JPH07126843A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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Publication number
JPH07126843A
JPH07126843A JP27800793A JP27800793A JPH07126843A JP H07126843 A JPH07126843 A JP H07126843A JP 27800793 A JP27800793 A JP 27800793A JP 27800793 A JP27800793 A JP 27800793A JP H07126843 A JPH07126843 A JP H07126843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
life
sputtering
shield plate
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27800793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Takahashi
新吾 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP27800793A priority Critical patent/JPH07126843A/en
Publication of JPH07126843A publication Critical patent/JPH07126843A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a sputtering device having a device for detecting the life of a target. CONSTITUTION:A pair of poppet-shaped electrodes 10 insulated from each other are mounted on a shielding plate 5 of the sputtering device consisting of a target 2, a wafer stage 3 disposed to face this target 2 and the shielding plate 5 arranged between the target 2 and the wafer stage 3. These electrodes 10 are connected via a line 11 to a conductivity detector 12, which detects the point of the time when the thickness of the sputtered film deposited on the shielding plate 5 by sputtering attains a value corresponding to the thickness considered as the life of the target 2. As a result, the life of the target is exactly decided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング装置に係
り、特にターゲットの寿命を検出する装置を備えたスパ
ッタリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus, and more particularly to a sputtering apparatus equipped with a device for detecting the life of a target.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体装置(以下、ウェーハとい
う)上に薄膜を形成する場合は、ターゲット表面にイオ
ン粒子等の高エネルギー粒子を衝突させて、ターゲット
からはじき出された原子や分子の粒子をウェーハに付着
させる、いわゆるスパッタリング装置が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a thin film is formed on a semiconductor device (hereinafter referred to as a wafer), high-energy particles such as ion particles are made to collide with the surface of a target so that the particles of atoms or molecules ejected from the target are removed. A so-called sputtering device for depositing on a wafer is used.

【0003】このスパッタリング装置では、ウェーハの
スパッタ処理量が増加するに従いターゲットが次第に消
耗し、ターゲットのスパッタ面形状が変化して正常な成
膜作業ができなくなったり、ターゲットを突き抜けて裏
板のベース材をスパッタして成膜してしまう等の問題が
生じることから、ターゲットの定期的な交換が必要とさ
れている。
In this sputtering apparatus, the target is gradually consumed as the amount of sputtered wafers increases, the shape of the sputtering surface of the target changes, and normal film formation cannot be performed. Since there arises a problem that a material is sputtered to form a film, it is necessary to regularly replace the target.

【0004】このように消耗するターゲットの寿命を検
知する手段としては、たとえば特開平3−180469号や同
4−168269号公報には、ターゲットの裏面に設けた凹部
にターゲットの材質と異なる物質を埋め込み、スパッタ
エッチする際にその物質から発する特定の光を検知する
ことによりターゲットの寿命を判定する装置が開示され
ている。また特開昭63− 83258号公報には、ターゲット
に供給する電力と時間からターゲットに供給した積算電
力値を求めることにより、ターゲットの使用寿命を容易
に検出可能とするスパッタリング装置が提案されてい
る。
As a means for detecting the life of the target which is consumed in this way, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 3-180469 and 4-168269, a material different from the material of the target is placed in a recess provided on the back surface of the target. An apparatus is disclosed that determines the life of a target by detecting specific light emitted from the material during burying or sputter etching. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-83258 proposes a sputtering apparatus that can easily detect the service life of a target by obtaining the integrated power value supplied to the target from the power supplied to the target and the time. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術において、前者の特開平3−180469号や同4
−168269号の場合は、ターゲットの寿命が検知される直
前に成膜した金属膜中に特定光を発する異物質を含有す
ることになって膜質低下の悪影響を及ぼすという問題が
ある。
However, in the above-mentioned prior art, the former Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-180469 and 4-180469 have been proposed.
In the case of No. 168269, there is a problem in that the metal film formed immediately before the target life is detected contains a foreign substance that emits specific light, which adversely affects the film quality.

【0006】また、後者の特開昭63− 83258号の場合
は、ターゲットに余裕を残す必要があるからターゲット
を最大限効率よく使用することができず、また1チャン
バでたとえばTiとリアクティブTiN の成膜を共用するよ
うな場合には積算電力値にずれが生じて適切な寿命の判
定が困難であるという欠点がある。本発明は上記のよう
な従来技術の有する課題を解決したものであって、ター
ゲットの寿命を精度よく判定することの可能なスパッタ
リング装置を提供することを目的とする。
In the case of the latter Japanese Patent Laid-Open No. 63-83258, the target cannot be used as efficiently as possible because it is necessary to leave a margin for the target, and for example, Ti and reactive TiN can be used in one chamber. When the film formation is commonly used, there is a drawback in that it is difficult to properly determine the life because the accumulated electric power value is deviated. The present invention has solved the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of accurately determining the life of a target.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ターゲット
と、このターゲットに対向して設けられるウェーハ載置
台と、これらターゲットとウェーハ載置台との間に配置
されるシールド板とからなり、前記ウェーハ載置台上の
ウェーハに薄膜を形成するスパッタリング装置におい
て、前記シールド板上に互いに絶縁されて設けられてそ
の頭部が胴部の径よりも大とされる一対の電極と、該電
極に接続された導通検出器とを備えたことを特徴とする
スパッタリング装置である。
The present invention comprises a target, a wafer mounting table provided facing the target, and a shield plate disposed between the target and the wafer mounting table. In a sputtering device for forming a thin film on a wafer on a mounting table, a pair of electrodes, which are provided on the shield plate and are insulated from each other and whose head is larger than the diameter of the body, are connected to the electrodes. And a continuity detector.

【0008】なお、前記導通検出器として絶縁抵抗測定
器を用いることができる。
An insulation resistance measuring device can be used as the conduction detector.

【0009】[0009]

【作 用】本発明によれば、シールド板上に互いに絶縁
された頭部が胴部の径よりも大とされる一対の電極を取
付けるようにしたので、スパッタリングによってシール
ド板上に堆積するスパッタ膜の厚みがターゲットの寿命
とされる厚みに相当する値に達する時点を検出すること
ができ、これによってターゲットの寿命を正確に判定す
ることが可能である。
[Operation] According to the present invention, since a pair of electrodes whose heads insulated from each other are larger than the diameter of the body is mounted on the shield plate, the spatter deposited on the shield plate by sputtering. It is possible to detect the time when the thickness of the film reaches a value corresponding to the thickness that is considered to be the life of the target, and thus it is possible to accurately determine the life of the target.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図1は本発明に係る実施例を示す
側断面図である。図において、1はチャンバ、2はター
ゲット、3はウェーハ4を載置するウェーハ載置台であ
る。5は中央部に孔部5aを有するシールド板であり、
ターゲット2からのスパッタ物が直接チャンバ1の内面
に付着することを防止する機能を有する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment according to the present invention. In the figure, 1 is a chamber, 2 is a target, and 3 is a wafer mounting table on which a wafer 4 is mounted. 5 is a shield plate having a hole 5a in the center,
It has a function of preventing the sputtered material from the target 2 from directly adhering to the inner surface of the chamber 1.

【0011】6はターゲット2を保持するターゲット保
持台であり、スパッタ電源7が接続される。8はArガス
を導入する導入管、9はチャンバ1内を真空引きする真
空ポンプである。10は一対のこけし状の電極であり、11
は電極10に接続される回線、12は導通検出器である。電
極10はシールド板5の孔部5aの周辺に対向してシール
ド板5を貫通して取付けられ、その形状は図2に拡大し
て示すようにこけし状とされる。すなわち、その頭部10
aは球状が好適であり、その径は胴部10bに比べて大き
い値であればよく、望ましくは胴部10bの径の1.5 倍以
上が好適である。これは、胴部10bの径と等しくした場
合はスパッタ膜を成膜した途端に導通するのを防ぐため
である。この電極10の頭部10aの下端部の高さhはター
ゲット2の寿命に合わせてその限界の消耗厚みに相当す
る値に設定するものとする。この高さhの通常の値は30
00〜5000μm とされる。
Reference numeral 6 denotes a target holding table for holding the target 2, to which a sputtering power source 7 is connected. Reference numeral 8 is an introduction pipe for introducing Ar gas, and 9 is a vacuum pump for evacuating the chamber 1. 10 is a pair of mossy electrodes, 11
Is a line connected to the electrode 10, and 12 is a continuity detector. The electrode 10 is attached so as to face the periphery of the hole 5a of the shield plate 5 so as to penetrate the shield plate 5, and its shape is a mosquito shape as shown in an enlarged view in FIG. Ie its head 10
A is preferably spherical, and its diameter may be a value larger than that of the body portion 10b, and preferably 1.5 times or more the diameter of the body portion 10b. This is to prevent electrical conduction as soon as the sputtered film is formed when the diameter is made equal to that of the body portion 10b. The height h of the lower end of the head 10a of the electrode 10 is set to a value corresponding to the limit consumption thickness of the target 2 in accordance with the life of the target 2. The normal value of this height h is 30
It is set to 00 to 5000 μm.

【0012】一方、その胴部10bは、セラミックスなど
の絶縁物13を介してシールド板5に固定されるが、この
絶縁物13の上端は電極10の頭部10aの下端まで突出させ
ておく。これによって、スパッタ物の膜厚が高さhに堆
積するまで、電極10は導通することがない。なお、この
胴部10bの下端部10cは回線11に接続し得るようにする
ために、シールド板5の下面に突出しておく。
On the other hand, the body portion 10b is fixed to the shield plate 5 through an insulator 13 such as ceramics, and the upper end of the insulator 13 is projected to the lower end of the head 10a of the electrode 10. As a result, the electrode 10 does not conduct until the film thickness of the sputtered material is deposited to the height h. The lower end portion 10c of the body portion 10b is projected on the lower surface of the shield plate 5 so as to be connected to the line 11.

【0013】このように構成したスパッタリング装置を
用いてウェーハ4のスパッタを繰り返すと、ウェーハ4
の処理枚数が増加するに従って、図3に示すようにシー
ルド板5上にスパッタリングによる薄膜14が堆積されて
いき、その膜厚は次第に厚くなっていく。そして、その
膜厚(堆積高さ)が予め設定された所定の高さhに到達
すると、2つの電極10はスパッタリングによる薄膜14に
よって導通することになるから、導通検出器12でその導
通の時点を検出することにより、ターゲット2の寿命を
判定することができる。そこで、この検出信号が出力さ
れた時点でターゲット2を交換するようにすればよい。
When the sputtering of the wafer 4 is repeated by using the sputtering apparatus thus constructed, the wafer 4
As the number of processed wafers increases, the thin film 14 is deposited on the shield plate 5 by sputtering as shown in FIG. 3, and the film thickness gradually increases. When the film thickness (deposition height) reaches a predetermined height h which is set in advance, the two electrodes 10 are electrically connected by the thin film 14 formed by sputtering. By detecting, the life of the target 2 can be determined. Therefore, the target 2 may be exchanged when this detection signal is output.

【0014】なお、上記実施例では頭部の径が胴部より
も大とされるこけし状の電極を用いるとして説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、頭部がそ
の胴部よりも大きいものであれば、たとえば傘状や台形
状など種々の形状を用いてもよい。また、上記実施例で
は導通により寿命検出を行うとして説明したが、さらに
精度を上げるために、たとえば絶縁抵抗測定器を用いて
絶縁抵抗の急激な変化点をとらえるようにするのがよ
い。
Although the above-mentioned embodiment has been described as using the kokeshi-shaped electrode in which the diameter of the head is larger than that of the body, the present invention is not limited to this, and the head is the body. Various shapes such as an umbrella shape and a trapezoidal shape may be used as long as they are larger than the portion. Further, in the above-mentioned embodiment, the life is detected by the conduction, but in order to further improve the accuracy, it is preferable to use, for example, an insulation resistance measuring device so as to detect a rapid change point of the insulation resistance.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シールド板上に互いに絶縁された一対のこけし状の電極
を取付けて、スパッタリングによってシールド板上に堆
積するスパッタ膜の厚みがターゲットの寿命とされる厚
みに相当する値に達する時点を検出することにより、タ
ーゲットの寿命を精度よく判定するようにしたので、ス
パッタリング装置の信頼性を高めることができるととも
に、ウェーハのスパッタの品質を向上することが可能で
ある。
As described above, according to the present invention,
By attaching a pair of kokeshi-shaped electrodes insulated from each other on the shield plate and detecting the time when the thickness of the sputtered film deposited on the shield plate by sputtering reaches a value equivalent to the target lifetime Since the life of the target is accurately determined, the reliability of the sputtering apparatus can be improved and the quality of the wafer sputter can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す(a) 側断面図、(b) A−
A矢視図である。
FIG. 1A is a side sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG.

【図2】本発明に用いる電極を拡大して示す側断面図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged side sectional view showing an electrode used in the present invention.

【図3】本発明の動作を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ 2 ターゲット 3 ウェーハ載置台 4 ウェーハ 5 シールド板 6 ターゲット保持台 7 スパッタ電源 10 電極 12 導通検出器 13 絶縁物 14 スパッタリングによる薄膜 1 chamber 2 target 3 wafer mounting table 4 wafer 5 shield plate 6 target holding table 7 sputter power supply 10 electrode 12 continuity detector 13 insulator 14 thin film by sputtering

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットと、このターゲットに対向
して設けられるウェーハ載置台と、これらターゲットと
ウェーハ載置台との間に配置されるシールド板とからな
り、前記ウェーハ載置台上のウェーハに薄膜を形成する
スパッタリング装置において、前記シールド板上に互い
に絶縁されて設けられてその頭部が胴部の径よりも大と
される一対の電極と、該電極に接続された導通検出器と
を備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
1. A thin film is formed on a wafer on the wafer mounting table, which comprises a target, a wafer mounting table provided facing the target, and a shield plate disposed between the target and the wafer mounting table. In the sputtering apparatus to be formed, a pair of electrodes, which are provided on the shield plate and are insulated from each other and whose head is larger than the diameter of the body, and a conduction detector connected to the electrodes are provided. A sputtering apparatus characterized by the above.
【請求項2】 前記導通検出器は絶縁抵抗測定器であ
ることを特徴とする請求項1記載のスパッタリング装
置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the conduction detector is an insulation resistance measuring device.
JP27800793A 1993-11-08 1993-11-08 Sputtering device Pending JPH07126843A (en)

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