形状が開示されていない。一方、前述のように、電子デバイスの高性能化にともない基板設置面への膜付着を原子数レベルで排除する要求があるが、シャッターとカソードカバー開口面に隙間を設ける構造では原子数レベルのスパッタ粒子の回りこみを防ぐことが出来なかった。   However, in the apparatus in Patent Document 1, no specific shape is disclosed for the gap between the shutter and the cathode cover opening. On the other hand, as described above, there is a need to eliminate film adhesion on the substrate installation surface at the atomic number level as the performance of electronic devices increases, but in the structure in which a gap is provided between the shutter and the cathode cover opening surface, the atomic level is low. Spattering of sputtered particles could not be prevented.

また、特許文献2及び3においては、安定な状態で成膜が開始でき、かつパーティクルの発生を抑制できる利点はあるが、近年要求される微量レベルの、基板ホルダーの基板載置面に対して、スパッタ粒子の廻り込みの問題を解決するものではなかった。   In Patent Documents 2 and 3, there is an advantage that film formation can be started in a stable state and generation of particles can be suppressed. However, it did not solve the problem of spattering particles.

上記の従来技術の問題に鑑み、本発明は、半導体装置の製造に際し、スパッタ法により薄膜を基板に堆積する装置においてコンディショニングおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行うとき、スパッタ粒子が、真空容器内に設けられた基板ホルダーの基板載置面に付着するのを防止し、もって基板汚染や他の製造装置の汚染を抑制した遮蔽部材であって、さらには、安定な膜質を維持し、パーティクルの発生を抑制した遮蔽部材を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a method for producing a semiconductor device, wherein when sputtering is performed for conditioning and target cleaning in an apparatus for depositing a thin film on a substrate by sputtering, the sputtered particles are contained in a vacuum vessel. Is a shielding member that prevents the substrate holder from adhering to the substrate mounting surface of the substrate holder, and thus suppresses substrate contamination and contamination of other manufacturing equipment. It aims at providing the shielding member which suppressed generating.

本発明にかかる遮蔽部材は、ターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、回転機構に接続され基板を載置するための基板ホルダーと、を含む真空容器内に使用される遮蔽部材であって、前記基板ホルダーの近傍に配置され、第1の駆動手段により、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の部材と、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第2の部材と、を有し、前記第2の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同心円状の第1の突起部が、前記第1の部材に形成されており、前記基板ホルダーが前記第1の部材に接近した位置で、前記第1の突起部と非接触の状態で嵌り合い、前記第1の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同心円状の第2の突起部が、前記第2の部材に形成されていることを特徴とする。   A shielding member according to the present invention is a shielding member used in a vacuum container including a target holder for holding a target and a substrate holder connected to a rotation mechanism for placing a substrate, To be in a closed state in which the space between the substrate holder and the target holder is closed by the first driving means, or an open state in which the space between the substrate holder and the target holder is opened by the first driving means. And at least one ring shape extending in the direction of the second member. The second member is disposed on the surface of the substrate holder and on the outer periphery of the substrate. A concentric first protrusion having the first member is formed on the first member, and the substrate holder is in contact with the first protrusion at a position close to the first member. Interdigitated with said second projecting portion concentric with at least one ring-shaped extending in the first member direction, characterized in that it is formed in the second member.

本発明によれば、電子デバイスの製造に際し、スパッタ法により薄膜を基板に堆積する装置においてコンディショニングおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行うとき、スパッタ粒子が、真空容器内に設けられた基板ホルダーの基板載置面に付着することを防止し、もって基板汚染や他の製造装置の汚染が起きない遮蔽部材を提供することが可能になる。   According to the present invention, during the manufacture of an electronic device, when discharge for the purpose of conditioning and target cleaning is performed in an apparatus for depositing a thin film on a substrate by a sputtering method, sputtered particles are contained in a substrate holder provided in a vacuum vessel. It is possible to provide a shielding member that prevents the substrate from adhering to the substrate mounting surface and prevents substrate contamination and contamination of other manufacturing apparatuses.

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。   Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の実施形態にかかる成膜装置の概略図である。 図1Aで示した成膜装置を動作させるための主制御部のブロック図である。 基板周辺カバーリング21に対向した基板シャッター19の概略を示す図である。 基板シャッター19に対向した基板周辺カバーリング21の概略を示す図である。 基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との位置関係を説明する図である。 基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との位置関係を説明する図である。 基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との位置関係を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 コンディショニングにおける成膜装置の動作手順を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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の動作を説明する図である。 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図である。 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図である。 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図である。 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図である。 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図である。 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図である。 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図である。 本発明の実施形態にかかる成膜装置の変形例を示す概略図である。 本発明の実施形態にかかる成膜装置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の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかる成膜装置を用いて、電子デバイス製品の処理を行うフローを例示する図である。 本発明の実施形態にかかる成膜装置を用いてコンディショニングを行う際の手順を示す図である。 コンディショニングの開始条件を例示的に説明する図である。 本発明の実施形態にかかる成膜装置を用いて図10の処理を実施したとき、基板上に付着したパーティクル個数を一日に1回測定した結果を示す図である。
The accompanying drawings are included in the specification, constitute a part thereof, show an embodiment of the present invention, and are used to explain the principle of the present invention together with the description.
It is the schematic of the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. It is a block diagram of the main control part for operating the film-forming apparatus shown in FIG. 1A. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a substrate shutter 19 facing the substrate peripheral cover ring 21. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a substrate peripheral cover ring 21 facing a substrate shutter 19. It is a figure explaining the positional relationship of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring 21. FIG. It is a figure explaining the positional relationship of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring 21. FIG. It is a figure explaining the positional relationship of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring 21. FIG. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining the operation | movement procedure of the film-forming apparatus in conditioning. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining operation | movement of the film-forming apparatus in the case of performing pre-sputtering operation | movement and film-forming on a board | substrate. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is a figure explaining the modification of the labyrinth seal formed of the board | substrate shutter 19 and the board | substrate periphery cover ring. It is the schematic which shows the modification of the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure which shows schematic structure of the laminated film forming apparatus for flash memories which is an example of the vacuum thin film forming apparatus provided with the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure which illustrates the flow which processes an electronic device product using the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure which shows the procedure at the time of performing conditioning using the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. It is a figure explaining the starting condition of conditioning. It is a figure which shows the result of having measured the number of particles adhering on a board | substrate once a day when the process of FIG. 10 was implemented using the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1A、図1B、図2、及び図3を参照して、本発明のスパッタリング装置(以下、「成膜装置」という)の全体構成について説明する。図1Aは、本発明の実施形態にかかる成膜装置1の概略図である。成膜装置1は、真空容器2と、排気ポート8を通じて真空容器2内を排気するターボ分子ポンプ48とドライポンプ49とを有する真空排気装置と、真空容器2内へ不活性ガスを導入することのできる不活性ガス導入系15と、反応性ガスを導入することのできる反応性ガス導入系17と、を備えている。   With reference to FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 2, and FIG. 3, the whole structure of the sputtering apparatus of this invention (henceforth "the film-forming apparatus") is demonstrated. FIG. 1A is a schematic diagram of a film forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The film forming apparatus 1 introduces an inert gas into the vacuum container 2, a vacuum exhaust apparatus having a vacuum container 2, a turbo molecular pump 48 that exhausts the inside of the vacuum container 2 through the exhaust port 8, and a dry pump 49. An inert gas introduction system 15 capable of introducing a reactive gas, and a reactive gas introduction system 17 capable of introducing a reactive gas.

排気ポート8は、例えば矩形断面の導管であり、真空容器2とターボ分子ポンプ48との間を繋いでいる。排気ポート8とターボ分子ポンプ48の間には、メンテナンスを行うときに、成膜装置1とターボ分子ポンプ48との間を遮断するためのメインバルブ47が設けられている。   The exhaust port 8 is a conduit having a rectangular cross section, for example, and connects the vacuum vessel 2 and the turbo molecular pump 48. A main valve 47 is provided between the exhaust port 8 and the turbo molecular pump 48 to shut off the film forming apparatus 1 and the turbo molecular pump 48 when maintenance is performed.

不活性ガス導入系15には、不活性ガスを供給するための不活性ガス供給装置(ガスボンベ)16が接続されている。不活性ガス導入系15は、不活性ガスを導入するための配管と、不活性ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラー、ガスの供給を遮断したり開始したりするためのバルブ類と、そして必要に応じて減圧弁やフィルターなどから構成されており、図示しない制御装置により指定されるガス流量を安定して流すことができる構成となっている。不活性ガスは、不活性ガス供給装置16から供給され不活性ガス導入系15で流量制御されたのち、後述のターゲット4の近傍に導入されるようになっている。   An inert gas supply device (gas cylinder) 16 for supplying an inert gas is connected to the inert gas introduction system 15. The inert gas introduction system 15 includes piping for introducing an inert gas, a mass flow controller for controlling the flow rate of the inert gas, valves for shutting off and starting the gas supply, and A pressure reducing valve, a filter, and the like are configured as necessary, and a gas flow rate designated by a control device (not shown) can be stably flowed. The inert gas is supplied from the inert gas supply device 16 and the flow rate of the inert gas is controlled by the inert gas introduction system 15 and then introduced into the vicinity of the target 4 described later.

反応性ガス導入系17には反応性ガスを供給するための反応性ガス供給装置18が接続されている。反応性ガス導入系17は、反応性ガスを導入するための配管と、不活性ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラー、ガスの流れを遮断したり開始したりするためのバルブ類と、そして必要に応じて減圧弁やフィルターなどから構成されており、図示しない制御装置により指定されるガス流量を安定に流すことができる構成となっている。   A reactive gas supply device 18 for supplying a reactive gas is connected to the reactive gas introduction system 17. The reactive gas introduction system 17 includes piping for introducing reactive gas, a mass flow controller for controlling the flow rate of the inert gas, valves for shutting off and starting the gas flow, and A pressure reducing valve, a filter, and the like are configured as necessary, and a gas flow rate designated by a control device (not shown) can be flowed stably.

反応性ガスは、反応性ガス供給装置18から供給され反応性ガス導入系17で流量制御されたのち、後述の基板10を保持する基板ホルダー7の近傍に導入されるようになっている。不活性ガスと反応性ガスとは、真空容器2に導入されたのち、後述のようにスパッタ粒子を発生させ、あるいは膜を形成するために使用されたのち、排気ポート8を通過してターボ分子ポンプ48とドライポンプ49とによって排気される。   The reactive gas is supplied from the reactive gas supply device 18 and the flow rate of the reactive gas is controlled by the reactive gas introduction system 17, and then the reactive gas is introduced in the vicinity of a substrate holder 7 that holds a substrate 10 described later. The inert gas and the reactive gas are introduced into the vacuum vessel 2 and then sputtered particles are generated or used to form a film as will be described later. The air is exhausted by the pump 48 and the dry pump 49.

真空容器2内には、被スパッタ面が露出しているターゲット4を、バックプレート5によって保持するターゲットホルダー6と、ターゲット4から放出されたスパッタ粒子が到達する所定の位置に基板10を保持する基板ホルダー7と、が設けられている。また、真空容器2には、真空容器2の圧力を測定するための圧力計41が設けられている。真空容器2の内面は電気的に接地されている。ターゲットホルダー6と基板ホルダー7との間の真空容器2の内面には電気的に接地された筒状のシールド40が設けられている。シールド40はスパッタ粒子が真空容器2の内面に直接付着するのを防止し、交換可能な構造を持つ。   In the vacuum vessel 2, the target 4 with the exposed surface to be sputtered is held by the back plate 5, and the substrate 10 is held at a predetermined position where the sputtered particles emitted from the target 4 reach. A substrate holder 7 is provided. The vacuum vessel 2 is provided with a pressure gauge 41 for measuring the pressure in the vacuum vessel 2. The inner surface of the vacuum vessel 2 is electrically grounded. A cylindrical shield 40 that is electrically grounded is provided on the inner surface of the vacuum vessel 2 between the target holder 6 and the substrate holder 7. The shield 40 prevents the sputtered particles from directly adhering to the inner surface of the vacuum vessel 2 and has a replaceable structure.

スパッタ面から見たターゲット4の背後には、マグネトロンスパッタリングを実現するためのマグネット13が配設されている。マグネット13は、マグネットホルダー3に保持され、図示しないマグネットホルダー回転機構により回転可能となっている。ターゲットのエロージョンを均一にするため、放電中には、このマグネットホルダー3は回転している。   A magnet 13 for realizing magnetron sputtering is disposed behind the target 4 as viewed from the sputtering surface. The magnet 13 is held by the magnet holder 3 and can be rotated by a magnet holder rotation mechanism (not shown). In order to make the erosion of the target uniform, the magnet holder 3 rotates during discharge.

ターゲット4は、基板10に対して斜め上方に配置された位置(オフセット位置)に設置されている。すなわち、ターゲット4のスパッタ面の中心点は、基板10の中心点の法線に対して所定の寸法ずれた位置にある。ターゲットホルダー6には、スパッタ放電用電力を印加する電源12が接続されている。図1Aに示す成膜装置1は、DC電源を備えているが、これに限定されるものではなく、例えば、RF電源を備えていてもよい。RF電源を用いた場合には電源12とターゲットホルダー6との間に整合器が設置される。   The target 4 is installed at a position (offset position) disposed obliquely above the substrate 10. That is, the center point of the sputtering surface of the target 4 is at a position that is shifted by a predetermined dimension with respect to the normal line of the center point of the substrate 10. The target holder 6 is connected to a power supply 12 for applying sputtering discharge power. The film forming apparatus 1 shown in FIG. 1A includes a DC power source, but is not limited thereto, and may include, for example, an RF power source. When the RF power source is used, a matching unit is installed between the power source 12 and the target holder 6.

ターゲットホルダー6は、絶縁体34により真空容器2から絶縁されており、またCu等の金属製であるのでDC又はRFの電力が印加された場合には電極となる。なお、ターゲットホルダー6は、図示しない水路を内部に持ち、図示しない水配管から供給される冷却水により冷却可能に構成されている。ターゲット4は、基板へ成膜したい材料成分から構成される。膜の純度に関係するため、高純度のものが望ましい。ターゲット4とターゲットホルダー6の間に設置されているバックプレート5は、Cu等の金属から出来ており、ターゲット4を保持している。あるいは、バックプレート5を用いずにターゲット4を直接ターゲットホルダー6に固定しても良い。この場合、ターゲットの形状が複雑になる問題がある一方、バックプレートとターゲットを接着する必要がないため、信頼性が向上する利点がある。   The target holder 6 is insulated from the vacuum vessel 2 by an insulator 34, and is made of a metal such as Cu, so that it becomes an electrode when DC or RF power is applied. The target holder 6 has a water channel (not shown) inside, and is configured to be cooled by cooling water supplied from a water pipe (not shown). The target 4 is composed of material components that are desired to be deposited on the substrate. Since it relates to the purity of the film, a high purity is desirable. The back plate 5 installed between the target 4 and the target holder 6 is made of a metal such as Cu and holds the target 4. Alternatively, the target 4 may be directly fixed to the target holder 6 without using the back plate 5. In this case, there is a problem that the shape of the target is complicated. On the other hand, there is no need to bond the back plate and the target.

ターゲットホルダー6の近傍には、ターゲットシャッター14がターゲットホルダー6を覆うように設置されている。ターゲットシャッター14は、基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間を遮蔽する閉状態、または基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間を開放する開状態にするための遮蔽部材(第3の遮蔽部材)として機能する。また、ターゲットシャッター14には、ターゲットシャッター駆動機構33が設けられている。   A target shutter 14 is installed near the target holder 6 so as to cover the target holder 6. The target shutter 14 is a shielding member (third shielding member) for closing the space between the substrate holder 7 and the target holder 6 or opening the space between the substrate holder 7 and the target holder 6. Function as. The target shutter 14 is provided with a target shutter drive mechanism 33.

基板ホルダー7の基板設置面側で、かつ基板10の外縁側(外周部)には、リング形状を有する第2の遮蔽部材(以下、「基板周辺カバーリング21」ともいう)が設けられている。基板周辺カバーリング21は、基板10の成膜面以外の場所へスパッタ粒子が付着することを防止する。ここで、成膜面以外の場所は、基板周辺カバーリング21によって覆われる基板ホルダー7の部分のほかに、基板10の側面や裏面が含まれる。基板ホルダー7には、基板ホルダー7を上下動したり、所定の速度で回転したりするための基板ホルダー駆動機構31が設けられている。基板ホルダー駆動機構31は、基板ホルダー7を、閉状態の基板シャッター19(第1の遮蔽部材)に向けて上昇させ、あるいは基板シャッター19(第1の遮蔽部材)に対して降下させるために、基板ホルダー7を上下動させることが可能である。   A second shielding member having a ring shape (hereinafter also referred to as “substrate peripheral cover ring 21”) is provided on the substrate installation surface side of the substrate holder 7 and on the outer edge side (outer peripheral portion) of the substrate 10. . The substrate peripheral cover ring 21 prevents the sputtered particles from adhering to a place other than the film formation surface of the substrate 10. Here, the place other than the film formation surface includes the side surface and the back surface of the substrate 10 in addition to the portion of the substrate holder 7 covered by the substrate peripheral cover ring 21. The substrate holder 7 is provided with a substrate holder drive mechanism 31 for moving the substrate holder 7 up and down or rotating at a predetermined speed. The substrate holder drive mechanism 31 raises the substrate holder 7 toward the closed substrate shutter 19 (first shielding member) or lowers the substrate holder 19 with respect to the substrate shutter 19 (first shielding member). The substrate holder 7 can be moved up and down.

基板10の近傍で、基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間には、基板シャッター19が配置されている。基板シャッター19は、基板シャッター支持部材20により基板10の表面を覆うように支持されている。基板シャッター駆動機構32が基板シャッター支持部材20を回転させることによりターゲット4と基板10との間に基板シャッター19が挿入される(閉状態)。このときターゲット4と基板10との間は遮蔽される。また、同様に基板シャッター駆動機構32の動作によりターゲットホルダー6(ターゲット4)と基板ホルダー7(基板10)との間から基板シャッター19が退避すると、ターゲットホルダー6(ターゲット4)と基板ホルダー7(基板10)との間は開放される(開状態)。このように、基板シャッター駆動機構32は、基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間を遮蔽する閉状態、または基板ホルダー7とターゲットホルダー6との間を開放する開状態にするために、基板シャッター19を開閉駆動する。   A substrate shutter 19 is disposed between the substrate holder 7 and the target holder 6 in the vicinity of the substrate 10. The substrate shutter 19 is supported by the substrate shutter support member 20 so as to cover the surface of the substrate 10. The substrate shutter drive mechanism 32 rotates the substrate shutter support member 20 to insert the substrate shutter 19 between the target 4 and the substrate 10 (closed state). At this time, the space between the target 4 and the substrate 10 is shielded. Similarly, when the substrate shutter 19 is retracted from between the target holder 6 (target 4) and the substrate holder 7 (substrate 10) by the operation of the substrate shutter drive mechanism 32, the target holder 6 (target 4) and the substrate holder 7 ( The substrate 10) is opened (open state). As described above, the substrate shutter drive mechanism 32 is configured so as to close the substrate shutter 7 and the target holder 6 or to open the space between the substrate holder 7 and the target holder 6. 19 is opened and closed.

基板シャッター19は排気ポート8の中に退避可能に構成されている。図1Aに示すように基板シャッター19の退避場所が高真空排気用のターボ分子ポンプ48までの排気経路の導管に収納されるようにすれば、装置の装置面積を小さく出来て好適である。   The substrate shutter 19 is configured to be retractable into the exhaust port 8. As shown in FIG. 1A, it is preferable that the retreat location of the substrate shutter 19 is accommodated in the conduit of the exhaust path to the turbo molecular pump 48 for high vacuum exhaust, because the device area of the device can be reduced.

基板シャッター19はステンレスやアルミニウム合金により構成させている。また、耐熱性が求められる場合はチタンあるいはチタン合金で構成されることもある。基板シャッター19の表面は、サンドブラスト等によりブラスト加工され表面に微小な凸凹が設けられている。よって基板シャッター19に付着した膜が剥離しにくくなり、剥離により発生するパーティクルを低減させることができる。なお、ブラスト加工の他に、金属溶射処理等で金属薄膜を基板シャッター19の表面に作成しても良い。この場合、溶射処理はブラスト加工のみよりも高価だが、基板シャッター19を取り外して付着した膜を取り除くとき、薬液等により溶射膜ごとスパッタ付着膜を溶解すれば良いため、シャッターに物理的なダメージを与えないという利点がある。また、柔軟なAl膜がスパッタ膜との間で付着力を高めるので、スパッタ膜の自己の応力によって剥離することを防止する効果もある。   The substrate shutter 19 is made of stainless steel or aluminum alloy. Moreover, when heat resistance is calculated | required, it may be comprised with titanium or a titanium alloy. The surface of the substrate shutter 19 is blasted by sandblasting or the like, and minute irregularities are provided on the surface. Therefore, the film attached to the substrate shutter 19 becomes difficult to peel off, and particles generated by the peeling can be reduced. In addition to blasting, a metal thin film may be formed on the surface of the substrate shutter 19 by metal spraying or the like. In this case, the thermal spraying process is more expensive than blasting alone. However, when removing the substrate shutter 19 and removing the adhered film, it is only necessary to dissolve the sputtered film together with the sprayed film with a chemical solution, etc. There is an advantage of not giving. In addition, since the flexible Al film enhances the adhesion between the sputtered film and the sputtered film, it has an effect of preventing the sputtered film from being peeled off by its own stress.

次に、図2及び図3を参照して、基板周辺カバーリング21及び基板シャッター19の形状を説明する。図3は、基板シャッター19に対向した基板周辺カバーリング21の概略を示す図である。基板周辺カバーリング21には、基板シャッター19の方向に伸びたリング形状を有する突起部が形成されている。このように、基板周辺カバーリング21はリング状であり、そして基板周辺カバーリング21の基板シャッター19に対向した面には、同心円状の突起部(突起21a、21b)が設けられている。   Next, the shapes of the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing an outline of the substrate peripheral cover ring 21 facing the substrate shutter 19. The substrate peripheral cover ring 21 is formed with a protrusion having a ring shape extending in the direction of the substrate shutter 19. As described above, the substrate peripheral cover ring 21 has a ring shape, and concentric protrusions (protrusions 21 a and 21 b) are provided on the surface of the substrate peripheral cover ring 21 that faces the substrate shutter 19.

図2は、基板周辺カバーリング21に対向した基板シャッター19の概略を示す図である。基板シャッター19には、基板周辺カバーリング21の方向に伸びたリング形状を有する突起部が形成されている。基板周辺カバーリング21に対向した基板シャッター19の面には突起部(突起19a)が設けられている。なお、突起21a、突起19a、突起21bの順に、その円周は大きく形成されている。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the substrate shutter 19 facing the substrate peripheral cover ring 21. The substrate shutter 19 is formed with a protrusion having a ring shape extending in the direction of the substrate peripheral cover ring 21. A protrusion (protrusion 19 a) is provided on the surface of the substrate shutter 19 facing the substrate peripheral cover ring 21. Note that the circumference of the protrusion 21a, the protrusion 19a, and the protrusion 21b is formed larger in this order.

基板ホルダー駆動機構31により基板ホルダーが上昇した位置で、突起19aと突起21a、21bとが、非接触の状態で嵌り合う。あるいは、基板シャッター駆動機構32により基板シャッター19が降下した位置で、突起19aと突起21a、21bとが、非接触の状態で嵌り合う。この場合、複数の突起21a、21bにより形成される凹部に、他方の突起19aが非接触の状態で嵌り合う。   At the position where the substrate holder is raised by the substrate holder driving mechanism 31, the protrusion 19a and the protrusions 21a and 21b are fitted in a non-contact state. Alternatively, at the position where the substrate shutter 19 is lowered by the substrate shutter driving mechanism 32, the protrusion 19a and the protrusions 21a and 21b are fitted in a non-contact state. In this case, the other protrusion 19a fits in the recess formed by the plurality of protrusions 21a and 21b in a non-contact state.

図1Bは、図1Aで示した成膜装置1を動作させるための主制御部100のブロック図である。主制御部100は、スパッタ放電用電力を印加する電源12、不活性ガス導入系15、反応性ガス導入系17、基板ホルダー駆動機構31、基板シャッター駆動機構32、ターゲットシャッター駆動機構33、圧計41、及びゲートバルブとそれぞれ電気的に接続されており、後述する成膜装置の動作を管理し、制御できるように構成されている。   FIG. 1B is a block diagram of the main control unit 100 for operating the film forming apparatus 1 shown in FIG. 1A. The main control unit 100 includes a power supply 12 for applying sputtering discharge power, an inert gas introduction system 15, a reactive gas introduction system 17, a substrate holder drive mechanism 31, a substrate shutter drive mechanism 32, a target shutter drive mechanism 33, and a pressure gauge 41. , And a gate valve, respectively, and configured to manage and control the operation of a film forming apparatus to be described later.

なお、主制御部100に具備された記憶装置63には、本発明に係るコンディショニング、およびプリスパッタを伴う基板への成膜方法等を実行する制御プログラムが格納されている。例えば、制御プログラムは、マスクROMとして実装される。あるいは、ハードディスクドライブ(HDD)などにより構成される記憶装置63に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。   Note that the storage device 63 provided in the main control unit 100 stores a control program for executing the conditioning according to the present invention, a film forming method on a substrate accompanied by pre-sputtering, and the like. For example, the control program is implemented as a mask ROM. Alternatively, the control program can be installed in a storage device 63 configured by a hard disk drive (HDD) or the like via an external recording medium or a network.

次に、図4A乃至4C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との位置関係を説明する。図4Aは、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21とは接近して、その相対した面の突起部が組み合わさることで、ラビリンスシールが形成された状態(以後、「位置A」と称す。)を示している。なお、ここでいうラビリンスシールとは、非接触シールの一種であり、対向する面に形成されたそれぞれの突起部(21a、21bにより形成される凹部と、19aにより形成される凸部)が嵌りあった状態で、非接触の状態、すなわち、凹部と凸部との間に一定の隙間が形成されたものをいう。ターゲットから弾き出されたスパッタ粒子はスパッタチャンバー内を直進する性質をもつため、凸部と凹部の間の隙間を通過することが出来ない。よって、基板ホルダー7の表面等にスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。   Next, the positional relationship between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 will be described with reference to FIGS. 4A to 4C. In FIG. 4A, the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 are close to each other and the protrusions on the opposite surfaces are combined to form a labyrinth seal (hereinafter referred to as “position A”). Is shown. The labyrinth seal referred to here is a kind of non-contact seal, in which the respective protrusions (the recesses formed by 21a and 21b and the protrusions formed by 19a) formed on the opposing surfaces are fitted. It is in a non-contact state, that is, a certain gap is formed between the concave and convex portions. Since the sputtered particles ejected from the target have a property of traveling straight in the sputter chamber, they cannot pass through the gap between the convex portion and the concave portion. Therefore, it is possible to prevent the sputtered particles from adhering to the surface of the substrate holder 7 or the like.

図4Aに示す、ラビリンスシールが形成された状態(位置A)において、基板シャッター19の平坦面に対する突起の高さをH1、基板周辺カバーリング21の平坦面に対する突起の高さをH2、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との平坦面の間の距離をD1とする。このとき、ラビリンスシールが形成された状態(位置A)では、D1<H1+H2の関係が満たされる。   4A, in the state where the labyrinth seal is formed (position A), the height of the protrusion with respect to the flat surface of the substrate shutter 19 is H1, the height of the protrusion with respect to the flat surface of the substrate peripheral cover ring 21 is H2, and the substrate shutter The distance between the flat surfaces of 19 and the substrate peripheral cover ring 21 is D1. At this time, in a state where the labyrinth seal is formed (position A), the relationship of D1 <H1 + H2 is satisfied.

位置Aのラビリンスシールが形成された状態では、基板シャッター19の突起19a、基板周辺カバーリング21a、21bの3つの突起が互いに嵌め合った状態になっている。なお、後述するように、この状態で、コンディショニング処理を行うので、基板ホルダー7の表面にスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。   In the state where the labyrinth seal at position A is formed, the projection 19a of the substrate shutter 19 and the three projections of the substrate peripheral cover rings 21a and 21b are fitted to each other. As will be described later, since the conditioning process is performed in this state, it is possible to prevent sputter particles from adhering to the surface of the substrate holder 7.

図4Bは、基板シャッター19の開閉時に、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21が接触しない最小限度の距離が保たれた状態(以後、「位置B」と称す。)を示している。位置Bにおいて、D1>H1+H2の関係が満たされる。   FIG. 4B shows a state (hereinafter referred to as “position B”) in which the minimum distance at which the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 do not contact each other is maintained when the substrate shutter 19 is opened and closed. At the position B, the relationship of D1> H1 + H2 is satisfied.

図4Cは、基板シャッター19と基板ホルダー7との間の距離が最大限度に広がった状態(以後、「位置C」と称す。)を示している。このとき、位置Cの状態にある基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との間に形成される間隙から、基板を基板ホルダー7の基板載置面に搬送することができる。なお、本実施形態では、基板ホルダー7を上下動することにより基板周辺カバーリング21の位置を動かし、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の間隔の調整をおこなっているが、この例に限定されず、例えば、基板シャッター駆動機構32が基板シャッター19を上下動するように構成してもよい。すなわち、基板シャッター駆動機構32は、閉状態の基板シャッター19(第1の遮蔽部材)を、基板周辺カバーリング21(第2の遮蔽部材)が設置された基板ホルダー7に向けて降下させ、または基板ホルダー7に対して上昇させるために、基板シャッター19(第1の遮蔽部材)を上下動させることが可能である。   FIG. 4C shows a state where the distance between the substrate shutter 19 and the substrate holder 7 is maximized (hereinafter referred to as “position C”). At this time, the substrate can be transported to the substrate placement surface of the substrate holder 7 from the gap formed between the substrate shutter 19 in the state C and the substrate peripheral cover ring 21. In this embodiment, the position of the substrate peripheral cover ring 21 is moved by moving the substrate holder 7 up and down to adjust the distance between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21. However, the present embodiment is limited to this example. For example, the substrate shutter drive mechanism 32 may be configured to move the substrate shutter 19 up and down. That is, the substrate shutter drive mechanism 32 lowers the closed substrate shutter 19 (first shielding member) toward the substrate holder 7 on which the substrate peripheral covering 21 (second shielding member) is installed, or In order to raise the substrate holder 7, the substrate shutter 19 (first shielding member) can be moved up and down.

あるいは、基板シャッター駆動機構32及び基板ホルダー駆動機構31が基板シャッター19と、基板ホルダー7とを、それぞれ上下方向に動かして、位置Cの状態にすることも可能である。   Alternatively, the substrate shutter drive mechanism 32 and the substrate holder drive mechanism 31 can move the substrate shutter 19 and the substrate holder 7 in the up and down directions to the position C.

本実施形態では基板シャッター支持部材20は、回転動作により基板シャッター19を開閉しているが、ターゲット4と基板10との間を開閉することができれば、例えば、直線導入機構などを用いて、横方向へ基板シャッター19をスライドさせることも可能である。   In the present embodiment, the substrate shutter support member 20 opens and closes the substrate shutter 19 by a rotating operation. However, if the space between the target 4 and the substrate 10 can be opened and closed, for example, a horizontal introduction mechanism or the like can be used. It is also possible to slide the substrate shutter 19 in the direction.

(コンディショニング時の動作)
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。
(Operation during conditioning)
Next, the operation of the film forming apparatus 1 during conditioning will be described with reference to FIGS. 5A to 5F. In this case, the conditioning treatment means that discharge is performed to stabilize the film formation characteristics with the substrate shutter 19 closed so that the film formation on the substrate is not affected, and the sputtered particles adhere to the inner wall of the chamber. This is the processing to be performed.

まず、主制御部100は、基板シャッター駆動機構32に基板シャッター19を閉鎖するように指示する。次に、主制御部100は、ターゲットシャッター駆動機構33にターゲットシャッター14を閉鎖するように指示する。主制御部100の指示により、ターゲットシャッター14と、基板シャッター19と、が閉じた状態になる。この状態で、基板ホルダー7は、待機位置である位置Cに配置しておく。   First, the main control unit 100 instructs the substrate shutter drive mechanism 32 to close the substrate shutter 19. Next, the main control unit 100 instructs the target shutter drive mechanism 33 to close the target shutter 14. In response to an instruction from the main control unit 100, the target shutter 14 and the substrate shutter 19 are closed. In this state, the substrate holder 7 is placed at a position C which is a standby position.

続いて、主制御部100は、基板ホルダー駆動機構31に上昇動作を実施するように指示することにより、基板ホルダー7は待機位置である位置C(図4C)からラビリンスシールが形成される位置(位置A(図4A))へ上昇移動する(図5A)。   Subsequently, the main control unit 100 instructs the substrate holder drive mechanism 31 to perform the ascending operation, so that the substrate holder 7 is positioned at the position where the labyrinth seal is formed from the position C (FIG. 4C) which is the standby position (FIG. 4C). It moves upward to position A (FIG. 4A)) (FIG. 5A).

次に、主制御部100は、図5Bに示すように、ターゲットシャッター14を閉じた状態で、ターゲット付近の不活性ガス導入系15から、不活性ガス(Arの他Ne、Kr、Xe)を導入するように、不活性ガス導入系15を制御する制御装置に指示する。この際、図5Bに示すようにターゲット付近へ不活性ガスを導入することで、ターゲット付近の圧力は基板付近と比較して高くなるため、放電し易い状態になっている。この状態で、電源12よりターゲットへ電力を印加することにより、放電を開始する。この際、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との間にはラビリンスシールが形成されているので、基板ホルダー7の基板載置面へスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。   Next, as shown in FIG. 5B, the main control unit 100 closes the target shutter 14 with the inert gas (Ne, Kr, Xe in addition to Ar) from the inert gas introduction system 15 near the target. A control device that controls the inert gas introduction system 15 is instructed to introduce it. At this time, as shown in FIG. 5B, by introducing an inert gas in the vicinity of the target, the pressure in the vicinity of the target becomes higher than that in the vicinity of the substrate, so that discharge is easily performed. In this state, electric power is applied from the power source 12 to the target to start discharging. At this time, since a labyrinth seal is formed between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21, it is possible to prevent sputter particles from adhering to the substrate mounting surface of the substrate holder 7.

次に、主制御部100は、図5Cに示すように、ターゲットシャッター駆動機構33を駆動させ、ターゲットシャッター14を開くように指示する。これにより、チャンバーの内壁へのコンディショニングが開始される。ターゲット4から飛び出したスパッタ粒子がチャンバーの内壁に付着して膜が堆積される。なお、内壁にシールド40が設けられている場合には、シールド40の表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。ただし基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との間にはラビリンスシールが形成されているので、基板ホルダー7の基板載置面にスパッタ粒子が廻り込むのを防止することができる。この状態で、チャンバーの内壁又はシールド等の構成部材に膜を形成する、コンディショニングを行う。このようにしてコンディショニングを行うことで、ターゲットシャッター開放時におけるスパッタ粒子と反応性ガスの反応を安定させることができる。なお、反応性スパッタ放電によるコンディショニングを行いたいときは、このとき反応性ガス導入系17から基板付近へ反応性ガスを導入する。   Next, as shown in FIG. 5C, the main control unit 100 instructs the target shutter drive mechanism 33 to be driven and the target shutter 14 to be opened. Thereby, the conditioning to the inner wall of the chamber is started. The sputtered particles that have jumped out of the target 4 adhere to the inner wall of the chamber and deposit a film. When the shield 40 is provided on the inner wall, sputtered particles adhere to the surface of the shield 40 and a film is deposited. However, since a labyrinth seal is formed between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21, it is possible to prevent sputter particles from entering the substrate placement surface of the substrate holder 7. In this state, conditioning is performed by forming a film on the inner wall of the chamber or a constituent member such as a shield. By performing the conditioning in this manner, the reaction between the sputtered particles and the reactive gas when the target shutter is opened can be stabilized. When conditioning by reactive sputter discharge is desired, reactive gas is introduced from the reactive gas introduction system 17 to the vicinity of the substrate at this time.

所定時間放電したのち、主制御部100は、電源12に対して電力の印加を停止させることで、放電を停止する(図5D)。このとき、シールド40、ターゲットシャッター14、基板シャッター19、その他のターゲットに面していた面には、堆積膜51が堆積された状態になっている。   After discharging for a predetermined time, the main control unit 100 stops the discharge by stopping the application of power to the power supply 12 (FIG. 5D). At this time, the deposited film 51 is deposited on the shield 40, the target shutter 14, the substrate shutter 19, and other surfaces facing the target.

次に、図5Eに示すように、主制御部100は、不活性ガス導入系15を制御する制御装置に対して、不活性ガスの供給を停止するように指示する。主制御部100は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止するように反応性ガス導入系17に指示する。その後、主制御部100は、ターゲットシャッター14を閉鎖するようにターゲットシャッター駆動機構33に指示する。   Next, as shown in FIG. 5E, the main control unit 100 instructs the control device that controls the inert gas introduction system 15 to stop the supply of the inert gas. The main control unit 100 instructs the reactive gas introduction system 17 to stop the supply of the reactive gas when the reactive gas is being supplied. Thereafter, the main control unit 100 instructs the target shutter drive mechanism 33 to close the target shutter 14.

主制御部100は、図5Fに示すように、基板ホルダー7を位置Aから位置Cの状態に移動するように基板ホルダー駆動機構31に指示し、コンディショニングが完了する。   As shown in FIG. 5F, the main control unit 100 instructs the substrate holder drive mechanism 31 to move the substrate holder 7 from the position A to the position C, and the conditioning is completed.

以上の手順により、基板ホルダー7の基板載置面へのスパッタ粒子の廻り込みを防止して、コンディショニングを行うことができる。   By the above procedure, it is possible to perform conditioning by preventing the sputter particles from entering the substrate placement surface of the substrate holder 7.

なお、成膜以前にターゲットに付着した不純物や酸化物を除去する、ターゲットクリーニング時の動作は、上述したコンディショニング時の動作と同様の手順により実現することができる。   Note that the operation at the time of target cleaning for removing impurities and oxides attached to the target before film formation can be realized by the same procedure as the operation at the time of conditioning described above.

(プリスパッタ動作および基板への成膜)
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。
(Pre-sputtering operation and film formation on the substrate)
Next, with reference to FIGS. 6A to 6I, the operation of the film forming apparatus 1 when performing the pre-sputtering operation and the film formation on the substrate will be described. Here, pre-sputtering refers to sputtering performed to stabilize the discharge with the shutter closed so as not to affect film formation on the substrate. Perform pre-sputtering.

まず、主制御部100は、基板シャッター駆動機構32に基板シャッター19を閉鎖する(位置Aの状態にする)ように指示する。次に、主制御部100は、ターゲットシャッター駆動機構33にターゲットシャッター14を閉鎖するように指示する。これにより、ターゲットシャッター14と、基板シャッター19と、が閉じた状態になる(図6A)。この状態で、基板ホルダー7は、待機位置である位置Cに配置しておく。   First, the main control unit 100 instructs the substrate shutter drive mechanism 32 to close the substrate shutter 19 (set to the position A state). Next, the main control unit 100 instructs the target shutter drive mechanism 33 to close the target shutter 14. As a result, the target shutter 14 and the substrate shutter 19 are closed (FIG. 6A). In this state, the substrate holder 7 is placed at a position C which is a standby position.

次に、主制御部100は、図6Bに示すように、チャンバー壁のゲートバルブ42を開放し、このゲートバルブ42から、チャンバー外の基板搬送手段(不図示)によって基板10を搬入するように指示する。そして基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との間から基板10を搬入し、さらにチャンバー外の基板搬送手段と基板ホルダー内のリフト機構(不図示)との共同により、基板ホルダー7の基板載置面へ基板10を載置する。   Next, as shown in FIG. 6B, the main control unit 100 opens the gate valve 42 on the chamber wall, and carries the substrate 10 from the gate valve 42 by substrate transfer means (not shown) outside the chamber. Instruct. Then, the substrate 10 is carried in between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21, and the substrate placement of the substrate holder 7 is performed in cooperation with the substrate transfer means outside the chamber and the lift mechanism (not shown) in the substrate holder. The substrate 10 is placed on the surface.

主制御部100は、図6Cに示すようにゲートバルブ42を閉め、基板ホルダー駆動機構31によって基板ホルダー7を位置C(図4C)から位置B(図4B)の状態に移動させる。位置Bは、ターゲット4と基板10の位置関係が成膜分布等の点から最適であるような点であることが好ましい。   As shown in FIG. 6C, the main controller 100 closes the gate valve 42 and moves the substrate holder 7 from the position C (FIG. 4C) to the position B (FIG. 4B) by the substrate holder driving mechanism 31. The position B is preferably a point where the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 is optimal from the viewpoint of film formation distribution and the like.

続いて、主制御部100は、図6Dに示すように、基板ホルダー駆動機構31を駆動することにより、基板ホルダー7を回転させる。ターゲット付近に設けられた不活性ガス導入系15から、不活性ガス(Arの他Ne、Kr、Xe)を導入する。主制御部100は、ターゲットへ電源12より電力を印加することにより放電を開始する。このように、基板シャッター19を閉じた状態で、スパッタを開始することにより、基板へスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。   Subsequently, the main control unit 100 rotates the substrate holder 7 by driving the substrate holder driving mechanism 31 as shown in FIG. 6D. An inert gas (Ne, Kr, Xe in addition to Ar) is introduced from an inert gas introduction system 15 provided near the target. The main control unit 100 starts discharging by applying power from the power source 12 to the target. Thus, by starting sputtering with the substrate shutter 19 closed, it is possible to prevent sputtered particles from adhering to the substrate.

放電を安定させる所定時間(3〜15秒間)の放電安定時間のあと、主制御部100は、図6Eに示すように、ターゲットシャッター14を開き、プリスパッタを開始する。なお、このとき放電が開始しないなどの異常が発生した場合には、主制御部100は、放電電圧電流の監視により、それを検知し、成膜シーケンスを停止することができる。問題が無いときには前述の通りターゲットシャッター14が開かれるので、スパッタ粒子がシールドの内壁に付着して膜が堆積される。なお、反応性スパッタによる堆積を行う場合には、反応性ガス導入系17から反応性ガスを導入する。内壁のシールド40のシールド表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。   After a discharge stabilization time of a predetermined time (3 to 15 seconds) for stabilizing the discharge, the main control unit 100 opens the target shutter 14 and starts pre-sputtering as shown in FIG. 6E. If an abnormality such as the discharge not starting occurs at this time, the main control unit 100 can detect the abnormality by monitoring the discharge voltage current and stop the film forming sequence. When there is no problem, the target shutter 14 is opened as described above, so that the sputtered particles adhere to the inner wall of the shield and deposit a film. In addition, when performing deposition by reactive sputtering, a reactive gas is introduced from the reactive gas introduction system 17. Sputtered particles adhere to the shield surface of the inner wall shield 40 to deposit a film.

プリスパッタ中における基板ホルダーの位置Bは、ラビリンスシールが形成されない。しかし、その後の基板シャッター19の開放動作を行うとき基板ホルダーを退避する動作が不要であるから、シャッターの開動作を迅速に実行することができる。また、基板ホルダー7の基板載置面には既に基板10が載置されているので、わずかに廻り込むスパッタ粒子は、多くの場合問題とはならない。しかし、半導体素子の特性確保のため、わずかに廻り込むスパッタ粒子が問題となる場合には、プリスパッタの間、基板シャッター19を位置Aとしておくとプリスパッタ中のスパッタ粒子の廻り込みを防ぎ、さらに高品位の膜が成膜できる。   A labyrinth seal is not formed at position B of the substrate holder during pre-sputtering. However, since the operation of retracting the substrate holder is not necessary when the subsequent opening operation of the substrate shutter 19 is performed, the opening operation of the shutter can be performed quickly. In addition, since the substrate 10 is already placed on the substrate placement surface of the substrate holder 7, the sputter particles that slightly go around do not cause a problem in many cases. However, in order to secure the characteristics of the semiconductor element, if sputter particles that slightly go around become a problem, setting the substrate shutter 19 to position A during pre-sputtering prevents spatter of sputter particles during pre-sputtering, Further, a high quality film can be formed.

必要な時間だけプリスパッタを行った後、図6Fに示すように主制御部100は、基板シャッター駆動機構32により基板シャッター19を開けて、基板10への成膜を開始する。   After performing the pre-sputtering for a necessary time, the main control unit 100 opens the substrate shutter 19 by the substrate shutter drive mechanism 32 and starts film formation on the substrate 10 as shown in FIG. 6F.

所定の時間放電したのち、図6Gに示すように、主制御部100は、電力の印加を止めることで、放電を停止するとともに、不活性ガスの供給を停止する。さらに主制御部100は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止する。主制御部100は、基板シャッター19とターゲットシャッター14を閉鎖する。図6Hに示すように、主制御部100は、基板ホルダー7を位置Bから位置Cの状態に移動させる。   After discharging for a predetermined time, as shown in FIG. 6G, the main control unit 100 stops the discharge and stops the supply of the inert gas by stopping the application of power. Further, the main control unit 100 stops the supply of the reactive gas when the reactive gas is being supplied. The main control unit 100 closes the substrate shutter 19 and the target shutter 14. As shown in FIG. 6H, the main control unit 100 moves the substrate holder 7 from the position B to the position C.

図6Iに示すように、チャンバーのゲートバルブ42を開け、搬入時と逆順序で基板を搬出して、プリスパッタおよび基板への成膜処理を完了する。   As shown in FIG. 6I, the gate valve 42 of the chamber is opened, the substrate is unloaded in the reverse order to the loading time, and the pre-sputtering and the film forming process on the substrate are completed.

以上の手順により、シャッター機構を動作させることにより、基板へのスパッタ粒子の侵入を防ぎ、高品質の成膜を形成することが可能になる。   By operating the shutter mechanism according to the above procedure, it is possible to prevent the sputter particles from entering the substrate and form a high-quality film.

本実施形態にかかるスパッタリング装置に拠れば、コンディショニング、プリスパッタおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行う際、スパッタ粒子が基板ホルダーの基板載置面に付着するのを防止するスパッタリング装置を提供することが可能になる。   According to the sputtering apparatus according to the present embodiment, a sputtering apparatus is provided that prevents sputtered particles from adhering to the substrate mounting surface of the substrate holder when performing discharge for conditioning, pre-sputtering, and target cleaning. Is possible.

(変形例1)
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。
(Modification 1)
A modified example of the labyrinth seal formed by the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 will be described with reference to FIGS. 7A to 7G.

図7Aは、図1Aに示す装置において基板シャッター19と基板周辺カバーリング21とにより形成されるラビリンスシールの拡大概略図である。このように、基板周辺カバーリングの突起21aと21bの間の位置に対向して設けられた基板シャッターの突起19aにより、基板周辺カバーリング21と基板シャッター19の間にラビリンスシールを形成することができる。基板周辺カバーリング21の突起が2つ(21a、21b)の場合、基板シャッター19の突起19aと、突起21a、21bとの間で、ラビリンスシャッターに形成されるシール空間の屈曲は、破線領域71〜74で示される4箇所になる。   FIG. 7A is an enlarged schematic view of the labyrinth seal formed by the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 in the apparatus shown in FIG. 1A. Thus, the labyrinth seal can be formed between the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19 by the substrate shutter protrusion 19a provided opposite to the position between the substrate peripheral cover ring protrusions 21a and 21b. it can. When the substrate peripheral cover ring 21 has two protrusions (21a, 21b), the bending of the seal space formed in the labyrinth shutter between the protrusion 19a of the substrate shutter 19 and the protrusions 21a, 21b is a broken line region 71. It becomes four places shown by -74.

ラビリンスシールの上下方向の間隔(例えば図7AのD2)は、基板ホルダー7の上下動を制御することで変化させることができる。この場合、基板周辺カバーリング21と基板シャッター19は、接触しないように基板ホルダー7の上下動は主制御部100により制御される。基板周辺カバーリング21と基板シャッター19が接触した場合、基板ホルダー7の基板載置場所にはスパッタ粒子の廻りこみは無くなるが、基板周辺カバーリング21と基板シャッター19の接触部でパーティクルが発生し、好ましくない。パーティクルはその後に搬送され処理される処理基板の成膜の膜質を悪化させ、デバイス収率や特性を悪化させるからである。   The vertical spacing of the labyrinth seal (for example, D2 in FIG. 7A) can be changed by controlling the vertical movement of the substrate holder 7. In this case, the main controller 100 controls the vertical movement of the substrate holder 7 so that the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19 do not contact each other. When the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19 come into contact with each other, spatter particles do not wrap around the substrate mounting location of the substrate holder 7, but particles are generated at the contact portion between the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19. It is not preferable. This is because the particles deteriorate the film quality of film formation on the processing substrate that is subsequently transported and processed, thereby deteriorating the device yield and characteristics.

基板シャッター19を開閉する場合、主制御部100は、基板ホルダー駆動機構31を動作させて、基板周辺カバーリング21の突起(21a、21b)が基板シャッター19の突起(19a)に接触しないような位置(位置B又は位置C)まで基板ホルダー7を下降させる。このような、基板シャッター19の突起と基板周辺カバーリング21の突起とが衝突(接触)しないように主制御部100が行う制御は、以下に説明するラビリンスシールの変形例において同様である。   When the substrate shutter 19 is opened and closed, the main control unit 100 operates the substrate holder driving mechanism 31 so that the protrusions (21a, 21b) of the substrate peripheral cover ring 21 do not contact the protrusions (19a) of the substrate shutter 19. The substrate holder 7 is lowered to a position (position B or position C). The control performed by the main control unit 100 so that the protrusions of the substrate shutter 19 and the protrusions of the substrate peripheral cover ring 21 do not collide (contact) is the same in the modified labyrinth seal described below.

ラビリンスシールは、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21に設けられた突起と突起又は溝の組合せにより形成される。基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の少なくともどちらかが上下動可能であることが必要である。本実施形態では、基板ホルダー7を上下方向に駆動することによって基板周辺カバーリング21の位置が上下方向に移動可能である。   The labyrinth seal is formed by a combination of protrusions and protrusions or grooves provided on the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21. At least one of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 needs to be movable up and down. In the present embodiment, the position of the substrate peripheral cover ring 21 can be moved in the vertical direction by driving the substrate holder 7 in the vertical direction.

基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の突起の数は、それぞれ1つ以上あることが必要である。好ましくはどちらかの突起の数が2つ以上であることが、スパッタ粒子の廻り込みを防止する観点から望ましい。図1Aに対応する図7Aは、基板シャッター19の突起が1つで基板周辺カバーリング21の突起が2つある場合を例示している。   The number of protrusions of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 needs to be one or more. Preferably, the number of either projection is two or more from the viewpoint of preventing the sputtered particles from entering. FIG. 7A corresponding to FIG. 1A illustrates a case where there is one protrusion of the substrate shutter 19 and two protrusions of the substrate peripheral cover ring 21.

図7Bは、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の突起がそれぞれ1つずつの場合を例示している。基板周辺カバーリング21の突起が1つ(21a)の場合、基板シャッター19の突起19aと、突起21aとの間で、ラビリンスシャッターに形成されるシール空間の屈曲は、破線領域75、76で示される2箇所になる。   FIG. 7B illustrates a case where there is one protrusion on each of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21. When the substrate peripheral cover ring 21 has one protrusion (21a), the bending of the seal space formed in the labyrinth shutter between the protrusion 19a of the substrate shutter 19 and the protrusion 21a is indicated by broken line areas 75 and 76. It will be two places.

図7Cは基板シャッター19の突起が2つ(19a、19b)で、基板周辺カバーリング21の突起が1つ(21a)の場合を例示している。図7Dは基板シャッター19の突起が2つ(19a、19b)で、基板周辺カバーリング21の突起が2つ(21a、21b)の場合を例示している。   FIG. 7C illustrates a case where the substrate shutter 19 has two protrusions (19a, 19b) and the substrate peripheral cover ring 21 has one protrusion (21a). FIG. 7D illustrates a case where the substrate shutter 19 has two protrusions (19a, 19b) and the substrate peripheral cover ring 21 has two protrusions (21a, 21b).

また、突起が複数ある場合、例えば、図7Eのように突起の高さが異なっても良い。基板シャッター19と基板周辺カバーリング21が接触しない限り、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21との平坦面の距離D1よりも突起の高さH1又はH2が長くても構わない。図7Eは、距離D1よりもH1が大きい一例である。   When there are a plurality of protrusions, for example, the heights of the protrusions may be different as shown in FIG. 7E. As long as the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 do not contact each other, the height H1 or H2 of the protrusion may be longer than the distance D1 of the flat surface between the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21. FIG. 7E is an example in which H1 is larger than the distance D1.

図7Eでは、基板シャッター19に設けられている突起の高さが異なる例を示しているが、この例に限定されず、基板周辺カバーリング21の突起の高さが異なるように構成することも可能である。   7E shows an example in which the projections provided on the substrate shutter 19 have different heights. However, the present invention is not limited to this example, and the substrate peripheral cover ring 21 may have a different projection height. Is possible.

また基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の突起の角やその付け根は全て直角でなくてもよく、加工やメンテナンスの容易性から、例えばラウンド形状でも構わない。   Further, the corners and bases of the protrusions of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 do not have to be at right angles, and may be round, for example, for ease of processing and maintenance.

また、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21のどちらかに、基板シャッター19あるいは基板周辺カバーリング21に掘り込まれた溝を設け、さらに他方に突起を設け、それらが相対してラビリンスシールを形成する図7Fのような構成でもよい。   In addition, a groove dug in the substrate shutter 19 or the substrate peripheral cover ring 21 is provided on either the substrate shutter 19 or the substrate peripheral cover ring 21, and a protrusion is provided on the other to form a labyrinth seal relative to each other. The configuration as shown in FIG.

また、基板周辺カバーリング21は成膜中に基板の成膜面以外の部分(基板の端部(外周部))に成膜されないようにするマスク部材(シャドウリング)としての機能を有しても良い。基板の端部(外周部)をスパッタ粒子の付着から守るために、例えば、図7Gのように、基板周辺カバーリング21が基板の端部にオーバーラップする領域を有する。基板を機械的に固定するためにオーバーラップ部が基板に接触する構成をもつことがある。あるいは、機械的な固定が不要な場合、基板周辺カバーリング21は基板10に接触しないようにする構成を持つこともできる。   Further, the substrate peripheral cover ring 21 has a function as a mask member (shadow ring) that prevents film formation on a portion other than the film formation surface of the substrate (end portion (outer peripheral portion) of the substrate) during film formation. Also good. In order to protect the end portion (outer peripheral portion) of the substrate from adhesion of sputtered particles, for example, as shown in FIG. 7G, the substrate peripheral cover ring 21 has a region overlapping with the end portion of the substrate. In order to mechanically fix the substrate, the overlap portion may be in contact with the substrate. Alternatively, when mechanical fixing is not required, the substrate peripheral cover ring 21 may be configured not to contact the substrate 10.

(変形例2)
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。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, an example in which a single target is used has been described. However, a sputtering apparatus for a plurality of targets as shown in FIG. 8 may be used. In this case, it is necessary to provide a plurality of target shutters 14 for each target in order to prevent one target from being contaminated by adhesion of sputtered particles from the other target. By doing so, it is possible to operate so as to prevent contamination between targets.

下記の実施例により、本発明にかかる電子デバイスの製造方法を説明する。   The following example illustrates a method for manufacturing an electronic device according to the present invention.

(実施例1)
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。
Example 1
A description will be given of a case where the present invention is applied to prevent TiN peeling from the chamber wall by periodically forming Ti on the chamber wall during TiN film formation. The apparatus uses the apparatus (FIG. 1A) described in the above embodiment. The target 4 uses Ti. The protrusions of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 are those shown in FIG. 7A. In the state of FIG. 7A used in this embodiment, the number of protrusions of the substrate shutter 19 is one, and the number of protrusions of the substrate peripheral cover ring 21 is two.

TiN成膜前のコンディショニング放電(プリスパッタ)は、後述のTiN成膜条件で1200秒、行ったのち、300mm直径のSi基板上にSiO2(1.5nm)/HfSiO(1.5nm)の積層膜が形成されたウェハーを成膜チャンバー1に搬送して基板ホルダー7に載置して、厚み7nmのTiN成膜を行った。   Conditioning discharge (pre-sputtering) before TiN film formation is performed for 1200 seconds under the TiN film formation conditions described later, and then a laminated film of SiO2 (1.5 nm) / HfSiO (1.5 nm) on a 300 mm diameter Si substrate. The wafer on which was formed was transported to the deposition chamber 1 and placed on the substrate holder 7 to form a TiN film having a thickness of 7 nm.

その時のTiN成膜条件は、以下のとおりである。   The TiN film formation conditions at that time are as follows.

・不活性ガスとしてArガス20sccm(sccm:standard cc per minuteの略であり、標準状態である0℃1気圧のcm3単位に換算した1分間あたり供給するガス流量の単位)、反応性ガスとしてN2ガス20sccm、圧力0.04Pa、パワー700W、時間240秒である。   Ar gas 20 sccm as an inert gas (sccm: abbreviation of standard cc per minute, unit of gas flow rate supplied per minute converted to cm 3 at 0 ° C. and 1 atm, which is a standard state), and N 2 as a reactive gas Gas 20 sccm, pressure 0.04 Pa, power 700 W, time 240 seconds.

ウェハーを搬出し、さらに同様の成膜を300枚行い、ウェハーを搬出して処理を終了した。   The wafer was unloaded, and 300 films were formed in the same manner. The wafer was unloaded and the process was completed.

次に、コンディショニング処理を行った。本実施例では基板シャッター19の突起の高さH1は10mmのものが1個、基板周辺カバーリング21の高さH2は10mmのものが2個であり、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21の突起を除く平坦部間の距離Dは15mmとした。基板ホルダー7は、前述の図4Aに示す位置Aの状態となるように配置され、Arガス50sccm、圧力0.04Paとし、パワー1000Wで放電開始させたのち、ターゲットシャッター14を開け、基板シャッター19は閉じたまま、2400秒間のコンディショニング放電を行った。   Next, a conditioning process was performed. In the present embodiment, the height H1 of the projection of the substrate shutter 19 is one 10 mm, and the height H2 of the substrate peripheral cover ring 21 is two 10 mm. The height of the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 is The distance D between the flat portions excluding the protrusions was 15 mm. The substrate holder 7 is arranged so as to be in the state of the position A shown in FIG. 4A described above, Ar gas is 50 sccm, pressure is 0.04 Pa, discharge is started at a power of 1000 W, the target shutter 14 is opened, and the substrate shutter 19 is opened. With the closed, a conditioning discharge was performed for 2400 seconds.

なお、通常、コンディショニング時には基板を基板ホルダー7に置かないが、実験のため本実施例では300mmのSiベア基板を基板ホルダー7の基板載置面に載置して放電を行った。   Normally, the substrate is not placed on the substrate holder 7 during conditioning. However, for the purpose of this experiment, a 300 mm Si bare substrate was placed on the substrate placement surface of the substrate holder 7 for discharge.

放電終了後、基板ホルダー7の上に載置しておいた300mmのSiベア基板を取り出し、全反射蛍光X線分析装置 TXRF:total-reflection X-ray fluorescence(株式会社テクノス社製TREX630IIIx)で基板端から26〜34mmの部分の分析を行ったところ、検出されたTiの量は、検出限界以下であった。   After the discharge is completed, the 300 mm Si bare substrate placed on the substrate holder 7 is taken out, and the substrate is subjected to a total reflection X-ray fluorescence spectrometer TXRF: total-reflection X-ray fluorescence (TREX630IIIx manufactured by Technos Co., Ltd.). When the portion of 26 to 34 mm from the end was analyzed, the amount of Ti detected was below the detection limit.

(実施例2)
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。
(Example 2)
In order to investigate the effect when the shape of the labyrinth path of the labyrinth seal is different from that in the first embodiment, the substrate peripheral cover ring 21 having a different number of protrusions as shown in FIG. The experiment was conducted. The substrate peripheral cover ring 21 (FIG. 7B) used in this example has one protrusion on the substrate shutter 19 and one protrusion on the substrate peripheral cover ring 21. When an experiment was performed under the same conditions as in Example 1, the detected amount of Ti was 2 × 10 10 atms / cm 2.

(比較例1)
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。
(Comparative Example 1)
For comparison, an experiment of conditioning discharge was performed under the same conditions except that the substrate peripheral cover ring 21 and the substrate shutter 19 of the substrate holder 7 had no protrusions and no labyrinth seal. At this time, the experiment was performed with the distance D between the substrate peripheral cover ring 21 and the flat portion of the substrate shutter 19 being the same as in the first and second embodiments. As a result, a Ti film of an extent that can be visually confirmed was formed on the outer periphery of the substrate. Since the formed Ti film was thick, it could not be measured by TXRF. When the film thickness was measured by observing the cross section with a TEM (Transmission Electron Microscope), the film thickness was about 5 nm. The thickness of the Ti film of 5 nm is approximately 3 × 10 16 atoms / cm 2 when calculated with a Ti density of 4.5. Therefore, it was confirmed that the number of sputtered particles traveling around the substrate mounting surface was much larger in the case of this comparative example having no labyrinth seal than in Examples 1 and 2 having the labyrinth seal.

実施例1、2と比較例をまとめると、表1のような結果となる。尚、比較例のTi量(*印)は、膜厚からの換算値を示している。   When Examples 1 and 2 and the comparative example are put together, the results shown in Table 1 are obtained. In addition, Ti amount (* mark) of the comparative example has shown the conversion value from a film thickness.

ラビリンスシールがある実施例1と2は、ラビリンスシールのない比較例よりもTiの量が顕著に少なかった。また、実施例1の基板周辺カバーリング21の突起が2つの場合(シール空間の屈曲が4箇所)には、実施例2の突起が1つのみの場合(シール空間の屈曲は2箇所)よりも検出されたTiの量が少なかった。片方の突起が2つの場合すなわちラビリンスシールの空間の屈曲が4つある場合には、突起が1つずつ、すなわちラビリンスシールの空間の屈曲が2つしかない場合より顕著な原子数レベルの廻り込みを防止する効果が得られた。なお、図7C、図7D、図7E、図7Fについても同様に確認をおこなったところ、実施例1と同様そのTi検出量は検出限界以下であった。これら図7C、図7D、図7E、図7Fではラビリンスシールの屈曲は4つ以上である。すなわち、ラビリンスシールの空間の屈曲が4つ以上である場合には、実施例1と同じかそれ以上の効果が得られるものと推測される。   In Examples 1 and 2 with the labyrinth seal, the amount of Ti was significantly smaller than in the comparative example without the labyrinth seal. Further, when there are two protrusions of the substrate peripheral cover ring 21 of the first embodiment (four seal space bends), the case of the second embodiment has only one protrusion (two seal space bends). Also, the amount of Ti detected was small. When there are two protrusions on one side, that is, when there are four bends in the space of the labyrinth seal, the wrap around the atomic number level is more remarkable than when there is only one protrusion, ie, only two bends in the space of the labyrinth seal. The effect which prevents was acquired. 7C, FIG. 7D, FIG. 7E, and FIG. 7F were confirmed in the same manner. As in Example 1, the Ti detection amount was below the detection limit. In these FIGS. 7C, 7D, 7E, and 7F, the labyrinth seal has four or more bends. That is, when the number of bends in the space of the labyrinth seal is four or more, it is estimated that the same effect as or more than that of the first embodiment can be obtained.

(実施例3)
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。
Example 3
FIG. 9 shows a schematic configuration of a laminated film forming apparatus for flash memory (hereinafter also simply referred to as “laminated film forming apparatus”), which is an example of a vacuum thin film forming apparatus including the film forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. The laminated film forming apparatus shown in FIG. 9 includes a vacuum transfer chamber 910 having a vacuum transfer robot 912 therein. In the vacuum transfer chamber 910, a load lock chamber 911, a substrate heating chamber 913, a first PVD (sputtering) chamber 914, a second PVD (sputtering) chamber 915, and a substrate cooling chamber 917 are respectively connected via a gate valve 920. It is connected.

次に、図9に示した積層膜形成装置の動作について説明する。まず、被処理基板を真空搬送室910に搬出入するためのロードロック室911に被処理基板(シリコンウエハ)をセットし、圧力が1×10−4Pa以下に達するまで真空排気する。その後、真空搬送ロボット912を用いて、真空度が1×10−6Pa以下に維持された真空搬送室910内に被処理基板を搬入し、さらに、所望の真空処理室に搬送する。   Next, the operation of the laminated film forming apparatus shown in FIG. 9 will be described. First, a substrate to be processed (silicon wafer) is set in a load lock chamber 911 for carrying the substrate in and out of the vacuum transfer chamber 910 and evacuated until the pressure reaches 1 × 10 −4 Pa or less. Thereafter, using the vacuum transfer robot 912, the substrate to be processed is carried into the vacuum transfer chamber 910 in which the degree of vacuum is maintained at 1 × 10 −6 Pa or less, and further transferred to a desired vacuum processing chamber.

本実施形態においては、初めに基板加熱室913に被処理基板を搬送して400℃まで加熱し、次に第1のPVD(スパッタリング)室914に搬送して被処理基板上にAl2O3薄膜を15nmの厚さに成膜する。次いで、第2のPVD(スパッタリング)室915に被処理基板を搬送して、その上にTiN膜を20nmの厚さに成膜する。最後に、被処理基板を基板冷却室917内に搬送して、室温になるまで被処理基板を冷却する。全ての処理が終了した後、ロードロック室911に被処理基板を戻し、大気圧になるまで乾燥窒素ガスを導入した後に、ロードロック室911から被処理基板を取り出す。   In the present embodiment, the substrate to be processed is first transferred to the substrate heating chamber 913 and heated to 400 ° C., and then transferred to the first PVD (sputtering) chamber 914 to deposit an Al 2 O 3 thin film on the substrate to be processed by 15 nm. The film is formed to a thickness of. Next, the substrate to be processed is transferred to the second PVD (sputtering) chamber 915, and a TiN film is formed thereon to a thickness of 20 nm. Finally, the substrate to be processed is transferred into the substrate cooling chamber 917, and the substrate to be processed is cooled to room temperature. After all the processes are completed, the substrate to be processed is returned to the load lock chamber 911, and after introducing dry nitrogen gas to atmospheric pressure, the substrate to be processed is taken out from the load lock chamber 911.

本実施形態の積層膜形成装置では、真空処理室の真空度は1×10−6Pa以下とした。本実施形態では、Al2O3膜とTiN膜の成膜にマグネトロンスパッタリング法を用いている。   In the laminated film forming apparatus of this embodiment, the degree of vacuum in the vacuum processing chamber is set to 1 × 10 −6 Pa or less. In this embodiment, the magnetron sputtering method is used for forming the Al2O3 film and the TiN film.

図10は、本発明の実施形態にかかる成膜装置1を用いて、電子デバイスの製造方法に関する電子デバイス製品の処理フローを例示する図である。なお、ここでは成膜装置1に搭載するターゲット4として、Tiを、不活性ガスとしてアルゴンを、反応性ガスとして窒素を使用した場合を例として説明する。   FIG. 10 is a diagram illustrating a processing flow of an electronic device product related to a method for manufacturing an electronic device using the film forming apparatus 1 according to the embodiment of the invention. Here, a case where Ti is used as the target 4 mounted on the film forming apparatus 1, argon is used as an inert gas, and nitrogen is used as a reactive gas will be described as an example.

ステップS1において、ターゲットおよびシールド交換後、真空容器2を排気して所定の圧力に制御される。所定の圧力になったところで、ステップS2において、ターゲットシャッター14と基板シャッター19を閉じた状態で、ターゲットクリーニングを開始する。ターゲットクリーニングとは、ターゲットの表面に付着した不純物や酸化物を除去するために行うスパッタリングのことをいう。ターゲットクリーニングにおいては、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21とがラビリンスシールを形成するような基板ホルダーの高さを設定して行う。このように設定することで、基板ホルダーの基板設置面へスパッタ粒子が付着することを防止できる。なお、ターゲットクリーニングを実施するとき、基板ホルダーに基板を設置した状態で実施しても良い。   In step S1, after exchanging the target and the shield, the vacuum vessel 2 is evacuated and controlled to a predetermined pressure. When the predetermined pressure is reached, in step S2, target cleaning is started with the target shutter 14 and the substrate shutter 19 closed. Target cleaning refers to sputtering performed to remove impurities and oxides attached to the surface of the target. The target cleaning is performed by setting the height of the substrate holder so that the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 form a labyrinth seal. By setting in this way, it is possible to prevent sputter particles from adhering to the substrate mounting surface of the substrate holder. Note that the target cleaning may be performed with the substrate placed on the substrate holder.

次に、ステップS3において、図示しない入力装置より主制御部100に入力された成膜開始の指示に従って、主制御部100により成膜動作が開始される。   Next, in step S <b> 3, the main control unit 100 starts a film forming operation in accordance with a film formation start instruction input to the main control unit 100 from an input device (not shown).

ステップ3で成膜開始の指示がされると、ステップS4のコンディショニングを行う。コンディショニングとは、成膜特性を安定させるために放電を行い、ターゲットをスパッタリングしてスパッタ粒子をチャンバーの内壁等に付着させる処理のことである。   When an instruction to start film formation is given in step 3, conditioning in step S4 is performed. Conditioning is a process in which discharge is performed to stabilize film formation characteristics, and a target is sputtered to adhere sputtered particles to the inner wall of the chamber.

ここでコンディショニングについて、より詳細に説明する。図11はスパッタ成膜装置1を用いてコンディショニングを行う際の手順を示す図である。具体的には、ステップ番号、各処理における時間(設定時間)、ターゲットシャッターの位置(開、閉)、基板シャッターの位置(開、閉)、ターゲット印加電力、Arガス流量、および窒素ガス流量、を示している。これらの手順は記憶装置63に記憶され、主制御部100により連続的に実行される。   Here, the conditioning will be described in more detail. FIG. 11 is a diagram showing a procedure for performing conditioning using the sputter deposition apparatus 1. Specifically, step number, time in each process (set time), target shutter position (open, closed), substrate shutter position (open, closed), target applied power, Ar gas flow rate, and nitrogen gas flow rate, Is shown. These procedures are stored in the storage device 63 and are continuously executed by the main control unit 100.

図11を参照して成膜の手順を説明する。まず、ガススパイクを行う(S1101)。この工程により、チャンバー内の圧力を高くし、次のプラズマ着火工程で放電開始をしやすい状態を作る。この条件はターゲットシャッター14および基板シャッター19は閉状態であり、窒素ガス流量は導入せず、アルゴンガス流量は400sccmである。アルゴンガス流量は次のプラズマ着火工程で着火を容易に行うために100sccm以上であることが好ましい。   A film forming procedure will be described with reference to FIG. First, a gas spike is performed (S1101). By this step, the pressure in the chamber is increased, and a state in which discharge is easily started in the next plasma ignition step is created. In this condition, the target shutter 14 and the substrate shutter 19 are closed, the nitrogen gas flow rate is not introduced, and the argon gas flow rate is 400 sccm. The argon gas flow rate is preferably 100 sccm or more in order to facilitate ignition in the next plasma ignition step.

次に、プラズマ着火工程を行う(S1102)。シャッター位置およびガス条件を保持したままTiターゲットに1000WのDC電力を印加して、プラズマを発生させる(プラズマ着火)。このガス条件を用いることにより、低圧力でおき易いプラズマの発生不良を防止しすることができる。   Next, a plasma ignition process is performed (S1102). While maintaining the shutter position and gas conditions, 1000 W DC power is applied to the Ti target to generate plasma (plasma ignition). By using this gas condition, it is possible to prevent the generation failure of plasma that tends to occur at a low pressure.

次に、プリスパッタ(S1103)を行う。プリスパッタではターゲットに印加される電力(ターゲット印加電力)を維持したままガス条件をアルゴン100sccmに変更する。この手順によりプラズマが失われる事無く、放電を維持する事ができる。   Next, pre-sputtering (S1103) is performed. In pre-sputtering, the gas condition is changed to 100 sccm of argon while maintaining the power applied to the target (target applied power). This procedure can maintain the discharge without losing the plasma.

次に、コンディショニング1(S1104)を行う。コンディショニング1ではターゲット印加電力、ガス流量条件および基板シャッター19の位置を閉じた状態に維持したままターゲットシャッター14を開く。こうすることで、Tiターゲットからのスパッタ粒子を、シールド内壁を含むチャンバー内壁に付着させることにより、シールド内壁を低応力の膜で覆うことが出来る。よってスパッタ膜がシールドから剥離することを防止できるので、剥離した膜がチャンバー内に飛散してデバイス上に落下し、製品の特性を劣化させることを防止できる。   Next, conditioning 1 (S1104) is performed. In conditioning 1, the target shutter 14 is opened while the target applied power, the gas flow rate condition, and the position of the substrate shutter 19 are kept closed. By doing so, the shield inner wall can be covered with a low-stress film by adhering sputtered particles from the Ti target to the chamber inner wall including the shield inner wall. Therefore, it is possible to prevent the sputtered film from being peeled off from the shield, so that it is possible to prevent the peeled film from scattering into the chamber and falling onto the device, thereby deteriorating the characteristics of the product.

次に、再度、ガススパイク(S1105)を行う。ガススパイク工程ではターゲットへの電力印加を停止すると共に、アルゴンガス流量を200sccm、窒素ガス流量を10sccmとする。アルゴンガス流量は次のプラズマ着火工程で着火を容易に行うために後述するコンディショニング2工程(S1108)よりも大きな流量、例えば、100sccm以上であることが好ましい。また、後述するコンディショニング2工程(S1108)では窒素ガスを導入した反応性スパッタ法により窒化膜を成膜するので、ガススパイク工程から窒素ガスを導入することで急激なガス流量変化を防ぐ効果もある。   Next, a gas spike (S1105) is performed again. In the gas spike process, the application of power to the target is stopped, the argon gas flow rate is 200 sccm, and the nitrogen gas flow rate is 10 sccm. The argon gas flow rate is preferably a flow rate larger than the conditioning 2 step (S1108) described later (for example, 100 sccm or more) in order to facilitate ignition in the next plasma ignition step. Further, in the conditioning 2 step (S1108) described later, since the nitride film is formed by the reactive sputtering method in which nitrogen gas is introduced, the introduction of nitrogen gas from the gas spike step also has an effect of preventing a rapid gas flow rate change. .

次に、プラズマ着火工程を行う(S1106)。シャッター位置およびガス流量条件を保持したままTiターゲットに750WのDC電力を印加して、プラズマを発生させる(プラズマ着火)。このガス条件を用いることにより、低圧力で生じやすいプラズマの発生不良を防止しすることができる。   Next, a plasma ignition process is performed (S1106). Plasma is generated by applying DC power of 750 W to the Ti target while maintaining the shutter position and gas flow rate conditions (plasma ignition). By using this gas condition, it is possible to prevent the generation of plasma that tends to occur at a low pressure.

次に、プリスパッタ(S1107)を行う。プリスパッタではターゲット印加電力を維持したままガス流量条件をアルゴン10sccm、窒素ガス10sccmに変更する。この手順によりプラズマが失われる事無く、放電を維持する事ができる。   Next, pre-sputtering (S1107) is performed. In pre-sputtering, the gas flow rate condition is changed to 10 sccm of argon and 10 sccm of nitrogen gas while maintaining the target applied power. This procedure can maintain the discharge without losing the plasma.

次に、コンディショニング2(S1108)を行う。コンディショニング2ではターゲット印加電力、ガス流量条件および基板シャッター19の位置を閉じた状態に維持したままターゲットシャッター14を開く。こうすることで、Tiターゲットからのスパッタ粒子と反応性ガスである窒素が反応し、シールド内壁を含むチャンバー内壁に窒化膜を付着させることにより、次基板成膜工程に移行するときにチャンバー内ガス状態の急激な変化が抑制できる。チャンバー内ガス状態の急激な変化を抑制することで、次の基板成膜工程における成膜を初期より安定して行うことができるので、そのデバイス製造において製造安定性の向上について大きな改善効果がある。   Next, conditioning 2 (S1108) is performed. In conditioning 2, the target shutter 14 is opened while the target applied power, the gas flow rate condition, and the position of the substrate shutter 19 are kept closed. By doing this, the sputtered particles from the Ti target react with nitrogen, which is a reactive gas, and a nitride film is deposited on the inner wall of the chamber including the inner wall of the shield. Rapid changes in state can be suppressed. By suppressing the rapid change of the gas state in the chamber, the film formation in the next substrate film formation process can be performed stably from the beginning, so that there is a great improvement effect on the improvement of manufacturing stability in the device manufacturing. .

以上の各手順に要する時間は最適な値に設定されるが、本実施形態では最初のガススパイク(S1101)を0.1秒、プラズマ着火(S1102)を2秒、プリスパッタ(S1103)を5秒、コンディショニング1(S1104)を240秒、2回目のガススパイク(S1105)を5秒、2回目のプラズマ着火(S1106)を2秒、2回目のプリスパッタを5秒、コンディショニング2(S1108)を180秒とした。   The time required for each of the above procedures is set to an optimum value. In this embodiment, the first gas spike (S1101) is 0.1 seconds, the plasma ignition (S1102) is 2 seconds, and the pre-sputtering (S1103) is 5 seconds. Seconds, conditioning 1 (S1104) for 240 seconds, second gas spike (S1105) for 5 seconds, second plasma ignition (S1106) for 2 seconds, second pre-sputtering for 5 seconds, conditioning 2 (S1108) 180 seconds.

なお、再度のガススパイク工程(S1105)、それに続くプラズマ着火工程(S1106)、プリスパッタ工程(S1107)は省略することもできる。省略した場合には、コンディショニング時間を短縮できる点で望ましい。しかし、アルゴンガス放電であるコンディショニング1工程(S1104)に続いて窒素ガスを添加したコンディショニング2工程(S1108)を続けておこなった場合には、放電を続けながらプラズマの性質が大きく変化することになるので、その過渡状態に起因してパーティクルが増加することがある。そのような場合には、放電を一旦停止してガスを入れ替えることを含むこれらの工程(S1105、S1106、S1107)をコンディショニング1工程(S1104)とコンディショニング2工程(S1108)の間に挿入することによって、コンディショニング中のプラズマ特性の急激な変動をさらに抑えることができるので、パーティクルが発生するリスクを小さくすることができる。   Note that the second gas spike step (S1105), the subsequent plasma ignition step (S1106), and the pre-sputtering step (S1107) can be omitted. If omitted, it is desirable in that the conditioning time can be shortened. However, when the conditioning 2 step (S1108) in which nitrogen gas is added following the conditioning 1 step (S1104), which is an argon gas discharge, is performed, the properties of the plasma change greatly while continuing the discharge. Therefore, particles may increase due to the transient state. In such a case, by inserting these steps (S1105, S1106, S1107) including temporarily stopping the discharge and replacing the gas between the conditioning 1 step (S1104) and the conditioning 2 step (S1108). Since the rapid fluctuation of the plasma characteristics during conditioning can be further suppressed, the risk of generating particles can be reduced.

なお、反応性スパッタであるコンディショニング2(S1108)は、後述する基板上への成膜条件とおおむね同じ条件であることが望ましい。コンディショニング2(S1108)と製品製造工程における基板上への成膜条件をおおむね同じ条件にすることによって、製品製造工程における基板上への成膜をより安定に再現性良く行うことができる。   In addition, it is desirable that conditioning 2 (S1108), which is reactive sputtering, is substantially the same as a film formation condition on a substrate described later. By making the film forming conditions on the substrate in the product manufacturing process substantially the same as in Conditioning 2 (S1108), the film forming on the substrate in the product manufacturing process can be performed more stably and with good reproducibility.

説明を図10に戻し、コンディショニング(S4)の後、基板上への成膜処理を含むステップS5を行う。ここで、図10を参照してステップS5を構成する成膜処理のための手順を説明する。   Returning to FIG. 10, after conditioning (S4), Step S5 including film formation on the substrate is performed. Here, with reference to FIG. 10, the procedure for the film-forming process which comprises step S5 is demonstrated.

まず、基板搬入が行なわれる(S501)。基板搬入工程(S501)では、ゲートバルブ42が開放され、不図示の基板搬送ロボットと不図示のリフト機構とにより、真空チャンバー2内に基板10が搬入され、基板ホルダー7上の基板載置面に載置される。基板ホルダー7は基板を載置したまま成膜位置へと上方へ移動する。   First, a substrate is carried in (S501). In the substrate loading step (S501), the gate valve 42 is opened, the substrate 10 is loaded into the vacuum chamber 2 by a substrate transfer robot (not shown) and a lift mechanism (not shown), and the substrate placement surface on the substrate holder 7 is loaded. Placed on. The substrate holder 7 moves upward to the film forming position with the substrate placed thereon.

次に、ガススパイクを行う(S502)。ガススパイク工程(S502)では、ターゲットシャッター14および基板シャッター19は閉状態であり、アルゴンガスを、例えば、200sccm、窒素ガスを10sccm導入する。ここでアルゴンガスの量は後述する成膜工程(S506)で導入されるアルゴンガスの量よりも多いことが放電開始の容易さの観点から望ましい。ガススパイク工程(S502)に要する時間は、次の着火工程(S503)で必要とされる圧力を確保できればよいので、例えば、0.1秒程度である。   Next, a gas spike is performed (S502). In the gas spike step (S502), the target shutter 14 and the substrate shutter 19 are closed, and argon gas, for example, 200 sccm and nitrogen gas, 10 sccm are introduced. Here, it is desirable that the amount of argon gas is larger than the amount of argon gas introduced in the film forming step (S506) to be described later from the viewpoint of ease of starting discharge. The time required for the gas spike step (S502) is, for example, about 0.1 seconds, as long as the pressure required in the next ignition step (S503) can be secured.

次にプラズマ着火を行う(S503)。プラズマ着火工程(S503)では、ターゲットシャッター14および基板シャッター19は閉状態を維持し、アルゴンガスと窒素ガスの流量も、ガススパイク工程(S502)での条件と同じままで、ターゲット4に、例えば750Wの直流(DC)電力を印加し、ターゲットのスパッタ面の近傍に放電プラズマを発生させる。プラズマ着火工程(S503)に要する時間は、プラズマが着火する程度の時間であればよく、例えば、2秒である。   Next, plasma ignition is performed (S503). In the plasma ignition process (S503), the target shutter 14 and the substrate shutter 19 remain closed, and the flow rates of argon gas and nitrogen gas remain the same as the conditions in the gas spike process (S502), and the target 4 A direct current (DC) power of 750 W is applied to generate discharge plasma in the vicinity of the sputtering surface of the target. The time required for the plasma ignition step (S503) may be as long as the plasma is ignited, for example, 2 seconds.

次に、プリスパッタを行う(S504)。プリスパッタ工程(S504)では、ターゲットシャッター14および基板シャッター19は閉状態を維持し、アルゴンガスの流量を例えば10sccmに減少させ、窒素ガスの流量は10sccmとする。このとき、ターゲットへの直流(DC)電力は、例えば750Wであり、放電は維持されている。プリスパッタ工程(S504)に要する時間は、次の短いコンディショニングのための準備が整うだけの時間であればよく、例えば、5秒である。   Next, pre-sputtering is performed (S504). In the pre-sputtering step (S504), the target shutter 14 and the substrate shutter 19 are kept closed, the flow rate of argon gas is reduced to, for example, 10 sccm, and the flow rate of nitrogen gas is set to 10 sccm. At this time, the direct current (DC) power to the target is, for example, 750 W, and the discharge is maintained. The time required for the pre-sputtering step (S504) may be a time required for preparation for the next short conditioning, for example, 5 seconds.

次に、短いコンディショニングを行う(S505)。短いコンディショニング工程(S505)では、ターゲットシャッター14を開いて開状態とする。基板シャッター19は閉状態を維持し、アルゴンガスの流量を10sccm、窒素ガスの流量を10sccmに維持する。このとき、ターゲットへの直流(DC)電力は、例えば750Wであり、放電は維持されている。この短いコンディショニングでは、シールド内壁等へチタンの窒化膜が成膜され、次工程の基板への成膜工程(S506)で安定な雰囲気で成膜するために効果がある。この効果を大きくするため、次工程の基板上への成膜工程(S506)での放電条件とおおむね同じ条件で成膜が行なわれることが望ましい。なお、短いコンディショニング工程(S505)に要する時間は、先のコンディショニング(S4)により雰囲気が整えられているため、先のコンディショニング1(S1104)、コンディショニング2(S1108)よりも短い時間で良く、例えば、5〜30秒程度で良い。   Next, short conditioning is performed (S505). In the short conditioning process (S505), the target shutter 14 is opened and opened. The substrate shutter 19 is kept closed, and the flow rate of argon gas is maintained at 10 sccm, and the flow rate of nitrogen gas is maintained at 10 sccm. At this time, the direct current (DC) power to the target is, for example, 750 W, and the discharge is maintained. In this short conditioning, a titanium nitride film is formed on the inner wall of the shield and the like, and it is effective for forming the film in a stable atmosphere in the film formation process (S506) on the next substrate. In order to increase this effect, it is desirable that film formation is performed under substantially the same conditions as the discharge conditions in the film formation step (S506) on the substrate in the next step. Note that the time required for the short conditioning step (S505) is shorter than the previous conditioning 1 (S1104) and conditioning 2 (S1108) because the atmosphere is adjusted by the previous conditioning (S4). For example, It may be about 5 to 30 seconds.

そして次に、アルゴンガス、窒素ガス、直流電力の条件を、短いコンディショニング工程(S505)の条件と同じに維持して放電を維持し、ターゲットシャッター14を開状態に維持したまま、基板シャッター19を開き、基板への成膜を開始する(S506)。すなわち基板10への成膜条件は、アルゴンガス流量が10sccm、窒素ガス流量が10sccm、ターゲットへ印加する直流電力が750Wである。   Next, the conditions of argon gas, nitrogen gas, and DC power are maintained the same as the conditions of the short conditioning step (S505) to maintain the discharge, and the substrate shutter 19 is maintained while the target shutter 14 is kept open. The film is opened and film formation on the substrate is started (S506). That is, the film forming conditions on the substrate 10 are an argon gas flow rate of 10 sccm, a nitrogen gas flow rate of 10 sccm, and a DC power applied to the target of 750 W.

ターゲット4への電力を停止して基板上への成膜S506を終了したあと、基板搬出507を行う。基板搬出507では、基板ホルダー7が下方に降下移動し、ゲートバルブ42が開放され、不図示の基板搬送ロボットと不図示のリフト機構とにより、基板10の搬出が行なわれる。   After the power to the target 4 is stopped and the film formation S506 on the substrate is completed, the substrate unloading 507 is performed. In the substrate unloading 507, the substrate holder 7 moves downward, the gate valve 42 is opened, and the substrate 10 is unloaded by a substrate transfer robot (not shown) and a lift mechanism (not shown).

次に、コンディショニング要否判断が主制御部100により判断される(S6)。コンディショニング要否判断工程(S6)において、主制御部100は記憶装置63に記憶された判定条件に基づいてコンディショニングの要否を判断する。コンディショニングが必要と判断した場合には、処理をステップS4に戻し、再びコンディショニングを行う(S4)。一方、ステップS6において、主制御部100によりコンディショニングが不要と判断された場合には、次のS7の終了判断へ進む。ステップS7では終了信号が主制御部100に入力されているかどうか、装置に供給される処理用基板があるかどうかなどをもとに判断し、終了しない判断のときは(S7−NO)、処理をステップS501に戻し、再び基板搬入(S501)から成膜(S506)を経て基板搬出(S507)までを行う。この様にして、製品基板への成膜処理が所定の枚数、例えば、数百膜程度続けられる。   Next, the main control unit 100 determines whether or not conditioning is necessary (S6). In the conditioning necessity determination step (S6), the main control unit 100 determines the necessity of conditioning based on the determination conditions stored in the storage device 63. If it is determined that conditioning is necessary, the process returns to step S4, and conditioning is performed again (S4). On the other hand, if it is determined in step S6 that the conditioning is not necessary by the main control unit 100, the process proceeds to the next determination of S7. In step S7, a determination is made based on whether or not an end signal is input to the main control unit 100, whether or not there is a processing substrate supplied to the apparatus, and if it is determined not to end (S7-NO), the processing is performed. Is returned to step S501, and the process from the substrate loading (S501) to the substrate unloading (S507) through the film formation (S506) is performed again. In this way, the film forming process on the product substrate is continued for a predetermined number, for example, about several hundred films.

コンディショニング要否判断工程(S6)によりコンディショニング開始すべきであると判定される一例を説明する。連続処理の後、製品待ち時間などの理由により、待機時間が発生することがある。記憶装置63に記憶された判定条件からコンディショニングが必要とされる待機時間が発生した場合、主制御部100はコンディショニングが必要と判断し、再度、ステップS4のコンディショニングを実施する。このコンディショニングにより、シールド内面に付着したTiNなどの高応力な膜のさらに上面を、Tiなどの低応力の膜で覆うことが出来る。TiNが連続的にシールドに付着していくと、TiN膜の応力が高く且つシールドとの密着性が弱いため膜ハガレが発生してパーティクルとなる。このために、膜ハガレを防止することを目的として、Tiスパッタを行う。   An example in which it is determined that the conditioning should be started in the conditioning necessity determination step (S6) will be described. After continuous processing, waiting time may occur for reasons such as product waiting time. When a standby time that requires conditioning occurs from the determination condition stored in the storage device 63, the main control unit 100 determines that conditioning is necessary, and performs the conditioning in step S4 again. By this conditioning, the upper surface of a high stress film such as TiN attached to the inner surface of the shield can be covered with a low stress film such as Ti. When TiN continuously adheres to the shield, the stress of the TiN film is high and the adhesion with the shield is weak, so that film peeling occurs and becomes particles. For this purpose, Ti sputtering is performed for the purpose of preventing film peeling.

Ti膜はシールドや、TiN膜との密着性が高くTiN膜のハガレ防止の効果(壁塗り効果)がある。この場合シールド全体にスパッタするために、基板シャッターを用いて行うのが効果的である。本発明の実施形態にかかるスパッタ成膜装置1によれば、基板シャッター19と基板周辺カバーリング21がラビリンスシールを形成するため、基板ホルダーの基板設置面にスパッタ膜が堆積することなくコンディショニングを行うことが出来る。このコンディショニングの後、再び成膜処理S5(S501〜S507)を行う。   The Ti film has high adhesion to the shield and TiN film, and has an effect of preventing peeling of the TiN film (wall coating effect). In this case, in order to sputter the entire shield, it is effective to use a substrate shutter. According to the sputter deposition apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the substrate shutter 19 and the substrate peripheral cover ring 21 form a labyrinth seal, and thus conditioning is performed without depositing a sputter film on the substrate installation surface of the substrate holder. I can do it. After this conditioning, the film forming process S5 (S501 to S507) is performed again.

以上のように、コンディショニングを行い、その後、製品処理の手順をターゲット寿命まで繰り返す。その後は、メンテナンスとなり、シールドおよびターゲットを交換した後、初期のターゲットクリーニングから繰り返すことになる。   As described above, conditioning is performed, and then the product processing procedure is repeated until the target lifetime. Thereafter, maintenance is performed, and after the shield and target are replaced, the initial target cleaning is repeated.

以上の手順により、シールドに付着した膜の剥離を防止し、さらに基板ホルダーの基板設置面にスパッタ膜を付着させることなく、電子デバイスを製造することが出来る。本実施形態ではターゲット寿命をもってメンテナンスを行う例を示したが、シールド交換のためのメンテナンスにも同様の運用を行う。また、ここでは、待機時間が発生した場合のコンディショニング開始例を説明したが、コンディショニングの開始条件(コンディショニング要否判断の条件)は上記の例に限定されるものではない。   By the above procedure, it is possible to manufacture an electronic device without preventing the film attached to the shield from being peeled off and without attaching a sputtered film to the substrate mounting surface of the substrate holder. In the present embodiment, an example in which maintenance is performed with a target life is shown, but the same operation is performed for maintenance for shield replacement. In addition, here, an example of the conditioning start when the standby time occurs has been described, but the condition for starting the conditioning (condition for determining whether conditioning is necessary) is not limited to the above example.

図12はコンディショニングの開始条件(コンディショニング要否判断の条件)を例示的に説明する図である。コンディショニングを開始するための判定条件は、処理された基板の総数、処理されたロットの総数、成膜された総膜厚、ターゲットへ印加された電力量、シールド交換後にそのシールドで成膜するためにターゲットへ印加された電力量、待機時間および処理の対象となる電子デバイスの変更等にともなう成膜条件の変更である。   FIG. 12 is a diagram illustratively explaining the condition for starting conditioning (condition for determining whether conditioning is necessary). The judgment conditions for starting conditioning are the total number of processed substrates, the total number of processed lots, the total film thickness formed, the amount of power applied to the target, and the film formation on that shield after the shield replacement This is a change in the film forming conditions accompanying the change in the amount of power applied to the target, the standby time and the electronic device to be processed.

コンディショニングの開始タイミングは、ロット(製造工程を管理する上で便宜的に設定される基板の束であり、通常は基板25枚を1ロットとする)の処理終了後とすることができる。処理すべきロット(処理ロット)が複数ある場合には、処理ロットの総数が判定条件となり、総ロットの処理終了後をコンディショニングの開始タイミングとすることができる(コンディショニング開始条件1、3、5、7、9、11)。あるいは、ロットの処理途中であっても、ロットに関する条件を除く前述の判定条件のいずれかを満たした場合に、処理中に割り込んでコンディショニングの開始タイミングとすることができる(コンディショニング開始条件2、4、6、8、10、12)。   The start timing of conditioning can be after the end of processing of a lot (a bundle of substrates set for convenience in managing the manufacturing process, and usually 25 substrates are set as one lot). When there are a plurality of lots to be processed (processing lots), the total number of processing lots becomes the determination condition, and the processing start timing after the processing of all the lots can be set (conditioning start conditions 1, 3, 5, 7, 9, 11). Alternatively, even during the lot processing, if any of the above-described determination conditions excluding the lot-related conditions is satisfied, the processing can be interrupted and used as the conditioning start timing (conditioning start conditions 2, 4). , 6, 8, 10, 12).

処理された基板の総数によって判定する方法(1201)は、ロットを構成する基板枚数が変動してもコンディショニング間隔が一定になる利点がある。処理ロットの総和によって判定する方法(1202)は、ロット数で工程管理がなされている場合、コンディショニング時期が予測できる利点がある。   The method (1201) of determining by the total number of processed substrates has an advantage that the conditioning interval is constant even if the number of substrates constituting the lot varies. The method (1202) for determining based on the sum of the processing lots has an advantage that the conditioning time can be predicted when the process management is performed by the number of lots.

成膜装置が成膜した膜厚によって判定する方法(1203)は、シールドからの膜剥離が膜厚の増加に依存する場合、適切なタイミングでコンディショニングを実施できる利点がある。ターゲットの積算電力によって判定する方法(1204)は、ターゲット表面が成膜処理によって変化する場合、適切なタイミングでコンディショニングを実施できる利点がある。シールドあたりの積算電力で判定する方法(1205)は、シールド交換とターゲット交換の周期がずれる場合であっても、適切なタイミングでコンディショニングを実施できる利点がある。待機時間によって判定する方法(1206)は、待機時間中に成膜室内の残留ガス濃度や温度が変化し、成膜特性が悪化する懸念がある場合、成膜特性を良好な状態で安定させる効果がある。基板への成膜条件(製品製造条件)の変更を判定条件とする方法(1207)は、成膜条件が変更される場合でも安定に基板上への成膜ができる効果がある。成膜条件が変更されるとシールド内壁表面やターゲット表面の状態が変化する。これらの変化はシールド内壁表面やターゲット表面のゲッタリング性能等によるガス組成の変動や電気的性質の変動などに繋がるため、結果として基板への成膜特性のロット内変動の原因となる。基板への成膜条件(製品製造条件)の変更を判定条件とする方法(1207)は、そのような不良を抑制する効果がある。   The determination method (1203) based on the film thickness formed by the film forming apparatus has an advantage that conditioning can be performed at an appropriate timing when film peeling from the shield depends on an increase in film thickness. The method (1204) for determining based on the integrated power of the target has an advantage that conditioning can be performed at an appropriate timing when the target surface changes due to the film formation process. The method (1205) for determining by the integrated power per shield has an advantage that conditioning can be performed at an appropriate timing even when the cycle of shield replacement and target replacement is shifted. The method (1206) for determining by the standby time is an effect of stabilizing the film formation characteristics in a good state when there is a concern that the residual gas concentration or temperature in the film formation chamber changes during the standby time and the film formation characteristics deteriorate. There is. The method (1207) using the change of the film formation condition (product manufacturing condition) on the substrate as the determination condition has an effect that the film can be stably formed on the substrate even when the film formation condition is changed. When the film forming conditions are changed, the state of the shield inner wall surface and the target surface changes. These changes lead to variations in gas composition and electrical properties due to the gettering performance of the shield inner wall surface and the target surface, and as a result, cause variations in deposition properties on the substrate within the lot. The method (1207) using the change of the film formation condition (product manufacturing condition) on the substrate as the determination condition has an effect of suppressing such a defect.

ロット処理後にコンディショニングを実施する方法は、ロット単位で生産工程を管理している場合には、ロット処理が中断することを防ぐ効果がある(コンディショニング開始条件1、3、5、7、9、11)。ロット処理中にコンディショニングを割りこむ方法は、正確なコンディショニングタイミングで実施できる利点がある(コンディショニング開始条件2、4、6、8、10、12)。成膜条件の変更が判定条件となる場合、ロット処理前にコンディショニングが実施される(コンディショニング開始条件13)。   The method of performing conditioning after lot processing has an effect of preventing the lot processing from being interrupted when the production process is managed in units of lots (conditioning start conditions 1, 3, 5, 7, 9, 11 ). The method of interrupting the conditioning during the lot processing has an advantage that it can be carried out at an accurate conditioning timing (conditioning start conditions 2, 4, 6, 8, 10, 12). When the change of the film forming condition becomes the determination condition, the conditioning is performed before the lot processing (conditioning start condition 13).

図13は、本発明の実施形態にかかるスパッタ成膜装置1を用いて図10の処理を実施したとき、基板上に付着したパーティクル個数を一日に1回測定した結果を示す図である。横軸は測定日を示し、縦軸は直径300mmシリコン基板上に観測された0.09μm以上のパーティクル数を表わしている。パーティクル数の計測は、KLAテンコール社製の表面検査装置「SP2」(商品名)を用いて実施した。本データは、16日間という、比較的長期にわたり、基板あたり10個以下という極めて良好なパーティクル数が維持できたことを示している。   FIG. 13 is a diagram showing a result of measuring the number of particles adhering on the substrate once a day when the process of FIG. 10 is performed using the sputter deposition apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. The horizontal axis represents the measurement date, and the vertical axis represents the number of particles of 0.09 μm or more observed on a 300 mm diameter silicon substrate. The number of particles was measured using a surface inspection apparatus “SP2” (trade name) manufactured by KLA Tencor. This data shows that a very good number of particles of 10 or less per substrate could be maintained over a relatively long period of 16 days.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, in order to make the scope of the present invention public, the following claims are attached.

Claims (1)

ターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、回転機構に接続され基板を載置するための基板ホルダーと、を含む真空容器内に使用される遮蔽部材であって、
前記基板ホルダーの近傍に配置され、第1の駆動手段により、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の部材と、
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第2の部材と、を有し、
前記第2の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同心円状の第1の突起部が、前記第1の部材に形成されており、
前記基板ホルダーが前記第1の部材に接近した位置で、前記第1の突起部と非接触の状態で嵌り合い、前記第1の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同心円状の第2の突起部が、前記第2の部材に形成されていることを特徴とする遮蔽部材。


A shielding member used in a vacuum vessel including a target holder for holding a target and a substrate holder connected to a rotation mechanism for placing a substrate,
It is arranged in the vicinity of the substrate holder, and is closed by the first driving means so as to shield between the substrate holder and the target holder or opened between the substrate holder and the target holder. A first member for,
And a second member installed on the surface of the substrate holder and on the outer periphery of the substrate,
Concentric first projections having at least one ring shape extending in the second member direction are formed on the first member,
At a position where the substrate holder is close to the first member, the concentric first shape has at least one ring shape that fits in a non-contact state with the first protrusion and extends in the direction of the first member. 2. A shielding member, wherein two protrusions are formed on the second member.


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