JP6875798B2 - 摩耗予測装置、摩耗予測方法、摩耗予測プログラム - Google Patents
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Description
<構成>
本実施の形態に係る摩耗予測装置は、マグネトロンスパッタリングによりスパッタリングを行うマグネトロンスパッタ装置において、基板上に成膜する対象であるターゲットの摩耗度合を予測するとともに、基板上に成膜された薄膜の膜厚を予測する。まず、摩耗予測装置が予測するターゲットを取り付けるマグネトロンスパッタ装置について説明する。
図7を用いて摩耗予測装置500の動作を説明する。ここでは、マグネトロンスパッタ装置100において用いるターゲット131及び基板132の種別の情報や、配置情報、磁力強度情報については、既に受信して、記憶部502に記憶している状態であるとして説明する。
マグネトロンスパッタ装置のターゲットの摩耗度合の予測にあたっては、特許文献1にも示されるように、磁力を考慮する必要がある。しかしながら、上記特許文献1における予測手法では、電子の動きや、イオン分布等様々な要素を考慮に入れて膜厚を予測することになるため、その演算量が膨大になるという問題がある。そこで、発明者らは、マグネットユニット110の磁力だけからターゲット131の摩耗度を予測できれば、演算量を軽減できるのではないかとの発想に至った。
以上に説明したように、本実施の形態に係る摩耗予測装置500は、磁界の磁束密度成分が所定値以上(不活性ガスの第1イオン化エネルギーを超える速度を電子に与えることができる磁束密度以上)となる箇所を特定し、特定した箇所に基づいてマグネトロンスパッタ装置100に取り付けられたターゲット131の摩耗度を予測する。そして、摩耗予測装置500は、予測した摩耗度に基づいて、マグネトロンスパッタ装置100に載置された基板132に成膜された薄膜の膜厚を予測する。摩耗予測装置500は、電子の動きやイオンの分布等を考慮せず、マグネトロンスパッタ装置100に設けられた磁性体112の配置とその磁力強度、ターゲット131の素材、基板132の素材、電源130の電圧値だけで、ターゲット131の摩耗度を予測することができるので、摩耗予測のための演算処理を従来よりも軽減することができる。したがって、摩耗予測装置500は、基板に成膜する際の試験を行う工程における試作工程に係る時間を短縮することができる。
本実施の形態に係る摩耗予測装置500を実現するための手法は、上記実施の形態に示した態様に限定されるものではない。以下、各種の変形例について説明する。
110 マグネットユニット
111 軸
112a、112b、112c、112d 磁性体
120 ターゲット取付部
130 電源
131 ターゲット
132 基板
140 ステージ
150 チャンバー
160a、160b 防着板
180 不活性ガス注入器
190 真空装置
500 摩耗予測装置
501 通信部
502 記憶部
503 制御部
Claims (9)
- 基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットの裏面に配され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配したマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットに対向させて配置する前記基板と、前記基板を載置するステージと、前記ターゲットとをチャンバー内部に含み、前記ターゲットの成分が前記チャンバーに付着するのを防止する防着板を備え、前記防着板は前記ステージと連結して電圧を印加するための正極となり、前記ターゲットは、電圧を印加するための負極となる、前記ターゲットとの間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの摩耗予測装置であって、
少なくとも前記複数の磁性体各々の配置位置を示す配置情報と、各磁性体の磁力強度を示す磁力強度情報と、前記電圧の電圧値情報と、前記防着板と前記ステージとが成す形状を示す形状情報と、を受け付ける受付部と、
前記受付部が受け付けた磁性体の配置情報と、各磁性体の磁力強度情報とに基づいて、前記マグネットユニットが発生する磁場の分布を特定する磁場特定部と、
前記磁場特定部が特定した磁場の分布に基づいて、前記電圧値情報を加味して前記ターゲットの摩耗度合を予測する摩耗予測部と、
前記形状情報に基づいて、前記電圧が印加されたときの電場の分布を特定する電場特定部と、
前記特定した電場に基づいて、前記摩耗予測部が予測した摩耗度合を水平方向にずらす補正をする補正部とを制御部に備えることを特徴とする摩耗予測装置。 - 前記マグネットユニットは、所定の軸を中心として回動するように構成されており、
前記マグネトロンスパッタ装置は、前記マグネットユニットを回動させて前記成膜を行うものであり、
前記摩耗予測部は、前記磁場の分布を前記所定の軸を中心に回転させて面積分した結果に基づいて、前記ターゲットの摩耗度合を予測する
ことを特徴とする請求項1に記載の摩耗予測装置。 - 前記磁場特定部は、前記磁性体の配置情報と、前記磁力強度情報とに基づいて、前記ターゲットに平行な方向の磁力成分を特定し、当該磁力成分に基づいて移動する電子の速度が所定値以上となる磁場の分布を特定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の摩耗予測装置。 - 前記マグネトロンスパッタ装置の前記チャンバーにおいて、前記ターゲットと前記基板との間に不活性ガスを充てんされ、
前記マグネトロンスパッタ装置は、前記不活性ガスの成分に前記磁場が形成する磁場により移動する電子を衝突させて生成される当該不活性ガスに基づくイオン分子を前記ターゲットに衝突させることで、前記ターゲットのイオン分子を前記基板上に成膜するものであり、
前記速度は、前記不活性ガスを構成する成分のイオン化エネルギーに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項3に記載の摩耗予測装置。 - 前記摩耗予測装置は、さらに、
前記補正後のターゲットの摩耗度合に基づいて、前記基板上に成膜される薄膜の膜厚を予測する膜厚予測部を備える
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の摩耗予測装置。 - 前記摩耗予測装置は、さらに、前記膜厚予測部が予測した前記膜厚を示す膜厚情報を出力する第1出力部を備える
ことを特徴とする請求項5に記載の摩耗予測装置。 - 前記摩耗予測装置は、さらに、前記摩耗予測部が予測した前記摩耗度合を示す摩耗度情報を出力する第2出力部を備える
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の摩耗予測装置。 - 基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットの裏面に配され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配したマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットに対向させて配置する前記基板と、前記基板を載置するステージと、前記ターゲットとをチャンバー内部に含み、前記ターゲットの成分が前記チャンバーに付着するのを防止する防着板を備え、前記防着板は前記ステージと連結して電圧を印加するための正極となり、前記ターゲットは、電圧を印加するための負極となる、前記ターゲットとの間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの摩耗度合を予測する摩耗予測方法であって、
少なくとも前記複数の磁性体各々の配置位置を示す配置情報と、各磁性体の磁力強度を示す磁力強度情報と、前記電圧の電圧値情報と、前記防着板と前記ステージとが成す形状を示す形状情報と、を受け付ける受付ステップと、
前記受付ステップが受け付けた磁性体の配置情報と、各磁性体の磁力強度情報とに基づいて、前記マグネットユニットが発生する磁場の分布を特定する磁場特定ステップと、
前記磁場特定ステップが特定した磁場の分布に基づいて、前記電圧値情報を加味して前記ターゲットの摩耗度合を予測する摩耗予測ステップと、
前記形状情報に基づいて、前記電圧が印加されたときの電場の分布を特定する電場特定ステップと、
前記特定した電場に基づいて、前記摩耗予測ステップにより予測された摩耗度合を水平方向にずらす補正をする補正ステップとを実行することを特徴とする摩耗予測方法。 - 基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットの裏面に配され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配したマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットに対向させて配置する前記基板と、前記基板を載置するステージと、前記ターゲットとをチャンバー内部に含み、前記ターゲットの成分が前記チャンバーに付着するのを防止する防着板を備え、前記防着板は前記ステージと連結して電圧を印加するための正極となり、前記ターゲットは、電圧を印加するための負極となる、前記ターゲットとの間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの摩耗度合を予測する摩耗予測プログラムであって、
コンピュータに、
少なくとも前記複数の磁性体各々の配置位置を示す配置情報と、各磁性体の磁力強度を示す磁力強度情報と、前記電圧の電圧値情報と、前記防着板と前記ステージとが成す形状を示す形状情報と、を受け付ける受付機能と、
前記受付機能が受け付けた磁性体の配置情報と、各磁性体の磁力強度情報とに基づいて、前記マグネットユニットが発生する磁場の分布を特定する磁場特定機能と、
前記磁場特定機能が特定した磁場の分布に基づいて、前記電圧値情報を加味して前記ターゲットの摩耗度合を予測する摩耗予測機能と、
前記形状情報に基づいて、前記電圧が印加されたときの電場の分布を特定する電場特定機能と、
前記特定した電場に基づいて、前記摩耗予測機能により予測された摩耗度合を水平方向にずらす補正をする補正機能とを実現させる摩耗予測プログラム。
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