KR20120131230A - 전자 디바이스의 제조 방법 및 스퍼터링 방법 - Google Patents

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Abstract

전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 기판 홀더를 제1 차폐 부재에 접근시켜서, 상기 제1 차폐 부재에 형성된 링 형상을 갖는 제1 돌기부와, 상기 기판 홀더의 면 상이고 또 기판의 외주부에 설치되어 있는 제2 차폐 부재에 형성된 링 형상을 갖는 제2 돌기부가, 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 위치시키는 제1 공정과, 상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정과, 상기 제2 공정 후에, 상기 제1 차폐 부재를 개방 상태로 해서 타깃을 스퍼터링 하고, 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는다.

Description

전자 디바이스의 제조 방법 및 스퍼터링 방법{MANUFACTURING METHOD FOR ELECTRONIC DEVICE, AND SPUTTERING METHOD}
본 발명은 반도체 장치나 자성 기억 매체 등의 전자 디바이스의 제조 방법 및 스퍼터링 방법에 관한 것이다.
기판에 박막을 퇴적시키는 스퍼터링 방법은, 진공으로 배기된 진공 용기를 사용하고, 진공 용기 내에 있어서 기판에 퇴적해야할 재료로 만들어진 타깃이라 불리는 증착원을 보유 지지하는 타깃 홀더와, 기판이 놓이는 면을 갖는 기판 홀더를 설치하고, 또한 진공 용기 내에 Ar 등의 불활성 가스 혹은 질소 등의 불활성 가스, 또는 이들의 혼합 가스로 이루어지는 프로세스 가스를 도입하고, 또한 타깃에 고전압을 인가해서 플라즈마를 발생시킴으로써 방전 플라즈마 중의 하전 입자에 의한 타깃의 스퍼터 현상을 이용해서 타깃 재료를 기판 홀더에 지지된 기판에 부착시키는 퇴적 방법이다.
플라즈마 중의 플러스 이온이 마이너스 전위의 타깃 재료에 입사되면, 타깃 재료로부터 타깃 재료의 원자나 분자가 튕겨 날려진다. 이것을 스퍼터 입자라고 부른다. 이 스퍼터 입자가 기판에 부착되어 타깃 재료를 포함하는 막이 형성된다. 스퍼터링 장치에서는, 통상, 타깃 재료와 기판의 사이에 셔터라고 불리는 개폐 가능한 차폐판이 설치되어 있다.
셔터는 주로 3개의 목적으로 사용된다. 첫 번째 목적은 프리스퍼터를 행하는 것이다. 통상의 스퍼터링 장치에서는, 플라즈마는 고전압 인가와 동시에 생성되지 않고, 전압 인가로부터 0.1초 정도의 지연 시간을 갖고 생성된다. 혹은 전압을 인가해도 플라즈마가 생성되지 않거나, 생성되어도 방전 개시 직후에는 플라즈마가 불안정하다는 등의 현상이 일어난다. 이들 현상에 의해, 안정된 막 두께나 막질로 성막을 할 수 없다는 문제가 발생한다. 이 문제를 회피하기 위해서, 셔터가 폐쇄된 상태에서 방전을 개시하고, 방전이 안정된 후에 셔터를 열어서 기판에 스퍼터 입자가 퇴적되도록 하는, 소위 프리스퍼터를 실시하기 위해서 셔터가 사용된다.
두 번째 목적은 컨디셔닝을 행하는 것이다. 컨디셔닝이란, 기판에 스퍼터 입자를 퇴적하는 목적이 아니라, 퇴적 막의 특성 안정을 위해서 행해지는 방전이다.
예를 들어, 생산을 위한 연속 성막의 개시 전에 진공 용기 내부의 분위기를 안정시키기 위해서 연속 성막 조건과 동일 조건의 방전이 행해진다. 특히, 도입하는 가스를 질소나 산소 등의 반응성 가스 혹은 반응성 가스와 Ar의 혼합 가스로 하여 타깃 재료의 산화물이나 질화물을 퇴적하는 반응성 스퍼터법의 경우에는, 안정된 퇴적을 위해서 진공 용기 내면을 연속 성막으로 성막하는 것과 동일한 상태로 해 두는 것이 중요하다. 이 이유는, 진공 용기 내면이 타깃 재료로 이루어지는 막으로 덮어져 있는 상태일 때에 반응성 가스를 진공 용기 내에 도입하면 막과 반응성 가스의 결합 반응이 일어나므로, 진공 용기 내부의 분위기가 안정되지 않고, 따라서 막 특성이 안정되지 않기 때문이다.
그러나, 스퍼터 입자는 진공 용기 내면뿐만 아니라 기판 홀더의 기판 적재면에도 부착된다. 이것을 방지하기 위해서 타깃의 스퍼터면에서 보아 기판 홀더의 기판 적재면을 가리고, 진공 용기 내면은 가리지 않도록 기판 홀더 부근에 설치된 셔터를 사용하여 셔터를 폐쇄해서 기판 적재면에는 막이 붙지 않도록 하면서, 불활성 가스와 반응성 가스를 진공 용기 내에 도입해서 방전을 행한다. 이에 의해, 진공 용기 내면에 질화물이나 산화물이 부착된다. 미리 진공 용기 내면에 질화물이나 산화물을 충분히 부착시키고 나서 기판에의 퇴적을 개시함으로써, 기판에 퇴적되는 박막의 막질을 안정화시킬 수 있다.
컨디셔닝은 또한, 생산을 위한 연속 성막의 도중에 생산 조건과는 다른 조건에서 방전하는 경우도 있다. 예를 들어 반응성 스퍼터법에 의해 기판상에 응력이 강한 막의 퇴적을 연속해서 행하면, 진공 용기 내부에 부착된 막이 응력에 의해 박리된다. 박리된 막이 기판에 부착되어 전자 디바이스의 특성을 악화시킨다. 이것을 방지하기 위해서, 비반응성 스퍼터법에 의해 응력이 작은 금속막의 성막이 정기적으로 실시되는 경우가 있다. 예를 들어 TiN을 연속 성막할 경우에는, 정기적으로 Ti 성막의 컨디셔닝이 행해진다. TiN만을 연속 성막하면 진공 용기 내부의 방착 실드 등에 부착된 TiN막이 박리되어 버리지만, 정기적으로 Ti 성막의 컨디셔닝을 행하면 이것을 방지할 수 있다.
세 번째 목적은 타깃 클리닝을 행하는 것이다. 타깃 클리닝은, 생산을 위한 연속 성막을 행하기 전에 오염 또는 산화된 타깃 표면을 미리 스퍼터하여 타깃의 오염 또는 산화된 부분을 제거할 때에 셔터를 사용해서 실행된다. 타깃을 제조할 때, 그 최종 공정에 있어서 선반 등의 기계 가공에 의해 타깃의 성형이 행해지지만, 이 때 연삭 공구로부터 발생하는 오염 물질이 타깃 표면에 부착되거나, 혹은 타깃의 수송중에 타깃 표면이 산화되거나 해버린다. 성막 전에 타깃 표면을 충분히 스퍼터하여 청정한 타깃의 표면을 노출시키는 것이 필요해진다. 이러한 경우, 오염 또는 산화된 타깃 입자가 기판 홀더의 기판 설치면에 부착되지 않도록 셔터를 폐쇄한 상태에서 스퍼터가 행해진다.
그런데, 최근의 디바이스의 고성능화 요구를 배경으로, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서 반도체 기판 이면에 부착된 타깃 재료가 열처리 공정에 의해 반도체 기판 내에 확산되어 디바이스의 특성을 열화시키거나, 혹은 다음 공정 이후에 반입되어 다음 공정 이후의 기판 처리 장치를 오염시키거나 하는 등의 문제가 일어나고 있다. 여기서, 기판 이면을 매체로 한 다른 장치에의 오염은, 기판 이면의 타깃 재료의 부착량이 예를 들어 1×1011atms/cm2 정도의 지극히 미량이어도 영향이 크므로 엄중한 관리가 요구되고 있다.
상기의 문제는, 셔터를 폐쇄하고 있어도 셔터의 주위에는 간극이 있으므로, 지극히 미량의 스퍼터 입자가 간극을 통과하기 때문에 발생한다. 즉, 컨디셔닝이나 타깃 클리닝중에 기판 홀더의 기판 설치면에 스퍼터 입자가 부착되고, 이것이 기판 이면에 부착되어 기판의 오염으로 될뿐만 아니라 이것이 다음 공정으로 수송되므로, 다른 제조 장치를 오염시키는 것에 의한 것이다.
타깃 클리닝 시나 프리스퍼터 시의 스퍼터 입자가 돌아드는 문제를 회피하기 위한 기술로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1에는, 타깃 주위에 통형의 캐소드 커버를 설치하고, 셔터를 캐소드 커버 개구 단부와 최소의 간극을 갖도록 설치하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3에는, 기판과 타깃 또는 기판과 증착원의 사이에 2장의 셔터를 갖는 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 평8-269705호 공보 일본 특허 출원 공개 제2002-302763호 공보 일본 특허 출원 공개 평 8-78791호 공보
그러나, 특허 문헌 1에서의 장치에 있어서는, 셔터와 캐소드 커버 개구부의 간극에 대해서 구체적인 형상이 개시되어 있지 않다. 한편, 상술한 바와 같이, 전자 디바이스의 고성능화에 따라 기판 설치면에의 막 부착을 원자수 레벨로 배제하는 요구가 있지만, 셔터와 캐소드 커버 개구면에 간극을 설치하는 구조에서는 원자수 레벨의 스퍼터 입자의 돌아들기를 방지할 수가 없었다.
또한, 특허 문헌 2 및 3에 있어서는, 안정된 상태에서 성막을 시작할 수 있고, 또한 파티클의 발생을 억제할 수 있는 이점은 있지만, 최근 요구되는 미량 레벨의 기판 홀더의 기판 적재면에 대하여 스퍼터 입자의 돌아들기 문제를 해결하는 것은 아니었다.
상기의 종래 기술의 문제에 감안하여, 본 발명은, 반도체 장치를 제조함에 있어서, 스퍼터법에 의해 박막을 기판에 퇴적하는 장치에 있어서 컨디셔닝 및 타깃 클리닝을 목적으로 하는 방전을 행할 때, 스퍼터 입자가 기판 홀더의 기판 적재면에 부착되는 것을 방지하고, 이로써 기판 오염이나 다른 제조 장치의 오염을 억제한 전자 디바이스의 제조 방법이며, 또한 안정된 막질을 유지하여 파티클의 발생을 억제한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 전자 디바이스의 제조 방법은, 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더를, 상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 기판 홀더를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
상기 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더를, 상기 제1 차폐 부재에 접근시켜서, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 위치시키는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링하는 제2 공정과,
상기 제2 공정 후에, 상기 제1 개폐 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하고, 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
혹은, 본 발명에 관련된 전자 디바이스의 제조 방법은, 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재를, 상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 제1 차폐 부재를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 상기 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 위치시키는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정과,
상기 제2 공정 후에, 상기 제1 개폐 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하고, 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
혹은, 본 발명에 관련된 스퍼터링 방법은, 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더를, 상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서 상기 기판 홀더를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 스퍼터링 방법이며,
상기 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더를, 상기 제1 차폐 부재에 접근시켜서, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 위치시키는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
혹은, 본 발명에 관련된 스퍼터링 방법은, 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재를, 상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 제1 차폐 부재를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 스퍼터링 방법이며,
상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 상기 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 위치시키는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전자 디바이스를 제조함에 있어서, 스퍼터법에 의해 박막을 기판에 퇴적하는 장치에 있어서 컨디셔닝 및 타깃 클리닝을 목적으로 하는 방전을 행할 때, 스퍼터 입자가 기판 홀더의 기판 적재면에 부착되는 것을 방지하고, 이로써 기판 오염이나 다른 제조 장치의 오염이 일어나지 않는 전자 디바이스의 제조 방법 및 스퍼터링 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 밝혀질 것이다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일한 혹은 마찬가지의 구성에는 동일한 참조 번호를 붙인다.
첨부 도면은 명세서에 포함되어, 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 형태를 나타내어, 그 서술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 사용된다.
도 1a는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치의 개략도이다.
도 1b는 도 1a에서 도시한 성막 장치를 동작시키기 위한 주 제어부의 블록도이다.
도 2는 기판 주변 커버링(21)에 대향한 기판 셔터(19)의 개략을 나타내는 도면이다.
도 3은 기판 셔터(19)에 대향한 기판 주변 커버링(21)의 개략을 나타내는 도면이다.
도 4a는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 4b는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 4c는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 5a는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5b는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5c는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5d는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5e는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5f는 컨디셔닝에 있어서의 성막 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 6a는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6b는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6c는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6d는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6e는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6f는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6g는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6h는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6i는 프리스퍼터 동작 및 기판상에의 성막을 행할 경우의 성막 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7a는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7b는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7c는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7d는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7e는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7f는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7g는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치의 변형예를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치를 구비하는 진공 박막 형성 장치의 일례인 플래시 메모리용 적층막 형성 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용하여 전자 디바이스 제품의 처리를 행하는 플로우를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용해서 컨디셔닝을 행할 때의 순서를 나타내는 도면이다.
도 12는 컨디셔닝의 개시 조건을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용해서 도 10의 처리를 실시했을 때, 기판 상에 부착된 파티클 개수를 하루에 1회 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 적합한 실시 형태를 설명한다.
도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 스퍼터링 장치(이하, 「성막 장치」라고 한다)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 도 1a는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(1)의 개략도이다. 성막 장치(1)는 진공 용기(2)와 배기 포트(8)을 통해서 진공 용기(2) 내를 배기하는 터보 분자 펌프(48)와 드라이 펌프(49)를 갖는 진공 배기 장치와, 진공 용기(2) 내에 불활성 가스를 도입하는 것이 가능한 불활성 가스 도입계(15)와, 반응성 가스를 도입하는 것이 가능한 반응성 가스 도입계(17)를 구비하고 있다.
배기 포트(8)는, 예를 들어 직사각형 단면의 도관이며, 진공 용기(2)와 터보 분자 펌프(48)의 사이를 연결하고 있다. 배기 포트(8)와 터보 분자 펌프(48)의 사이에는, 보수를 행할 때에, 성막 장치(1)와 터보 분자 펌프(48)의 사이를 차단하기 위한 메인 밸브(47)가 설치되어 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 공급을 차단하거나 개시하거나 하기 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 공급되어 불활성 가스 도입계(15)에서 유량 제어된 뒤, 후술하는 타깃(4)의 근방에 도입되도록 되어 있다.
반응성 가스 도입계(17)에는 반응성 가스를 공급하기 위한 반응성 가스 공급 장치(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 개시하거나 하기 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 공급되어 반응성 가스 도입계(17)에서 유량 제어된 뒤, 후술하는 기판(10)을 보유 지지하는 기판 홀더(7)의 근방에 도입되도록 되어 있다. 불활성 가스와 반응성 가스는, 진공 용기(2)에 도입된 뒤, 후술하는 바와 같이 스퍼터 입자를 발생시키고, 혹은 막을 형성하기 위해서 사용된 뒤, 배기 포트(8)를 통과해서 터보 분자 펌프(48)와 드라이 펌프(49)에 의해 배기된다.
진공 용기(2) 내에는, 피 스퍼터면이 노출되어 있는 타깃(4)을 백 플레이트(5)에 의해 보유 지지하는 타깃 홀더(6)와, 타깃(4)으로부터 방출된 스퍼터 입자가 도달하는 소정의 위치에 기판(10)을 보유 지지하는 기판 홀더(7)가 설치되어 있다. 또한, 진공 용기(2)에는, 진공 용기(2)의 압력을 측정하기 위한 압력계(41)가 설치되어 있다. 진공 용기(2)의 내면은 전기적으로 접지되어 있다. 타깃 홀더(6)와 기판 홀더(7)의 사이의 진공 용기(2)의 내면에는 전기적으로 접지된 통형의 실드(40)가 설치되어 있다. 실드(40)는 스퍼터 입자가 진공 용기(2)의 내면에 직접 부착되는 것을 방지하고, 교환 가능한 구조를 갖는다.
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 침식을 균일하게 하기 위해서, 방전 중에는 이 마그네트 홀더(3)는 회전하고 있다.
타깃(4)은 기판(10)에 대하여 경사진 상방에 배치된 위치(오프셋 위치)에 설치되어 있다. 즉, 타깃(4)의 스퍼터면의 중심점은 기판(10)의 중심점의 법선에 대하여 소정 치수 어긋난 위치에 있다. 타깃 홀더(6)에는 스퍼터 방전용 전력을 인가하는 전원(12)이 접속되어 있다. 도 1a에 도시하는 성막 장치(1)는 DC 전원을 구비하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 RF 전원을 구비하고 있어도 된다. RF 전원을 사용한 경우에는 전원(12)과 타깃 홀더(6)의 사이에 정합기가 설치된다.
타깃 홀더(6)는 절연체(34)에 의해 진공 용기(2)로부터 절연되어 있고, 또 Cu 등의 금속제이므로 DC 또는 RF의 전력이 인가된 경우에는 전극이 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 기판에 성막하고 싶은 재료 성분으로 구성된다. 막의 순도에 관계되므로 고순도인 것이 바람직하다. 타깃(4)과 타깃 홀더(6)의 사이에 설치되어 있는 백 플레이트(5)는 Cu 등의 금속으로 이루어져 있고, 타깃(4)을 보유 지지하고 있다. 혹은, 백 플레이트(5)를 사용하지 않고 타깃(4)을 직접 타깃 홀더(6)에 고정해도 된다. 이 경우, 타깃의 형상이 복잡해지는 문제가 있는 반면, 백 플레이트와 타깃을 접착할 필요가 없으므로 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
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)의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6)의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 차폐 부재(제3 차폐 부재)로서 기능한다. 또한, 타깃 셔터(14)에는 타깃 셔터 구동 기구(33)가 설치되어 있다.
기판 홀더(7)의 기판 설치면측에서, 또 기판(10)의 외측 테두리측(외주부)에는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재(이하, 「기판 주변 커버링(21)」이라고도 한다)가 설치되어 있다. 기판 주변 커버링(21)은 기판(10)의 성막면 이외의 장소에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지한다. 여기서, 성막면 이외의 장소는, 기판 주변 커버링(21)에 의해 덮이는 기판 홀더(7) 부분의 이외에 기판(10)의 측면이나 이면이 포함된다. 기판 홀더(7)에는 기판 홀더(7)를 상하 이동하거나, 소정의 속도로 회전하거나 하기 위한 기판 홀더 구동 기구(31)가 설치되어 있다. 기판 홀더 구동 기구(31)는, 기판 홀더(7)를 폐쇄 상태의 기판 셔터(19)(제1 차폐 부재)를 향해서 상승시키고, 혹은 기판 셔터(19)(제1 차폐 부재)에 대하여 강하시키므로, 기판 홀더(7)를 상하 이동시키는 것이 가능하다.
기판(10)의 근방에서 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6)의 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)가 기판 셔터 지지 부재(20)를 회전시킴으로써 타깃(4)과 기판(10)의 사이에 기판 셔터(19)가 삽입된다(폐쇄 상태). 이 때, 타깃(4)과 기판(10)의 사이는 차폐된다. 또한, 마찬가지로 기판 셔터 구동 기구(32)의 동작에 의해 타깃 홀더(6)(타깃(4))와 기판 홀더(7)(기판(10))의 사이로부터 기판 셔터(19)가 퇴피하면, 타깃 홀더(6)(타깃(4))와 기판 홀더(7)(기판(10))의 사이는 개방된다(개방 상태). 이와 같이, 기판 셔터 구동 기구(32)는, 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6)의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 기판 홀더(7)와 타깃 홀더(6)의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위해서 기판 셔터(19)를 개폐 구동한다.
기판 셔터(19)는 배기 포트(8) 안에 퇴피 가능하게 구성되어 있다. 도 1a에 도시한 바와 같이 기판 셔터(19)의 퇴피 장소가 고진공 배기용의 터보 분자 펌프(48)까지의 배기 경로의 도관에 수납되도록 하면, 장치의 장치 면적을 작게 할 수 있어서 적합하다.
기판 셔터(19)는 스테인리스나 알루미늄 합금에 의해 구성되어 있다. 또한, 내열성이 요구되는 경우에는 티탄 혹은 티탄 합금으로 구성되는 경우도 있다. 기판 셔터(19)의 표면은 샌드블라스트 등에 의해 블라스트 가공되어 표면에 미소한 요철이 설치되어 있다. 따라서 기판 셔터(19)에 부착된 막이 박리되기 어려워져서 박리로 인해 발생하는 파티클을 저감시킬 수 있다. 또한, 블라스트 가공의 이외에 금속 용사 처리 등으로 금속 박막을 기판 셔터(19)의 표면에 작성해도 된다. 이 경우, 용사 처리는 블라스트 가공만보다도 고가이지만, 기판 셔터(19)를 제거해서 부착된 막을 제거할 때, 약액 등에 의해 용사막마다 스퍼터 부착막을 용해하면 되므로, 셔터에 물리적인 손상을 주지 않는다는 이점이 있다. 또한, 유연한 Al막이 스퍼터막의 사이에서 부착력을 높이므로, 스퍼터막의 자기 응력에 의해 박리되는 것을 방지하는 효과도 있다.
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여 기판 주변 커버링(21) 및 기판 셔터(19)의 형상을 설명한다. 도 3은 기판 셔터(19)에 대향한 기판 주변 커버링(21)의 개략을 나타내는 도면이다. 기판 주변 커버링(21)에는 기판 셔터(19)의 방향으로 신장된 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 설치되어 있다.
도 2는 기판 주변 커버링(21)에 대향한 기판 셔터(19)의 개략을 나타내는 도면이다. 기판 셔터(19)에는 기판 주변 커버링(21)의 방향으로 신장된 링 형상을 갖는 돌기부가 형성되어 있다. 기판 주변 커버링(21)에 대향한 기판 셔터(19)의 면에는 돌기부(돌기(19a))가 설치되어 있다. 또한, 돌기(21a), 돌기(19a), 돌기(21b)의 순서대로 그 원주는 크게 형성되어 있다.
기판 홀더 구동 기구(31)에 의해 기판 홀더가 상승한 위치에서 돌기(19a)와 돌기(21a, 21b)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰진다. 혹은, 기판 셔터 구동 기구(32)에 의해 기판 셔터(19)가 강하된 위치에서 돌기(19a)와 돌기(21a, 21b)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰진다. 이 경우, 복수의 돌기(21a, 21b)에 의해 형성되는 오목부에 다른 쪽의 돌기(19a)가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰진다.
도 1b는 도 1a에서 도시한 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), 압계(41) 및 게이트 밸브와 각각 전기적으로 접속되어 있고, 후술하는 성막 장치의 동작을 관리하고 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 주 제어부(100)에 구비된 기억 장치(63)에는, 본 발명에 관한 컨디셔닝 및 프리스퍼터를 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 거쳐서 제어 프로그램을 인스톨하는 것도 가능하다.
다음에, 도 4a 내지 4c를 참조하여 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 위치 관계를 설명한다. 도 4a는, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)은 접근하여, 그 상대한 면의 돌기부가 엮임으로써 래버린스 시일이 형성된 상태(이후, 「위치A」라고 칭한다)를 나타내고 있다. 또한, 여기에서 말하는 래버린스 시일이란, 비접촉 시일의 일종이며, 대향하는 면에 형성된 각각의 돌기부((21a, 21b)에 의해 형성되는 오목부와, (19a)에 의해 형성되는 볼록부)가 끼워 맞춰진 상태에서 비접촉의 상태, 즉, 오목부와 볼록부 사이에 일정한 간극이 형성된 것을 말한다. 타깃으로부터 튕겨 나온 스퍼터 입자는 스퍼터 챔버 내를 직진하는 성질을 가지므로, 볼록부와 오목부의 사이의 간극을 통과할 수 없다. 따라서, 기판 홀더(7)의 표면 등에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a에 도시하는 래버린스 시일이 형성된 상태(위치A)에 있어서, 기판 셔터(19)의 평탄면에 대한 돌기의 높이를 H1, 기판 주변 커버링(21)의 평탄면에 대한 돌기의 높이를 H2, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 평탄면의 사이의 거리를 D1이라고 한다. 이 때, 래버린스 시일이 형성된 상태(위치A)에서는 D1<H1+H2의 관계가 충족된다.
위치A의 래버린스 시일이 형성된 상태에서는, 기판 셔터(19)의 돌기(19a), 기판 주변 커버링(21a, 21b)의 3개의 돌기가 서로 끼워 맞춰진 상태로 되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 상태에서 컨디셔닝 처리를 행하므로, 기판 홀더(7)의 표면에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 4b는, 기판 셔터(19)의 개폐 시에 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 접촉하지 않는 최소한도의 거리가 유지된 상태(이후, 「위치B」라고 칭한다)를 나타내고 있다. 위치B에 있어서 D1>H1+H2의 관계가 충족된다.
도 4c는, 기판 셔터(19)와 기판 홀더(7)의 사이의 거리가 최대한도로 넓혀진 상태(이후, 「위치C」라고 칭한다)를 나타내고 있다. 이 때, 위치C의 상태에 있는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 사이에 형성되는 간극으로부터 기판을 기판 홀더(7)의 기판 적재면으로 반송할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기판 홀더(7)를 상하 이동함으로써 기판 주변 커버링(21)의 위치를 움직이고, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 간격의 조정을 행하고 있지만, 이 예에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 셔터 구동 기구(32)가 기판 셔터(19)를 상하 이동하도록 구성해도 된다. 즉, 기판 셔터 구동 기구(32)는, 폐쇄 상태의 기판 셔터(19)(제1 차폐 부재)를 기판 주변 커버링(21)(제2 차폐 부재)이 설치된 기판 홀더(7)를 향해서 강하시키고, 또는 기판 홀더(7)에 대하여 상승시키므로, 기판 셔터(19)(제1 차폐 부재)를 상하 이동시키는 것이 가능하다.
혹은, 기판 셔터 구동 기구(32) 및 기판 홀더 구동 기구(31)가 기판 셔터(19)와 기판 홀더(7)를 각각 상하 방향으로 움직여서 위치C의 상태로 하는 것도 가능하다.
본 실시 형태에서는 기판 셔터 지지 부재(20)는, 회전 동작에 의해 기판 셔터(19)를 개폐하고 있지만, 타깃(4)과 기판(10)의 사이를 개폐할 수 있으면, 예를 들어 직선 도입 기구 등을 사용하여 횡방향으로 기판 셔터(19)를 슬라이드시키는 것도 가능하다.
(컨디셔닝 시의 동작)
다음에, 도 5a 내지 5f를 참조하여 컨디셔닝 시에 있어서의 성막 장치(1)의 동작을 설명한다. 또한, 여기에서 컨디셔닝 처리란, 기판에의 성막에 영향을 미치지 않도록 기판 셔터(19)을 폐쇄한 상태에서 성막 특성을 안정시키기 위해서 방전을 행하고, 스퍼터 입자를 챔버의 내벽 등에 부착시키는 처리를 말한다.
우선, 주 제어부(100)는 기판 셔터 구동 기구(32)에 기판 셔터(19)를 폐쇄하도록 지시한다. 다음에, 주 제어부(100)는 타깃 셔터 구동 기구(33)에 타깃 셔터(14)를 폐쇄하도록 지시한다. 주 제어부(100)의 지시에 따라서 타깃 셔터(14)와 기판 셔터(19)가 폐쇄된 상태가 된다. 이 상태에서 기판 홀더(7)는 대기 위치인 위치C에 배치해 둔다.
이어서, 주 제어부(100)는 기판 홀더 구동 기구(31)에 상승 동작을 실시하도록 지시함으로써, 기판 홀더(7)는 대기 위치인 위치C(도 4c)에서 래버린스 시일이 형성되는 위치(위치A(도 4a))로 상승 이동한다(도 5a).
다음에, 주 제어부(100)는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 타깃 셔터(14)를 폐쇄한 상태에서 타깃 부근의 불활성 가스 도입계(15)로부터 불활성 가스(Ar 외에 Ne, Kr, Xe)를 도입하도록 불활성 가스 도입계(15)를 제어하는 제어 장치에 지시한다. 이 때, 도 5b에 도시한 바와 같이 타깃 부근으로 불활성 가스를 도입함으로써 타깃 부근의 압력은 기판 부근과 비교해서 높아지므로, 방전되기 쉬운 상태로 되어 있다. 이 상태에서 전원(12)으로부터 타깃에 전력을 인가함으로써 방전을 개시한다. 이 때, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 사이에는 래버린스 시일이 형성되어 있으므로, 기판 홀더(7)의 기판 적재면으로 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 주 제어부(100)는, 도 5c에 도시한 바와 같이, 타깃 셔터 구동 기구(33)를 구동시켜서 타깃 셔터(14)를 개방하도록 지시한다. 이에 의해, 챔버의 내벽으로의 컨디셔닝이 개시된다. 타깃(4)으로부터 튕겨 나온 스퍼터 입자가 챔버의 내벽에 부착되어서 막이 퇴적된다. 또한, 내벽에 실드(40)가 설치되어 있는 경우에는, 실드(40)의 표면에 스퍼터 입자가 부착되어서 막이 퇴적된다. 단, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 사이에는 래버린스 시일이 형성되어 있으므로, 기판 홀더(7)의 기판 적재면에 스퍼터 입자가 돌아드는 것을 방지할 수 있다. 이 상태에서, 챔버의 내벽 또는 실드 등의 구성 부재에 막을 형성하는 컨디셔닝을 행한다. 이와 같이 하여 컨디셔닝을 행함으로써 타깃 셔터 개방 시에 있어서의 스퍼터 입자와 반응성 가스의 반응을 안정시킬 수 있다. 또한, 반응성 스퍼터 방전에 의한 컨디셔닝을 행하고 싶을 때는, 이 때 반응성 가스 도입계(17)로부터 기판 부근으로 반응성 가스를 도입한다.
소정 시간 방전한 뒤, 주 제어부(100)는 전원(12)에 대하여 전력의 인가를 정지시킴으로써 방전을 정지한다(도 5d). 이 때, 실드(40), 타깃 셔터(14), 기판 셔터(19), 그 밖의 타깃에 면하고 있던 면에는 퇴적 막(51)이 퇴적된 상태로 되어 있다.
다음에, 도 5e에 도시한 바와 같이, 주 제어부(100)는 불활성 가스 도입계(15)를 제어하는 제어 장치에 대하여 불활성 가스의 공급을 정지하도록 지시한다. 주 제어부(100)는 반응성 가스를 공급하고 있을 때는 반응성 가스의 공급도 정지하도록 반응성 가스 도입계(17)에 지시한다. 그 후, 주 제어부(100)는 타깃 셔터(14)를 폐쇄하도록 타깃 셔터 구동 기구(33)에 지시한다.
주 제어부(100)는, 도 5f에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(7)를 위치A에서 위치C의 상태로 이동하도록 기판 홀더 구동 기구(31)에 지시하여 컨디셔닝이 완료한다.
이상의 순서에 따라, 기판 홀더(7)의 기판 적재면으로의 스퍼터 입자의 돌아들기를 방지하여 컨디셔닝을 행할 수 있다.
또한, 성막 이전에 타깃에 부착된 불순물이나 산화물을 제거하는 타깃 클리닝 시의 동작은 상술한 컨디셔닝 시의 동작으로 같은 순서에 따라 실현할 수 있다.
(프리스퍼터 동작 및 기판으로의 성막)
다음에, 도 6a 내지 6i를 참조하여 프리스퍼터 동작 및 기판 상으로의 성막을 행할 경우의 성막 장치(1)의 동작을 설명한다. 여기서, 프리스퍼터란, 기판으로의 성막에 영향을 미치지 않도록 셔터가 폐쇄된 상태에서 방전을 안정시키기 위해서 행하는 스퍼터를 말하고, 기판 각각의 성막 전에는 모두 프리스퍼터를 행한다.
우선, 주 제어부(100)는 기판 셔터 구동 기구(32)에 기판 셔터(19)를 폐쇄하도록(위치A의 상태로 하도록) 지시한다. 다음에, 주 제어부(100)는 타깃 셔터 구동 기구(33)에 타깃 셔터(14)를 폐쇄하도록 지시한다. 이에 의해, 타깃 셔터(14)와 기판 셔터(19)가 폐쇄된 상태가 된다(도 6a). 이 상태에서 기판 홀더(7)는 대기 위치인 위치C에 배치해 둔다.
다음에, 주 제어부(100)는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 챔버 벽의 게이트 밸브(42)를 개방하고, 이 게이트 밸브(42)로부터 챔버 외의 기판 반송 수단(도시하지 않음)에 의해 기판(10)을 반입하도록 지시한다. 그리고, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 사이로부터 기판(10)을 반입하고, 또한 챔버 외의 기판 반송 수단과 기판 홀더 내의 리프트 기구(도시하지 않음)의 공동에 의해 기판 홀더(7)의 기판 적재면으로 기판(10)을 적재한다.
주 제어부(100)는, 도 6c에 도시한 바와 같이, 게이트 밸브(42)를 닫고, 기판 홀더 구동 기구(31)에 의해 기판 홀더(7)를 위치C(도 4c)에서 위치B(도 4b)의 상태로 이동시킨다. 위치B는 타깃(4)과 기판(10)의 위치 관계가 성막 분포 등의 점으로부터 최적인 바와 같은 점인 것이 바람직하다.
이어서, 주 제어부(100)는, 도 6d에 도시한 바와 같이, 기판 홀더 구동 기구(31)를 구동함으로써 기판 홀더(7)를 회전시킨다. 타깃 부근에 설치된 불활성 가스 도입계(15)로부터 불활성 가스(Ar 외에 Ne, Kr, Xe)를 도입한다. 주 제어부(100)는 타깃으로 전원(12)으로부터 전력을 인가함으로써 방전을 개시한다. 이와 같이, 기판 셔터(19)을 폐쇄한 상태에서 스퍼터를 개시함으로써, 기판에 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
방전을 안정시키는 소정 시간(3 내지 15초간)의 방전 안정 시간 후에, 주 제어부(100)는, 도 6e에 도시한 바와 같이, 타깃 셔터(14)를 개방하여 프리스퍼터를 개시한다. 또한, 이 때 방전이 개시되지 않는 등의 이상이 발생한 경우에는, 주 제어부(100)는 방전 전압 전류의 감시에 의해 그것을 검지하여, 성막 시퀀스를 정지할 수 있다. 문제가 없을 때에는 상술한대로 타깃 셔터(14)가 개방되므로, 스퍼터 입자가 실드의 내벽에 부착되어서 막이 퇴적된다. 또한, 반응성 스퍼터에 의한 퇴적을 행할 경우에는, 반응성 가스 도입계(17)로부터 반응성 가스를 도입한다. 내벽의 실드(40)의 실드 표면에 스퍼터 입자가 부착되어서 막이 퇴적된다.
프리스퍼터 중에 있어서의 기판 홀더의 위치B는 래버린스 시일이 형성되지 않는다. 그러나, 그 후의 기판 셔터(19)의 개방 동작을 행할 때에 기판 홀더를 퇴피하는 동작이 불필요하므로, 셔터의 개방 동작을 신속히 실행할 수 있다. 또한, 기판 홀더(7)의 기판 적재면에는 이미 기판(10)이 적재되어 있으므로, 약간 돌아드는 스퍼터 입자는 대부분의 경우 문제가 되지는 않는다. 그러나, 반도체 소자의 특성 확보를 위해서 약간 돌아드는 스퍼터 입자가 문제가 되는 경우에는, 프리스퍼터 동안에 기판 셔터(19)를 위치A로 하여 두면 프리스퍼터중의 스퍼터 입자의 돌아들기를 방지하고, 또한 고품위의 막을 성막할 수 있다.
필요한 시간만 프리스퍼터를 행한 후, 도 6f에 도시한 바와 같이, 주 제어부(100)는 기판 셔터 구동 기구(32)에 의해 기판 셔터(19)를 개방하여 기판(10)으로의 성막을 개시한다.
소정의 시간 방전한 뒤, 도 6g에 도시한 바와 같이, 주 제어부(100)는 전력의 인가를 멈춤으로써 방전을 정지하는 동시에 불활성 가스의 공급을 정지한다. 또한, 주 제어부(100)는 반응성 가스를 공급하고 있을 때는 반응성 가스의 공급도 정지한다. 주 제어부(100)는 기판 셔터(19)와 타깃 셔터(14)를 폐쇄한다. 도 6h에 도시한 바와 같이, 주 제어부(100)는 기판 홀더(7)를 위치B에서 위치C의 상태에 이동시킨다.
도 6i에 도시한 바와 같이, 챔버의 게이트 밸브(42)을 열고, 반입 시와 역순으로 기판을 반출하여 프리스퍼터 및 기판으로의 성막 처리를 완료한다.
이상의 순서에 따라 셔터 기구를 동작시킴으로써, 기판으로의 스퍼터 입자의 침입을 방지하여 고품질의 성막을 형성하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 관한 스퍼터링 장치에 따르면, 컨디셔닝, 프리스퍼터 및 타깃 클리닝을 목적으로 하는 방전을 행할 때, 스퍼터 입자가 기판 홀더의 기판 적재면에 부착되는 것을 방지하는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
(변형예 1)
도 7a 내지도 7g를 참조하여 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 변형예를 설명한다.
도 7a는 도 1a에 도시하는 장치에 있어서 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 의해 형성되는 래버린스 시일의 확대 개략도이다. 이와 같이, 기판 주변 커버링의 돌기 21a와 21b의 사이의 위치에 대향해서 설치된 기판 셔터의 돌기(19a)에 의해, 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)의 사이에 래버린스 시일을 형성할 수 있다. 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 2개(21a, 21b)인 경우, 기판 셔터(19)의 돌기(19a)와 돌기(21a, 21b)의 사이에서 래버린스 셔터에 형성되는 시일 공간의 굴곡은 파선 영역(71 내지 74)으로 나타내지는 4군데가 된다.
래버린스 시일의 상하 방향의 간격(예를 들어 도 7a의 D2)은 기판 홀더(7)의 상하 이동을 제어함으로써 변화시킬 수 있다. 이 경우, 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)는 접촉하지 않도록 기판 홀더(7)의 상하 이동은 주 제어부(100)에 의해 제어된다. 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)가 접촉된 경우, 기판 홀더(7)의 기판 적재 장소에는 스퍼터 입자의 돌아들기는 없어지지만, 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)의 접촉부에서 파티클이 발생하여 바람직하지 않다. 파티클은 그 후에 반송되어 처리되는 처리 기판의 성막의 막질을 악화시켜, 디바이스 수율이나 특성을 악화시키기 때문이다.
기판 셔터(19)를 개폐할 경우, 주 제어부(100)는 기판 홀더 구동 기구(31)를 동작시켜서 기판 주변 커버링(21)의 돌기(21a, 21b)가 기판 셔터(19)의 돌기(19a)에 접촉하지 않는 위치(위치B 또는 위치C)까지 기판 홀더(7)를 하강시킨다. 이와 같은 기판 셔터(19)의 돌기와 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 충돌(접촉)하지 않도록 주 제어부(100)가 행하는 제어는 이하에 설명하는 래버린스 시일의 변형예에 있어서 동일하다.
래버린스 시일은 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)에 설치된 돌기와 돌기 또는 홈의 조합에 의해 형성된다. 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21) 중 적어도 어느 한쪽이 상하 이동 가능한 것이 필요하다. 본 실시 형태에서는, 기판 홀더(7)를 상하 방향으로 구동함으로써 기판 주변 커버링(21)의 위치가 상하 방향으로 이동 가능하다.
기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 돌기의 수는 각각 1개 이상 있는 것이 필요하다. 바람직하게는 어느 한쪽 돌기의 수가 2개 이상인 것이 스퍼터 입자의 돌아들기를 방지하는 관점에서 바람직하다. 도 1a에 대응하는 도 7a는 기판 셔터(19)의 돌기가 1개이고 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 2개 있는 경우를 예시하고 있다.
도 7b는 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 각각 1개씩인 경우를 예시하고 있다. 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 1개(21a)인 경우, 기판 셔터(19)의 돌기(19a)와 돌기(21a)의 사이에서 래버린스 셔터에 형성되는 시일 공간의 굴곡은 파선 영역(75, 76)으로 나타내지는 2군데가 된다.
도 7c는 기판 셔터(19)의 돌기가 2개(19a, 19b)이고, 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 1개(21a)인 경우를 예시하고 있다. 도 7d는 기판 셔터(19)의 돌기가 2개(19a, 19b)이고, 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 2개(21a, 21b)인 경우를 예시하고 있다.
또한, 돌기가 복수개 있는 경우, 예를 들어 도 7e와 같이 돌기의 높이가 상이해도 된다. 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 접촉하지 않는 한, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 평탄면의 거리 D1보다도 돌기의 높이 H1 또는 H2가 길어도 상관없다. 도 7e는 거리 D1보다도 H1이 큰 일례이다.
도 7e에서는 기판 셔터(19)에 설치되어 있는 돌기의 높이가 상이한 예를 나타내고 있지만, 이 예에 한정되지 않고, 기판 주변 커버링(21)의 돌기의 높이가 상이하도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 돌기의 각이나 그 뿌리는 모두 직각이 아니어도 되고, 가공이나 보수의 용이성으로부터, 예를 들어 라운드 형상이어도 상관없다.
또한, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21) 중 어느 한쪽에 기판 셔터(19) 혹은 기판 주변 커버링(21)에 파인 홈을 설치하고, 또한 다른 쪽에 돌기를 설치하고, 그들이 상대해서 래버린스 시일을 형성하는 도 7f와 같은 구성이어도 된다.
또한, 기판 주변 커버링(21)은 성막중에 기판의 성막면 이외의 부분(기판의 단부(외주부))에 성막되지 않도록 하는 마스크 부재(셰도우링)로서의 기능을 갖고 있어도 된다. 기판의 단부(외주부)를 스퍼터 입자의 부착으로부터 지키기 위해서, 예를 들어, 도 7g과 같이, 기판 주변 커버링(21)이 기판의 단부에 오버랩되는 영역을 갖고 있다. 기판을 기계적으로 고정하기 위해서 오버랩부가 기판에 접촉하는 구성을 갖는 경우가 있다. 혹은, 기계적인 고정이 불필요한 경우, 기판 주변 커버링(21)은 기판(10)에 접촉하지 않도록 하는 구성을 가질 수도 있다.
(변형예 2)
상술한 실시 형태에 있어서는 단일 타깃을 사용한 예를 들었지만, 도 8과 같은 복수의 타깃의 스퍼터 장치를 사용해도 된다. 이 경우, 한쪽 타깃이 다른 쪽의 타깃으로부터의 스퍼터 입자의 부착으로 인해 오염되는 것을 방지하기 위해서, 각각의 타깃에 대하여 복수의 타깃 셔터(14)를 설치할 필요가 있다. 이렇게 함으로써 타깃 상호의 오염물을 막도록 동작할 수 있다.
하기의 실시예에 의해 본 발명에 관련된 전자 디바이스의 제조 방법을 설명한다.
(실시예 1）　
TiN 성막 시, 정기적으로 챔버벽에 Ti를 성막함으로써 챔버벽의 TiN의 박리를 방지할 경우에 본 발명을 적용한 경우를 설명한다. 장치는 상술한 실시 형태에서 설명한 장치(도 1a)를 사용하고 있다. 타깃(4)은 Ti를 사용하고 있다. 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 돌기는 도 7a에 도시하는 것을 사용하고 있다. 본 실시예에서 사용한 도 7a의 상태는 기판 셔터(19)의 돌기의 수가 1개, 기판 주변 커버링(21)의 돌기의 수가 2개이다.
TiN 성막 전의 컨디셔닝 방전(프리스퍼터)은 후술하는 TiN 성막 조건에서 1200초 행한 후, 300mm 직경의 Si 기판 상에 SiO2(1.5nm)/HfSiO(1.5nm)의 적층막이 형성된 웨이퍼를 성막 챔버(1)에 반송해서 기판 홀더(7)에 적재하여 두께 7nm의 TiN 성막을 행했다.
그 때의 TiN 성막 조건은 이하와 같다.
불활성 가스로서 Ar 가스 20sccm(sccm: standard cc per minute의 약자이며, 표준 상태인 0℃ 1기압의 cm3 단위로 환산한 1분당 공급하는 가스 유량의 단위), 반응성 가스로서 N2 가스 20sccm, 압력 0.04Pa, 파워 700W, 시간 240초이다.
웨이퍼를 반출하고, 또한 동일한 성막을 300장 행하고, 웨이퍼를 반출해서 처리를 종료했다.
다음에, 컨디셔닝 처리를 행했다. 본 실시예에서는 기판 셔터(19)의 돌기의 높이 H1은 10mm인 것이 1개, 기판 주변 커버링(21)의 높이 H2는 10mm인 것이 2개이며, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)의 돌기를 제외한 평탄부간의 거리 D는 15mm로 했다. 기판 홀더(7)는, 상술한 도 4a에 도시하는 위치A의 상태가 되도록 배치되고, Ar 가스 50sccm, 압력 0.04Pa로 하고, 파워 1000W로 방전 개시시킨 뒤, 타깃 셔터(14)을 개방하고, 기판 셔터(19)는 폐쇄한 채, 2400초간의 컨디셔닝 방전을 행했다.
또한, 통상, 컨디셔닝 시에는 기판을 기판 홀더(7)에 두지 않지만, 실험을 위해서 본 실시예에서는 300mm의 Si 베어 기판을 기판 홀더(7)의 기판 적재면에 적재해서 방전을 행했다.
방전 종료 후, 기판 홀더(7) 위에 적재해 둔 300mm의 Si 베어 기판을 취출하고, 전반사 형광 X선 분석 장치　TXRF: total-reflection X-ray fluorescence((주)테크노스사제 TREX630IIIx)로 기판 단부로부터 26 내지 34mm의 부분의 분석을 행한 결과, 검출된 Ti의 양은 검출 한계 이하이었다.
(실시예 2)
래버린스 시일의 래버린스 경로의 형태가 실시예 1과 상이한 경우의 효과를 조사하기 위해서 도 7b와 같이 돌기의 수를 변경한 기판 주변 커버링(21)을 사용하고, 그 이외는 실시예 1과 동일한 장치와 조건으로 실험을 행했다. 본 실시예에서 사용한 기판 주변 커버링(21)(도 7b)은 기판 셔터(19)의 돌기의 수가 1개, 기판 주변 커버링(21)의 돌기의 수가 1개이다. 실시예 1의 경우와 동일 조건으로 실험한 결과, 검출된 Ti의 양은 2×1010atms/cm2이었다.
(비교예 1)
비교를 위해서 기판 홀더(7)의 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)에 돌기가 없고, 래버린스 시일이 없는 장치로, 그 이외는 동일 조건으로 컨디셔닝 방전의 실험을 행했다. 이 때의 기판 주변 커버링(21)과 기판 셔터(19)의 평탄부의 거리 D는 실시예 1, 실시예 2와 동일한 거리에서 실험을 행했다. 이 결과, 기판의 외주부에는 육안으로 확인할 수 있을 정도의 Ti막이 형성되었다. 형성된 Ti막이 두꺼우므로 TXRF에서는 측정을 할 수 없었으므로, TEM(Transmission Electron Microscope)으로 단면을 관찰함으로써 막 두께를 측정한 결과, 막 두께는 약 5nm 정도이었다. 또한, Ti막 5nm의 두께는 Ti의 밀도를 4.5로 하여 계산한 경우, 약 3×1016atms/cm2이다. 따라서, 래버린스 시일이 있는 실시예 1이나 실시예 2보다도 래버린스 시일을 갖지 않는 본 비교예의 경우, 기판 적재면으로 돌아드는 스퍼터 입자가 매우 많은 것이 확인되었다.
실시예 1, 실시예 2와 비교예를 정리하면 표 1과 같은 결과가 된다. 또한, 비교예의 Ti량(＊표시)은 막 두께로부터의 환산값을 나타내고 있다.
기판 셔터 돌기의 수 기판 주변 커버링 돌기의 수 Ti량(atms/cm2)
실시예 1 1 2 검출 한계 이하
실시예 2 1 1 2×1010
비교예 0 0 3×1016*
래버린스 시일이 있는 실시예 1과 실시예 2는 래버린스 시일이 없는 비교예보다도 Ti의 양이 현저하게 적었다. 또한, 실시예 1의 기판 주변 커버링(21)의 돌기가 2개인 경우(시일 공간의 굴곡이 4군데)에는, 실시예 2의 돌기가 1개뿐인 경우(시일 공간의 굴곡은 2군데)보다도 검출된 Ti의 양이 적었다. 한쪽 돌기가 2개인 경우, 즉 래버린스 시일의 공간의 굴곡이 4개 있는 경우에는, 돌기가 1개씩, 즉 래버린스 시일의 공간의 굴곡이 2개밖에 없는 경우보다 현저한 원자수 레벨의 돌아들기를 방지하는 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 도 7c, 도 7d, 도 7e, 도 7f에 대해서도 마찬가지로 확인을 행한 결과, 실시예 1과 마찬가지로 그 Ti 검출량은 검출 한계 이하이었다. 이들 도 7c, 도 7d, 도 7e, 도 7f에서는 래버린스 시일의 굴곡은 4개 이상이다. 즉, 래버린스 시일의 공간의 굴곡이 4개 이상인 경우에는, 실시예 1과 동일하거나 그 이상의 효과가 얻어지는 것으로 추측된다.
(실시예 3)
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(1)를 구비하는 진공 박막 형성 장치의 일례인 플래시 메모리용 적층막 형성 장치(이하, 단순히 「적층막 형성 장치」라고도 한다)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 9에 도시하는 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 거쳐서 연결되어 있다.
다음에, 도 9에 나타낸 적층막 형성 장치의 동작에 대해서 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 반입하고, 또한 원하는 진공 처리실에 반송한다.
본 실시 형태에 있어서는, 처음에 기판 가열실(913)에 피처리 기판을 반송해서 400℃까지 가열하고, 다음에 제1 PVD(스퍼터링)실(914)에 반송해서 피처리 기판 상에 Al2O3 박막을 15nm의 두께로 성막한다. 이어서, 제2 PVD(스퍼터링)실(915)에 피처리 기판을 반송하여, 그 위에 TiN막을 20nm의 두께로 성막한다. 마지막으로, 피처리 기판을 기판 냉각실(917) 내에 반송하여 실온이 될 때까지 피처리 기판을 냉각한다. 모든 처리가 종료된 후, 로드 로크실(911)에 피처리 기판을 복귀시키고, 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 성막 장치(1)를 사용하여 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 전자 디바이스 제품의 처리 플로우를 예시하는 도면이다. 또한, 여기에서는 성막 장치(1)에 탑재하는 타깃(4)으로서 Ti를, 불활성 가스로서 아르곤을, 반응성 가스로서 질소를 사용한 경우를 예로 해서 설명한다.
스텝 S1에 있어서, 타깃 및 실드 교환 후, 진공 용기(2)를 배기해서 소정의 압력으로 제어된다. 소정의 압력이 된 상태에서, 스텝 S2에 있어서, 타깃 셔터(14)와 기판 셔터(19)를 폐쇄한 상태에서 타깃 클리닝을 개시한다. 타깃 클리닝이란, 타깃의 표면에 부착된 불순물이나 산화물을 제거하기 위해서 행하는 스퍼터링을 말한다. 타깃 클리닝에 있어서는, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 래버린스 시일을 형성하는 바와 같은 기판 홀더의 높이를 설정해서 행한다. 이와 같이 설정함으로써 기판 홀더의 기판 설치면으로 스퍼터 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 타깃 클리닝을 실시할 때, 기판 홀더에 기판을 설치한 상태에서 실시해도 된다.
다음에, 스텝 S3에 있어서, 도시하지 않은 입력 장치로부터 주 제어부(100)에 입력된 성막 개시의 지시에 따라서 주 제어부(100)에 의해 성막 동작이 개시된다.
스텝3에서 성막 개시의 지시가 이루어지면, 스텝 S4의 컨디셔닝을 행한다. 컨디셔닝이란, 성막 특성을 안정시키기 위해서 방전을 행하고, 타깃을 스퍼터링해서 스퍼터 입자를 챔버의 내벽 등에 부착시키는 처리이다.
여기서 컨디셔닝에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 11은 스퍼터 성막 장치(1)을 사용해서 컨디셔닝을 행할 때의 순서를 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 순서는 기억 장치(63)에 기억되고, 주 제어부(100)에 의해 연속적으로 실행된다.
도 11을 참조해서 성막의 순서를 설명한다. 우선, 가스 스파이크를 행한다(S1101). 이 공정에 의해 챔버 내의 압력을 높게 하고, 다음의 플라즈마 착화 공정에서 방전 개시를 하기 쉬운 상태를 만든다. 이 조건은 타깃 셔터(14) 및 기판 셔터(19)은 폐쇄 상태이며, 질소 가스 유량은 도입되지 않고, 아르곤 가스 유량은 400sccm이다. 아르곤 가스 유량은 다음의 플라즈마 착화 공정에서 착화를 용이하게 행하기 위해서 100sccm 이상인 것이 바람직하다.
다음에, 플라즈마 착화 공정을 행한다(S1102). 셔터 위치 및 가스 조건을 보유 지지한 채 Ti 타깃에 1000W의 DC 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다(플라즈마 착화). 이 가스 조건을 사용함으로써 저압력에서 일어나기 쉬운 플라즈마의 발생 불량을 방지할 수 있다.
다음에, 프리스퍼터(S1103)를 행한다. 프리스퍼터에서는 타깃에 인가되는 전력(타깃 인가 전력)을 유지한 채 가스 조건을 아르곤 100sccm으로 변경한다. 이 순서에 의해 플라즈마가 손실되지 않고, 방전을 유지할 수 있다.
다음에, 컨디셔닝1(S1104)을 행한다. 컨디셔닝1에서는 타깃 인가 전력, 가스 유량 조건 및 기판 셔터(19)의 위치를 폐쇄한 상태로 유지한 채 타깃 셔터(14)를 개방한다. 이렇게 함으로써 Ti 타깃으로부터의 스퍼터 입자를 실드 내벽을 포함하는 챔버 내벽에 부착시킴으로써, 실드 내벽을 저응력의 막으로 덮을 수 있다. 따라서, 스퍼터 막이 실드로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으므로, 박리된 막이 챔버 내에 비산되어 디바이스 상에 낙하하여, 제품의 특성을 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 재차 가스 스파이크(S1105)를 행한다. 가스 스파이크 공정에서는 타깃에의 전력 인가를 정지함과 동시에, 아르곤 가스 유량을 200sccm, 질소 가스 유량을 10sccm으로 한다. 아르곤 가스 유량은 다음의 플라즈마 착화 공정에서 착화를 용이하게 행하기 위해서 후술하는 컨디셔닝2 공정(S1108)보다도 큰 유량, 예를 들어 100sccm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 컨디셔닝2 공정(S1108)에서는 질소 가스를 도입한 반응성 스퍼터법으로 질화막을 성막하므로, 가스 스파이크 공정으로부터 질소 가스를 도입함으로써 급격한 가스 유량 변화를 방지하는 효과도 있다.
다음에, 플라즈마 착화 공정을 행한다(S1106). 셔터 위치 및 가스 유량 조건을 보유 지지한 채 Ti 타깃에 750W의 DC 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다(플라즈마 착화). 이 가스 조건을 사용함으로써 저압력에서 발생하기 쉬운 플라즈마의 발생 불량을 방지할 수 있다.
다음에, 프리스퍼터(S1107)를 행한다. 프리스퍼터에서는 타깃 인가 전력을 유지한 채 가스 유량 조건을 아르곤 10sccm, 질소 가스 10sccm으로 변경한다. 이 순서에 의해 플라즈마가 손실되지 않고, 방전을 유지할 수 있다.
다음에, 컨디셔닝2(S1108)를 행한다. 컨디셔닝2에서는 타깃 인가 전력, 가스 유량 조건 및 기판 셔터(19)의 위치를 폐쇄한 상태로 유지한 채 타깃 셔터(14)를 개방한다. 이렇게 함으로써 Ti 타깃으로부터의 스퍼터 입자와 반응성 가스인 질소가 반응하고, 실드 내벽을 포함하는 챔버 내벽에 질화막을 부착시킴으로써, 다음의 기판 성막 공정으로 이행할 때에 챔버 내 가스 상태의 급격한 변화를 억제할 수 있다. 챔버 내 가스 상태의 급격한 변화를 억제함으로써 다음의 기판 성막 공정에 있어서의 성막을 초기보다 안정적으로 행할 수 있으므로, 그 디바이스 제조에 있어서 제조 안정성의 향상에 대해서 큰 개선 효과가 있다.
이상의 각 순서에 필요로 하는 시간은 최적인 값으로 설정되지만, 본 실시 형태에서는 최초의 가스 스파이크(S1101)를 0.1초, 플라즈마 착화(S1102)를 2초, 프리스퍼터(S1103)를 5초, 컨디셔닝1(S1104)을 240초, 2회째의 가스 스파이크(S1105)를 5초, 2회째의 플라즈마 착화(S1106)를 2초, 2회째의 프리스퍼터를 5초, 컨디셔닝2(S1108)를 180초로 했다.
또한, 재차의 가스 스파이크 공정(S1105), 거기에 이어지는 플라즈마 착화 공정(S1106), 프리스퍼터 공정(S1107)은 생략할 수도 있다. 생략된 경우에는, 컨디셔닝 시간을 단축할 수 있는 점에서 바람직하다. 그러나, 아르곤 가스 방전인 컨디셔닝1 공정(S1104)에 이어서 질소 가스를 첨가한 컨디셔닝2 공정(S1108)을 계속해서 행한 경우에는, 방전을 계속하면서 플라즈마의 성질이 크게 변화되게 되므로, 그 과도 상태에 기인해서 파티클이 증가하는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 방전을 일단 정지해서 가스를 교체하는 것을 포함하는 이들 공정(S1105, S1106, S1107)을 컨디셔닝1 공정(S1104)과 컨디셔닝2 공정(S1108)의 사이에 삽입 함으로써, 컨디셔닝중의 플라즈마 특성의 급격한 변동을 더욱 억제할 수 있으므로, 파티클이 발생하는 리스크를 작게 할 수 있다.
또한, 반응성 스퍼터인 컨디셔닝2(S1108)는 후술하는 기판 상으로의 성막 조건과 대체로 동일 조건인 것이 바람직하다. 컨디셔닝2(S1108)와 제품 제조 공정에 있어서의 기판 상으로의 성막 조건을 대체로 동일 조건으로 함으로써, 제품 제조 공정에 있어서의 기판 상으로의 성막을 보다 안정적으로 재현성 좋게 행할 수 있다.
설명을 도 10으로 되돌아가, 컨디셔닝(S4) 후, 기판 상으로의 성막 처리를 포함하는 스텝 S5를 행한다. 여기서, 도 10을 참조해서 스텝 S5를 구성하는 성막 처리를 위한 순서를 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 반입되고, 기판 홀더(7) 상의 기판 적재면에 적재된다. 기판 홀더(7)는 기판을 적재한 채 성막 위치로 상방으로 이동한다.
다음에, 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, 다음의 착화 공정(S503)에서 필요하게 되는 압력을 확보할 수 있으면 되므로, 예를 들어 0.1초 정도이다.
다음에 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 채로, 타깃(4)에, 예를 들어 750W의 직류(DC) 전력을 인가하고, 타깃의 스퍼터면의 근방에 방전 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 착화 공정(S503)에 필요로 하는 시간은 플라즈마가 착화될 정도의 시간이면 되고, 예를 들어 2초이다.
다음에, 프리스퍼터를 행한다(S504). 프리스퍼터 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. 이 때, 타깃으로의 직류(DC) 전력은, 예를 들어 750W이며, 방전은 유지되고 있다. 프리스퍼터 공정(S504)에 필요로 하는 시간은 다음의 짧은 컨디셔닝을 위한 준비가 갖추어질만큼의 시간이면 되고, 예를 들어 5초이다.
다음에, 짧은 컨디셔닝을 행한다(S505). 짧은 컨디셔닝 공정(S505)에서는, 타깃 셔터(14)를 개방해서 개방 상태로 한다. 기판 셔터(19)는 폐쇄 상태를 유지하고, 아르곤 가스의 유량을 10sccm, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 유지한다. 이 때, 타깃으로의 직류(DC) 전력은, 예를 들어 750W이며, 방전은 유지되어 있다. 이 짧은 컨디셔닝에서는, 실드 내벽 등에 티탄의 질화막이 성막되고, 다음 공정의 기판으로의 성막 공정(S506)에서 안정적인 분위기에서 성막하기 때문에 효과가 있다. 이 효과를 크게 하기 위해서, 다음 공정의 기판 상으로의 성막 공정(S506)에서의 방전 조건과 대체로 동일 조건으로 성막이 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 짧은 컨디셔닝 공정(S505)에 필요로 하는 시간은 이전의 컨디셔닝(S4)에 의해 분위기가 갖추어져 있으므로, 이전의 컨디셔닝1(S1104), 컨디셔닝2(S1108)보다도 짧은 시간이 좋고, 예를 들어 5 내지 30초 정도가 좋다.
그리고, 다음에 아르곤 가스, 질소 가스, 직류 전력의 조건을 짧은 컨디셔닝 공정(S505)의 조건과 동일하게 유지해서 방전을 유지하고, 타깃 셔터(14)를 개방 상태로 유지한 채, 기판 셔터(19)을 개방하고, 기판으로의 성막을 개시한다(S506). 즉, 기판(10)으로의 성막 조건은, 아르곤 가스 유량이 10sccm, 질소 가스 유량이 10sccm, 타깃으로 인가하는 직류 전력이 750W이다.
타깃(4)으로의 전력을 정지해서 기판 상으로의 성막(S506)을 종료한 후, 기판 반출(S507)을 행한다. 기판 반출(S507)에서는, 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.
다음에, 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 판단한 경우에는, 처리를 스텝 S4로 복귀시켜, 재차 컨디셔닝을 행한다(S4). 한편, 스텝 S6에 있어서, 주 제어부(100)에 의해 컨디셔닝이 불필요하다고 판단된 경우에는 다음의 S7의 종료 판단으로 진행한다. 스텝 S7에서는 종료 신호가 주 제어부(100)에 입력되어 있는지 어떤지, 장치에 공급되는 처리용 기판이 있는지 어떤지 등을 기초로 판단하여, 종료하지 않는 판단일 때는 (S7-NO), 처리를 스텝S 501으로 복귀시켜, 재차 기판 반입(S501)부터 성막(S506)을 거쳐서 기판 반출(S507)까지를 행한다. 이와 같이 하여 제품 기판으로의 성막 처리가 소정의 매수, 예를 들어 몇백막 정도 계속된다.
컨디셔닝 필요 여부 판단 공정(S6)에 의해 컨디셔닝을 시작해야 한다고 판정되는 일례를 설명한다. 연속 처리 후, 제품 대기 시간 등의 이유로 인해 대기 시간이 발생하는 경우가 있다. 기억 장치(63)에 기억된 판정 조건으로부터 컨디셔닝이 필요해지는 대기 시간이 발생한 경우, 주 제어부(100)는 컨디셔닝이 필요하다고 판단하여, 재차 스텝 S4의 컨디셔닝을 실시한다. 이 컨디셔닝에 의해, 실드 내면에 부착된 TiN 등의 고응력인 막의 또한 상면을, Ti 등의 저응력의 막으로 덮을 수 있다. TiN이 연속적으로 실드에 부착되어 가면, TiN막의 응력이 높고 또 실드와의 밀착성이 약하므로 막 박리가 발생해서 파티클이 된다. 이 때문에, 막 박리를 방지하는 것을 목적으로 하여 Ti 스퍼터를 행한다.
Ti막은 실드나 TiN막과의 밀착성이 높고 TiN막의 박리 방지의 효과(벽 도포 효과)가 있다. 이 경우, 실드 전체에 스퍼터 하기 위해서 기판 셔터를 사용해서 행하는 것이 효과적이다. 본 발명의 실시 형태에 관한 스퍼터 성막 장치(1)에 따르면, 기판 셔터(19)와 기판 주변 커버링(21)이 래버린스 시일을 형성하므로, 기판 홀더의 기판 설치면에 스퍼터막이 퇴적되지 않고 컨디셔닝을 행할 수 있다. 이 컨디셔닝의 후, 재차 성막 처리(S5)(S501 내지 S507)를 행한다.
이상과 같이, 컨디셔닝을 행하고, 그 후, 제품 처리의 순서를 타깃 수명까지 반복한다. 그 후에는 보수가 되고, 실드 및 타깃을 교환한 후, 초기의 타깃 클리닝부터 반복하게 된다.
이상의 순서에 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 보수를 행하는 예를 나타냈지만, 실드 교환을 위한 보수에도 동일한 운용을 행한다. 또한, 여기서는 대기 시간이 발생한 경우의 컨디셔닝 개시예를 설명했지만, 컨디셔닝의 개시 조건(컨디셔닝 필요 여부 판단의 조건)은 상기 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, 타깃으로 인가된 전력량, 실드 교환 후에 그 실드로 성막하기 위해서 타깃으로 인가된 전력량, 대기 시간 및 처리의 대상이 되는 전자 디바이스의 변경 등에 따른 성막 조건의 변경이다.
컨디셔닝의 개시 타이밍은 로트(제조 공정을 관리하는 동시에 편의적으로 설정되는 기판의 묶음이며, 통상은 기판 25장을 1로트로 한다)의 처리 종료 후로 할 수 있다. 처리해야할 로트(처리 로트)가 복수개 있는 경우에는, 처리 로트의 총수가 판정 조건이 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 상술한 판정 조건 중 어느 하나를 만족한 경우, 처리중에 끼어들어서 컨디셔닝의 개시 타이밍으로 할 수 있다(컨디셔닝 개시 조건 2, 4, 6, 8, 10, 12).
처리된 기판의 총수로 판정하는 방법(1201)은, 로트를 구성하는 기판 매수가 변동해도 컨디셔닝 간격이 일정해지는 이점이 있다. 처리 로트의 총합으로 판정하는 방법(1202)은, 로트수로 공정 관리가 이루어지고 있는 경우, 컨디셔닝 시기를 예측할 수 있는 이점이 있다.
성막 장치가 성막한 막 두께로 판정하는 방법(1203)은, 실드로부터의 막 박리가 막 두께의 증가에 의존하는 경우, 적절한 타이밍으로 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 타깃의 적산 전력으로 판정하는 방법(1204)은, 타깃 표면이 성막 처리에 의해 변화되는 경우, 적절한 타이밍으로 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 실드당의 적산 전력으로 판정하는 방법(1205)은, 실드 교환과 타깃 교환의 주기가 어긋나는 경우이어도 적절한 타이밍으로 컨디셔닝을 실시할 수 있는 이점이 있다. 대기 시간으로 판정하는 방법(1206)은, 대기 시간중에 성막실 내의 잔류 가스 농도나 온도가 변화되어, 성막 특성이 악화될 우려가 있는 경우, 성막 특성을 양호한 상태에서 안정시키는 효과가 있다. 기판으로의 성막 조건(제품 제조 조건)의 변경을 판정 조건으로 하는 방법(1207)은, 성막 조건이 변경되는 경우라도 안정적으로 기판 상으로의 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 이어지므로, 결과적으로 기판으로의 성막 특성의 로트 내 변동의 원인이 된다. 기판으로의 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 처리중에 컨디셔닝을 끼어드는 방법은, 정확한 컨디셔닝 타이밍으로 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 사용해서 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 텐콜사제의 표면 검사 장치 「SP2」(상품명)를 사용해서 실시했다. 본 데이터는 16일간이라는 비교적 장기간에 걸쳐서 기판당 10개 이하라는 지극히 양호한 파티클수를 유지할 수 있었던 것을 나타내고 있다.
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈되지 않고, 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해서 이하의 청구항을 첨부한다.

Claims (8)

  1. 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
    상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
    상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
    상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
    상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
    상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더를, 상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 기판 홀더를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
    상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
    상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
    상기 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더를, 상기 제1 차폐 부재에 접근시켜서, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 위치시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후에, 상기 제1 개폐 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하고, 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스퍼터링 장치는,
    상기 타깃 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 타깃 셔터와,
    상기 타깃 셔터를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 타깃 셔터 구동 수단을 또한 구비하고,
    상기 제2 공정은,
    상기 타깃 셔터 구동 수단에 의해 상기 타깃 셔터를 폐쇄 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하는 타깃 클리닝 공정을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스퍼터링 장치는,
    상기 타깃 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 타깃 셔터와,
    상기 타깃 셔터를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 타깃 셔터 구동 수단을 또한 구비하고,
    상기 제2 공정은,
    상기 타깃 셔터 구동 수단에 의해 상기 타깃 셔터를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하는 컨디셔닝 공정을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  4. 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
    상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
    상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
    상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
    상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
    상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재를, 상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 제1 차폐 부재를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
    상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
    상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법이며,
    상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 상기 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 위치시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후에, 상기 제1 개폐 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하고, 기판에 성막하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스퍼터링 장치는,
    상기 타깃 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 타깃 셔터와,
    상기 타깃 셔터를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 타깃 셔터 구동 수단을 또한 구비하고,
    상기 제2 공정은,
    상기 타깃 셔터 구동 수단에 의해 상기 타깃 셔터를 폐쇄 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하는 타깃 클리닝 공정을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스퍼터링 장치는,
    상기 타깃 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 타깃 셔터와,
    상기 타깃 셔터를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 타깃 셔터 구동 수단을 또한 구비하고,
    상기 제2 공정은,
    상기 타깃 셔터 구동 수단에 의해 상기 타깃 셔터를 개방 상태로 해서 상기 타깃을 스퍼터링 하는 컨디셔닝 공정을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
  7. 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
    상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
    상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
    상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
    상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
    상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더를, 상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서 상기 기판 홀더를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
    상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
    상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 스퍼터링 방법이며,
    상기 구동 수단에 의해 상기 기판 홀더를, 상기 제1 차폐 부재에 접근시켜서, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 위치시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
  8. 진공 용기 내에 설치되고, 기판에 성막하기 위한 타깃을 보유 지지하기 위한 타깃 홀더와,
    상기 기판을 적재하기 위한 기판 홀더와,
    상기 기판 홀더의 근방에 배치되고, 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 차폐하는 폐쇄 상태, 또는 상기 기판 홀더와 상기 타깃 홀더의 사이를 개방하는 개방 상태로 하기 위한 제1 차폐 부재와,
    상기 제1 차폐 부재를 상기 개방 상태로, 또는 상기 폐쇄 상태로 개폐 구동하기 위한 제1 개폐 구동 수단과,
    상기 기판 홀더의 면 상이고 또 상기 기판의 외주부에 설치되어 있는 링 형상을 갖는 제2 차폐 부재와,
    상기 폐쇄 상태의 상기 제1 차폐 부재를, 상기 제2 차폐 부재가 설치된 상기 기판 홀더에 대하여 접근시키거나 멀리하거나 하기 위해서, 상기 제1 차폐 부재를 가동시키기 위한 구동 수단을 구비하고,
    상기 제1 차폐 부재에는, 상기 제2 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제1 돌기부가 형성되어 있고,
    상기 제2 차폐 부재에는, 상기 제1 차폐 부재 방향으로 신장된 적어도 1개의 링 형상을 갖는 제2 돌기부가 형성되어 있는 스퍼터링 장치를 사용한 스퍼터링 방법이며,
    상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지도록 상기 구동 수단에 의해 상기 제1 차폐 부재를 위치시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부가 비접촉의 상태에서 끼워 맞춰지는 위치로 유지한 채, 상기 타깃을 스퍼터링 하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
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