JPH03267372A

JPH03267372A - 連続成膜方法

Info

Publication number: JPH03267372A
Application number: JP6678990A
Authority: JP
Inventors: Fumiomi Ueda; 文臣上田; Tetsuo Kobayashi; 哲夫小林; Toshihiro Yoshida; 吉田　敏博; Masayoshi Kagawa; 香川　昌慶
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は連続成膜方法にかかり、さらに詳しくはＬＳＩ
や薄膜ヘッド等の機能性薄膜を作成するにあたり、その
薄膜の膜厚又は膜厚及び組成のバラツキを抑えることに
より、後工程のエツチングバラツキや特性バラツキを低
減するのに好敵な連続成膜方法に関する。

〔従来の技術〕

従来技術においては、特開平１−１４７０６６号広報に
開示されているように、スパッタリングや蒸着によって
薄膜を形成する成膜装置において、作成膜厚等を監視す
るために光学的手段あるいは水晶発振器などを使う事が
知られている。これらの技術は、成膜された膜厚が所望
の値になったであろう事を検知して成膜をやめたり、プ
ラズマの輝線の強度等からガス成分を調整したりして、
所望の薄膜を得ようとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術において、光学系で測定する場合
は光学系の受光部に成膜物質が付着して感度を落とした
り、水晶発振器を使う場合は成膜物質が付着していくに
つれて感度が悪くなる事や。

生成膜自体を測定しているわけではないのでそこに自ず
と誤差が生じてくる。これらの事から、上記従来技術を
使って成膜することは、小量生産には適用できても、大
量連続生産には適さないという問題点があった。

本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、大量連続生産において膜厚や組成を監視し、所望の
特性を満たす薄膜の安定した供給を行う連続成膜方法を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の連続成膜方法は、基板又は基板を保持し
た基板トレーを入れる仕込室と、基板上に薄膜を作成す
る成膜室と、基板又は基板トレーを取り出すための搬出
室と、上記仕込室と成膜室と搬出室間において、基板又
は基板トレーを搬送する搬送装置とを備え、順次仕込室
に基板又は基板トレーを入れて、連続して成膜し、成膜
された基板を順次搬出室から取り出すものであり、特に
成膜室から搬出室へ移送するステップにおいて、基板上
に作成された膜の特性を測定し、所定の条件を満足して
いるか否かを判定し、所定の条件を満足していると判定
された場合、基板又は基板トレーを搬出室へ搬送し、所
定の条件を満足していないと判定された場合、基板又は
基板トレーを成膜室に搬送し、上記測定結果に基づいて
追加成膜を行うことを特徴としている。

本発明の第２の連続成膜方法は、基板又は基板を保持し
た基板トレーを入れる仕込室と、基板上に薄膜を作成す
る成膜室と、基板又は基板トレーを取り出すための搬出
室と、上記仕込室と成膜室と搬出室間において、基板又
は基板トレーを搬送する搬送装置とを備え、順次仕込室
に基板又は基板トレーを入れて、連続して成膜し、成膜
された基板を順次搬出室から取り出す連続成膜方法にお
いて、成膜室から搬出室へ移送するステップにおいて、
基板上に作成された膜の特性を測定し、測定結果に基づ
いて成膜室の成膜条件を変更することを特徴としている
。

〔作　用〕

上記第１の発明しこよれば、基板又は基板トレーを成膜
室から搬出室に移送する工程で、例えば測定室内におい
て、成膜状況を測定するように構成したため、測定系の
経時変化を防止することが可能になり、測定誤差を小さ
くすることができる。

そして、上記誤差の少ない測定結果に基づいて、成膜の
良否を判定し、不良の場合は再度成膜室に搬送して成膜
を続行するようにしたため、所定の特性を有する薄膜を
連続して得ることが可能になる。

また、上記第２の発明によれば、測定結果に基づいて、
次の成膜条件（成膜時間、基板温度、投入電力、バイア
ス電圧、ガス圧力等）を変更するため、所望の特性（膜
厚、組成、その低電気伝導度等の諸特性）を有する薄膜
を連続して得ることが可能になる。

〔実施例〕

以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。第１図において、１は成膜室、２は測定室、３は成膜
制御部マイクロコンピュータ、４は比較・判断部マイク
ロコンピュータを示している。成膜室１は、図示しない
予備排気室から搬送された基板を受けいれ、成膜を行う
。成膜終了後、基板は測定室２へ搬送され、所定の成膜
の状態を測定する。測定結果は比較・判断部マイクロコ
ンピュータ４に入力され、あらかじめ入力されている所
望の成膜が行われたか否かが判定される。測定結果が所
望の範囲内であれば、信号ＯＫを出力し、成膜室内の基
板を図示しない搬出室へ搬出する。測定結果が所望の範
囲外であれば、信号ＮＧを出力するとともに、測定され
た異常値や成膜の成度条件を成膜制御部マイクロコンピ
ュータ３に出力する。これによって、測定室２内の基板
が成膜室１に搬送され、成膜室１において成膜制御部マ
イクロコンピュータ３の制御の下に新成膜条件下で追加
成膜が行われる。追加成膜の終了後の測定室２における
測定結果が所望範囲内の値になるまで、上記連の処理が
実行される。尚、上記第１の実施例において、図示しな
い予備排気室と成膜室１と測定室２と図示しない搬出室
は、例えば特開平１−１５９３７４号広報に開示されて
いるような搬送系によって結ばれているものとする。

第２図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である
。第２図に示す成膜装置は、成膜されるべき基板２１も
しくは該基板２１を少なくとも１枚以上保持している基
板トレー２２をい入れる仕込室１１と、真空バルブで該
仕込室と分離された予備排気・加熱室１２と、該基板に
成膜を行う成膜室１３と、成膜された基板を冷却する冷
却室を兼ねた測定室１４と、各処理を終えた基板又は基
板を保持している基板トレーを取り出す搬出室１５から
なる成膜装置であり、各室間は、真空ターゲットバルブ
２４を介して、基板２１もしくは基板トレー２２を移送
する搬送系（例えば特開平１−１５９３７４号広報に示
されているような搬送系）によって結ばれている。図示
するように、予備排気・加熱室１２内には基板加熱ヒー
タ２３が設けられ、成膜室１３内には基板加熱ヒータ２
３とターゲット２５が設けられ、測定室１４内には入線
源２６と受光・カウンタ一部２７とＸ線電源２８と真空
隔壁・光透過部２９等が設けられている。

測定室１４における測定の結果、膜厚が予定より簿□か
った場合、成膜室１３にもどされて追加成膜される。

第３図は第２図に示す成膜装置における成膜室１３と測
定室１４の概略を示す図である。基板トレー２２は搬送
用ローラ３２により移送され、各室は真空バルブ２４に
よって隔てられている。本実施例の場合、非破壊の測定
位置であるＸ線源２６や受光・カウンタ一部２７を真空
槽３０の外に出しているが、中に入れてもよいことは言
うまでもない。

また、第２図に示す実施例においては、成膜法としてＲ
ｆスパッタリングを用いているが、イオンビームスパッ
タや蒸着等を用いても良い。

第４図は本発明の第３の実施例を示すブロック図である
。第４図に示す第３の実施例は、測定室１４の次に、高
周波によりプラズマを発生させ、該プラズマを作成され
た膜にあてることによって膜のエツチングを行うプラズ
マエツチング室１６を設けたことを特徴とするものであ
る。

第５図は本発明の第４の実施例を示すブロック図である
。第５図に示す第４の実施例は、測定室１４の次に第２
の成膜室１７を設けて追加成膜をできるようにし、さら
に次に第２の測定室１８を設けたものである。

以上実施例により、作成した薄膜を測定室にて測定し、
追加成膜やエツチングを行うことにより所望の膜厚を持
つ薄膜を得ることができる。

第６図に諸成膜条件と得られる薄膜の特性を示す。第６
図（ａ）はＳ、０２における成膜時間と膜厚の関係を示
す。これをもとに、追加成膜時間を決めることができる
。また、測定結果と第６図（ａ）に示す特性より、次の
薄膜の形成時間を修正したり、追加成膜時間を求めるこ
とができる。第６図（ｂ）はＮ、−Ｆｅ合金におけるＦ
ｅ含有量を示す。第６図（ｂ）に基づいて、測定結果の
鉄組成のずれよりターゲット・基板間距離を調整するこ
とにより。

次の成膜から鉄組成を合わせることができる。また、第
６図（ｃ）にＡＱ２０３をバイアススパッタ方式で作成
したときの基板側バイアス電位とＡＱ２０３膜中のＡ、
含有量の関係を示す。ＡＱ２０３はＡ、含有量が多いほ
どＮａＯＨなどに対する耐食性が劣るようになり、また
逆にＡ、含有量を少なくするようにバイアス電位を下げ
ると段差部分の力バレージが劣るようになり、適当なバ
イアスを必要とする。これらのことより、Ａ、含有量の
測定結果からバイアス電位を調整することにより、所望
のＡ９２０Ｂ膜を連続して得ることができるようになる
。

尚、以上の実施例において、測定室内に測定装置として
、イオンマイクロアナライザーやオージェ分光分析等の
装置を設けて深さ方向の分析を行うことにより、成膜条
件の時間に対する制御を行うことも可能である。

以上の実施例から明らかなように、所望の膜厚や組成や
膜特性を持つ薄膜を連続して非破壊のもとに得ることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、常に膜厚・組成を管理することができ
、所望の特性を持つ薄膜を連続して大量に得ることがで
きる。また、測定系のを測定室に設けるようにしたため
、測定系の経時変化を抑えることができ、さらに、入手
を介さずに成膜条件の変更が即時にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す説明図、第３図は第２
図に示す成膜室と測定室の詳細を示す断面説明図、第４
図は本発明の第３の実施例を示すブロック図、第５図は
本発明の第４の実施例を示すブロック図、第６図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は成膜条件と膜特性の関係の
例を示す図である。１．１３・・・成膜室、２，１４・・・測定室、３・・
・成膜制御部マイクロコンピュータ、４・・・比較・判
断部マイクロコンピュータ、１１・・・仕込室、１２・
・・予備排気加熱室、１５・・・搬出室、１６・・・エ
ツチング室、１７・・・第２の測定室、１８・・・第２
の測定室、２１・・・基板、２２・・・基板トレー、２
３・・・基板加熱ヒータ、２４・・・真空ゲートバルブ
、２５・・・ターゲット、２６・・・Ｘ線源、２７・・
・受光・カウンタ一部、２８・・・Ｘ線電源、２９・・
・真空隔壁・光透過部、３０・・・真空槽、３１・・・
バルブ用ピストン、３２・・・搬送用ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

１．基板又は基板を保持した基板トレーを入れる仕込室
と、基板上に薄膜を作成する成膜室と、基板又は基板ト
レーを取り出すための搬出室と、上記仕込室と成膜室と
搬出室間において、基板又は基板トレーを搬送する搬送
装置とを備え、順次仕込室に基板又は基板トレーを入れ
て、連続して成膜し、成膜された基板を順次搬出室から
取り出す連続成膜方法において、成膜室から搬出室へ移送するステップにおいて、基板上
に作成された膜の特性を測定し、所定の条件を満足して
いるか否かを判定し、所定の条件を満足していると判定
された場合、基板又は基板トレーを搬出室へ搬送し、所
定の条件を満足していないと判定された場合、基板又は
基板トレーを成膜室に搬送し、上記測定結果に基づいて
追加成膜を行うことを特徴とする連続成膜方法。
２．基板又は基板を保持した基板トレーを入れる仕込室
と、基板上に薄膜を作成する成膜室と、基板又は基板ト
レーを取り出すための搬出室と、上記仕込室と成膜室と
搬出室間において、基板又は基板トレーを搬送する搬送
装置とを備え、順次仕込室に基板又は基板トレーを入れ
て、連続して成膜し、成膜された基板を順次搬出室から
取り出す連続成膜方法において、成膜室から搬出室へ移送するステップにおいて、基板上
に作成された膜の特性を測定し、測定結果に基づいて成
膜室の成膜条件を変更することを特徴とする連続成膜方
法。