JPH0218384B2 - - Google Patents
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- JPH0218384B2 JPH0218384B2 JP59251062A JP25106284A JPH0218384B2 JP H0218384 B2 JPH0218384 B2 JP H0218384B2 JP 59251062 A JP59251062 A JP 59251062A JP 25106284 A JP25106284 A JP 25106284A JP H0218384 B2 JPH0218384 B2 JP H0218384B2
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- chamber
- residual gas
- vacuum
- pressure
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- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、膜形成に用いる種々の真空装置、
特にスパツタリング装置において、膜形成中の真
空の質をモニタする真空モニタ装置に関するもの
である。
特にスパツタリング装置において、膜形成中の真
空の質をモニタする真空モニタ装置に関するもの
である。
従来のこの種の装置として第３図に示すものが
あつた。図において、１は真空チヤンバ、２はス
パツタターゲツトモジユール、３は高真空ポン
プ、４はロード用予備排気室、５はアンロード用
予備排気室、６は真空チヤンバ１内の搬送系、７
は膜形成を行なう基板、８は高真空測定用ゲー
ジ、９は低真空測定用ゲージ、１０は四重極質量
分析計、１１はArガス流量コントロール系であ
る。
あつた。図において、１は真空チヤンバ、２はス
パツタターゲツトモジユール、３は高真空ポン
プ、４はロード用予備排気室、５はアンロード用
予備排気室、６は真空チヤンバ１内の搬送系、７
は膜形成を行なう基板、８は高真空測定用ゲー
ジ、９は低真空測定用ゲージ、１０は四重極質量
分析計、１１はArガス流量コントロール系であ
る。
次に動作について説明する。スパツタリング装
置により形成される膜の純度は、真空チヤンバ１
内の残留ガス（H2O，N2，O2等）により大きく
影響される。従つて良質な膜を得るためには、こ
の残留ガスを所定値以下に管理することが必要と
なる。
置により形成される膜の純度は、真空チヤンバ１
内の残留ガス（H2O，N2，O2等）により大きく
影響される。従つて良質な膜を得るためには、こ
の残留ガスを所定値以下に管理することが必要と
なる。
そして第３図に示す従来のスパツタリング装置
では、この残留ガス量の管理を電離真空計のよう
な高真空測定用ゲージ８あるいは四重極質量分析
計１０により行なつていた。
では、この残留ガス量の管理を電離真空計のよう
な高真空測定用ゲージ８あるいは四重極質量分析
計１０により行なつていた。
即ち、従来のスパツタリング装置において、膜
を形成する場合、まず真空チヤンバ１内を高真空
ポンプ３により排気し、その時の到達真空度を高
真空測定用ゲージ８により読み取るか、あるいは
四重極質量分析計１０により残留ガス分圧を読み
取り、それが所定値（例えば５×10-7Torr）以
下であることを確認する。
を形成する場合、まず真空チヤンバ１内を高真空
ポンプ３により排気し、その時の到達真空度を高
真空測定用ゲージ８により読み取るか、あるいは
四重極質量分析計１０により残留ガス分圧を読み
取り、それが所定値（例えば５×10-7Torr）以
下であることを確認する。
次にグロー放電を起こさせるためのArガスを
真空チヤンバ１内に導入し、ピラニーゲージ，シ
ユルツ形電離真空形，バラトロンゲージのような
低真空測定用ゲージ９によりチヤンバ１内圧力が
所定値（例えば２〜20×10-3Torr）であること
を確認する。
真空チヤンバ１内に導入し、ピラニーゲージ，シ
ユルツ形電離真空形，バラトロンゲージのような
低真空測定用ゲージ９によりチヤンバ１内圧力が
所定値（例えば２〜20×10-3Torr）であること
を確認する。
その後、初めてスパツタターゲツト２に高電圧
を印加してグロー放電を起こし、スパツタリング
による膜形成を行なうようにしていた。
を印加してグロー放電を起こし、スパツタリング
による膜形成を行なうようにしていた。
従来の装置では以上のような手順により真空チ
ヤンバ１内の残留ガスのチエツクを行なつている
ので、バツチ型装置、インライン型装置のよう
に、膜形成作業毎にArガスの供給が停止されて
チヤンバ１内が高真空に排気されることを確認す
る方式の場合は良いが、連続型装置のように、真
空チヤンバ１内にArガスを流し続け、グロー放
電を維持しながら膜形成を行なうとともに、ロー
ド用予備排気室４及びアンロード用予備排気室５
を利用して基板７を出し入れする方式では、膜形
成時の残留ガスはこれを全く管理できないという
欠点があつた。これは、後者の方式では、真空チ
ヤンバ１内は常時Arガスが流れて、２〜20×
10-3Torrの圧力となつているので、高真空測定
用ゲージ８や四重極質量分析計１０は使用でき
ず、また低真空測定用ゲージ９ではその雰囲気中
の５×10-7Torrの残留ガス（全体の圧力の25〜
250ppmに相当）を全く検知できないためである。
ヤンバ１内の残留ガスのチエツクを行なつている
ので、バツチ型装置、インライン型装置のよう
に、膜形成作業毎にArガスの供給が停止されて
チヤンバ１内が高真空に排気されることを確認す
る方式の場合は良いが、連続型装置のように、真
空チヤンバ１内にArガスを流し続け、グロー放
電を維持しながら膜形成を行なうとともに、ロー
ド用予備排気室４及びアンロード用予備排気室５
を利用して基板７を出し入れする方式では、膜形
成時の残留ガスはこれを全く管理できないという
欠点があつた。これは、後者の方式では、真空チ
ヤンバ１内は常時Arガスが流れて、２〜20×
10-3Torrの圧力となつているので、高真空測定
用ゲージ８や四重極質量分析計１０は使用でき
ず、また低真空測定用ゲージ９ではその雰囲気中
の５×10-7Torrの残留ガス（全体の圧力の25〜
250ppmに相当）を全く検知できないためである。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、真空チヤンバ内の
残留ガスを正確にモニタできる真空モニタ装置を
提供することを目的としている。
去するためになされたもので、真空チヤンバ内の
残留ガスを正確にモニタできる真空モニタ装置を
提供することを目的としている。
この発明に係る真空モニタ装置は、高真空排気
系を有する分析室を圧力変換オリフイスを介して
真空チヤンバに結合し、この分析室内に四重極質
量分析計を配設して真空チヤンバ内の残留ガス分
圧をモニターし、残留ガス分圧が所定の管理限界
値以上になつた場合にアラームをならすようにし
たものである。
系を有する分析室を圧力変換オリフイスを介して
真空チヤンバに結合し、この分析室内に四重極質
量分析計を配設して真空チヤンバ内の残留ガス分
圧をモニターし、残留ガス分圧が所定の管理限界
値以上になつた場合にアラームをならすようにし
たものである。
この発明では、真空チヤンバ内の残留ガス分圧
は圧力変換オリフイスにより四重極質量分析計で
分析可能な圧力に変換されて分析室内に導入さ
れ、そこで四重極質量分析計により分析されるも
のである。
は圧力変換オリフイスにより四重極質量分析計で
分析可能な圧力に変換されて分析室内に導入さ
れ、そこで四重極質量分析計により分析されるも
のである。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第２図は本発明の一実施例による真空モニタ装
置を示す。図において、１は残留ガス分圧をモニ
タすべき真空チヤンバ、１２は真空チヤンバ１に
連通して結合された分析室、１３は真空チヤンバ
１と分析室１２との間に設けられた仕切り弁、１
４は真空チヤンバ１と分析室１２との間に圧力差
を設けるための圧力変換オリフイス、１５は分析
室１２を高真空状態に保持する排気用高真空ポン
プ（高真空排気系）、１６は分析室ベーキング用
ヒータ、１０は分析室１２に取付けられた四重極
質量分析計、１７は四重極質量分析計１０の出力
信号が設定値以上となつた場合にアラームを発す
るアラーム回路である。
置を示す。図において、１は残留ガス分圧をモニ
タすべき真空チヤンバ、１２は真空チヤンバ１に
連通して結合された分析室、１３は真空チヤンバ
１と分析室１２との間に設けられた仕切り弁、１
４は真空チヤンバ１と分析室１２との間に圧力差
を設けるための圧力変換オリフイス、１５は分析
室１２を高真空状態に保持する排気用高真空ポン
プ（高真空排気系）、１６は分析室ベーキング用
ヒータ、１０は分析室１２に取付けられた四重極
質量分析計、１７は四重極質量分析計１０の出力
信号が設定値以上となつた場合にアラームを発す
るアラーム回路である。
次に作用効果について説明する。
真空チヤンバ１内の残留ガス（H2O，N2，O2
等）分圧を測定できる四重極質量分析計１０の動
作圧力上限は、およそ２×10-5Torr程度である
のに対し、スパツタリング中の真空チヤンバ１内
圧力は２〜20×10-3Torr程度で、四重極質量分
析計１０の動作圧力上限に比し100〜1000倍高い
圧力である。
等）分圧を測定できる四重極質量分析計１０の動
作圧力上限は、およそ２×10-5Torr程度である
のに対し、スパツタリング中の真空チヤンバ１内
圧力は２〜20×10-3Torr程度で、四重極質量分
析計１０の動作圧力上限に比し100〜1000倍高い
圧力である。
例えば、真空チヤンバ１内圧力が10mTorrの
場合を考えてみる。四重極質量分析計10を２×
10-5Torrで動作させるためには、真空チヤンバ
１内圧力を1/500におとす必要があり、そのため
には真空チヤンバ１とは別の分析室１２を設け、
その間に圧力変換用オリフイス１４を入れ、分折
室１２内を高真空ポンプ１５で排気すればよい。
このオリフイス１４としては圧力変換比によつて
異なるが、２〜20×10-3Torrという通常のスパ
ツタリング時の圧力下では1.0〜2.0mmφ程度のも
のを用いる。
場合を考えてみる。四重極質量分析計10を２×
10-5Torrで動作させるためには、真空チヤンバ
１内圧力を1/500におとす必要があり、そのため
には真空チヤンバ１とは別の分析室１２を設け、
その間に圧力変換用オリフイス１４を入れ、分折
室１２内を高真空ポンプ１５で排気すればよい。
このオリフイス１４としては圧力変換比によつて
異なるが、２〜20×10-3Torrという通常のスパ
ツタリング時の圧力下では1.0〜2.0mmφ程度のも
のを用いる。
このようにすれば、四重極質量分析計１０の動
作圧力である２×10-5Torr程度で分析できるわ
けであるが、圧力変換用オリフイス１４を用いて
いるため、圧力変換比Ｒであれば残留ガス分圧も
およそＩ／Ｒとなつている。さきほどの例で言え
ば、５×10-7Torrの残留ガス分圧は、1/500とな
り、１×10-9Torrとなつて検知される。
作圧力である２×10-5Torr程度で分析できるわ
けであるが、圧力変換用オリフイス１４を用いて
いるため、圧力変換比Ｒであれば残留ガス分圧も
およそＩ／Ｒとなつている。さきほどの例で言え
ば、５×10-7Torrの残留ガス分圧は、1/500とな
り、１×10-9Torrとなつて検知される。
従つて分析室１２内の残留ガス分圧のバツクグ
ラウンドは、分析室ベーキング用ヒータ１６を用
い、10-10Torr台まで下げること必要である。
ラウンドは、分析室ベーキング用ヒータ１６を用
い、10-10Torr台まで下げること必要である。
そして本装置においては、真空チヤンバ１内が
スパツタリング時の圧力であつても、四重極質量
分析計１０によつて残留ガス分析が行なわれ、四
重極質量分析計１０の各残留ガス分圧の出力信号
値はアラーム回路１７で処理されて管理限界値に
相当する設定電圧と比較され、スパツタリング中
の突発的なリーク、予備排気室から過度の残留ガ
スの混入等が検知されるとアラームが発せられ、
又アラーム回路１７の出力によつてスパツタリン
グ装置の電源（図示せず）がoffされることとな
る。
スパツタリング時の圧力であつても、四重極質量
分析計１０によつて残留ガス分析が行なわれ、四
重極質量分析計１０の各残留ガス分圧の出力信号
値はアラーム回路１７で処理されて管理限界値に
相当する設定電圧と比較され、スパツタリング中
の突発的なリーク、予備排気室から過度の残留ガ
スの混入等が検知されるとアラームが発せられ、
又アラーム回路１７の出力によつてスパツタリン
グ装置の電源（図示せず）がoffされることとな
る。
以上のような本実施例の装置では、圧力変換オ
リフイスにより真空チヤンバ内の圧力を四重極質
量分析計で測定可能な圧力に変換して分析室に導
入し、そこで四重極質量分析計で残留ガス分圧を
測定するようにしたので、従来不可能であつたス
パツタリング中の残留ガス管理が可能となり、ス
パツタリングにより形成される膜の質を向上でき
る。
リフイスにより真空チヤンバ内の圧力を四重極質
量分析計で測定可能な圧力に変換して分析室に導
入し、そこで四重極質量分析計で残留ガス分圧を
測定するようにしたので、従来不可能であつたス
パツタリング中の残留ガス管理が可能となり、ス
パツタリングにより形成される膜の質を向上でき
る。
また本装置では、アラーム回路で四重極質量分
析計の出力を処理してアラームを発するようにし
たので、残留ガスの管理が容易であり、しかもア
ラーム回路の出力によつて装置の電源を自動的に
offする等の処理が可能となつて装置及び膜質の
信頼性を保証できる。
析計の出力を処理してアラームを発するようにし
たので、残留ガスの管理が容易であり、しかもア
ラーム回路の出力によつて装置の電源を自動的に
offする等の処理が可能となつて装置及び膜質の
信頼性を保証できる。
なお上記実施例では１つの残留ガス（例えば
H2O）分圧のみをモニタする場合について示し
たが、第２図に示すように、四重極質量分析計１
０から一定時間毎に出力される複数の残留ガス
（例えば、H2O，N2，O2，Ar，H2）分圧を時分
割回路１８で処理し、各々の残留ガス分圧につい
てアラーム回路１７を設けるようにすれば、真空
に関するトラブル発生時の診断、及び対策が容易
となる。例えば、N2によるアラームの場合はエ
アー・リーク、H2Oの場合は水のリークあるい
は予備排気室からの大量の残留ガスの持ち込みな
どが考えられる。さらにArの残留ガス分圧をモ
ニタし、Ar流量コントロール系１１にフイード
バツクすることによりAr圧力のコントロールも
可能となり、トータル的な真空モニタシステムと
なる。
H2O）分圧のみをモニタする場合について示し
たが、第２図に示すように、四重極質量分析計１
０から一定時間毎に出力される複数の残留ガス
（例えば、H2O，N2，O2，Ar，H2）分圧を時分
割回路１８で処理し、各々の残留ガス分圧につい
てアラーム回路１７を設けるようにすれば、真空
に関するトラブル発生時の診断、及び対策が容易
となる。例えば、N2によるアラームの場合はエ
アー・リーク、H2Oの場合は水のリークあるい
は予備排気室からの大量の残留ガスの持ち込みな
どが考えられる。さらにArの残留ガス分圧をモ
ニタし、Ar流量コントロール系１１にフイード
バツクすることによりAr圧力のコントロールも
可能となり、トータル的な真空モニタシステムと
なる。
以上のように、この発明によれば、真空チヤン
バと圧力変換オリフイスを介して結合され高真空
排気系を持つ分析室を設け、該分析室で四重極質
量分折計による残留ガス分析を行い、四重極質量
分析計の出力を処理して、残留ガス分圧が所定の
管理限界値以上になつた場合にアラームを発する
ようにしたので、真空チヤンバ内の状態にかかわ
らず、残留ガスの管理が容易にでき、また、アラ
ームによりトラブル発生を即座に検知でき、トラ
ブル発生時の診断及び対策を容易に出来る効果が
ある。
バと圧力変換オリフイスを介して結合され高真空
排気系を持つ分析室を設け、該分析室で四重極質
量分折計による残留ガス分析を行い、四重極質量
分析計の出力を処理して、残留ガス分圧が所定の
管理限界値以上になつた場合にアラームを発する
ようにしたので、真空チヤンバ内の状態にかかわ
らず、残留ガスの管理が容易にでき、また、アラ
ームによりトラブル発生を即座に検知でき、トラ
ブル発生時の診断及び対策を容易に出来る効果が
ある。
第１図はこの発明の一実施例による真空モニタ
装置の構成図、第２図はこの発明の他の実施例に
よる真空モニタ装置の構成図、第３図は従来のス
パツタリング装置における残留ガス検知方法を示
す図である。 １……真空チヤンバ、１０……四重極質量分析
計、１１……Ar流量コントロール系、１２……
分析室、１３……仕切り弁、１４……圧力変換オ
リフイス、１５……分析室排気用高真空ポンプ
（高真空排気系）、１６……分析室ベーキング用ヒ
ータ、１７……アラーム回路。なお図中同一符号
は同一又は相当部分を示す。
装置の構成図、第２図はこの発明の他の実施例に
よる真空モニタ装置の構成図、第３図は従来のス
パツタリング装置における残留ガス検知方法を示
す図である。 １……真空チヤンバ、１０……四重極質量分析
計、１１……Ar流量コントロール系、１２……
分析室、１３……仕切り弁、１４……圧力変換オ
リフイス、１５……分析室排気用高真空ポンプ
（高真空排気系）、１６……分析室ベーキング用ヒ
ータ、１７……アラーム回路。なお図中同一符号
は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 残留ガス分圧をモニタすべき真空チヤンバ
と、 該真空チヤンバに連通して結合された分析室
と、 該分析室内を高真空状態に保持する高真空排気
系と、 上記真空チヤンバから上記分析室に導入された
残留ガスの分圧を分析する四重極質量分析計と、 上記真空チヤンバから上記分析室に導入される
残留ガスの分圧を変換する四重極質量分析計の分
析可能な圧力に変換する圧力変換オリフイスと、 上記残留ガスの分圧値が設定値以上の時にアラ
ームを発するアラーム回路とを備えたことを特徴
とする真空モニタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25106284A JPS61130485A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 真空モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25106284A JPS61130485A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 真空モニタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61130485A JPS61130485A (ja) | 1986-06-18 |
| JPH0218384B2 true JPH0218384B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=17217056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25106284A Granted JPS61130485A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 真空モニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61130485A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280268A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-13 | Hitachi Ltd | 微細加工用真空装置 |
| JP2952894B2 (ja) * | 1989-07-03 | 1999-09-27 | 富士通株式会社 | 真空装置およびプロセスチャンバ内のガス分析方法 |
| JP2945948B2 (ja) * | 1990-12-26 | 1999-09-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体膜作製方法 |
| JP2006329662A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Ulvac Japan Ltd | 質量分析装置およびその使用方法 |
| FR2888587B1 (fr) * | 2005-07-13 | 2007-10-05 | Sidel Sas | Appareil pour le depot pecvd d'une couche barriere interne sur un recipient, comprenant un dispositif d'analyse optique du plasma |
| JP4859423B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2012-01-25 | 三菱重工業株式会社 | 真空処理装置及びその不純物監視方法 |
| JP4865532B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2012-02-01 | 株式会社アルバック | 質量分析ユニット、及び質量分析ユニットの使用方法 |
| JP5219960B2 (ja) * | 2009-08-11 | 2013-06-26 | 株式会社アルバック | プロセスモニタ装置及び成膜装置、並びにプロセスモニタ方法 |
| WO2011057201A2 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Brooks Automation, Inc. | Vacuum quality measurement system |
| CN114813447A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-07-29 | 沈阳天科合达半导体设备有限公司 | 一种高压气体真空分压测量装置及测量方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161063A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Method and device for sticking metallic oxide film on substrate |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP25106284A patent/JPS61130485A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161063A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Method and device for sticking metallic oxide film on substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61130485A (ja) | 1986-06-18 |
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