JPS63235470A - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
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- JPS63235470A JPS63235470A JP6975087A JP6975087A JPS63235470A JP S63235470 A JPS63235470 A JP S63235470A JP 6975087 A JP6975087 A JP 6975087A JP 6975087 A JP6975087 A JP 6975087A JP S63235470 A JPS63235470 A JP S63235470A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
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- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜形成工程のうち、特にスパッタリング装置
におけるターゲットの寿命判定を行う装置に関する。
におけるターゲットの寿命判定を行う装置に関する。
スパッタリング装置ではターゲット表面に加速されたア
ルゴンイオンが衝突することによって該ターゲット表面
から叩き出された原子が被処理基板上に堆積されるが、
そのターゲットの使用限界はターゲツト面内における最
も侵食の激しい部分、すなわち最も薄い部分により決定
される。つまり、ターゲツト面内における厚さの最小値
がわずかになると使用不可となり、ターゲット交換を行
わなければならない。
ルゴンイオンが衝突することによって該ターゲット表面
から叩き出された原子が被処理基板上に堆積されるが、
そのターゲットの使用限界はターゲツト面内における最
も侵食の激しい部分、すなわち最も薄い部分により決定
される。つまり、ターゲツト面内における厚さの最小値
がわずかになると使用不可となり、ターゲット交換を行
わなければならない。
従来のスパッタリング装置においては新品のターゲット
を取付けた時点からのスパッタ電力を積算し、その積算
電力値をあらかじめ設定されたターゲット使用限界の積
算電力と比較することによりターゲット寿命の判定を行
っていた。
を取付けた時点からのスパッタ電力を積算し、その積算
電力値をあらかじめ設定されたターゲット使用限界の積
算電力と比較することによりターゲット寿命の判定を行
っていた。
上述した従来のスパッタリング装置ではターゲットを一
度寿命まで使いきることにより、スパッタ積算電力値と
ターゲットの残厚との関係をあらかじめデータとして収
集しておく必要がある。しかし、ターゲットはその材質
により、さらに合金の場合は組成比によりスパッタ積算
電力値とターゲット残厚との関係が異なるため、この関
係が未知のターゲットを使用する場合には積算電力値の
モニタが無効となる。従ってターゲットの寿命を判定す
るためには、判定する度毎に真空処理室を大気開放し、
実際にノギス等を用いてターゲットの侵食深さを測定し
なければならなかった。
度寿命まで使いきることにより、スパッタ積算電力値と
ターゲットの残厚との関係をあらかじめデータとして収
集しておく必要がある。しかし、ターゲットはその材質
により、さらに合金の場合は組成比によりスパッタ積算
電力値とターゲット残厚との関係が異なるため、この関
係が未知のターゲットを使用する場合には積算電力値の
モニタが無効となる。従ってターゲットの寿命を判定す
るためには、判定する度毎に真空処理室を大気開放し、
実際にノギス等を用いてターゲットの侵食深さを測定し
なければならなかった。
また、この方法では真空処理室を大気にするために、再
び成膜可能な状態となるまでに、高真空排気、ブリスパ
ッタによるターゲット表面のクリーニング等を行わねば
ならず、非常に手間と時間を要していた。もし、ターゲ
ットの状態をチェックせずにスパッタを続けると、ター
ゲットに穴が開いてターゲットと裏板との接着剤、さら
には裏板までスパッタしてしまい、被処理基板や真空処
理室内部を汚染したりあるいはターゲット割れが生じる
という問題点があった。
び成膜可能な状態となるまでに、高真空排気、ブリスパ
ッタによるターゲット表面のクリーニング等を行わねば
ならず、非常に手間と時間を要していた。もし、ターゲ
ットの状態をチェックせずにスパッタを続けると、ター
ゲットに穴が開いてターゲットと裏板との接着剤、さら
には裏板までスパッタしてしまい、被処理基板や真空処
理室内部を汚染したりあるいはターゲット割れが生じる
という問題点があった。
本発明の目的は真空処理室を大気開放することなくター
ゲット寿命の判定を行う機能を備えたスパッタリング装
置を提供することにある。
ゲット寿命の判定を行う機能を備えたスパッタリング装
置を提供することにある。
〔発明の従来技術に対する相違点〕
上述した従来のスパッタ積算電力値による間接的なター
ゲット寿命の判定方法に対し、本発明はターゲットの侵
食深さを真空中にて測定することによりターゲット寿命
を直接的に判定するという独創的内容を有する。
ゲット寿命の判定方法に対し、本発明はターゲットの侵
食深さを真空中にて測定することによりターゲット寿命
を直接的に判定するという独創的内容を有する。
本発明はスパッタリング現象により被処理基板上に堆積
すべき物質を発生するターゲットに対向して該ターゲッ
ト表面までの距離を検出する距離検出素子と、該距離検
出素子をターゲット取付面と平行な面内に移動させる機
構とを真空処理室内に有することを特徴とするスパッタ
リング装置である。
すべき物質を発生するターゲットに対向して該ターゲッ
ト表面までの距離を検出する距離検出素子と、該距離検
出素子をターゲット取付面と平行な面内に移動させる機
構とを真空処理室内に有することを特徴とするスパッタ
リング装置である。
［作用〕
通常、距離検出素子は被処理基板へのスパッタ原子への
堆積を防げず、また距離検出素子自体に膜が付着しない
位置へ退避させておくが、ターゲット寿命の判定を行う
場合には距離検出素子をターゲットと対向する位置まで
移動させ、ターゲット表面までの距離を検出する。距離
検出素子とターゲット取付面までの距離が既知ならば、
距離検出素子とターゲット表面間の距離よりターゲット
の残厚を求めることができる。距離検出素子を検出方向
と垂直な面内を移動させることによりターゲツト面の各
点において同様に残厚を求め、その最小値すなわち最も
薄い部分の厚さによりターゲット寿命、つまりスパッタ
続行可否の判断を行う。
堆積を防げず、また距離検出素子自体に膜が付着しない
位置へ退避させておくが、ターゲット寿命の判定を行う
場合には距離検出素子をターゲットと対向する位置まで
移動させ、ターゲット表面までの距離を検出する。距離
検出素子とターゲット取付面までの距離が既知ならば、
距離検出素子とターゲット表面間の距離よりターゲット
の残厚を求めることができる。距離検出素子を検出方向
と垂直な面内を移動させることによりターゲツト面の各
点において同様に残厚を求め、その最小値すなわち最も
薄い部分の厚さによりターゲット寿命、つまりスパッタ
続行可否の判断を行う。
次に本発明について図面を参照して説明する。
（実施例１）
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例におけるスパッタ
リング装置のカソード付近をターゲット表面側より見た
概略図である６図において、１はターゲット、２はシャ
ッター板である。また、ターゲット表面までの距離を検
出するための素子であるプローブ３は１点Ａを中心とし
て回転運動を行うアーム４の先端に取付けられている０
通常、プローブ３は被処理物への膜付着を防げず、かつ
プローブ３自体への膜付着を防止するために点Ｂに位置
しているが、ターゲットの寿命判定を行うときには、ア
ーム４を回転させ仮想線で示したようにプローブ３をタ
ーゲット１と対向する位置（点Ｃ）まで移動させる。
リング装置のカソード付近をターゲット表面側より見た
概略図である６図において、１はターゲット、２はシャ
ッター板である。また、ターゲット表面までの距離を検
出するための素子であるプローブ３は１点Ａを中心とし
て回転運動を行うアーム４の先端に取付けられている０
通常、プローブ３は被処理物への膜付着を防げず、かつ
プローブ３自体への膜付着を防止するために点Ｂに位置
しているが、ターゲットの寿命判定を行うときには、ア
ーム４を回転させ仮想線で示したようにプローブ３をタ
ーゲット１と対向する位置（点Ｃ）まで移動させる。
次に、ターゲットと対向させたプローブによりターゲッ
トの残厚を測定する具体例について第１図（ｂ）、（０
）により説明する１図において、５は被処理基板、６は
ターゲット裏板であり、永久磁石７によってプラズマが
収束されるためにターゲットは局部的にスパッタされて
いる。また、８は防着板、９は真空容器、１０はアーム
を回転させるためのモータである。プローブ３とアーム
４の間にはばね１１が入っており、このばね１１の復元
力によってプローブ３はターゲット１の方向への力を受
ける。また、プローブ３の端はワイヤロープ１２に接続
されており、ワイヤロープ１２．固定滑車１３及びモー
タ１４の軸に取付けられた駆動軸１５からなる運動機構
によってモータ１４の回転運動がプローブ３の直線運動
に変換される０通常時にはモータ１４はワイヤロープ１
２を引っ張る方向に回転させ、プローブ３を第１図（ｂ
）のように引いた状態とし、この位置をプローブ３のホ
ームポジションとする。アーム４の回転はこの状態にて
行う０次にターゲット表面までの距離を測定するときに
はモータ１４をワイヤロープ１２がゆるめられる方向に
徐々に回転させ、第１図（ｃ）のようにプローブ３の先
端に取付けられたタッチセンサ１６がオンした瞬間にモ
ータ１４の回転を止める。このときのモータ１４のホー
ムポジションからの回転角θをロータリエンコーダ１７
で検出すれば、プローブの移動距離、すなわちターゲッ
ト表面までの距離はｒθで求められる。ただし、ｒは駆
動軸の半径である。
トの残厚を測定する具体例について第１図（ｂ）、（０
）により説明する１図において、５は被処理基板、６は
ターゲット裏板であり、永久磁石７によってプラズマが
収束されるためにターゲットは局部的にスパッタされて
いる。また、８は防着板、９は真空容器、１０はアーム
を回転させるためのモータである。プローブ３とアーム
４の間にはばね１１が入っており、このばね１１の復元
力によってプローブ３はターゲット１の方向への力を受
ける。また、プローブ３の端はワイヤロープ１２に接続
されており、ワイヤロープ１２．固定滑車１３及びモー
タ１４の軸に取付けられた駆動軸１５からなる運動機構
によってモータ１４の回転運動がプローブ３の直線運動
に変換される０通常時にはモータ１４はワイヤロープ１
２を引っ張る方向に回転させ、プローブ３を第１図（ｂ
）のように引いた状態とし、この位置をプローブ３のホ
ームポジションとする。アーム４の回転はこの状態にて
行う０次にターゲット表面までの距離を測定するときに
はモータ１４をワイヤロープ１２がゆるめられる方向に
徐々に回転させ、第１図（ｃ）のようにプローブ３の先
端に取付けられたタッチセンサ１６がオンした瞬間にモ
ータ１４の回転を止める。このときのモータ１４のホー
ムポジションからの回転角θをロータリエンコーダ１７
で検出すれば、プローブの移動距離、すなわちターゲッ
ト表面までの距離はｒθで求められる。ただし、ｒは駆
動軸の半径である。
以上の方法により、まず厚さｔ６の新しいターゲットを
取付けたときにプローブの移動距離Ｘ、を測定し、プロ
ーブのホームポジションとターゲット間の距離Ω（Ｑ＝
ｘａ”ｔｏ）を求めておく０次に、スパッタリングによ
り消耗されたターゲット１の寿命判定を行うときは上述
の方法によりターゲット１の表面までのプローブ３の移
動距離Ｘを測定し、次式によりターゲット１の侵食深さ
ｄ及び残厚ｔを求める。
取付けたときにプローブの移動距離Ｘ、を測定し、プロ
ーブのホームポジションとターゲット間の距離Ω（Ｑ＝
ｘａ”ｔｏ）を求めておく０次に、スパッタリングによ
り消耗されたターゲット１の寿命判定を行うときは上述
の方法によりターゲット１の表面までのプローブ３の移
動距離Ｘを測定し、次式によりターゲット１の侵食深さ
ｄ及び残厚ｔを求める。
ｄ＝ｘ−Ｘａ 、 ｔ＝ｔ、−ｄ
同様にしてアーム４を第１図（ａ）の点Ｃから点りまで
回転させることにより、ターゲツト面上のほぼ直径に沿
った各点でのターゲット残厚を求め、その最小値ｔｉＩ
ｉｎの値よりターゲット１が寿命か否かの判定を行う。
回転させることにより、ターゲツト面上のほぼ直径に沿
った各点でのターゲット残厚を求め、その最小値ｔｉＩ
ｉｎの値よりターゲット１が寿命か否かの判定を行う。
（実施例２）
第２図は本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
装置のカソード付近の断面図である０図に示したように
ターゲット１面上に磁界を発生させるために電磁石１８
を用いているために、この電磁石１８の電源をオフする
ことにより磁界を消去することが可能である６本実施例
ではターゲット表面までの距離を検出する素子として、
非接触での検出が可能な渦電流式距離センサ１９がアー
ム４の先端に固定されている。渦電流式距離センサは交
流電流が流れているコイルに金属が近づくと、金属に渦
電流が流れて交流磁界を生じ、これがコイルに作用して
コイルのインピーダンスが変化することを利用したもの
であり、金属との距離に応じて変化するコイルのインピ
ーダンスを図示されていない変換回路によって電圧に変
換して検出する。
装置のカソード付近の断面図である０図に示したように
ターゲット１面上に磁界を発生させるために電磁石１８
を用いているために、この電磁石１８の電源をオフする
ことにより磁界を消去することが可能である６本実施例
ではターゲット表面までの距離を検出する素子として、
非接触での検出が可能な渦電流式距離センサ１９がアー
ム４の先端に固定されている。渦電流式距離センサは交
流電流が流れているコイルに金属が近づくと、金属に渦
電流が流れて交流磁界を生じ、これがコイルに作用して
コイルのインピーダンスが変化することを利用したもの
であり、金属との距離に応じて変化するコイルのインピ
ーダンスを図示されていない変換回路によって電圧に変
換して検出する。
ただし、金属、すなわちターゲットの材質により距離−
出力電圧特性が変化するので、あらかじめ同一の距離セ
ンサを用いて校正曲線を用意しておく必要がある。
出力電圧特性が変化するので、あらかじめ同一の距離セ
ンサを用いて校正曲線を用意しておく必要がある。
このように渦電流式距離センサによりターゲット表面ま
での距離Ｘが測定できれば、先の実施例と同様な手順に
よりターゲット１の侵食深さ、及び残厚を求めることが
できる。さらにアーム４を回転させて渦電流式距離セン
サ１９を移動させターゲツト面上の各点での残厚を測定
すればその最小値によりターゲット寿命の判定を行うこ
とができる。
での距離Ｘが測定できれば、先の実施例と同様な手順に
よりターゲット１の侵食深さ、及び残厚を求めることが
できる。さらにアーム４を回転させて渦電流式距離セン
サ１９を移動させターゲツト面上の各点での残厚を測定
すればその最小値によりターゲット寿命の判定を行うこ
とができる。
本実施例では非接触距離センサとして渦電流式のものを
用いたが他の静電容量式、光学式、超音波式のセンサも
適用可能である。
用いたが他の静電容量式、光学式、超音波式のセンサも
適用可能である。
以上説明したように本発明は真空処理室を真空に保った
ままターゲットの厚さを測定するためにターゲット寿命
の判定後、すぐに被処理基板への成膜を行うことができ
、さらに、ターゲットの残厚を直接水めるためにスパッ
タ積算電力値とターゲット残厚との関係が既知のターゲ
ットでも未知のターゲットでも全く同様に短時間で精度
良く、かつ容易に寿命判定を行うことができる。また。
ままターゲットの厚さを測定するためにターゲット寿命
の判定後、すぐに被処理基板への成膜を行うことができ
、さらに、ターゲットの残厚を直接水めるためにスパッ
タ積算電力値とターゲット残厚との関係が既知のターゲ
ットでも未知のターゲットでも全く同様に短時間で精度
良く、かつ容易に寿命判定を行うことができる。また。
ターゲツト面上の各点の残厚データから、ターゲットの
断面形状をＣＲＴディスプレイ等に表示させることによ
り、正常なスパッタリングが行われているかどうかのモ
ニタをすることもできる効果を有するものである。
断面形状をＣＲＴディスプレイ等に表示させることによ
り、正常なスパッタリングが行われているかどうかのモ
ニタをすることもできる効果を有するものである。
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例においてカソード
付近をターゲット表面より見た概略図、第１図（ｂ）は
カソード付近を詳細に示す断面図、第１図（ｃ）は同拡
大断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図
である。
付近をターゲット表面より見た概略図、第１図（ｂ）は
カソード付近を詳細に示す断面図、第１図（ｃ）は同拡
大断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図
である。
Claims (1)
- （１）スパッタリング現象により被処理基板上に堆積す
べき物質を発生するターゲットに対向して該ターゲット
表面までの距離を検出する距離検出素子と、該距離検出
素子をターゲット取付面と平行な面内に移動させる機構
とを真空処理室内に有することを特徴とするスパッタリ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6975087A JPS63235470A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6975087A JPS63235470A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スパツタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63235470A true JPS63235470A (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=13411786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6975087A Pending JPS63235470A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63235470A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6101868A (en) * | 1998-04-21 | 2000-08-15 | United Semiconductor Corp. | Tool for inspecting broken wafer edges |
| 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 |
| CN103572222A (zh) * | 2012-07-25 | 2014-02-12 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材溅射寿命的确定方法 |
-
1987
- 1987-03-24 JP JP6975087A patent/JPS63235470A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6101868A (en) * | 1998-04-21 | 2000-08-15 | United Semiconductor Corp. | Tool for inspecting broken wafer edges |
| 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 |
| CN103572222A (zh) * | 2012-07-25 | 2014-02-12 | 宁波江丰电子材料有限公司 | 靶材溅射寿命的确定方法 |
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