JPH09202968A - スパッタ装置及び堆積膜形成方法 - Google Patents
スパッタ装置及び堆積膜形成方法Info
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- JPH09202968A JPH09202968A JP8011701A JP1170196A JPH09202968A JP H09202968 A JPH09202968 A JP H09202968A JP 8011701 A JP8011701 A JP 8011701A JP 1170196 A JP1170196 A JP 1170196A JP H09202968 A JPH09202968 A JP H09202968A
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- JP
- Japan
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- plasma
- chamber
- sputtering apparatus
- high frequency
- target
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予備的なデータ蓄積を必要とせず、簡単な構
成で、長期にわたって成膜速度を安定にする。 【解決手段】 プラズマのリアクタンス、高周波電圧ま
たは自己バイアス電圧を一定に保つように、チャンバー
内壁面とプラズマとの接触面積を可動板により調整す
る。
成で、長期にわたって成膜速度を安定にする。 【解決手段】 プラズマのリアクタンス、高周波電圧ま
たは自己バイアス電圧を一定に保つように、チャンバー
内壁面とプラズマとの接触面積を可動板により調整す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に機能性半導
体膜を形成する場合に有用なスパッタ装置及び堆積膜形
成方法で、特に成膜レートが長期間にわたって安定なス
パッタ装置及び堆積膜形成方法に関する。
体膜を形成する場合に有用なスパッタ装置及び堆積膜形
成方法で、特に成膜レートが長期間にわたって安定なス
パッタ装置及び堆積膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタ現象を利用した薄膜形成方法
は、金属や絶縁物材料，化合物材料でも比較的容易に薄
膜形成が出来る事等の理由で一般に広く利用されてい
る。スパッタ法には、コンベンショナルスパッタ、マグ
ネトロンスパッタや対向スパッタ等種々スパッタ法があ
り、その中でも特に成膜レートの高い方法として、磁場
で電子を閉じこめプラズマ密度を高めたマグネトロンス
パッタが一般的に知られている。
は、金属や絶縁物材料，化合物材料でも比較的容易に薄
膜形成が出来る事等の理由で一般に広く利用されてい
る。スパッタ法には、コンベンショナルスパッタ、マグ
ネトロンスパッタや対向スパッタ等種々スパッタ法があ
り、その中でも特に成膜レートの高い方法として、磁場
で電子を閉じこめプラズマ密度を高めたマグネトロンス
パッタが一般的に知られている。
【０００３】しかしながら、マグネトロンスパッタ法は
スパッタが進むにしたがい、ターゲットが侵食されてし
まうという問題点があった。ターゲットが浸食されるプ
ロセスは以下のようにあらわれる。
スパッタが進むにしたがい、ターゲットが侵食されてし
まうという問題点があった。ターゲットが浸食されるプ
ロセスは以下のようにあらわれる。
【０００４】マグネトロンスパッタ装置のターゲットの
下部にはリング状のＮ極と、その中心にＳ極を有する形
状の磁石が設けられており、ターゲット表面に磁界が発
生している。特に強い磁界はリング形状をなしている。
下部にはリング状のＮ極と、その中心にＳ極を有する形
状の磁石が設けられており、ターゲット表面に磁界が発
生している。特に強い磁界はリング形状をなしている。
【０００５】チャンバー内の浮遊電子は前記磁界の水平
成分によるローレンツ力を受けてターゲット表面のリン
グ状領域に捕捉される。捕捉された電子はスパッタガス
と衝突して、ターゲット表面のリング状領域に濃度の濃
いプラズマを発生させる。また浮遊電子はターゲットに
帯電し、自己バイアス電位を形成する。すると、正のプ
ラズマ電位と負の自己バイアス電位との間に急峻な電界
が発生する。この電界が存在する領域は一般にシース領
域と呼ばれている。
成分によるローレンツ力を受けてターゲット表面のリン
グ状領域に捕捉される。捕捉された電子はスパッタガス
と衝突して、ターゲット表面のリング状領域に濃度の濃
いプラズマを発生させる。また浮遊電子はターゲットに
帯電し、自己バイアス電位を形成する。すると、正のプ
ラズマ電位と負の自己バイアス電位との間に急峻な電界
が発生する。この電界が存在する領域は一般にシース領
域と呼ばれている。
【０００６】プラズマ中で発生したイオンはシース領域
で加速されターゲットに衝突してターゲット材料をはじ
き出しスパッタが開始される。プラズマ濃度の濃い領域
はターゲット表面のリング状領域に存在するので、スパ
ッタによってターゲット表面がリング状に侵食されてい
く。
で加速されターゲットに衝突してターゲット材料をはじ
き出しスパッタが開始される。プラズマ濃度の濃い領域
はターゲット表面のリング状領域に存在するので、スパ
ッタによってターゲット表面がリング状に侵食されてい
く。
【０００７】ターゲットが侵食されるにしたがって、成
膜速度が落ちてくるという影響が現れる。この問題点に
関して、特開平７−１８００４６『半導体処理中のウエ
ハとＰＶＤターゲット間距離調整法と装置』に、一連の
ウエハーコーティング操作中に生じるターゲットの侵食
を補償する為にウエハからターゲットまでの距離を経験
値を用いて細かく調整することが提案されている。
膜速度が落ちてくるという影響が現れる。この問題点に
関して、特開平７−１８００４６『半導体処理中のウエ
ハとＰＶＤターゲット間距離調整法と装置』に、一連の
ウエハーコーティング操作中に生じるターゲットの侵食
を補償する為にウエハからターゲットまでの距離を経験
値を用いて細かく調整することが提案されている。
【０００８】上記従来例のスパッタ装置では、ターゲッ
トの侵食を補償する為にウエハからターゲット迄の距離
を経験値を用いて調整する方法で、あらかじめ実験によ
り較正式を確立しておかなければならない。即ち、スパ
ッタ時間に対するターゲットの侵食量の関係、高周波電
力の累積値に対するターゲットの侵食量の関係等をあら
かじめ調べておく必要がある。この実験は試行錯誤的に
行うため、高精度の較正式を得るためには時間がかかる
という難点がある。
トの侵食を補償する為にウエハからターゲット迄の距離
を経験値を用いて調整する方法で、あらかじめ実験によ
り較正式を確立しておかなければならない。即ち、スパ
ッタ時間に対するターゲットの侵食量の関係、高周波電
力の累積値に対するターゲットの侵食量の関係等をあら
かじめ調べておく必要がある。この実験は試行錯誤的に
行うため、高精度の較正式を得るためには時間がかかる
という難点がある。
【０００９】更に、ウエハとターゲットとの間の距離を
調整する方法は複雑な機構が必要である。また、ターゲ
ットの浸食による影響の他にチャンバー内壁に付着した
誘電体膜もまた成膜速度に大きな影響を及ぼすが、上記
従来例においてはこの点に関しなんら考慮されていな
い。
調整する方法は複雑な機構が必要である。また、ターゲ
ットの浸食による影響の他にチャンバー内壁に付着した
誘電体膜もまた成膜速度に大きな影響を及ぼすが、上記
従来例においてはこの点に関しなんら考慮されていな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来例のよ
うに、予備的なデータ蓄積を必要とせず、簡単な構成
で、成膜速度が長期にわたって安定なスパッタ装置及び
堆積膜形成方法を提供するためになされたものである。
うに、予備的なデータ蓄積を必要とせず、簡単な構成
で、成膜速度が長期にわたって安定なスパッタ装置及び
堆積膜形成方法を提供するためになされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】ターゲットが浸食される
にしたがい、成膜速度が徐々に減少する。この現象は図
３から明らかである。本発明者は成膜速度を律速するパ
ラメタについて鋭意研究を重ねた結果、スパッタプラズ
マの放電インピーダンスのリアクタンスを一定に保てば
成膜速度を一定に保つことができることを見いだした。
この理由は明らかではないが、リアクタンスの制御によ
って、ターゲットの容量、シース領域に形成されている
容量及びプラズマとチャンバーとの間に形成される容量
等に変化が生じるためと考えられる。同様に、本発明者
はカソードに印加する高周波電圧を一定に保つことによ
り、また、ターゲットの自己バイアスを一定に保つこと
によっても、成膜速度を一定に保つことができることを
見いだした。本発明は上記の知見に基づいてなされたも
のである。
にしたがい、成膜速度が徐々に減少する。この現象は図
３から明らかである。本発明者は成膜速度を律速するパ
ラメタについて鋭意研究を重ねた結果、スパッタプラズ
マの放電インピーダンスのリアクタンスを一定に保てば
成膜速度を一定に保つことができることを見いだした。
この理由は明らかではないが、リアクタンスの制御によ
って、ターゲットの容量、シース領域に形成されている
容量及びプラズマとチャンバーとの間に形成される容量
等に変化が生じるためと考えられる。同様に、本発明者
はカソードに印加する高周波電圧を一定に保つことによ
り、また、ターゲットの自己バイアスを一定に保つこと
によっても、成膜速度を一定に保つことができることを
見いだした。本発明は上記の知見に基づいてなされたも
のである。
【００１２】本発明の目的は、カソードに高周波を印加
してプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンを加速し
てターゲット材料を飛び出させ基板に薄膜を形成させる
スパッタ装置に於いて、プラズマの放電インピーダンス
のリアクタンスを測定する手段と、該リアクタンスの変
動を検出する手段と、該リアクタンスを設定値に保つよ
うにチャンバー内壁面とプラズマとの接触面積を変化さ
せる手段を有することを特徴とするスパッタ装置を提供
し、成膜速度の長期安定化を図ることである。
してプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンを加速し
てターゲット材料を飛び出させ基板に薄膜を形成させる
スパッタ装置に於いて、プラズマの放電インピーダンス
のリアクタンスを測定する手段と、該リアクタンスの変
動を検出する手段と、該リアクタンスを設定値に保つよ
うにチャンバー内壁面とプラズマとの接触面積を変化さ
せる手段を有することを特徴とするスパッタ装置を提供
し、成膜速度の長期安定化を図ることである。
【００１３】又同様に、放電インピーダンスの変化に伴
う高周波電圧または自己バイアス電圧の変動を検出する
手段と、該高周波電圧または該自己バイアス電圧を設定
値に保つようにチャンバー内壁面とプラズマとの接触面
積を変化させる手段とを有することを特徴とするスパッ
タ装置を提供し、成膜速度の長期安定化を図ることであ
る。
う高周波電圧または自己バイアス電圧の変動を検出する
手段と、該高周波電圧または該自己バイアス電圧を設定
値に保つようにチャンバー内壁面とプラズマとの接触面
積を変化させる手段とを有することを特徴とするスパッ
タ装置を提供し、成膜速度の長期安定化を図ることであ
る。
【００１４】
（実施例１）以下、本発明のスパッタ装置に適応した詳
細を図１で説明する。図１はスパッタ装置の概略図で、
スパッタ装置のチャンバー１にはカソード２と対向した
位置に配置された基板４を取り付けた基板ホルダー３と
チャンバー内部を真空排気する排気系５及びスパッタガ
ス供給系６を備えている。スパッタガス供給系６は、ア
ルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや酸素（Ｏ2 ），窒素
（Ｎ2 ）等の反応性ガスを供給出来るようになってい
る。カソード２にはバッキングプレート７にボンディン
グされた５インチ×８インチ，厚さ６ｍｍのターゲット
８がカソードハウジング９に取り付けられ、又カソード
ハウジング内部にはマグネトロン磁場１０を形成するマ
グネット１１が設けられている。前記カソード２は、カ
ソード絶縁板１２を介して固定され、電気的に浮かした
構成になっている。更にカソード２には、整合器１３を
介して高周波電源１４が接続され高周波パワーをターゲ
ットに供給出来る様になっている。整合器１３の内部の
出力側（カソード側）に放電インピーダンス（Ｚ）の測
定手段であるインピーダンスモニター１５が直列に接続
されている。このインピーダンスモニターはプラズマイ
ンピーダンスプローブとして一般に販売されており主な
測定データとしてインピーダンス（Ｚ），実抵抗
（Ｒ），リアクタンス（Ｘ），高周波電流（Ｉ），高周
波電圧（Ｖ），高周波電力（Ｗ），電圧定在波比（ＶＳ
ＷＲ），反射係数（Г）等のデータをリアルタイムにコ
ンピュータ１６に取り込む事が出来る。
細を図１で説明する。図１はスパッタ装置の概略図で、
スパッタ装置のチャンバー１にはカソード２と対向した
位置に配置された基板４を取り付けた基板ホルダー３と
チャンバー内部を真空排気する排気系５及びスパッタガ
ス供給系６を備えている。スパッタガス供給系６は、ア
ルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスや酸素（Ｏ2 ），窒素
（Ｎ2 ）等の反応性ガスを供給出来るようになってい
る。カソード２にはバッキングプレート７にボンディン
グされた５インチ×８インチ，厚さ６ｍｍのターゲット
８がカソードハウジング９に取り付けられ、又カソード
ハウジング内部にはマグネトロン磁場１０を形成するマ
グネット１１が設けられている。前記カソード２は、カ
ソード絶縁板１２を介して固定され、電気的に浮かした
構成になっている。更にカソード２には、整合器１３を
介して高周波電源１４が接続され高周波パワーをターゲ
ットに供給出来る様になっている。整合器１３の内部の
出力側（カソード側）に放電インピーダンス（Ｚ）の測
定手段であるインピーダンスモニター１５が直列に接続
されている。このインピーダンスモニターはプラズマイ
ンピーダンスプローブとして一般に販売されており主な
測定データとしてインピーダンス（Ｚ），実抵抗
（Ｒ），リアクタンス（Ｘ），高周波電流（Ｉ），高周
波電圧（Ｖ），高周波電力（Ｗ），電圧定在波比（ＶＳ
ＷＲ），反射係数（Г）等のデータをリアルタイムにコ
ンピュータ１６に取り込む事が出来る。
【００１５】叉、チャンバー１には、本発明に係わるチ
ャンバーと同電位で、プラズマ２３との接触面積を変化
させて放電インピーダンスのリアクタンス（Ｘ）を変化
させる副チャンバー１７が接続されている。副チャンバ
ー１７には、コンピュータ１６からの信号を受けて駆動
するモーター１８とその駆動力を伝達する駆動軸１９が
大気と真空を遮断する軸シール２０を貫通して取り付け
られ、その軸の先端には可動板２１が取り付けられてい
る。可動板２１の側面が副チャンバー１７の内壁に接触
されていた場合、チャンバー内壁に付着していた堆積膜
を削り落とすことになり、チャンバー内に不純物を生じ
て堆積膜に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、
副チャンバー１７と可動板２１との間には、スパッタ放
電のプラズマが可動板２１の裏側に回り込まない１〜２
ｍｍ程度の隙間があることが好ましい。
ャンバーと同電位で、プラズマ２３との接触面積を変化
させて放電インピーダンスのリアクタンス（Ｘ）を変化
させる副チャンバー１７が接続されている。副チャンバ
ー１７には、コンピュータ１６からの信号を受けて駆動
するモーター１８とその駆動力を伝達する駆動軸１９が
大気と真空を遮断する軸シール２０を貫通して取り付け
られ、その軸の先端には可動板２１が取り付けられてい
る。可動板２１の側面が副チャンバー１７の内壁に接触
されていた場合、チャンバー内壁に付着していた堆積膜
を削り落とすことになり、チャンバー内に不純物を生じ
て堆積膜に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、
副チャンバー１７と可動板２１との間には、スパッタ放
電のプラズマが可動板２１の裏側に回り込まない１〜２
ｍｍ程度の隙間があることが好ましい。
【００１６】次にスパッタ中の動作を説明する。本実施
例は、ターゲット８としてＴａターゲットを用い、スパ
ッタガスとしてアルゴンガス及び酸素ガスを導入するこ
とによりＴａ2 Ｏ5 膜を形成するＲＦ反応性スパッタで
ある。
例は、ターゲット８としてＴａターゲットを用い、スパ
ッタガスとしてアルゴンガス及び酸素ガスを導入するこ
とによりＴａ2 Ｏ5 膜を形成するＲＦ反応性スパッタで
ある。
【００１７】ターゲット８の浸食が進行していない初期
の状態では可動板２１の位置はモーター１８側に引き込
んだ位置に配置しておく。チャンバー１の内部を排気系
６で真空排気した後、スパッタガス供給系６よりアルゴ
ンＡｒ及び反応性ガスの酸素Ｏ2 を７：３の割合でチャ
ンバー内圧力が０．２Ｐａになる様に導入する。スパッ
タガス導入後、ターゲット８に高周波電力１．０ｋＷを
供給する。高周波電力は、高周波電源１４から整合器１
３，インピーダンスモニター１５を介してターゲット８
に供給される。
の状態では可動板２１の位置はモーター１８側に引き込
んだ位置に配置しておく。チャンバー１の内部を排気系
６で真空排気した後、スパッタガス供給系６よりアルゴ
ンＡｒ及び反応性ガスの酸素Ｏ2 を７：３の割合でチャ
ンバー内圧力が０．２Ｐａになる様に導入する。スパッ
タガス導入後、ターゲット８に高周波電力１．０ｋＷを
供給する。高周波電力は、高周波電源１４から整合器１
３，インピーダンスモニター１５を介してターゲット８
に供給される。
【００１８】すると、チャンバー内部に存在する浮遊電
子は、スパッタガス分子に比べ質量が軽いので高周波電
界で振られ、スパッタガスと衝突して電子をたたき出し
スパッタガスをイオン化する。（プラズマ放電が発生）
一方、ターゲット８表面では電子が帯電して負の電位と
なり、プラズマ中のイオン化されたスパッタガスは、シ
ース領域で加速されターゲット８に衝突する。そして、
ターゲット８のＴａまたは酸素ガスと反応した酸化タン
タルＴａ２Ｏｘをはじき出しスパッタが開始される。
子は、スパッタガス分子に比べ質量が軽いので高周波電
界で振られ、スパッタガスと衝突して電子をたたき出し
スパッタガスをイオン化する。（プラズマ放電が発生）
一方、ターゲット８表面では電子が帯電して負の電位と
なり、プラズマ中のイオン化されたスパッタガスは、シ
ース領域で加速されターゲット８に衝突する。そして、
ターゲット８のＴａまたは酸素ガスと反応した酸化タン
タルＴａ２Ｏｘをはじき出しスパッタが開始される。
【００１９】スパッタを開始した後、シャッター２２を
開く。ターゲット８からはじき出されたＴａまたはＴａ
2 Ｏｘ粒子は、飛行中や基板表面で酸化反応してほぼＴ
ａ2Ｏ5 膜として基板４上に成膜される。
開く。ターゲット８からはじき出されたＴａまたはＴａ
2 Ｏｘ粒子は、飛行中や基板表面で酸化反応してほぼＴ
ａ2Ｏ5 膜として基板４上に成膜される。
【００２０】このとき、成膜中の放電インピーダンスの
リアクタンス（Ｘ）が、リアルタイムでコンピュータ１
６に取り込まれる。コンピュータ１６の内部では、リア
クタンス（Ｘ）の測定値とあらかじめ設定された値とを
比較する。リアクタンス（Ｘ）が設定値より小さくなっ
た場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバー１
の内部方向に微小量移動するようにモーター１８を駆動
する。可動板２１が押し上げられることにより、副チャ
ンバー１７に回り込んでいるプラズマ２３がチャンバー
１へ押し上げられる。そのためチャンバー１とプラズマ
２３との接触面積が微小量減少する。その結果リアクタ
ンス（Ｘ）は微小量増大し、設定値に近づける事が出来
る。
リアクタンス（Ｘ）が、リアルタイムでコンピュータ１
６に取り込まれる。コンピュータ１６の内部では、リア
クタンス（Ｘ）の測定値とあらかじめ設定された値とを
比較する。リアクタンス（Ｘ）が設定値より小さくなっ
た場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバー１
の内部方向に微小量移動するようにモーター１８を駆動
する。可動板２１が押し上げられることにより、副チャ
ンバー１７に回り込んでいるプラズマ２３がチャンバー
１へ押し上げられる。そのためチャンバー１とプラズマ
２３との接触面積が微小量減少する。その結果リアクタ
ンス（Ｘ）は微小量増大し、設定値に近づける事が出来
る。
【００２１】逆にリアクタンス（Ｘ）が設定値より大き
くなった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャン
バー１の外部方向に微小量移動するようにモーター１８
を駆動する。可動板２１が引き下げられることにより、
プラズマ２３が副チャンバー１７へ広がる。そのためチ
ャンバー１とプラズマ２３との接触面積が微小量増大す
る。その結果リアクタンス（Ｘ）は微小量減少し、設定
値に近づける事が出来る。
くなった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャン
バー１の外部方向に微小量移動するようにモーター１８
を駆動する。可動板２１が引き下げられることにより、
プラズマ２３が副チャンバー１７へ広がる。そのためチ
ャンバー１とプラズマ２３との接触面積が微小量増大す
る。その結果リアクタンス（Ｘ）は微小量減少し、設定
値に近づける事が出来る。
【００２２】これらの操作を連続的に繰り返す。この様
にリアクタンス（Ｘ）をあらかじめ設定された値になる
様に可動板を制御して補正した時の成膜速度の変化は図
−３の様になる。これによると、リアクタンス（Ｘ）を
補正しない時に比べて成膜速度は長期にわたって安定で
あることがわかる。
にリアクタンス（Ｘ）をあらかじめ設定された値になる
様に可動板を制御して補正した時の成膜速度の変化は図
−３の様になる。これによると、リアクタンス（Ｘ）を
補正しない時に比べて成膜速度は長期にわたって安定で
あることがわかる。
【００２３】（実施例２）実施例１のインピーダンスモ
ニターは、高周波電圧を測定する手段としても利用する
ことができる。したがって、実施例１と同様に高周波電
圧の測定値が常に設定値になる様に可動板を制御するこ
とにより自己バイアス電圧変化を補正し成膜速度を安定
化させる事ができる。
ニターは、高周波電圧を測定する手段としても利用する
ことができる。したがって、実施例１と同様に高周波電
圧の測定値が常に設定値になる様に可動板を制御するこ
とにより自己バイアス電圧変化を補正し成膜速度を安定
化させる事ができる。
【００２４】（実施例３）ターゲットが金属の場合、タ
ーゲットの自己バイアス電圧を測定することができる。
その手段は、図−２で示す様にカソード２に、高周波を
遮断して直流や低周波のみを通過する事が出来るローパ
スフィルター２４を介して電圧計２５を接続するもので
ある。
ーゲットの自己バイアス電圧を測定することができる。
その手段は、図−２で示す様にカソード２に、高周波を
遮断して直流や低周波のみを通過する事が出来るローパ
スフィルター２４を介して電圧計２５を接続するもので
ある。
【００２５】実施例１と同様に、成膜中のターゲットの
自己バイアス電圧の測定値が、リアルタイムでコンピュ
ータ１６に取り込まれる。コンピュータ１６の内部で
は、自己バイアス電圧の測定値とあらかじめ設定された
値とを比較する。自己バイアス電圧が設定値より小さく
なった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバ
ー１の内部方向に微小量移動するようにモーター１８を
駆動する。可動板２１が押し上げられることにより、副
チャンバー１７に回り込んでいるプラズマ２３がチャン
バー１へ押し上げられる。そのためチャンバー１とプラ
ズマ２３との接触面積が微小量減少する。その結果自己
バイアス電圧は微小量増大し、設定値に近づける事が出
来る。
自己バイアス電圧の測定値が、リアルタイムでコンピュ
ータ１６に取り込まれる。コンピュータ１６の内部で
は、自己バイアス電圧の測定値とあらかじめ設定された
値とを比較する。自己バイアス電圧が設定値より小さく
なった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバ
ー１の内部方向に微小量移動するようにモーター１８を
駆動する。可動板２１が押し上げられることにより、副
チャンバー１７に回り込んでいるプラズマ２３がチャン
バー１へ押し上げられる。そのためチャンバー１とプラ
ズマ２３との接触面積が微小量減少する。その結果自己
バイアス電圧は微小量増大し、設定値に近づける事が出
来る。
【００２６】逆に自己バイアス電圧が設定値より大きく
なった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバ
ー１の外部方向に微小量移動するようにモーター１８を
駆動する。可動板２１が引き下げられることにより、プ
ラズマ２３が副チャンバー１７へ広がる。そのためチャ
ンバー１とプラズマ２３との接触面積が微小量増大す
る。その結果自己バイアス電圧は微小量減少し、設定値
に近づける事が出来る。
なった場合、コンピュータ１６は可動板２１がチャンバ
ー１の外部方向に微小量移動するようにモーター１８を
駆動する。可動板２１が引き下げられることにより、プ
ラズマ２３が副チャンバー１７へ広がる。そのためチャ
ンバー１とプラズマ２３との接触面積が微小量増大す
る。その結果自己バイアス電圧は微小量減少し、設定値
に近づける事が出来る。
【００２７】このプロセスにより、自己バイアス電圧が
常に設定値になる様に可動板の位置を制御しても良く、
安価で簡単な構成で成膜速度を安定化させる事ができ同
等の効果が得られる。
常に設定値になる様に可動板の位置を制御しても良く、
安価で簡単な構成で成膜速度を安定化させる事ができ同
等の効果が得られる。
【００２８】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２９】例えば、実施例では、可動板２１は副チャ
ンバー１７の内壁をピストンの様に駆動してプラズマ２
３を押し上げて接触面積を可変したが、チャンバーと副
チャンバーの接続部の開口量を調整してプラズマの回り
込み量を調整して接触面積を変化させる機構でも可能で
ある。開口量の調整手段としてはゲートバルブ、バタフ
ライ弁等が挙げられる。又、実施例では酸化膜形成で説
明したが、これに限ることなく多種の膜形成にも本発明
は適用可能である。勿論、この場合、形成される膜に応
じた種類の反応ガスが適用される。
ンバー１７の内壁をピストンの様に駆動してプラズマ２
３を押し上げて接触面積を可変したが、チャンバーと副
チャンバーの接続部の開口量を調整してプラズマの回り
込み量を調整して接触面積を変化させる機構でも可能で
ある。開口量の調整手段としてはゲートバルブ、バタフ
ライ弁等が挙げられる。又、実施例では酸化膜形成で説
明したが、これに限ることなく多種の膜形成にも本発明
は適用可能である。勿論、この場合、形成される膜に応
じた種類の反応ガスが適用される。
【００３０】
【発明の効果】本願発明に従えば、予備的なデータ蓄積
を必要とせず、簡単な構成で、成膜速度を長期にわたっ
て安定にすることができる。
を必要とせず、簡単な構成で、成膜速度を長期にわたっ
て安定にすることができる。
【図１】本発明の実施例によるスパッタ装置の概略構成
図
図
【図２】本発明のスパッタ装置で他の実施例の概略構成
図
図
【図３】本発明による方法と、従来方式のスパッタ装置
による方法で五酸化タンタルを長期間成膜した時の成膜
速度比較図
による方法で五酸化タンタルを長期間成膜した時の成膜
速度比較図
【符号の説明】 １ チャンバー ２ カソード ３ 基板ホルダー ４ 基板 ５ 排気系 ６ スパッタガス供給系 ７ バッキングプレート ８ ターゲット ９ カソードハウジング １０ マグネトロン磁場 １１ 磁石 １２ カソード絶縁板 １３ 整合器 １４ 高周波電源 １５ インピーダンスモニター １６ コンピュータ １７ 副チャンバー １８ モーター １９ 駆動軸 ２０ 軸シール ２１ 可動板 ２２ シャッター ２３ プラズマ ２４ ローパスフィルター ２５ 電圧計 ２６ 膜厚計 ２７ 膜厚モニター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ // Ｃ２３Ｃ 14/35 Ｃ２３Ｃ 14/35 Ｚ
Claims (18)
- 【請求項１】 カソードに高周波を印加してプラズマを
発生させ、プラズマ中のイオンを加速してターゲット材
料を飛び出させ基板に薄膜を形成させるスパッタ装置に
於いて、チャンバー内壁面とプラズマとの接触面積を変
化させる機構を有することを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 前記プラズマの放電インピーダンスのリ
アクタンスを測定する手段を有することを特徴とする請
求項１記載のスパッタ装置。 - 【請求項３】 前記放電インピーダンスのリアクタンス
が設定値になる様にチャンバー内壁面とプラズマとの接
触面積を制御する手段を有することを特徴とする請求項
２項記載のスパッタ装置。 - 【請求項４】 前記カソードに印加する高周波電圧を測
定する手段を有することを特徴とする請求項１記載のス
パッタ装置。 - 【請求項５】 前記高周波電圧が設定値になる様にチャ
ンバー内壁面とプラズマとの接触面積を制御する手段を
有することを特徴とする請求項４記載のスパッタ装置。 - 【請求項６】 前記ターゲットの自己バイアス電圧を測
定する手段を有することを特徴とする請求項１記載のス
パッタ装置。 - 【請求項７】 前記ターゲットの自己バイアス電圧が設
定値になる様にチャンバー内壁面とプラズマとの接触面
積を制御する手段を有することを特徴とする請求項６記
載のスパッタ装置。 - 【請求項８】 チャンバーと同電位の可動板を有し、該
可動板の側面外周部はチャンバー内壁に近接する配置に
あり、該可動板はチャンバー外部からの移動手段で移動
可能である事を特徴とする請求項１記載のスパッタ装
置。 - 【請求項９】 前記可動板の側面外周部が前記チャンバ
ー内壁に接触しないことを特徴とする請求項８記載のス
パッタ装置。 - 【請求項１０】 前記移動手段はコンピューターの指示
値にしたがって駆動されることを特徴とする請求項８記
載のスパッタ装置。 - 【請求項１１】 前記コンピューターは、前記リアクタ
ンス、高周波電圧または自己バイアス電圧の測定値を取
り込み、設定値との比較を行って、前記移動手段に指示
値を与えることとを特徴とする請求項１０記載のスパッ
タ装置。 - 【請求項１２】 前記チャンバーに隣接して副チャンバ
ーを設け、該副チャンバーと前記チャンバーとの接続部
の開口量を制御する手段を有することを特徴とする請求
項１記載のスパッタ装置。 - 【請求項１３】 前記接続部の開口量を制御する手段は
ゲートバルブであることを特徴とする請求項１２記載の
スパッタ装置。 - 【請求項１４】 前記接続部の開口量を制御する手段は
バタフライ弁であることを特徴とする請求項１２記載の
スパッタ装置。 - 【請求項１５】 カソードに高周波を印加してプラズマ
を発生させ、プラズマ中のイオンを加速してターゲット
材料を飛び出させ基板に薄膜を形成させる堆積膜形成方
法であって、チャンバー内壁面とプラズマとの接触面積
を変化させながら半導体膜を形成する堆積膜形成方法。 - 【請求項１６】 前記プラズマの放電インピーダンスの
リアクタンスが設定値になる様にチャンバー内壁面とプ
ラズマとの接触面積を変化させながら薄膜を形成する請
求項１５記載の堆積膜形成方法。 - 【請求項１７】 前記カソードに印加する高周波電圧が
設定値になる様にチャンバー内壁面とプラズマとの接触
面積を制御しながら薄膜を形成する請求項１５記載の堆
積膜形成方法。 - 【請求項１８】 前記ターゲットの自己バイアスが設定
値になる様にチャンバー内壁面とプラズマとの接触面積
を制御しながら薄膜を形成する請求項１５記載の堆積膜
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011701A JPH09202968A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | スパッタ装置及び堆積膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8011701A JPH09202968A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | スパッタ装置及び堆積膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09202968A true JPH09202968A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11785355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8011701A Withdrawn JPH09202968A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | スパッタ装置及び堆積膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09202968A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002100622A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置の性能評価方法、保守方法、及び性能管理システム、並びにプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の性能確認システム |
| JP2002151294A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-24 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置又はプラズマ処理システムの性能評価方法、保守方法、性能管理システム、及び性能確認システム、並びにプラズマ処理装置 |
| JP2002151296A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-24 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置の性能評価方法、保守方法、性能管理システム、及び性能確認システム、並びにプラズマ処理装置 |
| KR100373662B1 (ko) * | 1998-02-26 | 2003-02-26 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | 저압 유도적으로 결합된 고밀도 플라즈마 반응기 |
| US7225754B2 (en) | 2000-11-08 | 2007-06-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Plasma processing apparatus including a plurality of plasma processing units having reduced variation |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP8011701A patent/JPH09202968A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373662B1 (ko) * | 1998-02-26 | 2003-02-26 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | 저압 유도적으로 결합된 고밀도 플라즈마 반응기 |
| JP2002100622A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置の性能評価方法、保守方法、及び性能管理システム、並びにプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の性能確認システム |
| JP2002151294A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-24 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置又はプラズマ処理システムの性能評価方法、保守方法、性能管理システム、及び性能確認システム、並びにプラズマ処理装置 |
| US7225754B2 (en) | 2000-11-08 | 2007-06-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Plasma processing apparatus including a plurality of plasma processing units having reduced variation |
| JP2002151296A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-24 | Alps Electric Co Ltd | プラズマ処理装置の性能評価方法、保守方法、性能管理システム、及び性能確認システム、並びにプラズマ処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |