JPH11176821A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
成膜装置及び成膜方法Info
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- JPH11176821A JPH11176821A JP33714897A JP33714897A JPH11176821A JP H11176821 A JPH11176821 A JP H11176821A JP 33714897 A JP33714897 A JP 33714897A JP 33714897 A JP33714897 A JP 33714897A JP H11176821 A JPH11176821 A JP H11176821A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜質、膜厚、組成など膜特性の均一性を向上
させることが可能な成膜装置を提供する。 【解決手段】 ターゲット電極１１と、このターゲット
電極に対向してウエハ１２を載置するサセプタ１３ａ、
１３ｂと、このサセプタの周囲に設けられたシールド１
８ａ、１８ｂ、１８ｃとを備えた成膜装置において、ポ
テンシャル調整回路２２ａ、２２ｂによってサセプタの
電位分布を制御する、或いは、ポテンシャル調整回路１
９ａ、１９ｂによってシールドの少なくともサセプタ近
傍の電位を制御するようにした。また、水冷パイプ２３
ａ、２３ｂによってサセプタの温度分布を制御する、或
いは、水冷パイプ２０によってシールドの少なくともサ
セプタ近傍の温度を制御するようにした。
させることが可能な成膜装置を提供する。 【解決手段】 ターゲット電極１１と、このターゲット
電極に対向してウエハ１２を載置するサセプタ１３ａ、
１３ｂと、このサセプタの周囲に設けられたシールド１
８ａ、１８ｂ、１８ｃとを備えた成膜装置において、ポ
テンシャル調整回路２２ａ、２２ｂによってサセプタの
電位分布を制御する、或いは、ポテンシャル調整回路１
９ａ、１９ｂによってシールドの少なくともサセプタ近
傍の電位を制御するようにした。また、水冷パイプ２３
ａ、２３ｂによってサセプタの温度分布を制御する、或
いは、水冷パイプ２０によってシールドの少なくともサ
セプタ近傍の温度を制御するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程等において用いる成膜装置及び及び成膜方法に関す
る。
工程等において用いる成膜装置及び及び成膜方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置のキャパシタ等に用いるＢＳ
Ｔ（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 ）やＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3 ）などの高誘電体や強誘電体は、ゾル・ゲル
法やスパッタ法により成膜されている。スパッタ法で
は、ＢＳＴやＰＺＴを焼結したターゲットをＡｒガスで
スパッタすることにより成膜するが、ＢＳＴやＰＺＴは
絶縁体であるため一般にＲＦスパッタ法が用いられる。
Ｔ（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 ）やＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3 ）などの高誘電体や強誘電体は、ゾル・ゲル
法やスパッタ法により成膜されている。スパッタ法で
は、ＢＳＴやＰＺＴを焼結したターゲットをＡｒガスで
スパッタすることにより成膜するが、ＢＳＴやＰＺＴは
絶縁体であるため一般にＲＦスパッタ法が用いられる。
【０００３】一般に、成膜チャンバはチャンバ内壁への
膜の付着を防止するためシールド（防着板）で覆われ
る。ＲＦプラズマ放電中、Ａｒイオンはターゲット表面
で生じる自己バイアスにより加速されターゲット物質を
スパッタするが、このとき一部のＡｒイオンはウエハ表
面やシールドに生じているシース電位によって加速され
ウエハ表面やシールドを衝撃し、ウエハやシールドに付
着している膜を再スパッタする。また、このイオン衝撃
により、ウエハやシールドの温度も上昇することにな
る。
膜の付着を防止するためシールド（防着板）で覆われ
る。ＲＦプラズマ放電中、Ａｒイオンはターゲット表面
で生じる自己バイアスにより加速されターゲット物質を
スパッタするが、このとき一部のＡｒイオンはウエハ表
面やシールドに生じているシース電位によって加速され
ウエハ表面やシールドを衝撃し、ウエハやシールドに付
着している膜を再スパッタする。また、このイオン衝撃
により、ウエハやシールドの温度も上昇することにな
る。
【０００４】ＰＺＴ膜中の構成元素であるＰｂは、他の
ＺｒやＴｉなどに比べて蒸気圧やスパッタイールドが高
く、そのため再蒸発量を制御することが非常に困難であ
る。つまり、Ａｒイオンによるウエハやシールドの再ス
パッタ、或いはウエハやシールドの加熱により、スパッ
タイールド及び蒸気圧の高いＰｂが優先的に再蒸発する
ため、ＰＺＴの組成が変動することなる。例えば、ウエ
ハでの再スパッタが多い場合にはウエハ膜中のＰｂが減
少し、シールドでの再スパッタが多い場合には再スパッ
タされたＰｂがウエハヘ付着するためウエハ膜中でのＰ
ｂが増加することとなる。
ＺｒやＴｉなどに比べて蒸気圧やスパッタイールドが高
く、そのため再蒸発量を制御することが非常に困難であ
る。つまり、Ａｒイオンによるウエハやシールドの再ス
パッタ、或いはウエハやシールドの加熱により、スパッ
タイールド及び蒸気圧の高いＰｂが優先的に再蒸発する
ため、ＰＺＴの組成が変動することなる。例えば、ウエ
ハでの再スパッタが多い場合にはウエハ膜中のＰｂが減
少し、シールドでの再スパッタが多い場合には再スパッ
タされたＰｂがウエハヘ付着するためウエハ膜中でのＰ
ｂが増加することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパッタ装置では、ウエハを載置するサセプタ及びシー
ルド全体の電位が固定（フローティング又はグランディ
ング）されているため、イオンの衝撃量をコントロール
することができない。また、サセプタ及びシールドの温
度についても特に処置が施されていない。したがって、
堆積物の再蒸発を適格にコントロールすることができ
ず、ウエハ上に成膜される膜の膜質、膜厚、組成等を均
一化することが困難であった。特に、ウエハ及びシール
ドの幾何学的配置により、ウエハ周辺部ではウエハ中央
部に比ベてシールドからの影響をより多く受けるため、
ウエハ半径方向での膜質、膜厚、組成等の均一性が得ら
れなかった。
スパッタ装置では、ウエハを載置するサセプタ及びシー
ルド全体の電位が固定（フローティング又はグランディ
ング）されているため、イオンの衝撃量をコントロール
することができない。また、サセプタ及びシールドの温
度についても特に処置が施されていない。したがって、
堆積物の再蒸発を適格にコントロールすることができ
ず、ウエハ上に成膜される膜の膜質、膜厚、組成等を均
一化することが困難であった。特に、ウエハ及びシール
ドの幾何学的配置により、ウエハ周辺部ではウエハ中央
部に比ベてシールドからの影響をより多く受けるため、
ウエハ半径方向での膜質、膜厚、組成等の均一性が得ら
れなかった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題に対してなされ
たものであり、膜質、膜厚、組成など膜特性の均一性を
向上させることが可能な成膜装置及び成膜方法を提供す
ることを目的としている。
たものであり、膜質、膜厚、組成など膜特性の均一性を
向上させることが可能な成膜装置及び成膜方法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ターゲット電
極と、このターゲット電極に対向してウエハを載置する
サセプタと、このサセプタの周囲に設けられたシールド
とを備えた成膜装置において、前記サセプタの電位分布
を制御する電位制御手段を設けたことを特徴とする（発
明Ａとする）。
極と、このターゲット電極に対向してウエハを載置する
サセプタと、このサセプタの周囲に設けられたシールド
とを備えた成膜装置において、前記サセプタの電位分布
を制御する電位制御手段を設けたことを特徴とする（発
明Ａとする）。
【０００８】特に、サセプタの中心から外周に向かう方
向（半径方向）に所定の電位分布を与えるようにするこ
とが好ましい。より具体的には、サセプタをその半径方
向に電気的に複数の領域に分割し、分割された各領域の
うち少なくとも一つの領域に他の領域とは異なった電位
を与えるようにする。
向（半径方向）に所定の電位分布を与えるようにするこ
とが好ましい。より具体的には、サセプタをその半径方
向に電気的に複数の領域に分割し、分割された各領域の
うち少なくとも一つの領域に他の領域とは異なった電位
を与えるようにする。
【０００９】前記発明によれば、ウエハ上でイオンの衝
撃量に分布を持たせる、すなわち各領域上でイオンの衝
撃量に差をつけることができるため、ウエハ上の堆積物
の再蒸発量にも分布を持たせることができる。堆積物の
構成元素の中にスパッタイールドが高い元素が含まれて
いるような場合には、シールドにプラズマが引き寄せら
れ、シールド上及びシールド近傍のウエハ周辺部上の当
該元素のスパッタによる再蒸発によって、ウエハ中央部
ではウエハ周辺部に比ベて再蒸発物が多く付着し、ウエ
ハ面内（特に半径方向）での膜質、膜厚、組成等の膜特
性が不均一になるおそれがある。前記発明によれば、ウ
エハ上の堆積物の再蒸発量に分布を持たせることができ
るため（例えば、ウエハ中央部での再蒸発量がウエハ周
辺部での再蒸発量と総合的に等しくなるようにサセプタ
の電位分布を制御する）、ウエハに堆積される膜の膜特
性の均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上
させることが可能となる。
撃量に分布を持たせる、すなわち各領域上でイオンの衝
撃量に差をつけることができるため、ウエハ上の堆積物
の再蒸発量にも分布を持たせることができる。堆積物の
構成元素の中にスパッタイールドが高い元素が含まれて
いるような場合には、シールドにプラズマが引き寄せら
れ、シールド上及びシールド近傍のウエハ周辺部上の当
該元素のスパッタによる再蒸発によって、ウエハ中央部
ではウエハ周辺部に比ベて再蒸発物が多く付着し、ウエ
ハ面内（特に半径方向）での膜質、膜厚、組成等の膜特
性が不均一になるおそれがある。前記発明によれば、ウ
エハ上の堆積物の再蒸発量に分布を持たせることができ
るため（例えば、ウエハ中央部での再蒸発量がウエハ周
辺部での再蒸発量と総合的に等しくなるようにサセプタ
の電位分布を制御する）、ウエハに堆積される膜の膜特
性の均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上
させることが可能となる。
【００１０】また、本発明は、ターゲット電極と、この
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記シールドの少なくとも前記サ
セプタ近傍の電位を制御する電位制御手段を設けたこと
を特徴とする（発明Ｂとする）。
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記シールドの少なくとも前記サ
セプタ近傍の電位を制御する電位制御手段を設けたこと
を特徴とする（発明Ｂとする）。
【００１１】特に、シールドに対してサセプタから離れ
る方向に所定の電位分布を与えるようにすることが好ま
しい。より具体的には、シールドをサセプタから離れる
方向に電気的に複数の領域に分割し、分割された各領域
のうち少なくとも一つの領域に他の領域とは異なった電
位を与えるようにする。
る方向に所定の電位分布を与えるようにすることが好ま
しい。より具体的には、シールドをサセプタから離れる
方向に電気的に複数の領域に分割し、分割された各領域
のうち少なくとも一つの領域に他の領域とは異なった電
位を与えるようにする。
【００１２】前記発明によれば、シールド上の電位分布
を制御することにより、シールド上及びシールド近傍の
ウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発量を制御することがで
きる。堆積物の構成元素の中にスパッタイールドが高い
元素が含まれているような場合には、シールドにプラズ
マが引き寄せられるため、シールド上及びシールド近傍
のウエハ周辺部上の当該元素のスパッタによる再蒸発に
よって、ウエハ中央部ではウエハ周辺部に比ベて再蒸発
物が多く付着し、ウエハ面内（特に半径方向）での膜
質、膜厚、組成等の膜特性が不均一になるおそれがあ
る。前記発明によれば、シールド上（特に、サセプタ近
傍のシールド上）及びウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発
量を制御することができるため（一般的には、シールド
上の堆積物の再蒸発量が少なくなるように電位を制御す
る）、ウエハに堆積される膜の膜特性の均一性、特にウ
エハの半径方向の面内均一性を向上させることが可能と
なる。
を制御することにより、シールド上及びシールド近傍の
ウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発量を制御することがで
きる。堆積物の構成元素の中にスパッタイールドが高い
元素が含まれているような場合には、シールドにプラズ
マが引き寄せられるため、シールド上及びシールド近傍
のウエハ周辺部上の当該元素のスパッタによる再蒸発に
よって、ウエハ中央部ではウエハ周辺部に比ベて再蒸発
物が多く付着し、ウエハ面内（特に半径方向）での膜
質、膜厚、組成等の膜特性が不均一になるおそれがあ
る。前記発明によれば、シールド上（特に、サセプタ近
傍のシールド上）及びウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発
量を制御することができるため（一般的には、シールド
上の堆積物の再蒸発量が少なくなるように電位を制御す
る）、ウエハに堆積される膜の膜特性の均一性、特にウ
エハの半径方向の面内均一性を向上させることが可能と
なる。
【００１３】なお、電位制御手段としては、インピーダ
ンス調整手段（コイル、コンデンサ及び抵抗の中の少な
くとも一つ以上の素子を用いて構成される）又はバイア
ス印加手段（ＤＣバイアスを印加するものでもＲＦバイ
アスを印加するものでもよい）をあげることができる。
ンス調整手段（コイル、コンデンサ及び抵抗の中の少な
くとも一つ以上の素子を用いて構成される）又はバイア
ス印加手段（ＤＣバイアスを印加するものでもＲＦバイ
アスを印加するものでもよい）をあげることができる。
【００１４】また、本発明は、ターゲット電極と、この
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記サセプタの温度分布を制御す
る温度制御手段を設けたことを特徴とする（発明Ｃとす
る）。
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記サセプタの温度分布を制御す
る温度制御手段を設けたことを特徴とする（発明Ｃとす
る）。
【００１５】特に、サセプタの中心から外周に向かう方
向（半径方向）に所定の温度分布を与えるようにするこ
とが好ましい。より具体的には、サセプタをその半径方
向に熱伝導の小さい領域によって複数の領域に分割し、
分割された各領域のうち少なくとも一つの領域に他の領
域とは異なった温度を与えるようにする。
向（半径方向）に所定の温度分布を与えるようにするこ
とが好ましい。より具体的には、サセプタをその半径方
向に熱伝導の小さい領域によって複数の領域に分割し、
分割された各領域のうち少なくとも一つの領域に他の領
域とは異なった温度を与えるようにする。
【００１６】前記発明によれば、ウエハ上で温度分布を
持たせる、すなわち各領域上の温度に差をつけることが
できるため、ウエハ上の堆積物の再蒸発量にも分布を持
たせることができる。堆積物の構成元素の中に蒸気圧が
高い元素が含まれているような場合には、シールド上及
びシールドからの熱輻射によるウエハ周辺部上の当該元
素の温度上昇による再蒸発によって、ウエハ中央部では
ウエハ周辺部に比ベて再蒸発物が多く付着し、ウエハ面
内（特に半径方向）での膜質、膜厚、組成等の膜特性が
不均一になるおそれがある。前記発明によれば、ウエハ
上の堆積物の再蒸発量に分布を持たせることができるた
め（例えば、ウエハ中央部での再蒸発量がウエハ周辺部
での再蒸発量と総合的に等しくなるようにサセプタの温
度分布を制御する）、ウエハに堆積される膜の膜特性の
均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上させ
ることが可能となる。
持たせる、すなわち各領域上の温度に差をつけることが
できるため、ウエハ上の堆積物の再蒸発量にも分布を持
たせることができる。堆積物の構成元素の中に蒸気圧が
高い元素が含まれているような場合には、シールド上及
びシールドからの熱輻射によるウエハ周辺部上の当該元
素の温度上昇による再蒸発によって、ウエハ中央部では
ウエハ周辺部に比ベて再蒸発物が多く付着し、ウエハ面
内（特に半径方向）での膜質、膜厚、組成等の膜特性が
不均一になるおそれがある。前記発明によれば、ウエハ
上の堆積物の再蒸発量に分布を持たせることができるた
め（例えば、ウエハ中央部での再蒸発量がウエハ周辺部
での再蒸発量と総合的に等しくなるようにサセプタの温
度分布を制御する）、ウエハに堆積される膜の膜特性の
均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上させ
ることが可能となる。
【００１７】また、本発明は、ターゲット電極と、この
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記シールドの少なくとも前記サ
セプタ近傍の温度を制御する温度制御手段を設けたこと
を特徴とする（発明Ｄとする）。
ターゲット電極に対向してウエハを載置するサセプタ
と、このサセプタの周囲に設けられたシールドとを備え
た成膜装置において、前記シールドの少なくとも前記サ
セプタ近傍の温度を制御する温度制御手段を設けたこと
を特徴とする（発明Ｄとする）。
【００１８】特に、シールドに対してサセプタから離れ
る方向に所定の温度分布を与えるようにすることが好ま
しい。より具体的には、シールドをサセプタから離れる
方向に複数の領域に分割し、分割された各領域のうち少
なくとも一つの領域に他の領域とは異なった温度を与え
るようにする。
る方向に所定の温度分布を与えるようにすることが好ま
しい。より具体的には、シールドをサセプタから離れる
方向に複数の領域に分割し、分割された各領域のうち少
なくとも一つの領域に他の領域とは異なった温度を与え
るようにする。
【００１９】前記発明によれば、シールドの温度を制御
することにより、シールド上及びシールド近傍のウエハ
周辺部上の堆積物の再蒸発量を制御することができる。
堆積物の構成元素の中に蒸気圧が高い元素が含まれてい
るような場合には、シールド上及びシールドからの熱輻
射によるウエハ周辺部上の当該元素の温度上昇による再
蒸発によって、ウエハ中央部ではウエハ周辺部に比ベて
再蒸発物が多く付着し、ウエハ面内（特に半径方向）で
の膜質、膜厚、組成等の膜特性が不均一になるおそれが
ある。前記発明によれば、シールド上（特に、サセプタ
近傍のシールド上）及びウエハ周辺部上からの堆積物の
再蒸発量を制御することができるため（一般的には、シ
ールド上及びウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発量が少な
くなるように温度を制御する）、ウエハに堆積される膜
の膜特性の均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性
を向上させることが可能となる。
することにより、シールド上及びシールド近傍のウエハ
周辺部上の堆積物の再蒸発量を制御することができる。
堆積物の構成元素の中に蒸気圧が高い元素が含まれてい
るような場合には、シールド上及びシールドからの熱輻
射によるウエハ周辺部上の当該元素の温度上昇による再
蒸発によって、ウエハ中央部ではウエハ周辺部に比ベて
再蒸発物が多く付着し、ウエハ面内（特に半径方向）で
の膜質、膜厚、組成等の膜特性が不均一になるおそれが
ある。前記発明によれば、シールド上（特に、サセプタ
近傍のシールド上）及びウエハ周辺部上からの堆積物の
再蒸発量を制御することができるため（一般的には、シ
ールド上及びウエハ周辺部上の堆積物の再蒸発量が少な
くなるように温度を制御する）、ウエハに堆積される膜
の膜特性の均一性、特にウエハの半径方向の面内均一性
を向上させることが可能となる。
【００２０】なお、温度制御手段としては、加熱手段
（抵抗加熱ヒーターや赤外線ランプヒーター等）又は冷
却手段（水冷パイプ等）をあげることができる。また、
本発明に係る成膜方法は、前記成膜装置を用い、成膜中
にサセプタの電位分布又はシールドの少なくともサセプ
タ近傍の電位を変化させる、或いは、成膜中にサセプタ
の温度分布又はシールドの少なくともサセプタ近傍の温
度を変化させることを特徴とする。
（抵抗加熱ヒーターや赤外線ランプヒーター等）又は冷
却手段（水冷パイプ等）をあげることができる。また、
本発明に係る成膜方法は、前記成膜装置を用い、成膜中
にサセプタの電位分布又はシールドの少なくともサセプ
タ近傍の電位を変化させる、或いは、成膜中にサセプタ
の温度分布又はシールドの少なくともサセプタ近傍の温
度を変化させることを特徴とする。
【００２１】前記成膜方法によれば、例えば初期成膜時
（例えば膜厚が数十ｎｍ程度になるまで）とその後の成
膜時との電位や温度条件を変えることにより、膜厚方向
で異なった組成の膜を容易に得られるため、核生成密度
や配向性を制御することができ、電気特性の良い薄膜を
形成することが可能となる。
（例えば膜厚が数十ｎｍ程度になるまで）とその後の成
膜時との電位や温度条件を変えることにより、膜厚方向
で異なった組成の膜を容易に得られるため、核生成密度
や配向性を制御することができ、電気特性の良い薄膜を
形成することが可能となる。
【００２２】なお、前記成膜装置としては、枚葉式マグ
ネトロンスパッタ装置が代表的であり、特に、枚葉式Ｒ
Ｆスパッタ装置又はＤＣ電力及びＲＦ電力を重畳する枚
葉式スパッタ装置を用いることが好ましい。
ネトロンスパッタ装置が代表的であり、特に、枚葉式Ｒ
Ｆスパッタ装置又はＤＣ電力及びＲＦ電力を重畳する枚
葉式スパッタ装置を用いることが好ましい。
【００２３】また、前記成膜装置によって形成される膜
としては、絶縁体膜、特に強誘電体膜や高誘電体膜があ
げられる。特に、ＰｂやＢｉ等を含む強誘電体膜や高誘
電体膜、すなわち他の構成元素よりもスパッタイールド
或いは蒸気圧の高い（再蒸発量の多い）元素を含む強誘
電体膜や高誘電体膜であることが好ましい。
としては、絶縁体膜、特に強誘電体膜や高誘電体膜があ
げられる。特に、ＰｂやＢｉ等を含む強誘電体膜や高誘
電体膜、すなわち他の構成元素よりもスパッタイールド
或いは蒸気圧の高い（再蒸発量の多い）元素を含む強誘
電体膜や高誘電体膜であることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。まず、本発明の第１の実施形態について図１
を参照して説明する。図１は、枚葉式ＲＦスパッタ成膜
装置の全体構成を示した図である。
説明する。まず、本発明の第１の実施形態について図１
を参照して説明する。図１は、枚葉式ＲＦスパッタ成膜
装置の全体構成を示した図である。
【００２５】排気系を設けた真空容器には、カソードを
構成するバッキングプレート１１（ターゲット電極）及
びウエハ１２を載置するサセプタ１３ａ、１３ｂ（サセ
プタについては後述する）が対向して配置されている。
バッキングプレート１１には、ターゲット１４が貼り付
けられており、さらにマグネトロン放電用の回転マグネ
ット１５が設けられている。また、バッキングプレート
１１にはＲＦ電源１６から１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力
が供給されている。
構成するバッキングプレート１１（ターゲット電極）及
びウエハ１２を載置するサセプタ１３ａ、１３ｂ（サセ
プタについては後述する）が対向して配置されている。
バッキングプレート１１には、ターゲット１４が貼り付
けられており、さらにマグネトロン放電用の回転マグネ
ット１５が設けられている。また、バッキングプレート
１１にはＲＦ電源１６から１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力
が供給されている。
【００２６】バッキングプレート１１とサセプタ１３
ａ、１３ｂとの間には、スパッタ時におけるチャンバー
壁１７への膜の付着を防止するため、シールド（アース
シールド１８ａ、上部シールド１８ｂ、下部シールド１
８ｃ）がチャンバー壁１７の周方向に設けられている。
アースシールド１８ａは接地され、上部シールド１８ｂ
及び下部シールド１８ｃはポテンシャル調整回路１９ａ
及び１９ｂを介して接地されている。また、下部シール
ド１８ｃには、下部シールド１８ｃの周方向に沿って冷
却手段となる水冷パイプ２０が取り付けられている。
ａ、１３ｂとの間には、スパッタ時におけるチャンバー
壁１７への膜の付着を防止するため、シールド（アース
シールド１８ａ、上部シールド１８ｂ、下部シールド１
８ｃ）がチャンバー壁１７の周方向に設けられている。
アースシールド１８ａは接地され、上部シールド１８ｂ
及び下部シールド１８ｃはポテンシャル調整回路１９ａ
及び１９ｂを介して接地されている。また、下部シール
ド１８ｃには、下部シールド１８ｃの周方向に沿って冷
却手段となる水冷パイプ２０が取り付けられている。
【００２７】サセプタは半径方向に２分割され、内方サ
セプタ１３ａ及びその外周を取り囲む外方サセプタ１３
ｂによって構成されており、内方サセプタ１３ａ及び外
方サセプタ１３ｂ間は熱伝導率の悪い材料によって電気
的に遮断されている。内方サセプタ１３ａ及び外方サセ
プタ１３ｂには、それぞれポテンシャル調整用電極２１
ａ及び２１ｂが接続されており、それぞれポテンシャル
調整回路２２ａ及び２２ｂを介して接地されている。ま
た、内方サセプタ１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ内に
は、それぞれ冷却手段となる水冷パイプ２３ａ及び２３
ｂが設けられており、さらにサセプタ内には静電チャッ
ク用電極２４が設けられている。また、外方サセプタ１
３ｂの周囲には、ウエハ１２を支えるためのプラテンリ
ング２５が設けられている。
セプタ１３ａ及びその外周を取り囲む外方サセプタ１３
ｂによって構成されており、内方サセプタ１３ａ及び外
方サセプタ１３ｂ間は熱伝導率の悪い材料によって電気
的に遮断されている。内方サセプタ１３ａ及び外方サセ
プタ１３ｂには、それぞれポテンシャル調整用電極２１
ａ及び２１ｂが接続されており、それぞれポテンシャル
調整回路２２ａ及び２２ｂを介して接地されている。ま
た、内方サセプタ１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ内に
は、それぞれ冷却手段となる水冷パイプ２３ａ及び２３
ｂが設けられており、さらにサセプタ内には静電チャッ
ク用電極２４が設けられている。また、外方サセプタ１
３ｂの周囲には、ウエハ１２を支えるためのプラテンリ
ング２５が設けられている。
【００２８】なお、ポテンシャル調整回路１９ａ、１９
ｂ、２２ａ及び２２ｂは、抵抗、コイル、コンデンサの
中の少なくとも一つの部品からなる回路によって構成さ
れており、抵抗、コイル及びコンデンサの定数を変える
ことにより、それぞれ異なったインピーダンスに調整さ
れるようになっている。
ｂ、２２ａ及び２２ｂは、抵抗、コイル、コンデンサの
中の少なくとも一つの部品からなる回路によって構成さ
れており、抵抗、コイル及びコンデンサの定数を変える
ことにより、それぞれ異なったインピーダンスに調整さ
れるようになっている。
【００２９】次に、本実施形態の動作について、図１を
参照して説明する。本例では、サセプタ１３ａ及び１３
ｂに接続されたポテンシャル調整回路２２ａ及び２２
ｂ、或いは、シールド１８ｂ及び１８ｃに接続されたポ
テンシャル調整回路１９ａ及び１９ｂを調整することに
より、スパッタによってウエハ１２上に形成される膜の
膜特性をウエハ面内で均一に制御する方法を示す。な
お、ここでは強誘電体膜であるＰＺＴを成膜する場合を
例に説明する。
参照して説明する。本例では、サセプタ１３ａ及び１３
ｂに接続されたポテンシャル調整回路２２ａ及び２２
ｂ、或いは、シールド１８ｂ及び１８ｃに接続されたポ
テンシャル調整回路１９ａ及び１９ｂを調整することに
より、スパッタによってウエハ１２上に形成される膜の
膜特性をウエハ面内で均一に制御する方法を示す。な
お、ここでは強誘電体膜であるＰＺＴを成膜する場合を
例に説明する。
【００３０】まず、ポテンシャル調整回路２２ａ及び２
２ｂによって膜特性を制御する方法について示す。すで
に述べたように、堆積物の構成元素の中にスパッタイー
ルドが高い元素が含まれているような場合（ここでは、
ＰＺＴ中のＰｂ）、シールド、特に下部シールド１８ｃ
上及びシールド近傍のウエハ周辺部上のＰＺＴ膜中のＰ
ｂのスパッタによる再蒸発によって、ウエハ中央部では
ウエハ周辺部に比ベてＰｂが多く付着する。したがっ
て、ウエハ半径方向での膜組成等が不均一になるおそれ
がある。そこで、ウエハ中央部とウエハ周辺部とで総合
的にＰｂの再蒸発量が等しくなるようにするため、プラ
ズマからのイオン衝撃がウエハ周辺部よりもウエハ中央
部で大きくなるように、ポテンシャル調整回路２２ａ及
び２２ｂを制御する。具体的には、プラズマとウエハ中
央部の電位差がプラズマとウエハ周辺部の電位差よりも
大きくなるように、外方サセプタ１３ｂ及び内方サセプ
タ１３ａの電位を制御する。
２ｂによって膜特性を制御する方法について示す。すで
に述べたように、堆積物の構成元素の中にスパッタイー
ルドが高い元素が含まれているような場合（ここでは、
ＰＺＴ中のＰｂ）、シールド、特に下部シールド１８ｃ
上及びシールド近傍のウエハ周辺部上のＰＺＴ膜中のＰ
ｂのスパッタによる再蒸発によって、ウエハ中央部では
ウエハ周辺部に比ベてＰｂが多く付着する。したがっ
て、ウエハ半径方向での膜組成等が不均一になるおそれ
がある。そこで、ウエハ中央部とウエハ周辺部とで総合
的にＰｂの再蒸発量が等しくなるようにするため、プラ
ズマからのイオン衝撃がウエハ周辺部よりもウエハ中央
部で大きくなるように、ポテンシャル調整回路２２ａ及
び２２ｂを制御する。具体的には、プラズマとウエハ中
央部の電位差がプラズマとウエハ周辺部の電位差よりも
大きくなるように、外方サセプタ１３ｂ及び内方サセプ
タ１３ａの電位を制御する。
【００３１】次に、ポテンシャル調整回路１９ａ及び１
９ｂによって膜特性を制御する方法について示す。この
場合には、シールド、特に下部シールド１８ｃ上のＰｂ
のスパッタによる再蒸発量自体が少なくなるようにする
ため、プラズマからのイオン衝撃がシールド１８ｃ上で
小さくなるように、ポテンシャル調整回路１９ａ及び１
９ｂを制御する。具体的には、プラズマと少なくとも下
部シールド１８ｃとの電位差の絶対値が小さくなるよう
に制御する。なお、上部シールド１８ｂの電位は下部シ
ールド１８ｃの電位或いはアースシールド１８ａの電位
と等しくしてもよいし、これらの電位の中間にしてもよ
い。
９ｂによって膜特性を制御する方法について示す。この
場合には、シールド、特に下部シールド１８ｃ上のＰｂ
のスパッタによる再蒸発量自体が少なくなるようにする
ため、プラズマからのイオン衝撃がシールド１８ｃ上で
小さくなるように、ポテンシャル調整回路１９ａ及び１
９ｂを制御する。具体的には、プラズマと少なくとも下
部シールド１８ｃとの電位差の絶対値が小さくなるよう
に制御する。なお、上部シールド１８ｂの電位は下部シ
ールド１８ｃの電位或いはアースシールド１８ａの電位
と等しくしてもよいし、これらの電位の中間にしてもよ
い。
【００３２】上記の例では、ポテンシャル調整回路によ
ってサセプタやシールドの電位を制御するようにした
が、サセプタやシールドにバイアス電圧（ＤＣバイアス
或いはＲＦバイアス）を供給して電位を制御するように
してもよい。この場合の例を図２に示す。すなわち、サ
セプタにはバイアス電源３１ａ及び３１ｂを接続し、シ
ールドにはバイアス電源３２ａ及び３２ｂを接続してい
る。バイアス電源は、必ずしも二つ設ける必要はなく、
分割サセプタを可変インピーダンス回路で接続すること
により一つの電源でも実現可能である。具体的な制御方
法は、図１の例と同様であるため省略する。
ってサセプタやシールドの電位を制御するようにした
が、サセプタやシールドにバイアス電圧（ＤＣバイアス
或いはＲＦバイアス）を供給して電位を制御するように
してもよい。この場合の例を図２に示す。すなわち、サ
セプタにはバイアス電源３１ａ及び３１ｂを接続し、シ
ールドにはバイアス電源３２ａ及び３２ｂを接続してい
る。バイアス電源は、必ずしも二つ設ける必要はなく、
分割サセプタを可変インピーダンス回路で接続すること
により一つの電源でも実現可能である。具体的な制御方
法は、図１の例と同様であるため省略する。
【００３３】なお、上記の各例では、サセプタの電位と
シールドの電位とをそれぞれ個別に制御していたが、両
者を組み合わせて制御するようにしてもよい。また、図
１の例ではポテンシャル調整回路によってサセプタ及び
シールドの電位を制御し、図２の例ではバイアス電源に
よってサセプタ及びシールドの電位を制御しているが、
サセプタ及びシールドの一方の電位をポテンシャル調整
回路によって、他方の電位をバイアス電源によって制御
するようにしてもよい。さらに、上記の各例では、サセ
プタを中央部と周辺部に２分割しているが、必要に応じ
てサセプタの半径方向に３分割或いはそれ以上分割する
ようにしてもよい。また、シールドの分割数についても
適宜変更するようにしてもよい。
シールドの電位とをそれぞれ個別に制御していたが、両
者を組み合わせて制御するようにしてもよい。また、図
１の例ではポテンシャル調整回路によってサセプタ及び
シールドの電位を制御し、図２の例ではバイアス電源に
よってサセプタ及びシールドの電位を制御しているが、
サセプタ及びシールドの一方の電位をポテンシャル調整
回路によって、他方の電位をバイアス電源によって制御
するようにしてもよい。さらに、上記の各例では、サセ
プタを中央部と周辺部に２分割しているが、必要に応じ
てサセプタの半径方向に３分割或いはそれ以上分割する
ようにしてもよい。また、シールドの分割数についても
適宜変更するようにしてもよい。
【００３４】次に、本発明の第２の実施形態について図
１を参照して説明する。本例では、サセプタ１３ａ及び
１３ｂ内に設けられた水冷パイプ２３ａ及び２３ｂ、或
いは、シールド１８ｃに設けられた水冷パイプ２０を調
整することにより、スパッタによってウエハ１２上に形
成される膜の膜特性をウエハ面内で均一に制御する方法
を示す。なお、ここではＰＺＴを成膜する場合を例に説
明する。
１を参照して説明する。本例では、サセプタ１３ａ及び
１３ｂ内に設けられた水冷パイプ２３ａ及び２３ｂ、或
いは、シールド１８ｃに設けられた水冷パイプ２０を調
整することにより、スパッタによってウエハ１２上に形
成される膜の膜特性をウエハ面内で均一に制御する方法
を示す。なお、ここではＰＺＴを成膜する場合を例に説
明する。
【００３５】まず、サセプタ１３ａ及び１３ｂ内に設け
られた水冷パイプ２３ａ及び２３ｂによって膜特性を制
御する方法について示す。すでに述べたように、堆積物
の構成元素の中に蒸気圧が高い元素が含まれているよう
な場合（ここでは、ＰＺＴ中のＰｂ）、シールド、特に
下部シールド１８ｃにおけるスパッタ時の加熱及びシー
ルドからの熱輻射によるウエハ周辺部での温度上昇によ
るＰｂの再蒸発によって、ウエハ中央部ではウエハ周辺
部に比ベてＰｂが多く付着する。したがって、ウエハ半
径方向での膜組成等が不均一になるおそれがある。そこ
で、ウエハ中央部とウエハ周辺部とで総合的にＰｂの再
蒸発量が等しくなるようにするため、ウエハ周辺部より
もウエハ中央部の温度が高くなるように設定する。すな
わち、水冷パイプ２３ａ及び２３ｂに流れる冷却水の量
を調整して、ウエハ中央部の温度がウエハ周辺部の温度
よりも高くなるようにする。例えば、外側の水冷パイプ
２３ｂにのみ冷却水を流して、内側の水冷パイプ２３ａ
には冷却水を流さないようにする。この場合には、内側
の水冷パイプ２３ａは実質的に不要となるため、外側の
水冷パイプ２３ｂのみをサセプタ内に設けるようにして
もよい。
られた水冷パイプ２３ａ及び２３ｂによって膜特性を制
御する方法について示す。すでに述べたように、堆積物
の構成元素の中に蒸気圧が高い元素が含まれているよう
な場合（ここでは、ＰＺＴ中のＰｂ）、シールド、特に
下部シールド１８ｃにおけるスパッタ時の加熱及びシー
ルドからの熱輻射によるウエハ周辺部での温度上昇によ
るＰｂの再蒸発によって、ウエハ中央部ではウエハ周辺
部に比ベてＰｂが多く付着する。したがって、ウエハ半
径方向での膜組成等が不均一になるおそれがある。そこ
で、ウエハ中央部とウエハ周辺部とで総合的にＰｂの再
蒸発量が等しくなるようにするため、ウエハ周辺部より
もウエハ中央部の温度が高くなるように設定する。すな
わち、水冷パイプ２３ａ及び２３ｂに流れる冷却水の量
を調整して、ウエハ中央部の温度がウエハ周辺部の温度
よりも高くなるようにする。例えば、外側の水冷パイプ
２３ｂにのみ冷却水を流して、内側の水冷パイプ２３ａ
には冷却水を流さないようにする。この場合には、内側
の水冷パイプ２３ａは実質的に不要となるため、外側の
水冷パイプ２３ｂのみをサセプタ内に設けるようにして
もよい。
【００３６】上記の例では、冷却手段としての水冷パイ
プによってサセプタの温度を制御するようにしたが、冷
却手段ではなく加熱手段によってサセプタの温度を制御
するようにしてもよい。
プによってサセプタの温度を制御するようにしたが、冷
却手段ではなく加熱手段によってサセプタの温度を制御
するようにしてもよい。
【００３７】図３は、加熱手段として抵抗加熱ヒーター
を設けた場合の例である。すなわち、内方サセプタ１３
ａ及び外方サセプタ１３ｂ内にそれぞれ抵抗加熱ヒータ
ー３３ａ及び３３ｂを設けたものである。抵抗加熱ヒー
ター３３ａ及び３３ｂの発熱量を調整して、ウエハ中央
部の温度がウエハ周辺部の温度よりも高くなるようにす
る。例えば、内側のヒーター３３ａにのみ電流を流し
て、外側のヒーター３３ｂには電流を流さないようにす
る。この場合には、外側のヒーター３３ｂは実質的に不
要となるため、内側のヒーター３３ａのみをサセプタ内
に設けるようにしてもよい。
を設けた場合の例である。すなわち、内方サセプタ１３
ａ及び外方サセプタ１３ｂ内にそれぞれ抵抗加熱ヒータ
ー３３ａ及び３３ｂを設けたものである。抵抗加熱ヒー
ター３３ａ及び３３ｂの発熱量を調整して、ウエハ中央
部の温度がウエハ周辺部の温度よりも高くなるようにす
る。例えば、内側のヒーター３３ａにのみ電流を流し
て、外側のヒーター３３ｂには電流を流さないようにす
る。この場合には、外側のヒーター３３ｂは実質的に不
要となるため、内側のヒーター３３ａのみをサセプタ内
に設けるようにしてもよい。
【００３８】図４は、加熱手段として赤外線ランプヒー
ターを設けた場合の例である。すなわち、内方サセプタ
１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ内にそれぞれ赤外線ラン
プヒーター３４ａ及び３４ｂを設けたものである。具体
的な制御方法は、図３の例と同様であるため省略する。
ターを設けた場合の例である。すなわち、内方サセプタ
１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ内にそれぞれ赤外線ラン
プヒーター３４ａ及び３４ｂを設けたものである。具体
的な制御方法は、図３の例と同様であるため省略する。
【００３９】なお、上記図１、図３及び図４に示した例
では、サセプタに冷却手段又は加熱手段の一方のみを設
けていたが、冷却手段及び加熱手段の双方を設けるよう
にしてもよい。例えば、内方サセプタ１３ａ及び外方サ
セプタ１３ｂの両方に水冷パイプを設けて両方に冷却水
を流しておき、内方サセプタ１３ａの加熱手段を加熱す
ることにより、ウエハ中央部の温度がウエハ周辺部の温
度よりも高くなるように制御してもよい。
では、サセプタに冷却手段又は加熱手段の一方のみを設
けていたが、冷却手段及び加熱手段の双方を設けるよう
にしてもよい。例えば、内方サセプタ１３ａ及び外方サ
セプタ１３ｂの両方に水冷パイプを設けて両方に冷却水
を流しておき、内方サセプタ１３ａの加熱手段を加熱す
ることにより、ウエハ中央部の温度がウエハ周辺部の温
度よりも高くなるように制御してもよい。
【００４０】次に、シールド１８ｃに設けた水冷パイプ
２０によって膜特性を制御する方法について示す。この
場合には、下部シールド１８ｃ上のスパッタによる温度
上昇を抑制してＰｂの再蒸発量が少なくなるようにする
ため、水冷パイプ２０に流れる冷却水の量を調整すれば
よい。
２０によって膜特性を制御する方法について示す。この
場合には、下部シールド１８ｃ上のスパッタによる温度
上昇を抑制してＰｂの再蒸発量が少なくなるようにする
ため、水冷パイプ２０に流れる冷却水の量を調整すれば
よい。
【００４１】なお、上記の各例では、サセプタの温度と
シールドの温度とをそれぞれ個別に制御していたが、両
者を組み合わせて制御するようにしてもよい。次に、本
発明の第３の実施形態について図１を参照して説明す
る。本実施形態では、半導体メモリのキャパシタ用誘電
体膜としてＰＺＴ膜を成膜するときの例を示している。
シールドの温度とをそれぞれ個別に制御していたが、両
者を組み合わせて制御するようにしてもよい。次に、本
発明の第３の実施形態について図１を参照して説明す
る。本実施形態では、半導体メモリのキャパシタ用誘電
体膜としてＰＺＴ膜を成膜するときの例を示している。
【００４２】図１に示したスパッタ成膜装置において、
上部シールド１８ｂ及び下部シールド１８ｃはアース電
位に落としてある。キャパシタの下部電極としてＴｉを
２０ｎｍ、Ｐｔを１７５ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した
ウエハをチャンバーに導入した後、チャンバー内を５×
１０-6Ｐａまで真空引きし、その後Ａｒガスを０．５Ｐ
ａ導入する。続いて、１．５ｋＷの高周波電力をカソー
ドに印加してＲＦプラズマを発生させ、ＰＺＴターゲッ
ト１４をスパッタしてＰＺＴ膜をウエハ１２上に成膜さ
せる。この時、ポテンシャル調整回路２２ａ、２２ｂに
よりインピーダンスを調整し、プラズマと内方サセプタ
１３ａとの電位差がプラズマと外方サセプタ１３ｂとの
電位差よりも大きくなるように設定しておく。これによ
り、ウエハ中央部からのＰｂの再蒸発量がウエハ外周部
からの再蒸発量よりも多くなる。シールドから再蒸発し
たＰｂのウエハ上への再付着量はウエハ中央部の方がウ
エハ外周部よりも多くなるため、上記のように外方サセ
プタ１３ｂ及び内方サセプタ１３ａの電位を設定してお
くことにより、ウエハ１２全面にわたってＰｂの再蒸発
量と再付着量とのバランスがとれ、ウエハ上に成膜され
るＰＺＴ膜の膜特性の均一性を向上させることができ
る。また、シールドの温度上昇を抑えるため水冷パイプ
２０によって下部シールドを冷却し、シールドに付着し
たＰＺＴ膜中のＰｂの再蒸発を抑制するようにしてい
る。
上部シールド１８ｂ及び下部シールド１８ｃはアース電
位に落としてある。キャパシタの下部電極としてＴｉを
２０ｎｍ、Ｐｔを１７５ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した
ウエハをチャンバーに導入した後、チャンバー内を５×
１０-6Ｐａまで真空引きし、その後Ａｒガスを０．５Ｐ
ａ導入する。続いて、１．５ｋＷの高周波電力をカソー
ドに印加してＲＦプラズマを発生させ、ＰＺＴターゲッ
ト１４をスパッタしてＰＺＴ膜をウエハ１２上に成膜さ
せる。この時、ポテンシャル調整回路２２ａ、２２ｂに
よりインピーダンスを調整し、プラズマと内方サセプタ
１３ａとの電位差がプラズマと外方サセプタ１３ｂとの
電位差よりも大きくなるように設定しておく。これによ
り、ウエハ中央部からのＰｂの再蒸発量がウエハ外周部
からの再蒸発量よりも多くなる。シールドから再蒸発し
たＰｂのウエハ上への再付着量はウエハ中央部の方がウ
エハ外周部よりも多くなるため、上記のように外方サセ
プタ１３ｂ及び内方サセプタ１３ａの電位を設定してお
くことにより、ウエハ１２全面にわたってＰｂの再蒸発
量と再付着量とのバランスがとれ、ウエハ上に成膜され
るＰＺＴ膜の膜特性の均一性を向上させることができ
る。また、シールドの温度上昇を抑えるため水冷パイプ
２０によって下部シールドを冷却し、シールドに付着し
たＰＺＴ膜中のＰｂの再蒸発を抑制するようにしてい
る。
【００４３】成膜開始から６０秒経過した後、ポテンシ
ャル調整回路２２ａ、２２ｂによりインピーダンスを調
整し、内方サセプタ１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ両者
のプラズマとの電位差を成膜初期の電位差よりも小さく
する。この状態でさらに６分間成膜を行い、トータルで
２００ｎｍのＰＺＴ膜を成膜する。
ャル調整回路２２ａ、２２ｂによりインピーダンスを調
整し、内方サセプタ１３ａ及び外方サセプタ１３ｂ両者
のプラズマとの電位差を成膜初期の電位差よりも小さく
する。この状態でさらに６分間成膜を行い、トータルで
２００ｎｍのＰＺＴ膜を成膜する。
【００４４】このようにして成膜したＰＺＴ膜をＲＢＳ
法により深さ方向に分析した結果、ＰＺＴ膜と下地のＰ
ｔ膜との界面部分ではＡｒイオン衝撃が大きいため、Ｐ
ｂのモル比（Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ））が相対的に少な
く、１．０という値であった。一方、ＰＺＴ膜の表面付
近ではＡｒイオン衝撃が小さくなるため、Ｐｂ量が増加
してモル比は１．１であった。
法により深さ方向に分析した結果、ＰＺＴ膜と下地のＰ
ｔ膜との界面部分ではＡｒイオン衝撃が大きいため、Ｐ
ｂのモル比（Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ））が相対的に少な
く、１．０という値であった。一方、ＰＺＴ膜の表面付
近ではＡｒイオン衝撃が小さくなるため、Ｐｂ量が増加
してモル比は１．１であった。
【００４５】また、このように形成したＰＺＴ膜は、Ｐ
ＺＴ膜と下地のＰｔ膜との界面で過剰なＰｂがないた
め、Ｐｔの面方位である＜１１１＞を継承して＜１１１
＞に強く配向する。また、ＰＺＴ膜の表面付近では余剰
のＰｂが存在しているので、ＰＺＴ膜の成膜後に行われ
るＲＴＡ処理によってＰｂが蒸発する分を補償すること
ができる。
ＺＴ膜と下地のＰｔ膜との界面で過剰なＰｂがないた
め、Ｐｔの面方位である＜１１１＞を継承して＜１１１
＞に強く配向する。また、ＰＺＴ膜の表面付近では余剰
のＰｂが存在しているので、ＰＺＴ膜の成膜後に行われ
るＲＴＡ処理によってＰｂが蒸発する分を補償すること
ができる。
【００４６】なお、上記の例では成膜途中でサセプタの
電位を調整して膜組成等を変化させるようにしたが、成
膜途中でサセプタの温度を調整して膜組成等を変化させ
るようにすることも可能である。
電位を調整して膜組成等を変化させるようにしたが、成
膜途中でサセプタの温度を調整して膜組成等を変化させ
るようにすることも可能である。
【００４７】以上、本発明の各実施形態について説明し
たが、本発明はこれら各実施形態に限定されるものでは
なく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形し
て実施可能である。
たが、本発明はこれら各実施形態に限定されるものでは
なく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形し
て実施可能である。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、サセプタ或いはシール
ドの電位或いは温度を制御することにより、ウエハ上或
いはシールド上に成膜された堆積物の再蒸発を制御する
ことがきるので、膜質、膜厚、組成など膜特性の均一
性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上させるこ
とが可能となる。
ドの電位或いは温度を制御することにより、ウエハ上或
いはシールド上に成膜された堆積物の再蒸発を制御する
ことがきるので、膜質、膜厚、組成など膜特性の均一
性、特にウエハの半径方向の面内均一性を向上させるこ
とが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の一例を示し
た図。
た図。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の他の例を示
した図であり、図１のポテンシャル調整回路の代わりに
バイアス電源を用いた場合の例を示した図。
した図であり、図１のポテンシャル調整回路の代わりに
バイアス電源を用いた場合の例を示した図。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置の他の例を示
した図であり、図１の水冷パイプの代わりに抵抗加熱ヒ
ーターを用いた場合の例を示した図。
した図であり、図１の水冷パイプの代わりに抵抗加熱ヒ
ーターを用いた場合の例を示した図。
【図４】本発明の実施形態に係る成膜装置の他の例を示
した図であり、図１の水冷パイプの代わりに赤外線ラン
プヒーターを用いた場合の例を示した図。
した図であり、図１の水冷パイプの代わりに赤外線ラン
プヒーターを用いた場合の例を示した図。
１１…バッキングプレート １２…ウエハ １３ａ、１３ｂ…サセプタ １４…ターゲット １５…回転マグネット １６…ＲＦ電源 １７…チャンバー壁 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ…シールド １９ａ、１９ｂ、２２ａ、２２ｂ…ポテンシャル調整回
路 ２０、２３ａ、２３ｂ…水冷パイプ ２１ａ、２１ｂ…ポテンシャル調整用電極 ２４…静電チャック用電極 ２５…プラテンリング ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ…バイアス電源 ３３ａ、３３ｂ…抵抗加熱ヒーター ３４ａ、３４ｂ…赤外線ランプヒーター
路 ２０、２３ａ、２３ｂ…水冷パイプ ２１ａ、２１ｂ…ポテンシャル調整用電極 ２４…静電チャック用電極 ２５…プラテンリング ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ…バイアス電源 ３３ａ、３３ｂ…抵抗加熱ヒーター ３４ａ、３４ｂ…赤外線ランプヒーター
Claims (8)
- 【請求項１】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置におい
て、前記サセプタの電位分布を制御する電位制御手段を
設けたことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置におい
て、前記シールドの少なくとも前記サセプタ近傍の電位
を制御する電位制御手段を設けたことを特徴とする成膜
装置。 - 【請求項３】前記電位制御手段は、インピーダンス調整
手段又はバイアス印加手段であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の成膜装置。 - 【請求項４】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置におい
て、前記サセプタの温度分布を制御する温度制御手段を
設けたことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項５】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置におい
て、前記シールドの少なくとも前記サセプタ近傍の温度
を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする成膜
装置。 - 【請求項６】前記温度制御手段は、加熱手段又は冷却手
段であることを特徴とする請求項４又は５に記載の成膜
装置。 - 【請求項７】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置を用いた
成膜方法において、成膜中に前記サセプタの電位分布又
は前記シールドの少なくとも前記サセプタ近傍の電位を
変化させることを特徴とする成膜方法。 - 【請求項８】ターゲット電極と、このターゲット電極に
対向してウエハを載置するサセプタと、このサセプタの
周囲に設けられたシールドとを備えた成膜装置を用いた
成膜方法において、成膜中に前記サセプタの温度分布又
は前記シールドの少なくとも前記サセプタ近傍の温度を
変化させることを特徴とする成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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