JPH07224377A - スパッタリング装置およびターゲットのスパッタ面を測 定する方法 - Google Patents
スパッタリング装置およびターゲットのスパッタ面を測 定する方法Info
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- JPH07224377A JPH07224377A JP1729494A JP1729494A JPH07224377A JP H07224377 A JPH07224377 A JP H07224377A JP 1729494 A JP1729494 A JP 1729494A JP 1729494 A JP1729494 A JP 1729494A JP H07224377 A JPH07224377 A JP H07224377A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スパッタリング装置およびターゲットのスパッ
タ面を測定する方法において、ターゲット9の成膜レー
トの低下による使用限界を把握し、常に安定した成膜速
度で均一な膜厚に成膜でき、かつターゲットのメンテナ
ンス費用を低減する。 【構成】プラズマ閉じ込めによるターゲット9のスパッ
タ面9aの局部的に侵食される部分に対応して複数の測
長センサ12a〜12eを対向して配置し、これら測長
センサ12a〜12eからの測定値を測定信号演算部2
で演算し侵食による凹み度を算出し、この凹み度によっ
てターゲット9とホルダ7に載置する被処理基板10と
の相対距離を自動的に補正している。
タ面を測定する方法において、ターゲット9の成膜レー
トの低下による使用限界を把握し、常に安定した成膜速
度で均一な膜厚に成膜でき、かつターゲットのメンテナ
ンス費用を低減する。 【構成】プラズマ閉じ込めによるターゲット9のスパッ
タ面9aの局部的に侵食される部分に対応して複数の測
長センサ12a〜12eを対向して配置し、これら測長
センサ12a〜12eからの測定値を測定信号演算部2
で演算し侵食による凹み度を算出し、この凹み度によっ
てターゲット9とホルダ7に載置する被処理基板10と
の相対距離を自動的に補正している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング装置およ
びターゲットのスパッタ面を測定する方法に係わり、特
にスパッタリング現象を利用し被処理基板に所望の物質
を堆積するとともにこのスパッタリング現象によりター
ゲットのスパッタ面が侵食される度合を測定する手段を
もつスパッタリング装置およびその測定方法に関する。
びターゲットのスパッタ面を測定する方法に係わり、特
にスパッタリング現象を利用し被処理基板に所望の物質
を堆積するとともにこのスパッタリング現象によりター
ゲットのスパッタ面が侵食される度合を測定する手段を
もつスパッタリング装置およびその測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のスパッタリング装置は、
図面には示さないが、被処理基板を載置するホルダと、
このホルダおよび該被処理基板を収納する試料室と、該
ホルダに対面し前記試料室内に配置されるとともにスパ
ッタリング現象により前記被処理基板に堆積すべき物質
を発生するターゲットとを備えている。
図面には示さないが、被処理基板を載置するホルダと、
このホルダおよび該被処理基板を収納する試料室と、該
ホルダに対面し前記試料室内に配置されるとともにスパ
ッタリング現象により前記被処理基板に堆積すべき物質
を発生するターゲットとを備えている。
【0003】このスパッタリング装置ではターゲット表
面に加速された例えばアルゴンイオンを衝突させること
によって、ターゲット表面から原子や分子を叩き出し、
叩き出された原子や分子を被処理基板上に堆積させ成膜
を形成していた。
面に加速された例えばアルゴンイオンを衝突させること
によって、ターゲット表面から原子や分子を叩き出し、
叩き出された原子や分子を被処理基板上に堆積させ成膜
を形成していた。
【0004】また、実際に使用される現在のスパッタリ
ング装置は、スパッタ成膜速度を高めるためにマグネッ
トを試料室の外壁に配設しこのマグネットの磁界により
プラズマをターゲットの局所的空間に閉じ込めスパッタ
リングを助成するマグネットスパッタ方式のスパッタリ
ング装置が主流となっている。
ング装置は、スパッタ成膜速度を高めるためにマグネッ
トを試料室の外壁に配設しこのマグネットの磁界により
プラズマをターゲットの局所的空間に閉じ込めスパッタ
リングを助成するマグネットスパッタ方式のスパッタリ
ング装置が主流となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマグネ
ットスパッタ方式のスパッタリング装置では、成膜速度
が向上するものの磁界の作用で閉じこめられたプラズマ
によってターゲットを局所的にスパッタエッチングされ
その部分が侵食され他の部分に比べ薄くなる。その結
果、スパッタ回数を重ねるにつれてターゲットの部分的
侵食が進み大きな凹みを生じさせることになる。そして
浸食によって生じた凹部は初期段階と比較しターゲット
と基板表面との距離が遠ざけることになり、成膜レート
の低下およびそれに伴なう膜厚分布の不均一をもたらす
ことになる。
ットスパッタ方式のスパッタリング装置では、成膜速度
が向上するものの磁界の作用で閉じこめられたプラズマ
によってターゲットを局所的にスパッタエッチングされ
その部分が侵食され他の部分に比べ薄くなる。その結
果、スパッタ回数を重ねるにつれてターゲットの部分的
侵食が進み大きな凹みを生じさせることになる。そして
浸食によって生じた凹部は初期段階と比較しターゲット
と基板表面との距離が遠ざけることになり、成膜レート
の低下およびそれに伴なう膜厚分布の不均一をもたらす
ことになる。
【0006】このため、従来は定期的に侵食されたター
ゲットと基板表面との距離を補正したり、あるいは侵食
が激しく補正しきれないターゲットに対しては新しいタ
ーゲットに交換したりして対処していた。しかしなが
ら、従来の装置では、ターゲットのスパッタ面を常時測
定する手段をもたないことからターゲットのスパッタ面
の状態を把握することが難かしく、ターゲットが成膜レ
ートが低下する使用限界に達しても認識することができ
ずそのまま使用し、成膜の品質にしばしば重大な問題を
起していた。また、定期的にターゲットのスパッタ面を
観察し距離補正を行なうにしてもその調査および補正に
多大な工数を浪費するばかりか装置の稼働率も低下させ
るという問題もある。
ゲットと基板表面との距離を補正したり、あるいは侵食
が激しく補正しきれないターゲットに対しては新しいタ
ーゲットに交換したりして対処していた。しかしなが
ら、従来の装置では、ターゲットのスパッタ面を常時測
定する手段をもたないことからターゲットのスパッタ面
の状態を把握することが難かしく、ターゲットが成膜レ
ートが低下する使用限界に達しても認識することができ
ずそのまま使用し、成膜の品質にしばしば重大な問題を
起していた。また、定期的にターゲットのスパッタ面を
観察し距離補正を行なうにしてもその調査および補正に
多大な工数を浪費するばかりか装置の稼働率も低下させ
るという問題もある。
【0007】従って、本発明の目的は、ターゲットの使
用限界を事前に把握でき、常に安定した成膜速度で均一
な膜厚に成膜できるとともにメンテナンスに多大なる工
数を浪費することのないスパッタリング装置およびター
ゲットのスパッタ面を測定する方法を提供することにあ
る。
用限界を事前に把握でき、常に安定した成膜速度で均一
な膜厚に成膜できるとともにメンテナンスに多大なる工
数を浪費することのないスパッタリング装置およびター
ゲットのスパッタ面を測定する方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、被処理
基板を載置するホルダと、このホルダおよび該被処理基
板を収納する試料室と、前記ホルダにスパッタ面が対面
し前記試料室内に取付けられるとともにスパッタリング
現象により前記被処理基板に堆積すべき物質を発生する
ターゲットと、前記ターゲットに対応する前記試料室の
外壁に、例えばマトリックス状に並べ取付けられる複数
のマグネットとを備えるスパッタリング装置において、
前記ターゲットの該スパッタ面の各部分のそれぞれに対
向して配置される複数のレーザ光距離測定子と、これら
のレーザ光距離測定子からの信号を処理する手段と、前
記処理する手段からのデータより前記ターゲットと前記
ホルダとの相対距離を調節する駆動機構とを備えるスパ
ッタリング装置である。ここで、上述した複数の前記レ
ーザ光距離測定子が複数の前記レーザ光距離測定子が前
記ターゲットの中心から外方に伸びる方向に沿って少な
くとも二個配列させて配置させることが望ましい。
基板を載置するホルダと、このホルダおよび該被処理基
板を収納する試料室と、前記ホルダにスパッタ面が対面
し前記試料室内に取付けられるとともにスパッタリング
現象により前記被処理基板に堆積すべき物質を発生する
ターゲットと、前記ターゲットに対応する前記試料室の
外壁に、例えばマトリックス状に並べ取付けられる複数
のマグネットとを備えるスパッタリング装置において、
前記ターゲットの該スパッタ面の各部分のそれぞれに対
向して配置される複数のレーザ光距離測定子と、これら
のレーザ光距離測定子からの信号を処理する手段と、前
記処理する手段からのデータより前記ターゲットと前記
ホルダとの相対距離を調節する駆動機構とを備えるスパ
ッタリング装置である。ここで、上述した複数の前記レ
ーザ光距離測定子が複数の前記レーザ光距離測定子が前
記ターゲットの中心から外方に伸びる方向に沿って少な
くとも二個配列させて配置させることが望ましい。
【0009】また、他の特徴は、前記ターゲットの前記
スパッタ面の前記各部分に対面し隣接する少なくとも二
つの前記レーザ光距離測定子の信号を入力し、前記スパ
ッタリング現象により侵食される球面状の該各部分の凹
みの半径と深さを求めるターゲットのスパッタ面を測定
する方法である。
スパッタ面の前記各部分に対面し隣接する少なくとも二
つの前記レーザ光距離測定子の信号を入力し、前記スパ
ッタリング現象により侵食される球面状の該各部分の凹
みの半径と深さを求めるターゲットのスパッタ面を測定
する方法である。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0011】図1は本発明のスパッタリング装置および
ターゲットのスパッタ面を測定する方法の一実施例を説
明するための装置の構成を示す模式断面図、図2は図1
のターゲットと測長センサとの相対位置を示すターゲッ
トの部分平面図である。このスパッタリング装置は、図
1および図2に示すように、被処理基板10を載置する
ホルダ7と、このホルダ7および該被処理基板10を収
納する試料室17と、ホルダ7に対面し試料室17内に
取付けられるとともにスパッタリング現象により被処理
基板10に堆積すべき物質を発生する円板状のターゲッ
ト9と、ターゲット9に対応する試料室17の外壁に沿
って上面からみてマトリックス状に並べて取付けられる
複数のマグネット5とを備えるスパッタリング装置にお
いて、ホルダ7が上下に移動できるようにホルダ7と試
料室17の内壁とをベロー6で連結するとともにホルダ
7の底部と連結するナット16に噛み合う送りねじ15
とこの送りねじ15を回転させるモータ13とを具備す
るホルダ昇降機構と、ターゲット9のスパッタ面9aの
複数の各部分18a,18b,18cのそれぞれに対応
する試料室17の内壁に配設させターゲット9までの距
離を測定する複数の測長センサ12a〜12hと、この
測長センサ12a〜12hの出力によりターゲット9の
侵食による各面の凹み度を測定するターゲット侵食測定
部1と、このターゲット侵食測定部1の出力信号を入力
し演算処理するとともにその演算結果により信号を出力
する測定信号演算部2と、この測定信号演算部2の出力
信号を入力しホルダ昇降機構を動作させホルダ7を昇降
させるホルダ駆動制御部3とを設けたことである。
ターゲットのスパッタ面を測定する方法の一実施例を説
明するための装置の構成を示す模式断面図、図2は図1
のターゲットと測長センサとの相対位置を示すターゲッ
トの部分平面図である。このスパッタリング装置は、図
1および図2に示すように、被処理基板10を載置する
ホルダ7と、このホルダ7および該被処理基板10を収
納する試料室17と、ホルダ7に対面し試料室17内に
取付けられるとともにスパッタリング現象により被処理
基板10に堆積すべき物質を発生する円板状のターゲッ
ト9と、ターゲット9に対応する試料室17の外壁に沿
って上面からみてマトリックス状に並べて取付けられる
複数のマグネット5とを備えるスパッタリング装置にお
いて、ホルダ7が上下に移動できるようにホルダ7と試
料室17の内壁とをベロー6で連結するとともにホルダ
7の底部と連結するナット16に噛み合う送りねじ15
とこの送りねじ15を回転させるモータ13とを具備す
るホルダ昇降機構と、ターゲット9のスパッタ面9aの
複数の各部分18a,18b,18cのそれぞれに対応
する試料室17の内壁に配設させターゲット9までの距
離を測定する複数の測長センサ12a〜12hと、この
測長センサ12a〜12hの出力によりターゲット9の
侵食による各面の凹み度を測定するターゲット侵食測定
部1と、このターゲット侵食測定部1の出力信号を入力
し演算処理するとともにその演算結果により信号を出力
する測定信号演算部2と、この測定信号演算部2の出力
信号を入力しホルダ昇降機構を動作させホルダ7を昇降
させるホルダ駆動制御部3とを設けたことである。
【0012】マグネット5に対応するターゲット9のス
パッタ面9aは磁界分布が強くそれによるスパッタ現象
が盛んに行なわれ侵食が最も激しいことから、図2に示
すように、測長センサ12a〜12hは、ターゲット9
の裏面の外壁に配列されたマグネット5の位置に対応し
て設けることが望ましい。また、ターゲット9は円板状
であり、侵食による凹み部分も球状の一部をなす窪みで
あって、これら凹み部分は中心を対称にしてターゲット
9のマグネット5と対応するスパッタ面9aの各部分1
8a,18b,18cに発生することから、ターゲット
9の中心とスパッタ面9aの各部分18a,18b,1
8cの中心とを結ぶに沿って少なくとも2個を並べ配列
して測長センサ12a〜12hを配置することが望まし
い。しかも一個目の測長センサ12a,12b,12c
は予想される凹みである各部分18a,18b,18c
の中心に対応させ他の測長センサ12g,12f,12
hは許される凹み度の外周円上に相当する位置するよう
に配置することが望ましい。これは後述の測定に際し
て、凹み深さから凹みによる窪み体積を演算するのに容
易にできることを考慮している。
パッタ面9aは磁界分布が強くそれによるスパッタ現象
が盛んに行なわれ侵食が最も激しいことから、図2に示
すように、測長センサ12a〜12hは、ターゲット9
の裏面の外壁に配列されたマグネット5の位置に対応し
て設けることが望ましい。また、ターゲット9は円板状
であり、侵食による凹み部分も球状の一部をなす窪みで
あって、これら凹み部分は中心を対称にしてターゲット
9のマグネット5と対応するスパッタ面9aの各部分1
8a,18b,18cに発生することから、ターゲット
9の中心とスパッタ面9aの各部分18a,18b,1
8cの中心とを結ぶに沿って少なくとも2個を並べ配列
して測長センサ12a〜12hを配置することが望まし
い。しかも一個目の測長センサ12a,12b,12c
は予想される凹みである各部分18a,18b,18c
の中心に対応させ他の測長センサ12g,12f,12
hは許される凹み度の外周円上に相当する位置するよう
に配置することが望ましい。これは後述の測定に際し
て、凹み深さから凹みによる窪み体積を演算するのに容
易にできることを考慮している。
【0013】さらに、ターゲット9のスパッタ面9aに
発光部と受光部を直接露呈する測長センサ12aおよび
12gと12eにはターゲット物質が被着しないよう
に、発光部と受光部とを覆う回転式のシャッタ8が設け
られ、これらシャッタ8はシャッタ駆動部3の回転指令
信号によりモータ11を回転させ開閉動作を行なってい
る。一方、ターゲット9面からホルダ7のような遮蔽物
で遮蔽される測長センサ12b,12f,12c,12
h,12dにおいては、レーザ光が通過する程度の穴が
ホルダ7に開けられており、これらの穴はレーザビーム
が通過するのに十分でスパッタ物質が下方に通過しない
程度の大きさにする。例えば、レーザスポットの大きさ
が1×2mmの矩形状であれば、1.5×2.5mmの
大きさにする。そして穴の長さが10mm以上あれば、
スパッタ物質はこの穴を通過しないで穴の側壁に付着し
測長センサの受光部と発光部は汚染から十分避けること
ができる。
発光部と受光部を直接露呈する測長センサ12aおよび
12gと12eにはターゲット物質が被着しないよう
に、発光部と受光部とを覆う回転式のシャッタ8が設け
られ、これらシャッタ8はシャッタ駆動部3の回転指令
信号によりモータ11を回転させ開閉動作を行なってい
る。一方、ターゲット9面からホルダ7のような遮蔽物
で遮蔽される測長センサ12b,12f,12c,12
h,12dにおいては、レーザ光が通過する程度の穴が
ホルダ7に開けられており、これらの穴はレーザビーム
が通過するのに十分でスパッタ物質が下方に通過しない
程度の大きさにする。例えば、レーザスポットの大きさ
が1×2mmの矩形状であれば、1.5×2.5mmの
大きさにする。そして穴の長さが10mm以上あれば、
スパッタ物質はこの穴を通過しないで穴の側壁に付着し
測長センサの受光部と発光部は汚染から十分避けること
ができる。
【0014】なお、ターゲット9の凹み度を測定するの
に要求される精度はせいぜい0.1mm程度で十分であ
るので、この測定には、従来用いられたもので、精度の
高くセンサを走行させる機構やスプリッタなど含む光学
系などをもつ光干渉計による距離測定器を用いる必要が
ない。ここで用いられる測長センサ12a〜12hは、
投光部と受光部とが所定の角度で向けて本体内部に配設
されている単純な構造であって、被測定面に投光された
可視レーザ光の拡散反射成分を測定する三角測量を応用
した測定器である。この種のセンサは、KEYENCE
社などから変位センサとして発売さており、このセンサ
を多数配置すれば、センサヘッドを移動させることなく
同時に多数の個所の距離測定ができる。
に要求される精度はせいぜい0.1mm程度で十分であ
るので、この測定には、従来用いられたもので、精度の
高くセンサを走行させる機構やスプリッタなど含む光学
系などをもつ光干渉計による距離測定器を用いる必要が
ない。ここで用いられる測長センサ12a〜12hは、
投光部と受光部とが所定の角度で向けて本体内部に配設
されている単純な構造であって、被測定面に投光された
可視レーザ光の拡散反射成分を測定する三角測量を応用
した測定器である。この種のセンサは、KEYENCE
社などから変位センサとして発売さており、このセンサ
を多数配置すれば、センサヘッドを移動させることなく
同時に多数の個所の距離測定ができる。
【0015】ターゲット侵食量測定部1は測長センサ1
2a〜12dの出力を電圧として表示する表示部と出力
をデジタル変換する変換部とで構成されている。また、
測定信号演算部2は市販のマイクロコンピュータを使用
したものである。さらに、ホルダ駆動制御部3は一種の
NC装置であって、パルスモータであるモータ13にホ
ルダ駆動制御部3から所定数のパルス信号を送り、その
パルス数に応じてモータ13を回転し、モータ13の回
転により送りねじ15を回転させホルダ7の下部に取付
けられたナット16を移動させホルダ7を昇降させるも
のである。当然、エンコーダ14によりモータ13の回
転数を計測しホルダ駆動制御部3にフィードバックし確
実にホルダ7が移動したか確認している。また、この昇
降機構は試料室外に配置されているので、試料室8とこ
の昇降機構とはベロー6を介して気密に仕切られてい
る。
2a〜12dの出力を電圧として表示する表示部と出力
をデジタル変換する変換部とで構成されている。また、
測定信号演算部2は市販のマイクロコンピュータを使用
したものである。さらに、ホルダ駆動制御部3は一種の
NC装置であって、パルスモータであるモータ13にホ
ルダ駆動制御部3から所定数のパルス信号を送り、その
パルス数に応じてモータ13を回転し、モータ13の回
転により送りねじ15を回転させホルダ7の下部に取付
けられたナット16を移動させホルダ7を昇降させるも
のである。当然、エンコーダ14によりモータ13の回
転数を計測しホルダ駆動制御部3にフィードバックし確
実にホルダ7が移動したか確認している。また、この昇
降機構は試料室外に配置されているので、試料室8とこ
の昇降機構とはベロー6を介して気密に仕切られてい
る。
【0016】図3はターゲットの凹み度の測定について
説明するための図である。次に、ターゲットの侵食によ
る凹み度の測定について説明する。この測定は、試料室
8が大気中あるいは真空中にかかわらず行なえるが、い
ずれの場合もホルダ7から被処理基板10を取外して行
なうものである。まず、図3に示すように、ターゲット
侵食量測定部1からの出力信号を入力して凹みの中心と
凹みの円周方向に並び隣接する二つの測長センサ12b
と12fとから凹み深さd1とd2値を求める。そし
て、このd1値とd2値とを含む表面の軌跡をターゲッ
ト9の凹みを円形状の円弧部と仮定して半径rを求め
る。そしてd1値、d2値およびr値により凹み部分の
体積を演算して求める。さらに、この凹み部分の体積を
二分する中立面とターゲット9の平坦部との距離sを求
める。
説明するための図である。次に、ターゲットの侵食によ
る凹み度の測定について説明する。この測定は、試料室
8が大気中あるいは真空中にかかわらず行なえるが、い
ずれの場合もホルダ7から被処理基板10を取外して行
なうものである。まず、図3に示すように、ターゲット
侵食量測定部1からの出力信号を入力して凹みの中心と
凹みの円周方向に並び隣接する二つの測長センサ12b
と12fとから凹み深さd1とd2値を求める。そし
て、このd1値とd2値とを含む表面の軌跡をターゲッ
ト9の凹みを円形状の円弧部と仮定して半径rを求め
る。そしてd1値、d2値およびr値により凹み部分の
体積を演算して求める。さらに、この凹み部分の体積を
二分する中立面とターゲット9の平坦部との距離sを求
める。
【0017】図4は図1のスパッタリング装置の動作を
説明するためのフローチャートである。次に、このスパ
ッタリング装置の動作を図1および図3を参照して説明
する。まず、ステップAで図1のシャッタ駆動部4を動
作させ測長センサ12a,12eのシャッタ8を回転さ
せ窓を露呈する。次に、ステップBで全ての測長センサ
12a〜12hとターゲット侵食量測定部1とを動作さ
せターゲット9の各表面までの距離を測定する。そし
て、ステップCで測定信号演算部2が図2の凹み度dを
求めるとともに凹み部の体積と中立面への距離sを算出
する。
説明するためのフローチャートである。次に、このスパ
ッタリング装置の動作を図1および図3を参照して説明
する。まず、ステップAで図1のシャッタ駆動部4を動
作させ測長センサ12a,12eのシャッタ8を回転さ
せ窓を露呈する。次に、ステップBで全ての測長センサ
12a〜12hとターゲット侵食量測定部1とを動作さ
せターゲット9の各表面までの距離を測定する。そし
て、ステップCで測定信号演算部2が図2の凹み度dを
求めるとともに凹み部の体積と中立面への距離sを算出
する。
【0018】そして、ステップDで侵食量を示す距離d
の最大値が補正すべき範囲なのかあるいは補正しなくと
も良いかを基準値と比較判定する。さらに、ステップE
で補正すべき量が成膜レートを低下させる使用限界にき
ているか否かを予じめ設定された使用限界量と比較し判
定する。そして、使用限界であればステップJで寿命と
判定する。また、補正すべき範囲であれば、ステップF
で図2のsを求め、ステップGでホルダ駆動制御部3に
距離sに対応する信号を送りホルダ駆動制御部3はモー
タ13を回転させ送りねじ15とナット16によりホル
ダ7を上昇させターゲットとホルダ7との相対距離を補
正する。
の最大値が補正すべき範囲なのかあるいは補正しなくと
も良いかを基準値と比較判定する。さらに、ステップE
で補正すべき量が成膜レートを低下させる使用限界にき
ているか否かを予じめ設定された使用限界量と比較し判
定する。そして、使用限界であればステップJで寿命と
判定する。また、補正すべき範囲であれば、ステップF
で図2のsを求め、ステップGでホルダ駆動制御部3に
距離sに対応する信号を送りホルダ駆動制御部3はモー
タ13を回転させ送りねじ15とナット16によりホル
ダ7を上昇させターゲットとホルダ7との相対距離を補
正する。
【0019】この距離補正が完了した後、ステップHで
シャッタ8を回転し測長センサ12aと12eの窓を遮
蔽する。そして、ステップI以降の成膜処理を行なう。
なお、ステップDで補正しなくとも良いとの判定であれ
ば、ステップHでシャッタ8を回転し測長センサ12
a,12eの窓を遮蔽し、ステップIで基板処理を開始
する。
シャッタ8を回転し測長センサ12aと12eの窓を遮
蔽する。そして、ステップI以降の成膜処理を行なう。
なお、ステップDで補正しなくとも良いとの判定であれ
ば、ステップHでシャッタ8を回転し測長センサ12
a,12eの窓を遮蔽し、ステップIで基板処理を開始
する。
【0020】このように処理事前毎にターゲットとホル
ダ間との相対距離の変化を測定してターゲットの侵食度
を求め、そして、予じめ設定された侵食度による成膜レ
ートの低下する範囲と比較判定し相対距離を補正べきか
あるいは新しいターゲットに交換すべきかを行なえば、
ターゲットの初期状態から使用限界期までの成膜レート
を安定して維持することができ、それに伴ない被処理基
板面の成膜分布の均一性をも得られることが期待するこ
とができた。
ダ間との相対距離の変化を測定してターゲットの侵食度
を求め、そして、予じめ設定された侵食度による成膜レ
ートの低下する範囲と比較判定し相対距離を補正べきか
あるいは新しいターゲットに交換すべきかを行なえば、
ターゲットの初期状態から使用限界期までの成膜レート
を安定して維持することができ、それに伴ない被処理基
板面の成膜分布の均一性をも得られることが期待するこ
とができた。
【0021】そこで、ちなみに被処理基板を半導体ウェ
ーハを用い、この半導体ウェーハ上にアルミニウム膜を
施す実験を行なったところ、その結果、従来成膜レート
が30パーセントに低下したにもかかわらず認識できな
かったことが5パーセントと極めて低い成膜レートの低
下でも認識することができた。また、これに伴ない半導
体ウェーハ面の成膜分布の均一性も従来の5パーセント
に対し3パーセント以内にすることが出来た。
ーハを用い、この半導体ウェーハ上にアルミニウム膜を
施す実験を行なったところ、その結果、従来成膜レート
が30パーセントに低下したにもかかわらず認識できな
かったことが5パーセントと極めて低い成膜レートの低
下でも認識することができた。また、これに伴ない半導
体ウェーハ面の成膜分布の均一性も従来の5パーセント
に対し3パーセント以内にすることが出来た。
【0022】なお、この実施例で述べたスパッタリング
装置では、ターゲットとホルダとの相対距離を調整する
のにホルダを昇降させて行なわれているが、ターゲット
を昇降させても同じ効果が得られる。このターゲットを
昇降させる機構は、例えば、ターゲットを支持している
支持板と試料室との間にベローと、支持板と試料室との
間にナットと送りねじとで構成される昇降機構とを設け
れば良い。また、この昇降機構もねじ送りでなくともラ
ックとピニオンあるいは油圧送り機構などの種々の送り
機構で対応できる。
装置では、ターゲットとホルダとの相対距離を調整する
のにホルダを昇降させて行なわれているが、ターゲット
を昇降させても同じ効果が得られる。このターゲットを
昇降させる機構は、例えば、ターゲットを支持している
支持板と試料室との間にベローと、支持板と試料室との
間にナットと送りねじとで構成される昇降機構とを設け
れば良い。また、この昇降機構もねじ送りでなくともラ
ックとピニオンあるいは油圧送り機構などの種々の送り
機構で対応できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ターゲッ
トの局部的に侵食される部分に対応して複数の測長セン
サを配置し、これら測長センサからの測定値を演算し侵
食による凹み度を算出し、凹み度によってターゲットと
被処理基板との相対距離を補正することによって、侵食
による成膜レートの低下度を観察し自動的に相対距離を
補正したりあるいは新しいターゲットに交換して成膜レ
ートの低下を事前に防止することができ、また、それに
伴なう成膜分布の均一性を維持することができるという
効果がある。さらに、従来、定期的に行なっていた相対
距離の調査および補正作業に要していた多大な工数が処
理前の僅か数分で済み、その分装置の稼働率も向上する
といった効果もある。
トの局部的に侵食される部分に対応して複数の測長セン
サを配置し、これら測長センサからの測定値を演算し侵
食による凹み度を算出し、凹み度によってターゲットと
被処理基板との相対距離を補正することによって、侵食
による成膜レートの低下度を観察し自動的に相対距離を
補正したりあるいは新しいターゲットに交換して成膜レ
ートの低下を事前に防止することができ、また、それに
伴なう成膜分布の均一性を維持することができるという
効果がある。さらに、従来、定期的に行なっていた相対
距離の調査および補正作業に要していた多大な工数が処
理前の僅か数分で済み、その分装置の稼働率も向上する
といった効果もある。
【図1】本発明のスパッタリング装置およびターゲット
のスパッタ面を測定する方法の一実施例を説明するため
の装置の構成を示す模式断面図である。
のスパッタ面を測定する方法の一実施例を説明するため
の装置の構成を示す模式断面図である。
【図2】図1のターゲットと測長センサとの相対位置を
示すターゲットの部分平面図である。
示すターゲットの部分平面図である。
【図3】ターゲットの凹み度の測定について説明するた
めの図である。
めの図である。
【図4】図1のスパッタリング装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
1 ターゲット侵食量測定部 2 測定信号演算部 3 ホルダ駆動制御部 4 シャッタ駆動部 5 マグネット 6 ベロー 7 ホルダ 8 シャッタ 9 ターゲット 9a スパッタ面 10 被処理基板 11,13 モータ 12a,12b,12c,12d,12e,12f,1
2g,12h 測長センサ 14 エンコーダ 15 送りねじ 16 ナット 17 試料室 18a,18b,18c 部分
2g,12h 測長センサ 14 エンコーダ 15 送りねじ 16 ナット 17 試料室 18a,18b,18c 部分
Claims (4)
- 【請求項1】 被処理基板を載置するホルダと、このホ
ルダおよび該被処理基板を収納する試料室と、前記ホル
ダにスパッタ面が対面し前記試料室内に取付けられると
ともにスパッタリング現象により前記被処理基板に堆積
すべき物質を発生するターゲットと、前記ターゲットに
対応する前記試料室の外壁に沿って設けられた複数のマ
グネットとを備えるスパッタリング装置において、前記
ターゲットの該スパッタ面の各部分のそれぞれに対向し
て配置される複数のレーザ光距離測定子と、これらのレ
ーザ光距離測定子からの信号を処理する手段と、前記処
理する手段からのデータより前記ターゲットと前記ホル
ダとの相対距離を調節する駆動機構とを備えることを特
徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項2】 複数の前記レーザ光距離測定子が前記タ
ーゲットの中心から外方に伸びる方向に沿って少なくと
も二個配列させて配置させ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。 - 【請求項3】 複数の前記レーザ光距離測定子が前記マ
グネットの位置に対応して配置されていることを特徴と
する請求項1もしくは請求項2記載のスパッタリング装
置 - 【請求項4】 前記ターゲットの前記スパッタ面の前記
各部分に対面し隣接する少なくとも二つの前記レーザ光
距離測定子の信号を入力し、前記スパッタリング現象に
より侵食される球面状の該各部分の凹みの半径と深さを
求めることを特徴とするターゲットのスパッタ面を測定
する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1729494A JP2953940B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタリング装置およびターゲットのスパッタ面を測定する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1729494A JP2953940B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタリング装置およびターゲットのスパッタ面を測定する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07224377A true JPH07224377A (ja) | 1995-08-22 |
JP2953940B2 JP2953940B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=11939985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1729494A Expired - Fee Related JP2953940B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタリング装置およびターゲットのスパッタ面を測定する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2953940B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001240965A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Showa Shinku:Kk | 薄膜製造装置に於ける膜厚分布制御方法及びその装置 |
WO2004024979A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Honeywell International Inc. | Sensor system and methods used to detect material wear and surface deterioration |
WO2009085157A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Applied Materials, Inc. | Prediction and compensation of erosion in a magnetron sputtering target |
JP2013511619A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ | 基板をコートする装置及び方法 |
KR101255591B1 (ko) * | 2011-04-30 | 2013-04-16 | 한국생산기술연구원 | 균일한 코팅이 가능한 코팅 장치 |
US8968536B2 (en) | 2007-06-18 | 2015-03-03 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target having increased life and sputtering uniformity |
US9127362B2 (en) | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
JP2020169352A (ja) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 株式会社アルバック | マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP1729494A patent/JP2953940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001240965A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Showa Shinku:Kk | 薄膜製造装置に於ける膜厚分布制御方法及びその装置 |
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US10347475B2 (en) | 2005-10-31 | 2019-07-09 | Applied Materials, Inc. | Holding assembly for substrate processing chamber |
US9127362B2 (en) | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
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US8764949B2 (en) | 2007-12-20 | 2014-07-01 | Applied Materials, Inc. | Prediction and compensation of erosion in a magnetron sputtering target |
US8518220B2 (en) | 2007-12-20 | 2013-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method for predicting and compensating erosion in a magnetron sputtering target |
US8133360B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-03-13 | Applied Materials, Inc. | Prediction and compensation of erosion in a magnetron sputtering target |
JP2011508076A (ja) * | 2007-12-20 | 2011-03-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マグネトロンスパッタリングターゲットのエロージョン特性の予測及び補正 |
WO2009085157A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Applied Materials, Inc. | Prediction and compensation of erosion in a magnetron sputtering target |
JP2013511619A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ | 基板をコートする装置及び方法 |
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JP2020169352A (ja) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 株式会社アルバック | マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2953940B2 (ja) | 1999-09-27 |
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