JPH08239763A - スパッタ装置及びその調整方法 - Google Patents
スパッタ装置及びその調整方法Info
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- JPH08239763A JPH08239763A JP6505695A JP6505695A JPH08239763A JP H08239763 A JPH08239763 A JP H08239763A JP 6505695 A JP6505695 A JP 6505695A JP 6505695 A JP6505695 A JP 6505695A JP H08239763 A JPH08239763 A JP H08239763A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 真空チャンバー２内にターゲット５と半導体
ウェーハ３とを対向して配置し、ターゲット５をスパッ
タして半導体ウェーハ３上に薄膜を成膜するスパッタ装
置１において、ターゲット５を半導体ウェーハ３との相
対位置を可変に配置し、ターゲット５と半導体ウェーハ
３の距離を測定する距離測定手段１３と距離を調整する
距離調整手段１０とを配設し、距離調整手段１０は距離
測定手段１３の出力値に応動し、ターゲット５と半導体
ウェーハ３との相対位置を調整するようにしたことを特
徴とするスパッタ装置１。 【効果】 ターゲット表面と半導体ウェーハ表面の距離
を測定し、この間の距離を一定に保つことにより、スパ
ッタ条件を固定し、スパッタにより成膜される膜厚を一
定にすることができる。したがって、位置調整に一々プ
ラズマ発生時間を管理したり、プラズマ発生時間とター
ゲット消耗量の関係を設定する必要がなく、均一な成膜
のスパッタ作業が簡単に行なえる。
ウェーハ３とを対向して配置し、ターゲット５をスパッ
タして半導体ウェーハ３上に薄膜を成膜するスパッタ装
置１において、ターゲット５を半導体ウェーハ３との相
対位置を可変に配置し、ターゲット５と半導体ウェーハ
３の距離を測定する距離測定手段１３と距離を調整する
距離調整手段１０とを配設し、距離調整手段１０は距離
測定手段１３の出力値に応動し、ターゲット５と半導体
ウェーハ３との相対位置を調整するようにしたことを特
徴とするスパッタ装置１。 【効果】 ターゲット表面と半導体ウェーハ表面の距離
を測定し、この間の距離を一定に保つことにより、スパ
ッタ条件を固定し、スパッタにより成膜される膜厚を一
定にすることができる。したがって、位置調整に一々プ
ラズマ発生時間を管理したり、プラズマ発生時間とター
ゲット消耗量の関係を設定する必要がなく、均一な成膜
のスパッタ作業が簡単に行なえる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の製
造に使用され、半導体ウェーハの処理面に金属薄膜ある
いは金属化合物薄膜を形成するスパッタ装置に関する。
造に使用され、半導体ウェーハの処理面に金属薄膜ある
いは金属化合物薄膜を形成するスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のスパッタ装置は被処理物、例え
ば半導体ウェーハの処理面に金属薄膜および金属化合物
薄膜の成膜に多用されている。かかるスパッタ装置は真
空チャンバ内にターゲットと呼ばれる金属板あるいは金
属化合物板と被処理物の半導体ウェーハ処理面を対向し
て配置し、高真空度まで排気した後、これらのターゲッ
トと半導体ウェーハ間に高電圧を印加するとともに、真
空チャンバ内にスパッタガス、例えばアルゴンガスを導
入する。そして、このスパッタガスをプラズマ化して、
プラズマ中のイオンを負電圧の電極であるターゲットに
衝突させてスパッタリングし、陽極側に設けられた半導
体ウェーハの表面に被着させて薄膜を形成する装置であ
る。
ば半導体ウェーハの処理面に金属薄膜および金属化合物
薄膜の成膜に多用されている。かかるスパッタ装置は真
空チャンバ内にターゲットと呼ばれる金属板あるいは金
属化合物板と被処理物の半導体ウェーハ処理面を対向し
て配置し、高真空度まで排気した後、これらのターゲッ
トと半導体ウェーハ間に高電圧を印加するとともに、真
空チャンバ内にスパッタガス、例えばアルゴンガスを導
入する。そして、このスパッタガスをプラズマ化して、
プラズマ中のイオンを負電圧の電極であるターゲットに
衝突させてスパッタリングし、陽極側に設けられた半導
体ウェーハの表面に被着させて薄膜を形成する装置であ
る。
【０００３】尚、ターゲットの裏面側にはプラズマをタ
ーゲットの表面近傍に閉じ込め、ターゲット面上に高密
度の放電プラズマを集中させて高速スパッタリングを行
なうためのプラズマ制御用マグネットの磁場形成回路や
ターゲットを冷却する冷却機構等が配設されている。
ーゲットの表面近傍に閉じ込め、ターゲット面上に高密
度の放電プラズマを集中させて高速スパッタリングを行
なうためのプラズマ制御用マグネットの磁場形成回路や
ターゲットを冷却する冷却機構等が配設されている。
【０００４】ところで、このようなスパッタ装置は成膜
中、ターゲットの表面がプラズマイオンに叩かれて消耗
し、ターゲットと被処理物の半導体ウェーハとの距離が
徐々に離れる。このため、プラズマイオンにより叩きだ
されたターゲット材料の分子が半導体ウェーハに到達す
るまでの時間や、この分子の飛散する方向が変化して、
半導体ウェーハ上に形成される薄膜の膜厚が均一に形成
できないと言った問題があった。
中、ターゲットの表面がプラズマイオンに叩かれて消耗
し、ターゲットと被処理物の半導体ウェーハとの距離が
徐々に離れる。このため、プラズマイオンにより叩きだ
されたターゲット材料の分子が半導体ウェーハに到達す
るまでの時間や、この分子の飛散する方向が変化して、
半導体ウェーハ上に形成される薄膜の膜厚が均一に形成
できないと言った問題があった。
【０００５】このため、ターゲットと被処理物との相対
的な位置を可変する成膜距離調整手段を設けたスパッタ
装置が提案されている（特開平２−２９８２６３号公報
参照）。
的な位置を可変する成膜距離調整手段を設けたスパッタ
装置が提案されている（特開平２−２９８２６３号公報
参照）。
【０００６】このスパッタ装置はターゲットの消費量に
応じてスパッタガンの位置を調節することで、ターゲッ
トと被処理物との距離、つまり成膜距離を一定に設定し
てスパッタリングすることができる。したがって、プラ
ズマイオンにより叩きだされたターゲット材料の分子の
飛散時間や飛散方向が一定となり、常に同様のスパッタ
条件が設定でき、同一ターゲットで多数の半導体ウェー
ハの成膜を行なう場合、膜厚等のバラツキが少ない均一
な膜を形成することができる。
応じてスパッタガンの位置を調節することで、ターゲッ
トと被処理物との距離、つまり成膜距離を一定に設定し
てスパッタリングすることができる。したがって、プラ
ズマイオンにより叩きだされたターゲット材料の分子の
飛散時間や飛散方向が一定となり、常に同様のスパッタ
条件が設定でき、同一ターゲットで多数の半導体ウェー
ハの成膜を行なう場合、膜厚等のバラツキが少ない均一
な膜を形成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
パッタ装置はターゲットと被処理物間の位置調整をプラ
ズマ発生時間とターゲット消耗量との関係をデータとし
てメモリに記憶し、このメモリの読み出し出力値によっ
てターゲットとウェーハの間隔をスパッタ中に調節する
ものであるから、この調節によりプラズマの状態が変化
し、膜厚等の均一性や成膜の厚さがずれる虞れがあり、
プラズマ発生時間とターゲット消耗量の関係を再設定す
る必要があった。
パッタ装置はターゲットと被処理物間の位置調整をプラ
ズマ発生時間とターゲット消耗量との関係をデータとし
てメモリに記憶し、このメモリの読み出し出力値によっ
てターゲットとウェーハの間隔をスパッタ中に調節する
ものであるから、この調節によりプラズマの状態が変化
し、膜厚等の均一性や成膜の厚さがずれる虞れがあり、
プラズマ発生時間とターゲット消耗量の関係を再設定す
る必要があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されたもので、真空チャンバー内にタ
ーゲットと被処理物とを対向して配置し、前記ターゲッ
トをスパッタして被処理物上に薄膜を成膜するスパッタ
装置において、前記ターゲットを被処理物との相対位置
を可変に配置し、前記ターゲットと被処理物間の距離を
測定する距離測定手段と前記距離を調整する距離調整手
段とを配設し、前記距離調整手段は前記距離測定手段の
出力値に応動し、前記ターゲットと被処理物との相対位
置を調整するようにしたことを特徴とするスパッタ装置
を提供する。
決するために提案されたもので、真空チャンバー内にタ
ーゲットと被処理物とを対向して配置し、前記ターゲッ
トをスパッタして被処理物上に薄膜を成膜するスパッタ
装置において、前記ターゲットを被処理物との相対位置
を可変に配置し、前記ターゲットと被処理物間の距離を
測定する距離測定手段と前記距離を調整する距離調整手
段とを配設し、前記距離調整手段は前記距離測定手段の
出力値に応動し、前記ターゲットと被処理物との相対位
置を調整するようにしたことを特徴とするスパッタ装置
を提供する。
【０００９】また、前記距離測定手段は前記ターゲット
表面との距離を測定する距離計とその測定結果を出力す
る距離表示部とで構成したことを特徴とするスパッタ装
置を提供する。さらに、前記距離調整手段がスパッタ停
止時に動作することを特徴とするスパッタ装置を提供す
る。
表面との距離を測定する距離計とその測定結果を出力す
る距離表示部とで構成したことを特徴とするスパッタ装
置を提供する。さらに、前記距離調整手段がスパッタ停
止時に動作することを特徴とするスパッタ装置を提供す
る。
【００１０】
【作用】本発明によればターゲットと被処理物との相対
位置を可変する成膜距離調整手段と、ターゲットと被処
理物間の距離を測定する距離測定手段を配設し、距離測
定手段でターゲットと被処理物との距離を測定し、その
結果により距離調整手段でターゲットと被処理物との相
対位置を調節するようにしたので、スパッタ時のターゲ
ットと被処理物との相対位置の変化にともなうプラズマ
の状態の変化による成膜の厚さの変動はない。
位置を可変する成膜距離調整手段と、ターゲットと被処
理物間の距離を測定する距離測定手段を配設し、距離測
定手段でターゲットと被処理物との距離を測定し、その
結果により距離調整手段でターゲットと被処理物との相
対位置を調節するようにしたので、スパッタ時のターゲ
ットと被処理物との相対位置の変化にともなうプラズマ
の状態の変化による成膜の厚さの変動はない。
【００１１】また、ターゲットと距離測定の結果を距離
表示部で出力することにより、絶えずターゲットと被処
理物との距離を監視することができる。また、ターゲッ
トと被処理物との相対位置の調節をスパッタ停止時に行
なうのでスパッタ中にプラズマが不安定となることもな
い。
表示部で出力することにより、絶えずターゲットと被処
理物との距離を監視することができる。また、ターゲッ
トと被処理物との相対位置の調節をスパッタ停止時に行
なうのでスパッタ中にプラズマが不安定となることもな
い。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例のスパッタ装置の側面
図を用いて説明する。図１は本発明の実施例のスパッタ
装置１である。スパッタ装置１の真空チャンバ２内の一
端側に被処理物である半導体ウェーハ３を保持する載置
台４が設けられており、載置台４と対向する側にターゲ
ット５を備えたスパッタガン６が設けられている。
図を用いて説明する。図１は本発明の実施例のスパッタ
装置１である。スパッタ装置１の真空チャンバ２内の一
端側に被処理物である半導体ウェーハ３を保持する載置
台４が設けられており、載置台４と対向する側にターゲ
ット５を備えたスパッタガン６が設けられている。
【００１３】このスパッタガン６には真空チャンバ２内
で伸縮自在に構成されたベロー７が設けられている。ま
た、スパッタガン６の後部には、真空チャンバ２に対し
てスパッタガン６の位置を移動可能とするシリンダ８が
設けられ、さらにシリンダ８を駆動する距離駆動回路９
を配設することにより図示矢印方向にスパッタガン６を
移動させ、スパッタガン６の先端部に設けられたターゲ
ット５と半導体ウェーハ３の距離が一定量になるよう調
節可能に構成されている。ここで、シリンダ８と距離駆
動回路９で半導体ウェーハ３とターゲット表面５ａ間の
距離を調整する距離調整手段１０を構成している。
で伸縮自在に構成されたベロー７が設けられている。ま
た、スパッタガン６の後部には、真空チャンバ２に対し
てスパッタガン６の位置を移動可能とするシリンダ８が
設けられ、さらにシリンダ８を駆動する距離駆動回路９
を配設することにより図示矢印方向にスパッタガン６を
移動させ、スパッタガン６の先端部に設けられたターゲ
ット５と半導体ウェーハ３の距離が一定量になるよう調
節可能に構成されている。ここで、シリンダ８と距離駆
動回路９で半導体ウェーハ３とターゲット表面５ａ間の
距離を調整する距離調整手段１０を構成している。
【００１４】ターゲット５は形成すべき薄膜の材質に応
じて選択された、例えばアルミニュウ、酸化珪素などの
金属、あるいは金属化合物を１００平方ｃｍ程度の板状
に形成したものである。
じて選択された、例えばアルミニュウ、酸化珪素などの
金属、あるいは金属化合物を１００平方ｃｍ程度の板状
に形成したものである。
【００１５】尚、ターゲット５の裏面側のスパッタガン
６内には、図示しないが、プラズマをターゲット５の表
面近傍に閉じ込め、ターゲット５の面上に高密度の放電
プラズマを集中させて高速スパッタリングを行なうため
のプラズマ制御用のマグネットやターゲット５を冷却す
る冷却機構が配設されている。
６内には、図示しないが、プラズマをターゲット５の表
面近傍に閉じ込め、ターゲット５の面上に高密度の放電
プラズマを集中させて高速スパッタリングを行なうため
のプラズマ制御用のマグネットやターゲット５を冷却す
る冷却機構が配設されている。
【００１６】前記載置台４の半導体ウェーハ３の近傍に
は、本発明の特徴であるターゲット５表面までの距離を
測定する距離計１１が配設されている。この距離計１１
は半導体ウェーハ３近傍に、ターゲット表面５ａとの距
離がターゲット表面５ａと半導体ウェーハ３間の距離と
略同じ距離になるように配設し、さらにこの距離を表示
する距離表示部１２を配設している。この距離計と距離
表示部で距離測定手段１３を構成している。また、スパ
ッタ時はスパッタ物質が付着しないように距離計１１表
面をカバーをしておき、距離確認時に外部からカバーを
外せるようにし、さらにスパッタ停止時には自動的にカ
バーが外れるようにする。距離計１１はレーザを用いて
いるが、一般的に用いられている距離計１１であればよ
い。
は、本発明の特徴であるターゲット５表面までの距離を
測定する距離計１１が配設されている。この距離計１１
は半導体ウェーハ３近傍に、ターゲット表面５ａとの距
離がターゲット表面５ａと半導体ウェーハ３間の距離と
略同じ距離になるように配設し、さらにこの距離を表示
する距離表示部１２を配設している。この距離計と距離
表示部で距離測定手段１３を構成している。また、スパ
ッタ時はスパッタ物質が付着しないように距離計１１表
面をカバーをしておき、距離確認時に外部からカバーを
外せるようにし、さらにスパッタ停止時には自動的にカ
バーが外れるようにする。距離計１１はレーザを用いて
いるが、一般的に用いられている距離計１１であればよ
い。
【００１７】最初に半導体ウェーハ３とターゲット５を
位置決めし、一定電流でスパッタしたときの、成膜の成
長スピードにより成膜条件を固定する。成膜厚さはこの
条件でのスパッタ時間により決める。
位置決めし、一定電流でスパッタしたときの、成膜の成
長スピードにより成膜条件を固定する。成膜厚さはこの
条件でのスパッタ時間により決める。
【００１８】しかし、スパッタを繰り返しているとター
ゲット５は表面から磨耗し、ターゲット表面５ａと半導
体ウェーハ３間の距離がはなれ、指定時間で、所定の膜
厚が得られなくなる。
ゲット５は表面から磨耗し、ターゲット表面５ａと半導
体ウェーハ３間の距離がはなれ、指定時間で、所定の膜
厚が得られなくなる。
【００１９】距離はスパッタ停止時にカバーを外し距離
表示部１２に表し、ターゲット表面５ａと半導体ウェー
ハ３間の是正規格に達した場合は距離駆動回路９を作動
させ、ターゲット５を前面に出して設定値に合わせる。
この距離駆動回路９は経験から７０〜８０サイクルで作
動をさせて距離の是正が必要である。
表示部１２に表し、ターゲット表面５ａと半導体ウェー
ハ３間の是正規格に達した場合は距離駆動回路９を作動
させ、ターゲット５を前面に出して設定値に合わせる。
この距離駆動回路９は経験から７０〜８０サイクルで作
動をさせて距離の是正が必要である。
【００２０】以上のように、スパッタ停止時に距離駆動
回路９を作動させればよく、このためにプラズマに乱れ
が発生することがない。この距離計１１に指定距離から
外れたら自動的に距離駆動回路９が作動し、適正距離に
するようにしてもよい。
回路９を作動させればよく、このためにプラズマに乱れ
が発生することがない。この距離計１１に指定距離から
外れたら自動的に距離駆動回路９が作動し、適正距離に
するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、ターゲット表面と半導
体ウェーハ表面の距離を測定し、この間の距離を一定に
保つことにより、スパッタ条件を固定し、スパッタによ
り成膜される膜厚を一定にすることができる。
体ウェーハ表面の距離を測定し、この間の距離を一定に
保つことにより、スパッタ条件を固定し、スパッタによ
り成膜される膜厚を一定にすることができる。
【００２２】したがって、位置調整に一々プラズマ発生
時間を管理したり、プラズマ発生時間とターゲット消耗
量の関係を設定する必要がなく、均一な成膜のスパッタ
作業が簡単に行なえる。
時間を管理したり、プラズマ発生時間とターゲット消耗
量の関係を設定する必要がなく、均一な成膜のスパッタ
作業が簡単に行なえる。
【図１】 本発明のスパッタ装置の側面図
１ スパッタ装置 ２ 真空チャンバー ３ 半導体ウェーハ（被処理物） ５ ターゲット ５ａ ターゲット表面 １０ 距離調整手段 １１ 距離計 １２ 距離表示部 １３ 距離測定手段
Claims (3)
- 【請求項１】チャンバー内にターゲットと被処理物とを
対向して配置し、前記ターゲットをスパッタして被処理
物上に薄膜を成膜するスパッタ装置において、前記ター
ゲットを被処理物に配置し、前記ターゲットと被処理物
間の距離を測定する距離測定手段と前記距離測定手段の
出力値に応動する距離調整手段とを配設し、前記ターゲ
ットと被処理物との相対位置を調整するようにしたこと
を特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】前記距離測定手段は前記ターゲット表面と
の距離を測定する距離計とその測定結果を出力する距離
表示部とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の
スパッタ装置。 - 【請求項３】前記距離調整手段をスパッタ停止時に動作
させることを特徴とする請求項１または２に記載のスパ
ッタ装置の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6505695A JPH08239763A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | スパッタ装置及びその調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6505695A JPH08239763A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | スパッタ装置及びその調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239763A true JPH08239763A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=13275922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6505695A Pending JPH08239763A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | スパッタ装置及びその調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08239763A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1402081A1 (en) * | 2001-06-05 | 2004-03-31 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Ring-type sputtering target |
| KR100587663B1 (ko) * | 1999-07-08 | 2006-06-08 | 삼성전자주식회사 | 스퍼터링 장치 |
| KR101521605B1 (ko) * | 2013-06-28 | 2015-05-19 | (주)에스엔텍 | 플라즈마 cvd 장치 |
| CN110819947A (zh) * | 2018-08-10 | 2020-02-21 | 无锡变格新材料科技有限公司 | 一种溅镀机及其溅镀工艺 |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP6505695A patent/JPH08239763A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100587663B1 (ko) * | 1999-07-08 | 2006-06-08 | 삼성전자주식회사 | 스퍼터링 장치 |
| EP1402081A1 (en) * | 2001-06-05 | 2004-03-31 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Ring-type sputtering target |
| EP1402081A4 (en) * | 2001-06-05 | 2007-10-10 | Praxair Technology Inc | CATHODIC SPRAY TARGET OF ANNULAR TYPE |
| KR101521605B1 (ko) * | 2013-06-28 | 2015-05-19 | (주)에스엔텍 | 플라즈마 cvd 장치 |
| CN110819947A (zh) * | 2018-08-10 | 2020-02-21 | 无锡变格新材料科技有限公司 | 一种溅镀机及其溅镀工艺 |
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