KR101067104B1 - 성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101067104B1
KR101067104B1 KR1020107018976A KR20107018976A KR101067104B1 KR 101067104 B1 KR101067104 B1 KR 101067104B1 KR 1020107018976 A KR1020107018976 A KR 1020107018976A KR 20107018976 A KR20107018976 A KR 20107018976A KR 101067104 B1 KR101067104 B1 KR 101067104B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust
shutter
substrate
film
target
Prior art date
Application number
KR1020107018976A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100118586A (ko
Inventor
노부오 야마구찌
기미꼬 마시모
신야 나가사와
Original Assignee
캐논 아네르바 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 아네르바 가부시키가이샤 filed Critical 캐논 아네르바 가부시키가이샤
Publication of KR20100118586A publication Critical patent/KR20100118586A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101067104B1 publication Critical patent/KR101067104B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3464—Operating strategies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 성막 장치는, 처리 챔버와 개구부를 통해 접속되고, 퇴피 상태의 셔터를 배기 챔버 내에 수납하기 위한 셔터 수납부와, 배기 챔버의 배기구를 덮고, 셔터 수납부의 개구부의 주위에 형성되어 있는 실드 부재를 구비하고, 실드 부재는, 셔터 수납부의 개구부와 성막 수단 사이와의 소정 높이의 위치에 배기 챔버의 배기구와 통하는 제1 배기로를 갖고 있다.

Description

성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법{FILM FORMING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 자성 기억 매체, 반도체 장치나 표시 장치 등의 전자 기기 장치의 제조 공정에 있어서, 재료를 퇴적하기 위해 사용되는 성막 장치 및 성막 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 미세화에 수반하여 성막 특성에 대한 요구는 점점 엄격해지고 있다. 예를 들어, 게이트 절연막은 매우 얇은 막 두께가 요구된다. 또한, 매우 얇은 절연막 상에 형성하는 얇은 전극막 등도 안정적으로 성막하는 것이 요구된다. 또한, 막 중이나 박막 간의 계면에 있어서의 카본 등의 불순물이 소자 성능에 영향을 미치기 때문에, 불순물 레벨을 저하시키는 것이 요구되고 있다.
성막 방법의 하나로서 이용되는 스퍼터링법은, CVD법과 비교하여 카본 등의 불순물을 원료에 포함하지 않기 때문에 고품질의 성막을 행할 수 있다. 또한 스퍼터링법은, CVD와 같이 유해한 유기 금속 재료도 사용하지 않고 부생성물이나 미사용 원료의 제해(除害) 처리 등의 문제도 발생하지 않으므로 유용하다.
예를 들어, 실리콘 등의 기판(이하,「기판」이라 함)에 박막을 퇴적시키는 스퍼터링 성막 방법에 있어서, 진공으로 배기된 진공 용기 내의 타깃 홀더는, 기판 상에 퇴적시키기 위한 재료로 만들어진 타깃이라 불리는 증착원을 보유 지지한다. 진공 용기 내의 기판 홀더는 기판을 지지한다. 그리고, 진공 용기 내에 Ar 등의 가스가 도입되고, 또한 타깃에 고전압을 인가함으로써 플라즈마가 생성된다. 스퍼터링 성막 방법에서는, 이 방전 플라즈마 중의 하전 입자에 의한 타깃의 스퍼터 현상을 이용하여 타깃 재료를 기판 홀더에 지지된 기판에 부착시킨다. 통상, 플라즈마 중의 플러스 이온이 마이너스의 전위의 타깃에 입사되어, 타깃 재료로부터 타깃 재료의 원자 분자가 튕겨 날아간다. 이것을 스퍼터 입자라 칭한다. 이 스퍼터 입자가 기판에 부착되어 타깃 재료를 포함하는 막이 기판 상에 형성된다.
스퍼터링 성막 장치에서는, 통상, 타깃과 기판 사이에 셔터라 불리는 개폐 가능한 차폐판이 설치되어 있다. 이 셔터를 사용하여 진공 용기 내의 플라즈마의 상태가 안정화될 때까지 성막 처리가 개시되지 않도록 성막 개시의 타이밍을 제어하는 것이 행해지고 있다. 즉, 고전압이 타깃에 인가되어 플라즈마가 발생한 후 안정될 때까지의 동안에, 기판에 성막이 행해지지 않도록 셔터를 폐쇄해 둔다. 그리고, 플라즈마가 안정된 후 셔터를 개방하여 성막을 개시하는 것이 행해지고 있다. 이와 같이 셔터를 사용하여 성막의 개시를 제어하면, 안정된 플라즈마를 사용하여 제어성 좋게 기판 상에 성막할 수 있으므로, 고품질의 막을 성막할 수 있다.
특허문헌 1에 의해 개시되는 플라즈마 처리 장치는, 진공 챔버 내에 있어서, 웨이퍼가 탑재되는 플레이트와 복수의 웨이퍼 리프트 핀을 갖는 웨이퍼 홀더와, 웨이퍼에 대해 평행하게 이동하는 이동 셔터와, 플라즈마에 의해 기판이 처리되는 동안, 이동 셔터를 수납하기 위한 셔터 수납부를 갖는다.
일본 특허 공개 제2004-193360호 공보
그러나, 종래의 특허문헌 1에 개시한 플라즈마 처리 장치에서는, 셔터의 개폐 동작에 따라 진공 챔버 내로부터 배기되는 가스의 배기 컨덕턴스가 변화되고, 그 결과, 진공 챔버 내의 압력이 변동된다는 문제가 있었다. 이 압력의 변동은 플라즈마의 변동을 야기한다. 전술한 바와 같이, 셔터를 개방하는 것은 성막 개시시이기 때문에, 압력이 변동함으로써 성막 개시시에 플라즈마가 불안정해진다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 셔터 동작시의 진공 챔버 내로부터 배기 챔버로의 배기 컨덕턴스의 변화를 억제하여, 진공 챔버 내의 압력을 안정시켜 고품질의 성막을 행할 수 있는 성막 기술의 제공을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 하나의 측면에 관한 성막 장치는, 성막 처리를 행하기 위한 처리 챔버와,
상기 처리 챔버와 배기구를 통해 접속된 배기 챔버와,
상기 배기 챔버에 접속되고, 상기 배기 챔버를 통해 상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 장치와,
상기 처리 챔버 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 홀더와,
상기 처리 챔버 내에 설치되고, 상기 기판에 성막하기 위한 성막 수단과,
상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이를 차폐하는 차폐 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이로부터 퇴피한 퇴피 상태로 이동하는 것이 가능한 셔터와,
상기 셔터를 상기 차폐 상태로, 또는 상기 퇴피 상태로 하기 위해 당해 셔터를 구동하는 구동 수단과,
상기 처리 챔버와 개구부를 통해 접속되고, 상기 퇴피 상태의 상기 셔터를 상기 배기 챔버 내에 수납하기 위한 셔터 수납부와,
상기 배기 챔버의 상기 배기구를 덮고, 상기 셔터 수납부의 개구부의 주위에 형성되어 있는 실드 부재를 구비하고,
상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부와 상기 성막 수단 사이와의 소정 높이의 위치에 상기 배기 챔버의 상기 배기구와 통하는 제1 배기로를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 관한 전자 디바이스의 제조 방법은, 성막 처리를 행하기 위한 처리 챔버와,
상기 처리 챔버와 배기구를 통해 접속된 배기 챔버와,
상기 배기 챔버에 접속되고, 상기 배기 챔버를 통해 상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 장치와,
상기 처리 챔버 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 홀더와,
상기 처리 챔버 내에 설치된 성막 수단과,
상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이를 차폐하는 차폐 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이로부터 퇴피한 퇴피 상태로 이동하는 것이 가능한 셔터와,
상기 셔터를 상기 차폐 상태로, 또는 상기 퇴피 상태로 하기 위해 당해 셔터를 구동하는 구동 수단과,
상기 처리 챔버와 개구부를 통해 접속되고, 상기 퇴피 상태의 상기 셔터를 상기 배기 챔버 내에 수납하기 위한 셔터 수납부와,
상기 배기 챔버의 상기 배기구를 덮고, 상기 셔터 수납부의 개구부의 주위에 형성되어 있는 실드 부재를 구비하고,
상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부와 상기 성막 수단 사이와의 소정 높이의 위치에 상기 배기 챔버의 상기 배기구와 통하는 제1 배기로를 갖고 있는 성막 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
상기 구동 수단에 의해 상기 셔터를 상기 차폐 상태로 하는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 차폐 상태를 유지한 채 상기 성막 수단에 의해 성막하는 제2 공정과,
상기 제2 공정 후에, 상기 구동 수단에 의해 상기 셔터를 퇴피 상태로 함과 함께, 상기 성막 수단에 의해, 상기 기판 홀더에 적재된 상기 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 셔터 동작시의 진공 챔버 내로부터 배기 챔버로의 배기 컨덕턴스의 변화를 억제하여, 진공 챔버 내의 압력을 안정시켜 고품질의 성막을 행할 수 있는 성막 기술의 제공이 가능해진다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일하거나 혹은 마찬가지의 구성에는 동일한 참조 번호를 부여한다.
첨부 도면은 명세서에 포함되어, 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 형태를 나타내고, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치의 개략도.
도 2는 도 1의 배기 챔버를 상세하게 설명하기 위한 확대도.
도 3은 도 2의 X-X에 있어서의 단면도.
도 4는 도 2의 Y-Y에 있어서의 단면도.
도 5는 기판 셔터(19)의 개략을 도시하는 도면.
도 6은 기판 주변 커버링(21)의 개략을 도시하는 도면.
도 7은 스퍼터 성막 장치를 동작시키기 위한 주 제어부의 블록도.
도 8은 기판 반출ㆍ반입시의 스퍼터 성막 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치를 구비하는 진공 박막 형성 장치의 일례인 플래시 메모리용 적층막 형성 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치를 사용하여, 전자 디바이스 제품의 처리를 행하는 흐름을 예시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치를 사용하여 컨디셔닝을 행할 때의 수순을 나타내는 도면.
도 12는 컨디셔닝의 개시 조건을 예시적으로 설명하는 도면.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치를 사용하여 도 10의 처리를 실시했을 때, 기판 상에 부착된 파티클 개수를 하루에 1회 측정한 결과를 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 적절한 실시 형태를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 본 실시 형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시이고, 본 발명의 기술적 범위는 특허 청구 범위에 의해 확정되는 것이며, 이하의 개별의 실시 형태에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하여, 스퍼터 성막 장치(1)의 전체 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(1)의 개략도이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 성막 장치로서 스퍼터 성막 장치를 예시하고 있지만, 본 발명의 취지는 본 예에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, CVD 장치, PVD 장치에 적용할 수도 있다.
스퍼터 성막 장치(1)는, 진공 배기 가능한 진공 챔버(2)와, 진공 챔버(2)와 배기구(301)(도 3 참조)를 개재하여 인접하여 설치된 배기 챔버(8)와, 배기 챔버(8)를 통해 진공 챔버(2) 내를 배기하는 배기 장치를 구비하고 있다. 여기서, 배기 장치는 터보 분자 펌프(48)를 갖는다. 또한, 배기 장치의 터보 분자 펌프(48)에는, 게다가 드라이 펌프(49)를 접속한다. 또한, 배기 챔버(8)의 하방에 배기 장치가 설치되어 있는 것은, 장치 전체의 풋프린트(점유 면적)를 가능한 한 작게 하기 위해서이다.
진공 챔버(2) 내에는, 백플레이트(5)를 개재하여 타깃(4)을 보유 지지하는 타깃 홀더(6)가 설치되어 있다. 타깃 홀더(6)의 근방에는, 타깃 셔터(14)가 타깃 홀더(6)를 차폐하도록 설치되어 있다. 타깃 셔터(14)는 회전 셔터의 구조를 갖고 있다. 타깃 셔터(14)는, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 차폐하는 폐쇄 상태(차폐 상태), 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 개방하는 개방 상태(퇴피 상태)로 하기 위한 차폐 부재로서 기능한다. 타깃 셔터(14)에는, 타깃 셔터(14)의 개폐 동작을 행하기 위한 타깃 셔터 구동 기구(33)가 설치되어 있다.
또한, 진공 챔버(2) 내에는, 기판을 적재하기 위한 기판 홀더(7)와, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이에 설치된 기판 셔터(19)와, 기판 셔터(19)를 개폐 구동하는 기판 셔터 구동 기구(32)를 구비하고 있다. 여기서, 기판 셔터(19)는, 기판 홀더(7)의 근방에 배치되고, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 차폐 부재로서 기능한다.
또한, 진공 챔버(2)는, 진공 챔버(2) 내로 불활성 가스(아르곤 등)를 도입하기 위한 불활성 가스 도입계(15)와, 반응성 가스(산소, 질소 등)를 도입하기 위한 반응성 가스 도입계(17)와, 진공 챔버(2)의 압력을 측정하기 위한 압력계(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
불활성 가스 도입계(15)에는, 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급 장치(가스 봄베)(16)가 접속되어 있다. 불활성 가스 도입계(15)는, 불활성 가스를 도입하기 위한 배관과, 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 매스 플로우 컨트롤러, 가스의 흐름을 차단하거나 개시하기 위한 밸브류와, 그리고 필요에 따라서 감압 밸브나 필터 등으로 구성되어 있고, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 지정되는 가스 유량을 안정적으로 흘릴 수 있는 구성으로 되어 있다. 불활성 가스는, 불활성 가스 공급 장치(16)로부터 공급되고 불활성 가스 도입계(15)에서 유량 제어된 후, 타깃(4)의 근방에 도입되도록 되어 있다.
반응성 가스 도입계(17)에는 반응성 가스를 공급하기 위한 반응성 가스 공급 장치(가스 봄베)(18)가 접속되어 있다. 반응성 가스 도입계(17)는, 반응성 가스를 도입하기 위한 배관과, 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 매스 플로우 컨트롤러, 가스의 흐름을 차단하거나 개시하기 위한 밸브류와, 그리고 필요에 따라서 감압 밸브나 필터 등으로 구성되어 있고, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 지정되는 가스 유량을 안정적으로 흘릴 수 있는 구성으로 되어 있다. 반응성 가스는, 반응성 가스 공급 장치(18)로부터 공급되고 반응성 가스 도입계(17)에서 유량 제어된 후, 후술하는 기판(10)을 보유 지지하는 기판 홀더(7)의 근방에 도입되도록 되어 있다.
불활성 가스와 반응성 가스는, 진공 챔버(2)에 도입된 후, 막을 형성하기 위해 사용된 후, 배기 챔버(8)를 통과하여 터보 분자 펌프(48) 및 드라이 펌프(49)에 의해 배기된다.
진공 챔버(2)의 내면은 접지되어 있다. 타깃 홀더(6)와 기판 홀더(7) 사이의 진공 챔버(2)의 내면에는 접지된 통 형상의 실드 부재(실드(40a, 40b)), 및 기판 홀더(7)와 마주 대한 타깃 홀더부 이외의 진공 챔버(2)의 내면을 덮도록 천장의 실드(40c)(이하, 실드(40a, 40b, 40c)를 간단히「실드」라고도 함)가 설치되어 있다. 여기서 말하는 실드라 함은, 스퍼터 입자가 진공 챔버(2)의 내면에 직접 부착되는 것을 방지하고, 진공 챔버의 내면을 보호하기 위해 진공 챔버(2)와는 별도 부재로 형성되어, 정기적으로 교환 가능한 부재를 말한다.
배기 챔버(8)는 진공 챔버(2)와 터보 분자 펌프(48) 사이를 연결하고 있다. 배기 챔버(8)와 터보 분자 펌프(48) 사이에는, 유지 보수를 행할 때에, 스퍼터 성막 장치(1)와 터보 분자 펌프(48) 사이를 차단하기 위한 메인 밸브(47)가 설치되어 있다.
다음으로, 도 2, 도 3, 도 4를 참조하여, 본 발명의 특징 부분인 셔터 수납부의 구성을 상세하게 설명한다. 도 2는, 배기 챔버(8)를 상세하게 설명하기 위한 확대도이다. 도 3은, 도 2의 X-X에서의 단면도이다. 도 4는, 도 2의 Y-Y에서의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 배기 챔버(8)의 내부에는, 기판 셔터(19)가 진공 챔버(2)로부터 퇴피했을 때에, 기판 셔터(19)가 수납되는 셔터 수납부(23)가 설치되어 있다. 셔터 수납부(23)는 기판 셔터(19)를 출납하기 위한 개구부(303)를 갖고 있고, 개구부(303) 이외의 부분은 밀폐되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 셔터 수납부(23)의 주변에, 메인 밸브(47)를 통해 터보 분자 펌프(48)와 연통하고 있는 배기 영역이 형성되도록, 셔터 수납부(23)는 배기 챔버(8) 내에 배치되어 있다.
도 4는, 셔터 수납부(23)의 개구부(303)의 주변부를 예시하는 도면이다. 실드(40a(40a1, 40a2)), 실드(40b) 및 실드(22)는 진공 챔버(2)의 내부에 있어서 원통 형상으로 형성되어 있다. 실드(40a1)와 실드(40b) 사이에 형성되어 있는 배기로(401)(제1 배기로)는, 개구부(303)에 대해 상방의 위치(성막 수단을 구성하는 타깃 홀더(6)측의 위치)에 원통 형상 부재의 원주 방향의 간극으로서 형성된다. 실드(40a2)와 실드(22) 사이에 형성되어 있는 배기로(403)(제2 배기로)는, 개구부(303)에 대해 하방의 위치에 원통 형상 부재의 원주 방향의 간극으로서 형성된다.
실드(40a)는, 셔터 수납부(23)의 개구부(303)에 대응한 위치에 개구부(구멍부)를 갖고, 배기구를 덮는 제1 실드로서 기능한다. 실드(40b)는, 셔터 수납부(23)의 개구부(303)의 상방에 설치되어 있고, 배기구를 덮는 제2 실드로서 기능한다. 그리고, 실드(22)는, 셔터 수납부(23)의 개구부(303)의 하방에 설치되어 있고, 배기구를 덮는 제3 실드로서 기능한다. 기판 홀더 구동 기구(31)에 의한 기판 홀더(7)의 이동에 따라서, 배기로(403)의 배기 컨덕턴스는 변경 가능하다.
도 2, 도 4에 도시한 바와 같이 셔터 수납부(23)의 개구부(303)의 주위에는 배기 챔버(8)의 배기구(301)를 덮도록 실드(40a1)가 고정되어 있다. 실드(40a1)와, 실드(40b)에 의해 배기로(401)가 형성된다.
실드(40a1)의 선단부는 U자형으로 분할된 오목 형상부를 갖고 있고, U자부(오목 형상부) 사이에 I자형 형상의 실드(40b)(볼록 형상부)가 비접촉으로 끼워 넣어짐으로써, 배기로(401)는, 소위 래비린스 형상의 배기로로서 형성된다.
래비린스 형상의 배기로(401)는, 비접촉 시일의 시일로서도 기능한다. 실드(40a1)의 선단부에 형성된 U자부(오목 형상부)에 I자형 형상의 실드(40b)(볼록 형상부)가 끼워 맞추어진 상태에서, 비접촉의 상태, 즉 오목 형상부와 볼록 형상부 사이에 일정한 간극이 형성된다. 오목 형상부와 볼록 형상부가 끼워 맞추어짐으로써, 셔터 수납부(23)의 배기구(301)가 차폐된다. 그로 인해, 타깃으로부터 튀어나온 스퍼터 입자가 배기로(401)를 통과하여 배기 챔버(8) 내로 진입하는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 배기 챔버(8)의 내벽에 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
마찬가지로, 셔터 수납부(23)의 개구부(303)의 주위에는 배기 챔버(8)의 배기구(301)를 덮도록 실드(40a2)가 고정되어 있다. 실드(40a2)와, 기판 홀더(7)에 연결되어 있는 실드(22)에 의해 배기로(403)가 형성된다. 실드(22)의 선단부는 U자형으로 분할된 오목 형상부를 갖고 있고, U자부(오목 형상부) 사이에 I자형 형상의 실드(40a2)(볼록 형상부)가 비접촉으로 끼워 넣어짐으로써, 배기로(403)는 래비린스 형상의 배기로로서 형성된다. 실드(22)의 오목 형상부와 실드(40a2)의 볼록 형상부가 끼워 맞추어짐으로써, 셔터 수납부(23)의 배기구(301)가 차폐된다. 그로 인해, 타깃으로부터 튀어나온 스퍼터 입자가 배기로(403)를 통과하여 배기 챔버(8) 내로 진입하는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 배기 챔버(8)의 내벽에 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 기판 홀더가 상승한 위치에 있어서, 배기로(401)의 배기 컨덕턴스는, 배기로(403)의 배기 컨덕턴스보다 충분히 커지도록 형성되어 있다. 즉, 배기 챔버(8)에 유입되는 가스는, 배기로(403)에 비해 배기로(401)의 쪽이 흐르기 쉬운 구조로 되어 있다. 2개의 배기 컨덕턴스가 병렬로 접속되었을 때, 합성 컨덕턴스는 각 배기 컨덕턴스의 합이 된다. 따라서, 한쪽의 배기 컨덕턴스가 다른 쪽의 배기 컨덕턴스에 비해 충분히 크면, 작은 쪽의 배기 컨덕턴스는 무시할 수 있다. 배기로(401)나 배기로(403)와 같은 구조의 경우, 배기 컨덕턴스는 배기로의 간극의 폭과 래비린스 형상의 겹침 거리(길이)에 의해 조정할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기로(401)와 배기로(403)의 간극의 폭이 동일한 정도이며, 배기로(401)의 래비린스 형상의 겹침 거리(길이)는, 배기로(403)의 래비린스 형상의 겹침 거리(길이)보다 짧게 형성되어 있으므로, 배기로(401)의 배기 컨덕턴스는 배기로(403)의 배기 컨덕턴스보다도 크게 되어 있다. 이로 인해 챔버(2) 내의 프로세스 공간(실드와 타깃으로 둘러싸인 플라즈마가 있는 공간)에 불활성 가스 도입계(15)나 반응성 가스 도입계(17)로부터 도입된 가스는, 주로 배기로(401)를 통해 배기된다. 따라서, 챔버(2)의 프로세스 공간으로부터 배기 챔버(8)로의 배기 컨덕턴스는 기판 셔터(19)의 개폐 동작에 따라 영향을 받지 않는 구조이다. 챔버(2) 내의 프로세스 공간으로부터 배기 챔버(8)로의 주된 배기 경로가 셔터의 개폐에 영향을 받지 않는 위치에 설치되어 있기 때문에, 기판 셔터(19)의 개폐시에 챔버(2) 내의 프로세스 공간으로부터 배기 챔버(8)로의 배기 컨덕턴스가 변화되지 않는다. 따라서, 기판 셔터(19)의 개폐시에 플라즈마 생성에 영향을 미치는 진공 챔버(2) 내의 프로세스 공간의 가스 압력을 안정화시키는 것을 가능하게 한다. 그로 인해, 기판 셔터(19)를 개폐해도, 진공 챔버(2) 내로부터 배기 챔버(8)로의 배기 컨덕턴스의 변화를 억제하여, 진공 챔버(2) 내의 압력을 안정시킬 수 있고, 고품질의 성막이 가능해진다.
다시, 설명을 도 1로 복귀하여, 스퍼터 성막 장치(1)의 전체 구성에 대해 설명한다. 스퍼터면에서 본 타깃(4)의 배후에는, 마그네트론 스퍼터링을 실현하기 위한 마그네트(13)가 배치되어 있다. 마그네트(13)는, 마그네트 홀더(3)에 보유 지지되고, 도시하지 않은 마그네트 홀더 회전 기구에 의해 회전 가능하게 되어 있다. 타깃의 이로전(erosion)을 균일하게 하기 위해, 방전 중에는, 이 마그네트(13)는 회전하고 있다.
타깃(4)은, 기판(10)에 대해 비스듬하게 상방에 배치된 위치(오프셋 위치)에 설치되어 있다. 즉, 타깃(4)의 스퍼터면의 중심점은, 기판(10)의 중심점의 법선에 대해 소정의 치수 어긋난 위치에 있다. 타깃 홀더(6)에는 스퍼터 방전용 전력을 인가하는 전원(12)이 접속되어 있다. 전원(12)에 의해 타깃 홀더(6)에 전압이 인가되면, 방전이 개시되어, 스퍼터 입자가 기판에 퇴적된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시한 스퍼터 성막 장치(1)는, DC 전원을 구비하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, RF 전원을 구비하고 있어도 된다. RF 전원을 사용한 경우는 전원(12)과 타깃 홀더(6) 사이에 정합기를 설치할 필요가 있다.
타깃 홀더(6)는, 절연체(34)에 의해 접지 전위의 진공 챔버(2)로부터 절연되고 있고, 또한 Cu 등의 금속제이므로 DC 또는 RF의 전력이 인가된 경우에는 전극으로 된다. 또한, 타깃 홀더(6)는, 도시하지 않은 수로를 내부에 갖고, 도시하지 않은 물 배관으로부터 공급되는 냉각수에 의해 냉각 가능하게 구성되어 있다. 타깃(4)은, 기판(10)에 성막하고자 하는 재료 성분으로 구성된다. 막의 순도에 관계되기 때문에 고순도인 것이 바람직하다.
타깃(4)과 타깃 홀더(6) 사이에 설치되어 있는 백플레이트(5)는, Cu 등의 금속으로 이루어져 있고, 타깃(4)을 보유 지지하고 있다.
본 실시 형태에서는, 타깃 홀더(6)는, 처리 챔버 내에 설치되고, 기판에 막을 형성하기 위한 성막 수단으로서 기능한다. 여기서, 성막 수단이라 함은, 성막원을 퇴적시켜 막을 형성하는 수단이며, 성막 방법에 의해 다양한 수단이 고려된다. 성막 수단으로서는, 예를 들어, CVD법이나 PVD법을 이용하여 막을 형성하는 수단이어도 된다. CVD법으로서는, 예를 들어, 광 CVD법, 플라즈마 CVD법, 열 CVD법, 발열체 CVD법 등이 고려된다. PVD법으로서는, 예를 들어, 스퍼터링법, 열 증착법 등이 고려된다. 또한, 이들의 방법을 조합하여 복수의 방법에 의해 성막을 행해도 된다.
타깃 홀더(6)의 근방에는, 타깃 셔터(14)가 타깃 홀더(6)를 덮도록 설치되어 있다. 타깃 셔터(14)는, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 차폐 부재로서 기능한다.
또한, 타깃 셔터(14)에는, 타깃 셔터(14)를 구동하기 위한 타깃 셔터 구동 기구(33)가 설치되어 있다. 타깃 셔터(14)의 기판측에는 실드(40c)가 있다. 실드(40c)는 타깃 홀더(6)와 마주 보는 부분에 구멍이 뚫려 있는 형상의 실드이다.
기판 홀더(7)의 면 상이며, 또한 기판(10)의 적재 부분의 외측 모서리측(외주부)에는 링 형상을 갖는 차폐 부재(이하,「기판 주변 커버링(21)」이라고도 함)가 설치되어 있다. 기판 주변 커버링(21)은, 기판 홀더(7) 상에 적재된 기판(10)의 성막면 이외의 장소에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지한다. 여기서, 성막면 이외의 장소라 함은, 기판 주변 커버링(21)에 의해 덮이는 기판 홀더(7)의 표면 외에 기판(10)의 측면이나 이면이 포함된다. 기판 홀더(7)에는, 기판 홀더(7)를 상하 이동하거나, 소정의 속도로 회전하기 위한 기판 홀더 구동 기구(31)가 설치되어 있다. 기판 홀더 구동 기구(31)는, 기판 홀더(7)를 폐쇄 상태의 기판 셔터(19)를 향해 상승시키거나, 또는 기판 셔터(19)에 대해 강하시키기 위해 기판 홀더(7)를 상하 이동시키는 것이 가능하다.
기판(10)의 근방에서, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이에는 기판 셔터(19)가 배치되어 있다. 기판 셔터(19)는, 기판 셔터 지지 부재(20)에 의해 기판(10)의 표면을 덮도록 지지되어 있다. 기판 셔터 구동 기구(32)는 기판 셔터 지지 부재(20)를 회전 및 병진시킴으로써, 기판의 표면 부근의 위치에 있어서, 타깃(4)과 기판(10) 사이에 기판 셔터(19)를 삽입한다(폐쇄 상태). 기판 셔터(19)가 타깃(4)과 기판(10) 사이에 삽입됨으로써 타깃(4)과 기판(10) 사이는 차폐된다. 또한, 기판 셔터 구동 기구(32)의 동작에 의해 타깃 홀더(6)(타깃(4))와 기판 홀더(7)(기판(10)) 사이로부터 기판 셔터(19)가 퇴피하면, 타깃 홀더(6)(타깃(4))와 기판 홀더(7)(기판(10)) 사이는 개방된다(개방 상태). 기판 셔터 구동 기구(32)는, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6) 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위해 기판 셔터(19)를 개폐 구동한다. 개방 상태에 있어서, 기판 셔터(19)는 셔터 수납부(23)에 수납된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 셔터(19)의 퇴피 장소가 고진공 배기용의 터보 분자 펌프(48)까지의 배기 경로의 도관에 들어가도록 하면, 장치 면적을 작게 할 수 있어서 적절하다.
기판 셔터(19)는 스테인리스나 알루미늄 합금으로 구성되어 있다. 또한, 내열성이 요구되는 경우는 티타늄 혹은 티타늄 합금으로 구성되는 경우도 있다. 기판 셔터(19)의 표면은, 적어도 타깃(4)을 향한 면에는 샌드블라스트 등에 의해 블라스트 가공되어 표면에 미소한 요철이 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 기판 셔터(19)에 부착된 막이 박리되기 어렵게 되어 있어, 박리에 의해 발생하는 파티클을 저감시킬 수 있다. 또한, 블라스트 가공 외에, 금속 용사 처리 등으로 금속 박막을 기판 셔터(19)의 표면에 작성해도 된다. 이 경우, 용사 처리는 블라스트 가공만 하는 것보다도 고가이지만, 기판 셔터(19)를 제거하여 부착된 막을 박리하는 유지 보수시, 용사막째 부착막을 박리하면 된다는 이점이 있다. 또한, 스퍼터된 막의 응력이 용사 박막에 의해 완화되어, 막의 박리를 방지하는 효과도 있다.
여기서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 기판 주변 커버링(21) 및 기판 셔터(19)의 형상을 상세하게 설명한다. 도 5는, 기판 주변 커버링(21)에 대향하는 기판 셔터(19)의 개략을 도시하는 도면이다. 기판 셔터(19)에는 기판 주변 커버링(21)의 방향으로 신장한 링 형상을 갖는 돌기부(돌기(19a))가 형성되어 있다. 도 6은, 기판 셔터(19)에 대향한 기판 주변 커버링(21)의 개략을 도시하는 도면이다. 기판 주변 커버링(21)에는 기판 셔터(19)의 방향으로 신장한 링 형상을 갖는 돌기부가 형성되어 있다. 이와 같이, 기판 주변 커버링(21)은 링 형상이며, 그리고 기판 주변 커버링(21)의 기판 셔터(19)에 대향한 면에는 동심원 형상의 돌기부(돌기(21a, 21b))가 형성되어 있다.
기판 홀더 구동 기구(31)에 의해 기판 홀더(7)가 상승한 위치에서, 돌기(19a)와 돌기(21a, 21b)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞추어진다. 혹은, 기판 셔터 구동 기구(32)에 의해 기판 셔터(19)가 강하한 위치에서, 돌기(19a)와 돌기(21a, 21b)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞추어진다. 이 경우, 복수의 돌기(21a, 21b)에 의해 형성되는 오목부에, 다른 쪽의 돌기(19a)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞추어진다.
도 7은, 도 1에 도시한 스퍼터 성막 장치(1)를 동작시키기 위한 주 제어부(100)의 블록도이다. 주 제어부(100)는, 스퍼터 방전용 전력을 인가하는 전원(12), 불활성 가스 도입계(15), 반응성 가스 도입계(17), 기판 홀더 구동 기구(31), 기판 셔터 구동 기구(32), 타깃 셔터 구동 기구(33), 압력계(41) 및 게이트 밸브(42)와 각각 전기적으로 접속되어 있어, 후술하는 스퍼터 성막 장치(1)의 동작을 관리하고, 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 주 제어부(100)에 구비된 기억 장치(63)에는, 본 발명에 관한 컨디셔닝, 및 프리 스퍼터를 수반하는 기판에의 성막 방법 등을 실행하는 제어 프로그램이 저장되어 있다. 예를 들어, 제어 프로그램은, 마스크 ROM으로서 실장된다. 혹은, 하드디스크 드라이브(HDD) 등에 의해 구성되는 기억 장치(63)에, 외부의 기록 매체나 네트워크를 통해 제어 프로그램을 인스톨하는 것도 가능하다.
도 8은, 기판 반출ㆍ반입시의 스퍼터 성막 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 게이트 밸브(42)가 개방되면, 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 기판(10)의 반출ㆍ반입 동작이 행해진다. 선단부가 U자형인 실드(22)는 기판 홀더(7)에 접속되어 있다. 기판 홀더 구동 기구(31)의 구동에 의해, 기판 홀더(7)가 하방으로 강하 이동하면, 실드(22)와 실드(40a2)에 의해 형성된 래비린스가 해제되어, 배기로(403)의 컨덕턴스가 커져, 배기로(401)에 비해 배기로(403)의 쪽이, 가스는 흐르기 쉬워진다. 기판 반출ㆍ반입시에는 배기로(403)를 사용할 수 있어, 기판 반출ㆍ반입이 행해지는 단시간에 있어서도 효과적으로 배기 처리를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)는 반도체 메모리, DRAM, SRAM, 불휘발성 메모리, MRAM, 연산 소자, CPU, DSP, 화상 입력 소자, CMOS 센서, CCD, 영상 출력 소자, 액정 표시 장치 등의 전자 디바이스의 제조 방법에 사용된다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)를 구비하는 진공 박막 형성 장치의 일례인 플래시 메모리용 적층막 형성 장치(이하, 간단히「적층막 형성 장치」라고도 함)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 9에 도시한 적층막 형성 장치는, 진공 반송 로봇(912)을 내부에 구비한 진공 반송실(910)을 구비하고 있다. 진공 반송실(910)에는, 로드 로크실(911), 기판 가열실(913), 제1 PVD(스퍼터링)실(914), 제2 PVD(스퍼터링)실(915), 기판 냉각실(917)이 각각 게이트 밸브(920)를 통해 연결되어 있다.
다음으로, 도 9에 도시한 적층막 형성 장치의 동작에 대해 설명한다. 우선, 피처리 기판을 진공 반송실(910)에 반출입하기 위한 로드 로크실(911)에 피처리 기판(실리콘 웨이퍼)을 세트하고, 압력이 1×10-4Pa 이하에 도달할 때까지 진공 배기한다. 그 후, 진공 반송 로봇(912)을 사용하여, 진공도가 1×10-6Pa 이하로 유지된 진공 반송실(910) 내에 피처리 기판을 반입하여, 원하는 진공 처리실로 반송한다.
본 실시 형태에 있어서는, 처음에 기판 가열실(913)에 피처리 기판을 반송하여 400℃까지 가열하고, 다음으로 제1 PVD(스퍼터링)실(914)로 반송하여 피처리 기판 상에 Al2O3 박막을 15nm의 두께로 성막한다. 계속해서, 제2 PVD(스퍼터링)실(915)로 피처리 기판을 반송하여, 그 위에 TiN막을 20nm의 두께로 성막한다. 마지막으로, 피처리 기판을 기판 냉각실(917) 내로 반송하여, 실온이 될 때까지 피처리 기판을 냉각한다. 모든 처리가 종료된 후, 로드 로크실(911)에 피처리 기판을 복귀시켜, 대기압이 될 때까지 건조 질소 가스를 도입한 후에, 로드 로크실(911)로부터 피처리 기판을 취출한다.
본 실시 형태의 적층막 형성 장치에서는, 진공 처리실의 진공도는 1×10-6Pa 이하로 했다. 본 실시 형태에서는, Al2O3막과 TiN막의 성막에 마그네트론 스퍼터링법을 이용하고 있다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)를 사용하여, 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 전자 디바이스 제품의 처리 흐름을 예시하는 도면이다. 또한, 여기서는 스퍼터 성막 장치(1)에 탑재하는 타깃(4)으로서 Ti를, 불활성 가스로서 아르곤을, 반응성 가스로서 질소를 사용한 경우를 예로서 설명한다.
스텝 S1에 있어서, 타깃 및 실드 교환 후, 진공 용기(2)를 배기하여 소정의 압력으로 제어한다. 소정의 압력이 된 부분에서, 스텝 S2에 있어서, 타깃 셔터(14)와 기판 셔터(19)를 폐쇄한 상태에서 타깃 클리닝을 개시한다. 타깃 클리닝이라 함은, 타깃의 표면에 부착된 불순물이나 산화물을 제거하기 위해 행하는 스퍼터링을 말한다. 타깃 클리닝에 있어서는, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 래비린스 시일을 형성하는 기판 홀더의 높이를 설정하여 행한다. 이와 같이 설정함으로써, 기판 홀더의 기판 설치면에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 타깃 클리닝을 실시할 때, 기판 홀더에 기판을 설치한 상태에서 실시해도 된다.
다음으로, 스텝 3에 있어서, 도시하지 않은 입력 장치로부터 주 제어부(100)에 입력된 성막 개시의 지시에 따라서, 주 제어부(100)에 의해 성막 동작이 개시된다.
스텝 3에서 성막 개시의 지시가 내려지면, 스텝 S4의 컨디셔닝을 행한다. 컨디셔닝이라 함은, 성막 특성을 안정시키기 위해 방전을 행하여, 타깃을 스퍼터링하여 스퍼터 입자를 챔버의 내벽 등에 부착시키는 처리이다.
여기서, 컨디셔닝에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 11은 스퍼터 성막 장치(1)를 사용하여 컨디셔닝을 행할 때의 수순을 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 스텝 번호, 각 처리에 있어서의 시간(설정 시간), 타깃 셔터의 위치(개방, 폐쇄), 기판 셔터의 위치(개방, 폐쇄), 타깃 인가 전력, Ar 가스 유량, 및 질소 가스 유량을 나타내고 있다. 이들의 수순은 기억 장치(63)에 기억되어, 주 제어부(100)에 의해 연속적으로 실행된다.
도 11을 참조하여 성막의 수순을 설명한다. 우선, 가스 스파이크를 행한다(S1101). 이 공정에 의해, 챔버 내의 압력을 높게 하여, 다음 플라즈마 착화 공정에서 방전 개시를 하기 쉬운 상태를 만든다. 이 조건은 타깃 셔터(14) 및 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태이며, 질소 가스 유량은 도입하지 않고, 아르곤 가스 유량은 400sccm이다. 아르곤 가스 유량은 다음 플라즈마 착화 공정에서 착화를 용이하게 행하기 위해 100sccm 이상인 것이 바람직하다.
다음으로, 플라즈마 착화 공정을 행한다(S1102). 셔터 위치 및 가스 조건을 유지한 채 Ti 타깃에 1000W의 DC 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다(플라즈마 착화). 이 가스 조건을 이용함으로써, 저압력에서 발생하기 쉬운 플라즈마의 발생 불량을 방지할 수 있다.
다음으로, 프리 스퍼터(S1103)를 행한다. 프리 스퍼터에서는 타깃에 인가되는 전력(타깃 인가 전력)을 유지한 채 가스 조건을 아르곤 100sccm으로 변경한다. 이 수순에 의해 플라즈마가 상실되지 않고, 방전을 유지할 수 있다.
다음으로, 컨디셔닝 1(S1104)을 행한다. 컨디셔닝 1에서는 타깃 인가 전력, 가스 유량 조건 및 기판 셔터(19)의 위치를 폐쇄한 상태로 유지한 채 타깃 셔터(14)를 개방한다. 이와 같이 함으로써, Ti 타깃으로부터의 스퍼터 입자를, 실드 내벽을 포함하는 챔버 내벽에 부착시킴으로써 실드 내벽을 저응력의 막으로 덮을 수 있다. 따라서, 스퍼터막이 실드로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으므로, 박리된 막이 챔버 내에 비산하여 디바이스 상에 낙하되어, 제품의 특성을 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 다시, 가스 스파이크(S1105)를 행한다. 가스 스파이크 공정에서는 타깃에의 전력 인가를 정지함과 함께, 아르곤 가스 유량을 200sccm, 질소 가스 유량을 10sccm으로 한다. 아르곤 가스 유량은 다음 플라즈마 착화 공정에서 착화를 용이하게 행하기 위해 후술하는 컨디셔닝 2 공정(S1108)보다도 큰 유량, 예를 들어, 100sccm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 컨디셔닝 2 공정(S1108)에서는 질소 가스를 도입한 반응성 스퍼터법에 의해 질화막을 성막하므로, 가스 스파이크 공정으로부터 질소 가스를 도입함으로써 급격한 가스 유량 변화를 방지하는 효과도 있다.
다음으로, 플라즈마 착화 공정을 행한다(S1106). 셔터 위치 및 가스 유량 조건을 유지한 채 Ti 타깃에 750W의 DC 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다(플라즈마 착화). 이 가스 조건을 이용함으로써, 저압력에서 발생하기 쉬운 플라즈마의 발생 불량을 방지할 수 있다.
다음으로, 프리 스퍼터(S1107)를 행한다. 프리 스퍼터에서는 타깃 인가 전력을 유지한 채 가스 유량 조건을 아르곤 10sccm, 질소 가스 10sccm으로 변경한다. 이 수순에 의해 플라즈마가 상실되지 않고, 방전을 유지할 수 있다.
다음으로, 컨디셔닝 2(S1108)를 행한다. 컨디셔닝 2에서는 타깃 인가 전력, 가스 유량 조건 및 기판 셔터(19)의 위치를 폐쇄한 상태로 유지한 채 타깃 셔터(14)를 개방한다. 이와 같이 함으로써, Ti 타깃으로부터의 스퍼터 입자와 반응성 가스인 질소가 반응하고, 실드 내벽을 포함하는 챔버 내벽에 질화막을 부착시킴으로써, 다음 기판 성막 공정으로 이행할 때에 챔버 내 가스 상태의 급격한 변화를 억제할 수 있다. 챔버 내 가스 상태의 급격한 변화를 억제함으로써, 다음 기판 성막 공정에 있어서의 성막을 초기보다 안정적으로 행할 수 있으므로, 그 디바이스 제조에 있어서 제조 안정성의 향상에 대해 큰 개선 효과가 있다.
이상의 각 수순에 필요로 하는 시간은 최적의 값으로 설정되지만, 본 실시 형태에서는 최초의 가스 스파이크(S1101)를 0.1초, 플라즈마 착화(S1102)를 2초, 프리 스퍼터(S1103)를 5초, 컨디셔닝 1(S1104)을 240초, 2회째의 가스 스파이크(S1105)를 5초, 2회째의 플라즈마 착화(S1106)를 2초, 2회째의 프리 스퍼터를 5초, 컨디셔닝 2(S1108)를 180초로 했다.
또한, 재차의 가스 스파이크 공정(S1105), 그것에 이어지는 플라즈마 착화 공정(S1106), 프리 스퍼터 공정(S1107)은 생략할 수도 있다. 생략한 경우에는, 컨디셔닝 시간을 단축할 수 있는 점에서 바람직하다. 그러나, 아르곤 가스 방전인 컨디셔닝 1 공정(S1104)에 이어 질소 가스를 첨가한 컨디셔닝 2 공정(S1108)을 계속해서 행한 경우에는, 방전을 계속하면서 플라즈마의 성질이 크게 변화하게 되므로, 그 과도 상태에 기인하여 파티클이 증가하는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 방전을 일단 정지하여 가스를 교체하는 것을 포함하는 이들의 공정(S1105, S1106, S1107)을 컨디셔닝 1 공정(S1104)과 컨디셔닝 2 공정(S1108) 사이에 삽입함으로써, 컨디셔닝 중의 플라즈마 특성의 급격한 변동을 더 억제할 수 있으므로, 파티클이 발생하는 리스크를 작게 할 수 있다.
또한, 반응성 스퍼터인 컨디셔닝 2(S1108)는, 후술하는 기판 상에의 성막 조건과 대략 동일한 조건인 것이 바람직하다. 컨디셔닝 2(S1108)와 제품 제조 공정에 있어서의 기판 상에의 성막 조건을 대략 동일한 조건으로 함으로써, 제품 제조 공정에 있어서의 기판 상에의 성막을 보다 안정적으로 재현성 좋게 행할 수 있다.
도 10의 설명으로 돌아와서, 컨디셔닝(S4) 후에, 기판 상에의 성막 처리를 포함하는 스텝 S5를 행한다. 여기서, 도 10을 참조하여 스텝 S5를 구성하는 성막 처리를 위한 수순을 설명한다.
우선, 기판 반입이 행해진다(S501). 기판 반입 공정(S501)에서는, 게이트 밸브(42)가 개방되고, 도시하지 않은 기판 반송 로봇과 도시하지 않은 리프트 기구에 의해 진공 챔버(2) 내에 기판(10)이 반입되어, 기판 홀더(7) 상의 기판 적재면에 적재된다. 기판 홀더(7)는 기판을 적재한 채 성막 위치로 상방으로 이동한다.
다음으로, 가스 스파이크를 행한다(S502). 가스 스파이크 공정(S502)에서는, 타깃 셔터(14) 및 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태이며, 아르곤 가스를, 예를 들어, 200sccm, 질소 가스를 10sccm 도입한다. 여기서, 아르곤 가스의 양은 후술하는 성막 공정(S506)에서 도입되는 아르곤 가스의 양보다도 많은 것이 방전 개시의 용이함의 관점에서 바람직하다. 가스 스파이크 공정(S502)에 필요로 하는 시간은, 다음 착화 공정(S503)에서 필요로 되는 압력을 확보할 수 있으면 되므로, 예를 들어, 0.1초 정도이다.
다음으로, 플라즈마 착화를 행한다(S503). 플라즈마 착화 공정(S503)에서는, 타깃 셔터(14) 및 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태를 유지하고, 아르곤 가스와 질소 가스의 유량도 가스 스파이크 공정(S502)에서의 조건과 동일한 채이며, 타깃(4)에, 예를 들어, 750W의 직류(DC) 전력을 인가하여 타깃의 스퍼터면의 근방에 방전 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 착화 공정(S503)에 필요로 하는 시간은, 플라즈마가 착화하는 정도의 시간이면 되고, 예를 들어, 2초이다.
다음으로, 프리 스퍼터를 행한다(S504). 프리 스퍼터 공정(S504)에서는, 타깃 셔터(14) 및 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태를 유지하고, 아르곤 가스의 유량을, 예를 들어, 10sccm으로 감소시키고, 질소 가스의 유량은 10sccm으로 한다. 이때, 타깃에의 직류(DC) 전력은, 예를 들어, 750W이고, 방전은 유지되어 있다. 프리 스퍼터 공정(S504)에 필요로 하는 시간은, 다음 짧은 컨디셔닝을 위한 준비가 갖추어지는 시간이면 되고, 예를 들어, 5초이다.
다음으로, 짧은 컨디셔닝을 행한다(S505). 짧은 컨디셔닝 공정(S505)에서는, 타깃 셔터(14)를 개방하여 개방 상태로 한다. 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태를 유지하고, 아르곤 가스의 유량을 10sccm, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 유지한다. 이때, 타깃에의 직류(DC) 전력은, 예를 들어, 750W이고, 방전은 유지되어 있다. 이 짧은 컨디셔닝에서는, 실드 내벽 등에 티타늄의 질화막이 성막되고, 다음 공정의 기판에의 성막 공정(S506)에서 안정된 분위기에서 성막하기 위해 효과가 있다. 이 효과를 크게 하기 위해, 다음 공정의 기판 상에의 성막 공정(S506)에서의 방전 조건과 대략 동일한 조건에서 성막이 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 짧은 컨디셔닝 공정(S505)에 필요로 하는 시간은, 앞의 컨디셔닝(S4)에 의해 분위기가 정돈되어 있기 때문에, 앞의 컨디셔닝 1(S1104), 컨디셔닝 2(S1108)보다도 짧은 시간이면 되고, 예를 들어, 5 내지 30초 정도이면 된다.
그리고, 다음으로, 아르곤 가스, 질소 가스, 직류 전력의 조건을 짧은 컨디셔닝 공정(S505)의 조건과 동일하게 유지하여 방전을 유지하고, 타깃 셔터(14)를 개방 상태로 유지한 채, 기판 셔터(19)를 개방하여, 기판에의 성막을 개시한다(S506). 즉 기판(10)에의 성막 조건은, 아르곤 가스 유량이 10sccm, 질소 가스 유량이 10sccm, 타깃에 인가하는 직류 전력이 750W이다. 이때, 배기로(401)의 배기 컨덕턴스가 배기로(403)의 배기 컨덕턴스보다도 크므로, 주로 배기로(401)로부터 가스의 배기는 행해지고 있다. 주로 배기로(401)를 통해 배기되고 있는 경우의 챔버(2) 내의 프로세스 공간(실드와 타깃으로 둘러싸인 플라즈마가 있는 공간)의 배기 컨덕턴스는, 기판 셔터(19)의 개폐에 의해 영향을 받기 어렵다. 배기로(401)로부터 배기된 가스는 배기 챔버(8)로 배기되지만, 셔터 수납부(23)에 의해, 기판 셔터(19)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 변화했을 때의, 프로세스 공간으로부터 배기 장치까지의 배기 컨덕턴스의 변화가 억제되기 때문이다. 따라서, 방전을 유지한 채 기판 셔터(19)가 개방되는 기판에의 성막 개시일 때, 프로세스 공간의 압력이 변동하는 것에 의한 플라즈마 특성의 변동을 억제할 수 있다. 압력 변동에 의한 플라즈마 특성의 변동이 억제되므로, 기판 상에의 성막을 안정적으로 개시할 수 있고, 특히 게이트 스택 제조에 있어서 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 퇴적하는 경우와 같이 계면 특성이 중요한 경우에는, 그 디바이스 제조에 있어서 디바이스 특성의 향상과 그 제조 안정성의 향상에 대해 큰 개선 효과가 있다.
타깃(4)에의 전력을 정지하여 기판 상에의 성막 S506을 종료한 후에, 기판 반출 507을 행한다. 기판 반출 507에서는, 기판 홀더(7)가 하방으로 강하 이동하여, 게이트 밸브(42)가 개방되고, 도시하지 않은 기판 반송 로봇과 도시하지 않은 리프트 기구에 의해 기판(10)의 반출이 행해진다.
다음으로, 컨디셔닝 필요 여부 판단이 주 제어부(100)에 의해 판단된다(S6). 컨디셔닝 필요 여부 판단 공정(S6)에 있어서, 주 제어부(100)는 기억 장치(63)에 기억된 판정 조건에 기초하여 컨디셔닝의 필요 여부를 판단한다. 컨디셔닝이 필요하다고 판단된 경우에는 처리를 스텝 S4로 복귀시켜, 다시 컨디셔닝을 행한다(S4). 한편, 스텝 S6에 있어서, 주 제어부(100)에 의해 컨디셔닝이 불필요하다고 판단된 경우에는 다음 S7의 종료 판단으로 진행한다. 스텝 S7에서는 종료 신호가 주 제어부(100)에 입력되어 있는지 여부, 장치에 공급되는 처리용 기판이 있는지 여부 등을 바탕으로 판단하여, 종료하지 않다는 판단일 때에는(S7-"아니오") 처리를 스텝 S501로 복귀시켜, 다시 기판 반입(S501)으로부터 성막(S506)을 거쳐 기판 반출(S507)까지를 행한다. 이와 같이 하여, 제품 기판에의 성막 처리가 소정의 매수, 예를 들어, 수백 막 정도 계속한다.
컨디셔닝 필요 여부 판단 공정(S6)에 의해 컨디셔닝 개시해야 한다고 판정되는 일례를 설명한다. 연속 처리 후, 제품 대기 시간 등의 이유에 의해 대기 시간이 발생하는 경우가 있다. 기억 장치(63)에 기억된 판정 조건으로부터 컨디셔닝이 필요로 되는 대기 시간이 발생한 경우, 주 제어부(100)는 컨디셔닝이 필요하다고 판단하여, 다시 스텝 S4의 컨디셔닝을 실시한다. 이 컨디셔닝에 의해, 실드 내면에 부착된 TiN 등의 고응력의 막의 상면의 위를 Ti 등의 저응력의 막으로 덮을 수 있다. TiN이 연속적으로 실드에 부착해 가면, TiN막의 응력이 높고 또한 실드와의 밀착성이 약하기 때문에 막 박리가 발생하여 파티클로 된다. 이로 인해, 막 박리를 방지하는 것을 목적으로 하여, Ti 스퍼터를 행한다.
Ti막은 실드나, TiN막과의 밀착성이 높아 TiN막의 박리 방지의 효과(벽 도포 효과)가 있다. 이 경우 실드 전체에 스퍼터하기 위해, 기판 셔터를 사용하여 행하는 것이 효과적이다. 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)에 따르면, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 래비린스 시일을 형성하기 때문에, 기판 홀더의 기판 설치면에 스퍼터막이 퇴적되지 않고 컨디셔닝을 행할 수 있다. 이 컨디셔닝 후에, 다시 성막 처리 S5(S501 내지 S507)를 행한다.
이상과 같이, 컨디셔닝을 행하고, 그 후, 제품 처리의 수순을 타깃 수명까지 반복한다. 그 후에는 유지 보수로 되어, 실드 및 타깃을 교환한 후, 초기의 타깃 클리닝부터 반복하게 된다.
이상의 수순에 의해, 실드에 부착된 막의 박리를 방지하고, 또한 기판 홀더의 기판 설치면에 스퍼터막을 부착시키지 않고, 전자 디바이스를 제조할 수 있다. 본 실시 형태에서는 타깃 수명을 갖고 유지 보수를 행하는 예를 나타냈지만, 실드 교환을 위한 유지 보수에도 마찬가지의 운용을 행한다. 또한, 여기서는 대기 시간이 발생한 경우의 컨디셔닝 개시예를 설명했지만, 컨디셔닝의 개시 조건(컨디셔닝 필요 여부 판단의 조건)은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다.
도 12는 컨디셔닝의 개시 조건(컨디셔닝 필요 여부 판단의 조건)을 예시적으로 설명하는 도면이다. 컨디셔닝을 개시하기 위한 판정 조건은, 처리된 기판의 총수, 처리된 로트의 총수, 성막된 총 막 두께, 타깃에 인가된 전력량, 실드 교환 후에 그 실드로 성막하기 위해 타깃에 인가된 전력량, 대기 시간 및 처리의 대상으로 되는 전자 디바이스의 변경 등에 수반되는 성막 조건의 변경이다.
컨디셔닝의 개시 타이밍은, 로트(제조 공정을 관리하는데 있어서 편의적으로 설정되는 기판의 다발이며, 통상은 기판 25매를 1로트로 함)의 처리 종료 후로 할 수 있다. 처리해야 할 로트(처리 로트)가 복수 있는 경우에는, 처리 로트의 총수가 판정 조건으로 되고, 총 로트의 처리 종료 후를 컨디셔닝의 개시 타이밍으로 할 수 있다(컨디셔닝 개시 조건 1, 3, 5, 7, 9, 11). 혹은, 로트의 처리 도중이어도, 로트에 관한 조건을 제외한 전술한 판정 조건 중 어느 하나를 만족한 경우에, 처리 중에 끼어들어 컨디셔닝의 개시 타이밍으로 할 수 있다(컨디셔닝 개시 조건 2, 4, 6, 8, 10, 12).
처리된 기판의 총수에 의해 판정하는 방법(1201)은, 로트를 구성하는 기판 매수가 변동되어도 컨디셔닝 간격이 일정해지는 이점이 있다. 처리 로트의 총합에 의해 판정하는 방법(1202)은, 로트수로 공정 관리가 이루어지고 있는 경우, 컨디셔닝 시기를 예측할 수 있는 이점이 있다.
성막 장치가 성막한 막 두께에 의해 판정하는 방법(1203)은, 실드로부터의 막 박리가 막 두께의 증가에 의존하는 경우, 적절한 타이밍에서 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 타깃의 적산 전력에 의해 판정하는 방법(1204)은, 타깃 표면이 성막 처리에 의해 변화되는 경우, 적절한 타이밍에서 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 실드당 적산 전력으로 판정하는 방법(1205)은, 실드 교환과 타깃 교환의 주기가 어긋나는 경우이어도, 적절한 타이밍에서 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 대기 시간에 의해 판정하는 방법(1206)은, 대기 시간 중에 성막실 내의 잔류 가스 농도나 온도가 변화되어, 성막 특성이 악화될 우려가 있는 경우, 성막 특성을 양호한 상태에서 안정시키는 효과가 있다. 기판에의 성막 조건(제품 제조 조건)의 변경을 판정 조건으로 하는 방법(1207)은, 성막 조건이 변경되는 경우이어도 안정적으로 기판 상에의 성막을 할 수 있는 효과가 있다. 성막 조건이 변경되면 실드 내벽 표면이나 타깃 표면의 상태가 변화된다. 이들의 변화는 실드 내벽 표면이나 타깃 표면의 게터링 성능 등에 의한 가스 조성의 변동이나 전기적 성질의 변동 등으로 이어지기 때문에, 결과적으로 기판에의 성막 특성의 로트 내 변동의 원인으로 된다. 기판에의 성막 조건(제품 제조 조건)의 변경을 판정 조건으로 하는 방법(1207)은, 그러한 불량을 억제하는 효과가 있다.
로트 처리 후에 컨디셔닝을 실시하는 방법은, 로트 단위로 생산 공정을 관리하고 있는 경우에는, 로트 처리가 중단되는 것을 방지하는 효과가 있다(컨디셔닝 개시 조건 1, 3, 5, 7, 9, 11). 로트 처리 중에 컨디셔닝을 끼어들게 하는 방법은, 정확한 컨디셔닝 타이밍에서 실시할 수 있는 이점이 있다(컨디셔닝 개시 조건 2, 4, 6, 8, 10, 12). 성막 조건의 변경이 판정 조건으로 되는 경우, 로트 처리 전에 컨디셔닝이 실시된다(컨디셔닝 개시 조건 13).
도 13은, 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)를 사용하여 도 10의 처리를 실시했을 때, 기판 상에 부착된 파티클 개수를 하루에 1회 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 횡축은 측정일을 나타내고, 종축은 직경 300mm 실리콘 기판 상에 관측된 0.09μm 이상의 파티클수를 나타내고 있다. 파티클수의 계측은, KLA 텐코사제의 표면 검사 장치「SP2」(상품명)를 사용하여 실시했다. 본 데이터는, 16일간의 비교적 장기에 걸쳐 기판당 10개 이하의 매우 양호한 파티클수를 유지할 수 있었던 것을 나타내고 있다.
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 공표하기 위해, 이하의 청구항을 첨부한다.
본원은 2008년 11월 28일에 제출된 일본 특허 출원 제2008-305567을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 모두를 여기에 원용한다.

Claims (11)

  1. 성막 처리를 행하기 위한 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버와 배기구를 통해 접속된 배기 챔버와,
    상기 배기 챔버에 접속되고, 상기 배기 챔버를 통해 상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 장치와,
    상기 처리 챔버 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 홀더와,
    상기 처리 챔버 내에 설치되고, 상기 기판에 성막하기 위한 성막 수단과,
    상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이를 차폐하는 차폐 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이로부터 퇴피한 퇴피 상태로 이동하는 것이 가능한 셔터와,
    상기 셔터를 상기 차폐 상태로, 또는 상기 퇴피 상태로 하기 위해 당해 셔터를 구동하는 구동 수단과,
    상기 처리 챔버와 개구부를 통해 접속되고, 상기 퇴피 상태의 상기 셔터를 상기 배기 챔버 내에 수납하기 위한 셔터 수납부와,
    상기 배기 챔버의 상기 배기구를 덮고, 상기 셔터 수납부의 개구부의 주위에 형성되어 있는 실드 부재를 구비하고,
    상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부에 대해 상기 성막 수단측의 위치에, 상기 배기 챔버의 상기 배기구와 통하는 제1 배기로를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부에 대응한 위치에 개구부를 갖고, 상기 배기구를 덮는 제1 실드와,
    상기 셔터 수납부의 상기 개구부에 대해 상기 성막 수단측의 위치에 설치되어 있고, 상기 배기구를 덮는 제2 실드를 갖고,
    상기 제1 실드와, 상기 제2 실드와의 간극에 의해 상기 제1 배기로가 형성되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부에 대해 상기 성막 수단과는 반대측에 설치되어 있고, 상기 배기구를 덮는 제3 실드를 더 구비하고, 상기 제1 실드와, 상기 제3 실드와의 간극에 의해 상기 배기 챔버의 배기구와 통하는 제2 배기로가 형성되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배기로 및 상기 제2 배기로는 래비린스 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 실드와 상기 제2 실드는 상기 처리 챔버의 내면을 보호하기 위한 실드 부재로서 구성되고,
    상기 제3 실드는 상기 기판 홀더에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기판 홀더를 상승 또는 강하시키는 기판 홀더 구동 수단을 더 구비하고,
    상기 기판 홀더 구동 수단에 의한 상기 기판 홀더의 이동에 따라서, 상기 제2 배기로의 배기 컨덕턴스는 변경 가능한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판 홀더 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더가 상승한 위치에서, 상기 제1 배기로의 배기 컨덕턴스는 상기 제2 배기로의 배기 컨덕턴스보다 큰 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 처리 챔버에 기판을 반입하기 위한 위치까지, 또는 상기 기판을 상기 처리 챔버로부터 반출하기 위한 위치까지 상기 기판 홀더 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더를 강하시킨 경우에,
    상기 제2 배기로의 배기 컨덕턴스는 상기 제1 배기로의 배기 컨덕턴스보다 커지는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  9. 성막 처리를 행하기 위한 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버와 배기구를 통해 접속된 배기 챔버와,
    상기 배기 챔버에 접속되고, 상기 배기 챔버를 통해 상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 장치와,
    상기 처리 챔버 내에 설치되고, 기판을 적재하는 기판 홀더와,
    상기 처리 챔버 내에 설치된 성막 수단과,
    상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이를 차폐하는 차폐 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 성막 수단 사이로부터 퇴피한 퇴피 상태로 이동하는 것이 가능한 셔터와,
    상기 셔터를 상기 차폐 상태로, 또는 상기 퇴피 상태로 하기 위해 당해 셔터를 구동하는 구동 수단과,
    상기 처리 챔버와 개구부를 통해 접속되고, 상기 퇴피 상태의 상기 셔터를 상기 배기 챔버 내에 수납하기 위한 셔터 수납부와,
    상기 배기 챔버의 상기 배기구를 덮고, 상기 셔터 수납부의 개구부의 주위에 형성되어 있는 실드 부재를 구비하고,
    상기 실드 부재는, 상기 셔터 수납부의 상기 개구부에 대해 상기 성막 수단측의 위치에, 상기 배기 챔버의 상기 배기구와 통하는 제1 배기로를 갖고 있는 성막 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
    상기 구동 수단에 의해 상기 셔터를 상기 차폐 상태로 하는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 차폐 상태를 유지한 채 상기 성막 수단에 의해 성막하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후에, 상기 구동 수단에 의해 상기 셔터를 퇴피 상태로 함과 함께, 상기 성막 수단에 의해, 상기 기판 홀더에 적재된 상기 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 성막 수단은 타깃이 보유 지지된 타깃 홀더를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 성막 수단은 타깃이 보유 지지된 타깃 홀더를 갖고,
    상기 성막 장치는,
    상기 타깃과 상기 기판 사이를 개폐하는 것이 가능하며, 그 개폐의 위치는 상기 셔터의 차폐 상태의 위치보다도 상기 타깃에 가까운 타깃 셔터와,
    상기 타깃 셔터를 구동하는 타깃 셔터 구동 수단을 더 구비하고,
    상기 제2 공정은, 상기 타깃 셔터 구동 수단에 의해 상기 타깃 셔터를 개방 상태로 하여, 타깃을 스퍼터링하는 컨디셔닝 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
KR1020107018976A 2008-11-28 2009-11-26 성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법 KR101067104B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008305567 2008-11-28
JPJP-P-2008-305567 2008-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100118586A KR20100118586A (ko) 2010-11-05
KR101067104B1 true KR101067104B1 (ko) 2011-09-22

Family

ID=42225489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107018976A KR101067104B1 (ko) 2008-11-28 2009-11-26 성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8663437B2 (ko)
JP (1) JP4598161B2 (ko)
KR (1) KR101067104B1 (ko)
CN (1) CN101978093B (ko)
TW (1) TWI409348B (ko)
WO (1) WO2010061603A1 (ko)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009157341A1 (ja) * 2008-06-25 2009-12-30 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置及びその制御用プログラムを記録した記録媒体
JP4573913B1 (ja) * 2009-03-30 2010-11-04 キヤノンアネルバ株式会社 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置
JP5658170B2 (ja) * 2009-12-25 2015-01-21 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング方法およびスパッタリング装置
JP5513529B2 (ja) * 2010-01-26 2014-06-04 キヤノンアネルバ株式会社 成膜方法、成膜装置、および該成膜装置の制御装置
KR101355303B1 (ko) 2010-03-24 2014-01-23 캐논 아네르바 가부시키가이샤 전자 디바이스의 제조 방법 및 스퍼터링 방법
KR101387178B1 (ko) * 2010-03-26 2014-04-21 캐논 아네르바 가부시키가이샤 스퍼터링 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법
DE102010042839B4 (de) * 2010-10-22 2016-07-21 Von Ardenne Gmbh Durchlauf-Vakuumbeschichtungsanlage zum Beschichten von Substraten
JP5611803B2 (ja) * 2010-12-21 2014-10-22 キヤノンアネルバ株式会社 反応性スパッタリング装置
JP5665679B2 (ja) * 2011-07-14 2015-02-04 住友重機械工業株式会社 不純物導入層形成装置及び静電チャック保護方法
JP6042196B2 (ja) * 2011-12-22 2016-12-14 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタ装置、スパッタ装置の制御装置、および成膜方法
JP5860063B2 (ja) * 2011-12-22 2016-02-16 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置
JP5914035B2 (ja) * 2012-02-23 2016-05-11 Hoya株式会社 マスクブランクの製造方法及び転写用マスクの製造方法
KR101988014B1 (ko) * 2012-04-18 2019-06-13 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판의 제조 방법 및 이에 사용되는 제조 장치
CN105143500B (zh) * 2012-10-04 2017-10-10 康宁股份有限公司 光学涂覆方法、设备和产品
US8933630B2 (en) 2012-12-19 2015-01-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Arc chamber with multiple cathodes for an ion source
KR101973879B1 (ko) * 2012-12-26 2019-04-29 캐논 아네르바 가부시키가이샤 기판 처리 장치
JP5970607B2 (ja) 2013-04-10 2016-08-17 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
TW201444998A (zh) * 2013-05-28 2014-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 導向組件及具有該導向組件的鍍膜裝置
CN103668093B (zh) * 2013-11-27 2017-10-20 昂纳信息技术（深圳）有限公司 一种ar膜和af膜同炉镀膜设备及镀膜方法
JP6316861B2 (ja) * 2016-03-24 2018-04-25 Hoya株式会社 成膜装置の立ち上げ方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
US11739418B2 (en) 2019-03-22 2023-08-29 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for deposition of metal nitrides
JP6871067B2 (ja) * 2017-05-31 2021-05-12 株式会社アルバック スパッタリング装置
KR102516885B1 (ko) * 2018-05-10 2023-03-30 삼성전자주식회사 증착 장비 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
JP7321768B2 (ja) * 2018-05-23 2023-08-07 信越化学工業株式会社 化学気相成長装置および被膜形成方法
JP7097777B2 (ja) * 2018-08-10 2022-07-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置および成膜方法
JP2020084253A (ja) * 2018-11-21 2020-06-04 東京エレクトロン株式会社 処理方法及び処理装置
CN113614274A (zh) 2019-03-22 2021-11-05 应用材料公司 用于沉积具有超导膜的多层器件的方法及装置
CN111986976B (zh) * 2019-05-22 2022-04-22 北京北方华创微电子装备有限公司 工艺腔室及半导体处理设备
KR102312364B1 (ko) * 2019-12-24 2021-10-13 주식회사 테스 기판처리장치
CN112391597B (zh) * 2020-10-30 2022-12-30 北京七星华创集成电路装备有限公司 半导体工艺设备
TW202330966A (zh) * 2021-10-06 2023-08-01 日商東京威力科創股份有限公司 濺鍍裝置及成膜方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247361A (ja) 1987-04-03 1988-10-14 Hitachi Ltd スパツタリング装置
JPH11350126A (ja) 1998-06-05 1999-12-21 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP2001220668A (ja) 2000-02-08 2001-08-14 Hitachi Ltd 基板処理装置及び基板処理方法、並びにそれを用いて製作された薄膜デバイス

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791646B2 (ja) * 1986-09-01 1995-10-04 日本電信電話株式会社 多層薄膜作製装置
JP2582358B2 (ja) * 1986-10-17 1997-02-19 日本電信電話株式会社 多層薄膜作製装置
JP2685779B2 (ja) * 1988-02-15 1997-12-03 株式会社日立製作所 スパツタリング装置
US5223112A (en) * 1991-04-30 1993-06-29 Applied Materials, Inc. Removable shutter apparatus for a semiconductor process chamber
JPH06338493A (ja) * 1993-05-31 1994-12-06 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP3595885B2 (ja) * 1994-11-21 2004-12-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ装置
US5772858A (en) * 1995-07-24 1998-06-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for cleaning a target in a sputtering source
US6444103B1 (en) * 2000-09-15 2002-09-03 Cvc Products, Inc. Method and apparatus for thin film deposition using an active shutter
US6440879B1 (en) * 2001-01-05 2002-08-27 Integrated Device Technology, Inc. Physical vapor deposition apparatus with modified shutter disk and cover ring
JP4902052B2 (ja) * 2001-04-05 2012-03-21 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
US7008517B2 (en) * 2002-02-20 2006-03-07 Applied Materials, Inc. Shutter disk and blade for physical vapor deposition chamber
JP4140763B2 (ja) * 2002-12-11 2008-08-27 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
WO2006016669A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US7857946B2 (en) 2007-04-26 2010-12-28 Canon Anelva Corporation Sputtering film forming method, electronic device manufacturing method, and sputtering system
JP4537479B2 (ja) 2008-11-28 2010-09-01 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
JP4573913B1 (ja) * 2009-03-30 2010-11-04 キヤノンアネルバ株式会社 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置
KR101387178B1 (ko) * 2010-03-26 2014-04-21 캐논 아네르바 가부시키가이샤 스퍼터링 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247361A (ja) 1987-04-03 1988-10-14 Hitachi Ltd スパツタリング装置
JPH11350126A (ja) 1998-06-05 1999-12-21 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP2001220668A (ja) 2000-02-08 2001-08-14 Hitachi Ltd 基板処理装置及び基板処理方法、並びにそれを用いて製作された薄膜デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
TW201037095A (en) 2010-10-16
CN101978093B (zh) 2012-02-01
TWI409348B (zh) 2013-09-21
US20140054164A1 (en) 2014-02-27
US8663437B2 (en) 2014-03-04
KR20100118586A (ko) 2010-11-05
US9593412B2 (en) 2017-03-14
WO2010061603A1 (ja) 2010-06-03
JPWO2010061603A1 (ja) 2012-04-26
JP4598161B2 (ja) 2010-12-15
CN101978093A (zh) 2011-02-16
US20100224482A1 (en) 2010-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101067104B1 (ko) 성막 장치, 전자 디바이스의 제조 방법
KR101409617B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP5395255B2 (ja) 電子デバイスの製造方法およびスパッタリング方法
JP4537479B2 (ja) スパッタリング装置
JP2007042818A (ja) 成膜装置及び成膜方法
US20120228122A1 (en) Sputtering apparatus and electronic device manufacturing method
JP5334984B2 (ja) スパッタリング装置、薄膜形成方法及び電界効果型トランジスタの製造方法
TW201638367A (zh) 為減少在反應性磁控管濺鍍反應器中製程偏移的計數器式 時間補償
JP5632946B2 (ja) 遮蔽部材
JP2020041167A (ja) 成膜装置用の部品及び成膜準備方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150819

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160818

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170818

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 8