JPH05279845A - スパッタリング方法及びその装置 - Google Patents
スパッタリング方法及びその装置Info
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- JPH05279845A JPH05279845A JP8066692A JP8066692A JPH05279845A JP H05279845 A JPH05279845 A JP H05279845A JP 8066692 A JP8066692 A JP 8066692A JP 8066692 A JP8066692 A JP 8066692A JP H05279845 A JPH05279845 A JP H05279845A
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- thin film
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- sputtering apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【構成】スパッタリング成膜において、真空容器内のタ
ーゲット及び基板の周辺に配置された遮蔽板の温度制御
を行ない、該遮蔽板に付着した薄膜の内部応力を抑制
し、異物の飛散を低減させる構成とした。 【効果】本発明を上記構成としたことにより、スパッタ
リング装置におけるターゲット及び薄膜形成基板周辺に
付着したターゲット材料の薄膜が内部応力によりはがれ
を起こし、異物が処理室内に飛散することを抑止するこ
とができ、製造しようとする薄膜素子の品質向上に効果
がある。
ーゲット及び基板の周辺に配置された遮蔽板の温度制御
を行ない、該遮蔽板に付着した薄膜の内部応力を抑制
し、異物の飛散を低減させる構成とした。 【効果】本発明を上記構成としたことにより、スパッタ
リング装置におけるターゲット及び薄膜形成基板周辺に
付着したターゲット材料の薄膜が内部応力によりはがれ
を起こし、異物が処理室内に飛散することを抑止するこ
とができ、製造しようとする薄膜素子の品質向上に効果
がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜素子の製造方法及び
その装置に係り、主にスパッタリング装置によるスパッ
タリングにより薄膜形成する際の基板上への異物（略
０．１μｍ以上の直径を有する付着物）の低減を目的と
した薄膜形成方法及びその装置に関する。
その装置に係り、主にスパッタリング装置によるスパッ
タリングにより薄膜形成する際の基板上への異物（略
０．１μｍ以上の直径を有する付着物）の低減を目的と
した薄膜形成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスパッタリング装置においては、
スパッタリングターゲットからの基板上への異物の付着
を減少させる目的でスパッタリングターゲットがそのス
パッタリングされる面を略鉛直となるように前記基板に
並行に対向するように配置して重力の効果により質量の
比較的大きな異物のみを前記基板に到達しないように構
成されていた。また、成膜室の内部全体にスパッタ粒子
が付着して基板上の異物の原因となることを防止する目
的でターゲットあるいは基板の周辺にステンレス鋼ある
いはアルミニウム等の材料を用いた遮蔽板を基板上にの
み成膜材料が堆積されるような形状に配置して上記遮蔽
板上にスパッタ粒子を集中して堆積させることにより上
記の目的を達成する試みがなされている。
スパッタリングターゲットからの基板上への異物の付着
を減少させる目的でスパッタリングターゲットがそのス
パッタリングされる面を略鉛直となるように前記基板に
並行に対向するように配置して重力の効果により質量の
比較的大きな異物のみを前記基板に到達しないように構
成されていた。また、成膜室の内部全体にスパッタ粒子
が付着して基板上の異物の原因となることを防止する目
的でターゲットあるいは基板の周辺にステンレス鋼ある
いはアルミニウム等の材料を用いた遮蔽板を基板上にの
み成膜材料が堆積されるような形状に配置して上記遮蔽
板上にスパッタ粒子を集中して堆積させることにより上
記の目的を達成する試みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記したような、スパ
ッタリングターゲットがそのスパッタリングされる面を
略鉛直となるように配置したスパッタリング装置では、
重力の作用効果が大きく現われるような略５μｍ以上の
大きさの異物に対しては、効果を有すると考えられる
が、さらに微小で重力の作用よりもブラウン運動の効果
が大きく現われるような異物に対しての効果は明らかで
はない。また、ターゲットあるいは基板の周辺に、ステ
ンレス鋼あるいはアルミニウム等の材料を用いた遮蔽板
を配置して、基板上以外の領域に飛散したスパッタ粒子
をこの遮蔽板に付着させるような構成とした装置では、
スパッタ成膜を繰り返すことにより上記遮蔽板に付着し
た薄膜が厚く成長すると、膜の内部応力が増大して上記
遮蔽板から剥がれて飛散してしまい、これらが異物とし
て基板上に付着することが問題となっていた。
ッタリングターゲットがそのスパッタリングされる面を
略鉛直となるように配置したスパッタリング装置では、
重力の作用効果が大きく現われるような略５μｍ以上の
大きさの異物に対しては、効果を有すると考えられる
が、さらに微小で重力の作用よりもブラウン運動の効果
が大きく現われるような異物に対しての効果は明らかで
はない。また、ターゲットあるいは基板の周辺に、ステ
ンレス鋼あるいはアルミニウム等の材料を用いた遮蔽板
を配置して、基板上以外の領域に飛散したスパッタ粒子
をこの遮蔽板に付着させるような構成とした装置では、
スパッタ成膜を繰り返すことにより上記遮蔽板に付着し
た薄膜が厚く成長すると、膜の内部応力が増大して上記
遮蔽板から剥がれて飛散してしまい、これらが異物とし
て基板上に付着することが問題となっていた。
【０００４】上記問題に鑑み、本発明では前記ターゲッ
ト及び基板の周辺の遮蔽板に付着した薄膜が、内部応力
の増大に従ってはがれを起こし粒子が処理室内に飛散す
ることを抑止し、もって異物減少をはかることを目的と
する。
ト及び基板の周辺の遮蔽板に付着した薄膜が、内部応力
の増大に従ってはがれを起こし粒子が処理室内に飛散す
ることを抑止し、もって異物減少をはかることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はスパッタリング装置によるスパッタリング
成膜に関し、真空容器内のターゲット及び基板の周辺に
配置された遮蔽板の温度制御を行ない、遮蔽板に付着し
た薄膜の内部応力を抑制し、異物の飛散を低減させる構
成にしたものである。薄膜の内部応力は真性応力と熱応
力とから構成される。本発明は薄膜形成時に前記遮蔽板
を昇温保持することにより薄膜形成後冷却された該遮蔽
板に付着した薄膜の内部応力の熱応力分を真性応力分と
相殺するように制御し、以てはがれの起きないような応
力範囲に止めるような構成としたものである。温度制御
の方法として、上記遮蔽板が発熱体または発熱体を構成
要素の一部とする構成とし、かつ上記遮蔽板を温度制御
する目的で電源を連結する構成とする。発熱体の材料に
はＰｔ−Ｒｈ合金のほか、Ｃｒを主合金元素とするＮｉ
基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｃｏを合金元素とするＦｅ基
合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｔｉを合金元素とするＦｅ基合
金を用いることができる。
め、本発明はスパッタリング装置によるスパッタリング
成膜に関し、真空容器内のターゲット及び基板の周辺に
配置された遮蔽板の温度制御を行ない、遮蔽板に付着し
た薄膜の内部応力を抑制し、異物の飛散を低減させる構
成にしたものである。薄膜の内部応力は真性応力と熱応
力とから構成される。本発明は薄膜形成時に前記遮蔽板
を昇温保持することにより薄膜形成後冷却された該遮蔽
板に付着した薄膜の内部応力の熱応力分を真性応力分と
相殺するように制御し、以てはがれの起きないような応
力範囲に止めるような構成としたものである。温度制御
の方法として、上記遮蔽板が発熱体または発熱体を構成
要素の一部とする構成とし、かつ上記遮蔽板を温度制御
する目的で電源を連結する構成とする。発熱体の材料に
はＰｔ−Ｒｈ合金のほか、Ｃｒを主合金元素とするＮｉ
基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｃｏを合金元素とするＦｅ基
合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｔｉを合金元素とするＦｅ基合
金を用いることができる。
【０００６】
【作用】本発明を上記構成としたことにより、スパッタ
リング装置における薄膜形成基板周辺に付着した成膜材
料の薄膜が内部応力によりはがれを起こし、粒子が処理
室内に飛散することを抑止することが出来る。薄膜の内
部応力は真性応力と熱応力とから構成される。本発明は
薄膜形成時に前記遮蔽板を昇温保持することにより薄膜
形成後冷却された該遮蔽板に付着した薄膜の内部応力の
熱応力分を真性応力分と相殺するように制御し、以ては
がれの起きないような応力範囲に止めることができる。
温度制御の方法としては、上記遮蔽板が発熱体または発
熱体を構成要素の一部とし、かつ上記遮蔽板を温度制御
する目的で電源を連結する構成とする。
リング装置における薄膜形成基板周辺に付着した成膜材
料の薄膜が内部応力によりはがれを起こし、粒子が処理
室内に飛散することを抑止することが出来る。薄膜の内
部応力は真性応力と熱応力とから構成される。本発明は
薄膜形成時に前記遮蔽板を昇温保持することにより薄膜
形成後冷却された該遮蔽板に付着した薄膜の内部応力の
熱応力分を真性応力分と相殺するように制御し、以ては
がれの起きないような応力範囲に止めることができる。
温度制御の方法としては、上記遮蔽板が発熱体または発
熱体を構成要素の一部とし、かつ上記遮蔽板を温度制御
する目的で電源を連結する構成とする。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１を引用して説明す
る。図１は本実施例の構成を示したものである。真空容
器１の上部開口２に絶縁物３を介してスパッタ電極４が
取り付けられている。該スパッタ電極４の真空室側には
成膜材料よりなるターゲット５、大気側にはターゲット
コイル６が取り付けられている。さらに該ターゲット５
の外周には該ターゲット５との間に放電を生じない距離
だけターゲットより隔てて、絶縁物８を介して真空容器
１にアノード２８が取り付けられている。アノード２８
の電位は必要に応じてフローティング、グランド、ある
いは任意の正または負の電位をとるよう配線されてい
る。また、該アノードの外周には該アノードとの間に放
電を生じない距離だけアノードより隔てて、絶縁物８を
介して真空容器１に防着板３０が取り付けられている。
防着板３０には任意の電位差が印加可能なように電源３
１が接続されている。
る。図１は本実施例の構成を示したものである。真空容
器１の上部開口２に絶縁物３を介してスパッタ電極４が
取り付けられている。該スパッタ電極４の真空室側には
成膜材料よりなるターゲット５、大気側にはターゲット
コイル６が取り付けられている。さらに該ターゲット５
の外周には該ターゲット５との間に放電を生じない距離
だけターゲットより隔てて、絶縁物８を介して真空容器
１にアノード２８が取り付けられている。アノード２８
の電位は必要に応じてフローティング、グランド、ある
いは任意の正または負の電位をとるよう配線されてい
る。また、該アノードの外周には該アノードとの間に放
電を生じない距離だけアノードより隔てて、絶縁物８を
介して真空容器１に防着板３０が取り付けられている。
防着板３０には任意の電位差が印加可能なように電源３
１が接続されている。
【０００８】防着板は表面をＰｔ膜で略均一に被覆した
石英ガラスからなり、Ｐｔ膜は電源３１と導電性線条に
より接続されている。Ｐｔ膜の厚さは略１００μｍで溶
射法を用いて形成する。膜厚は１００μｍ以上となって
も問題はない。基板電極１０上に載置された基板２５の
周辺にも防着板３０と同様の構成の防着板３２を配置す
る。
石英ガラスからなり、Ｐｔ膜は電源３１と導電性線条に
より接続されている。Ｐｔ膜の厚さは略１００μｍで溶
射法を用いて形成する。膜厚は１００μｍ以上となって
も問題はない。基板電極１０上に載置された基板２５の
周辺にも防着板３０と同様の構成の防着板３２を配置す
る。
【０００９】該真空容器１の下部開口９には基板２５を
載置する基板電極１０が取り付けられている。真空容器
１内は排気手段１８により真空排気されると共にガス導
入手段１９によりガスが導入されて典型的には１０~4Ｐ
ａ台の圧力に保たれる。スパッタ電極４、ターゲットコ
イル６には各々スパッタ電源２０、ターゲットコイル電
源２３が接続されている。
載置する基板電極１０が取り付けられている。真空容器
１内は排気手段１８により真空排気されると共にガス導
入手段１９によりガスが導入されて典型的には１０~4Ｐ
ａ台の圧力に保たれる。スパッタ電極４、ターゲットコ
イル６には各々スパッタ電源２０、ターゲットコイル電
源２３が接続されている。
【００１０】本実施例ではタングステン（以下Ｗと記
す）膜を形成した例を述べる。本実施例における防着板
３０及び３２の温度制御条件は以下のように決定され
る。
す）膜を形成した例を述べる。本実施例における防着板
３０及び３２の温度制御条件は以下のように決定され
る。
【００１１】ターゲットから防着板３０及び３２への距
離は概ね40mmであるのでSiウエハへターゲットから40mm
の距離でＷをスパッタ成膜した結果を用いる。図２は成
膜後のＷ膜の応力の成膜温度依存性を示したものであ
る。下側の曲線は常温での、上側は再び成膜温度に昇温
した時の値を示す。２本の曲線の差は主に熱応力を示
す。装置運転中のスパッタ成膜時間の占める割合は少な
い（典型的には１０−２０％）ため、スパッタ成膜中は
冷却時の応力が０近傍(好ましくは±1GPa以内)となるよ
うな温度（ＴS）に保持する。この防着板３０及び３２
の温度を図３の様に制御する。成膜に先立って防着板表
面を常温Ｔ0から通電加熱によりＴSまで昇温する。繰返
し成膜を行う場合、Ｗ膜の付着した防着板をＴSまで昇
温すると応力が増大して行くが、概ね300s以内の短時間
(時刻t1からt2の間)であれば影響は無視できる。成膜中
はＴSに保持し成膜終了後は通電を停止し放冷する。ス
パッタ成膜は時刻tSからt2の間、防着板への通電は時刻
t1からt2の間それぞれ行う。
離は概ね40mmであるのでSiウエハへターゲットから40mm
の距離でＷをスパッタ成膜した結果を用いる。図２は成
膜後のＷ膜の応力の成膜温度依存性を示したものであ
る。下側の曲線は常温での、上側は再び成膜温度に昇温
した時の値を示す。２本の曲線の差は主に熱応力を示
す。装置運転中のスパッタ成膜時間の占める割合は少な
い（典型的には１０−２０％）ため、スパッタ成膜中は
冷却時の応力が０近傍(好ましくは±1GPa以内)となるよ
うな温度（ＴS）に保持する。この防着板３０及び３２
の温度を図３の様に制御する。成膜に先立って防着板表
面を常温Ｔ0から通電加熱によりＴSまで昇温する。繰返
し成膜を行う場合、Ｗ膜の付着した防着板をＴSまで昇
温すると応力が増大して行くが、概ね300s以内の短時間
(時刻t1からt2の間)であれば影響は無視できる。成膜中
はＴSに保持し成膜終了後は通電を停止し放冷する。ス
パッタ成膜は時刻tSからt2の間、防着板への通電は時刻
t1からt2の間それぞれ行う。
【００１２】以上の構成の本実施例は以下のように動作
する。真空容器１の図示しない開口から搬送された基板
２５は基板電極１０上に載置される。排気手段１５によ
り真空容器１内を高真空排気した後、ガス導入手段１９
により成膜ガスを導入し所定の成膜圧力に保つ。ターゲ
ットコイル電源２３によりターゲットコイル６にコイル
電流を印加する。次にスパッタ電源２０によりスパッタ
電極４にスパッタ電圧を印加して成膜する。この間、防
着板３０及び３２には電源３１から電流が供給され、前
記の温度制御を行う。
する。真空容器１の図示しない開口から搬送された基板
２５は基板電極１０上に載置される。排気手段１５によ
り真空容器１内を高真空排気した後、ガス導入手段１９
により成膜ガスを導入し所定の成膜圧力に保つ。ターゲ
ットコイル電源２３によりターゲットコイル６にコイル
電流を印加する。次にスパッタ電源２０によりスパッタ
電極４にスパッタ電圧を印加して成膜する。この間、防
着板３０及び３２には電源３１から電流が供給され、前
記の温度制御を行う。
【００１３】本発明は本実施例の装置に限らず、全ての
スパッタリング装置に適用できる。
スパッタリング装置に適用できる。
【００１４】また、防着板３０あるいは３２の全体をＣ
ｒを主合金元素とするＮｉ基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｃ
ｏを合金元素とするＦｅ基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｔｉ
を合金元素とするＦｅ基合金等による発熱体で構成して
もよい。この場合、時刻t2以降の温度制御を短時間で行
うため水冷細管の埋込等による防着板装置の強制冷却機
構を備えることが望ましい。
ｒを主合金元素とするＮｉ基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｃ
ｏを合金元素とするＦｅ基合金またはＣｒ，Ａｌ，Ｔｉ
を合金元素とするＦｅ基合金等による発熱体で構成して
もよい。この場合、時刻t2以降の温度制御を短時間で行
うため水冷細管の埋込等による防着板装置の強制冷却機
構を備えることが望ましい。
【００１５】
【発明の効果】本発明によりスパッタリング成膜に関
し、温度制御可能な防着板を備えることにより防着板に
付着した膜の内部応力を一定値以下に制御でき、防着板
からの膜はがれに起因する異物発生が抑制出来る。
し、温度制御可能な防着板を備えることにより防着板に
付着した膜の内部応力を一定値以下に制御でき、防着板
からの膜はがれに起因する異物発生が抑制出来る。
【図１】本発明の一実施例を表す装置の断面図
【図２】Ｗ膜の応力の成膜温度依存性
【図３】防着板の表面温度制御曲線
1…真空容器、2,9,15…開口、3,8…絶縁物、4…スパッ
タ電極、5…タ−ゲット、6…タ−ゲットコイル、10…基
板電極、16…コイル容器、17…基板コイル、18…排気手
段、19…ガス導入手段、20…スパッタ電源、23…タ−ゲ
ットコイル電源、25…基板、28…アノード、30,32…防
着板、31…電源。
タ電極、5…タ−ゲット、6…タ−ゲットコイル、10…基
板電極、16…コイル容器、17…基板コイル、18…排気手
段、19…ガス導入手段、20…スパッタ電源、23…タ−ゲ
ットコイル電源、25…基板、28…アノード、30,32…防
着板、31…電源。
Claims (10)
- 【請求項１】スパッタリング成膜に関し、異物の飛散を
低減させる目的で、真空容器内のターゲット及び基板の
周辺に配置された遮蔽板を昇温して成膜中所定の温度に
制御し、該遮蔽板の冷却時の付着した薄膜の内部応力を
抑制することを特徴とするスパッタリング方法。 - 【請求項２】上記遮蔽板の温度を付着したターゲット材
料の薄膜がその応力を1GPa以内になるような範囲で適宜
制御することを特徴とする請求項１記載のスパッタリン
グ方法。 - 【請求項３】スパッタリング成膜に関し、真空容器内の
ターゲット及び基板の周辺に配置された遮蔽板を昇温し
て成膜中所定の温度に制御し、該遮蔽板の冷却時の付着
した薄膜の内部応力を抑制し、異物の飛散を低減させる
構成としたことを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項４】上記遮蔽板が発熱体または発熱体を構成要
素の一部とする構成からなり、かつ該遮蔽板を温度制御
する目的で電源を連結する構成としたことを特徴とする
請求項３記載のスパッタリング装置。 - 【請求項５】上記遮蔽板をＰｔ−Ｒｈ合金（Ｒｈの含有
量０から１００％）を少なくとも１００μｍ以上被覆し
た石英ガラスを基体とする構成としたことを特徴とする
請求項４記載のスパッタリング装置。 - 【請求項６】上記遮蔽板がＰｔ−Ｒｈ合金（Ｒｈの含有
量０から１００％）からなることを特徴とする請求項４
記載のスパッタリング装置。 - 【請求項７】上記遮蔽板がＣｒを主合金元素とするＮｉ
基合金からなることを特徴とする請求項４記載のスパッ
タリング装置。 - 【請求項８】上記遮蔽板がＣｒ，Ａｌ，Ｃｏを合金元素
とするＦｅ基合金からなることを特徴とする請求項４記
載のスパッタリング装置。 - 【請求項９】上記遮蔽板がＣｒ，Ａｌ，Ｔｉを合金元素
とするＦｅ基合金からなることを特徴とする請求項４記
載のスパッタリング装置。 - 【請求項１０】上記遮蔽板の温度をターゲット材料の薄
膜がその応力を1GPa以内になるような範囲で適宜制御す
ることを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8066692A JPH05279845A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | スパッタリング方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8066692A JPH05279845A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | スパッタリング方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279845A true JPH05279845A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13724692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8066692A Pending JPH05279845A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | スパッタリング方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091603A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Ulvac Japan Ltd | 光学薄膜の成膜装置及びその制御方法 |
| JP2017120938A (ja) * | 2013-11-22 | 2017-07-06 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP8066692A patent/JPH05279845A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091603A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Ulvac Japan Ltd | 光学薄膜の成膜装置及びその制御方法 |
| JP2017120938A (ja) * | 2013-11-22 | 2017-07-06 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
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