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JP2001335927A - Sputtering system - Google Patents

Sputtering system

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Publication number
JP2001335927A
JP2001335927A JP2000152977A JP2000152977A JP2001335927A JP 2001335927 A JP2001335927 A JP 2001335927A JP 2000152977 A JP2000152977 A JP 2000152977A JP 2000152977 A JP2000152977 A JP 2000152977A JP 2001335927 A JP2001335927 A JP 2001335927A
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JP
Japan
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substrate
chamber
sputtering
dummy
target
Prior art date
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Granted
Application number
JP2000152977A
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Japanese (ja)
Other versions
JP4473410B2 (en
Inventor
Kiyoshi Nashimoto
清 梨本
Masahito Ishihara
雅仁 石原
Makoto Sato
佐藤  誠
Seiji Itani
晴治 伊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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.)
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Publication date
Application filed by Anelva Corp filed Critical Anelva Corp
Priority to JP2000152977A priority Critical patent/JP4473410B2/en
Publication of JP2001335927A publication Critical patent/JP2001335927A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering system effectively suppressing the generation of particles and keeping uniformity in film deposited on a substrate without any problem in the production, and in which, after exchanging the stick- preventive shields, film deposition is pre-formed where thin films are deposited on the stick-preventive shields. SOLUTION: After exchanging the stick-preventive shields 481, 482 and 483 and a target 41, the inside of a sputtering chamber 4 is exhausted by an exhaust system 46, thereafter, a dummy substrate 91 which has been retreated to a retreating chamber 40 in the sputtering chamber 4 is moved to the substrate holding face of a substrate holder 44 by a moving mechanism 40 for dummies, and the substrate holding face is covered. Then, a sputter power source 43 is activated to generate sputter discharge and to sputter the target 41. Then film deposition is preformed where thin films are thinly deposited on the surfaces of the sticking preventive shields 481, 482 and 483.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、LSI(大規
模集積回路)等の製造の際に使用されるスパッタリング
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus used for manufacturing an LSI (Large Scale Integrated Circuit) or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリング装置は、対象物の表面に
薄膜を作成する装置として産業の各分野で盛んに使用さ
れている。特に、LSIを始めとする各種電子デバイス
の製造では、各種導電膜や絶縁膜の作成にスパッタリン
グ装置は多用されている。
2. Description of the Related Art Sputtering apparatuses are widely used in various industrial fields as apparatuses for forming a thin film on the surface of an object. In particular, in the manufacture of various electronic devices such as LSIs, a sputtering apparatus is often used for forming various conductive films and insulating films.

【0003】図7は、従来のスパッタリング装置の概略
構成を示す断面図である。図7に示す装置は、排気系4
6を備えたスパッタチャンバー4と、スパッタチャンバ
ー4内に所定のガスを導入するガス導入系45と、被ス
パッタ面がスパッタチャンバー4内に露出するようにし
て設けられたターゲット41と、ターゲット41の被ス
パッタ面を臨む空間に電界を設定してスパッタ放電を生
じさせるスパッタ電源43と、スパッタ放電によってタ
ーゲット41から放出されたスパッタ粒子が到達するス
パッタチャンバー4内の所定位置に基板9を保持する基
板ホルダー44とから主に構成されている。
FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional sputtering apparatus. The device shown in FIG.
6, a gas introduction system 45 for introducing a predetermined gas into the sputtering chamber 4, a target 41 provided so that a surface to be sputtered is exposed in the sputtering chamber 4, and a target 41. A sputter power source 43 for generating a sputter discharge by setting an electric field in a space facing the surface to be sputtered, and a substrate for holding the substrate 9 at a predetermined position in the sputter chamber 4 where sputter particles emitted from the target 41 by the sputter discharge reach. It is mainly composed of a holder 44.

【0004】上記装置において、ターゲット41から放
出されるスパッタ粒子は、基板9の表面のみならず、ス
パッタチャンバー4内の露出面にも薄膜が堆積すること
が避けられない。この露出面への薄膜の堆積が重なる
と、内部応力や自重により薄膜が剥離することがある。
剥離した薄膜は、ある程度の大きさの微粒子となって素
スパッタチャンバー4内を浮遊する。この微粒子が、基
板9に付着すると、作成される薄膜に微小な突起が形成
される等の形状欠陥を生じさせる場合がある。また、基
板9の表面に予め微細回路が形成されている場合、微粒
子の付着により回路の断線や短絡等の重大な欠陥が生じ
る恐れがある。
In the above-described apparatus, it is inevitable that sputtered particles emitted from the target 41 deposit a thin film not only on the surface of the substrate 9 but also on an exposed surface in the sputter chamber 4. If the deposition of the thin film on the exposed surface overlaps, the thin film may be peeled off due to internal stress or own weight.
The peeled thin film becomes fine particles of a certain size and floats in the elementary sputtering chamber 4. When the fine particles adhere to the substrate 9, a shape defect such as formation of minute projections on the formed thin film may occur. Further, when a fine circuit is formed on the surface of the substrate 9 in advance, there is a possibility that a serious defect such as a disconnection or a short circuit of the circuit may occur due to the adhesion of the fine particles.

【0005】このような処理の品質を損なう微粒子は、
一般的に「パーティクル」と呼ばれる。パーティクルの
発生を防止するため、通常、スパッタチャンバー4内に
は、防着シールドと呼ばれる部材が設けられている。防
着シールドは、基板9の表面以外の不必要な場所へのス
パッタ粒子の付着を防止するものである。防着シールド
にはスパッタ粒子が付着して薄膜が堆積することが避け
られないが、防着シールドには、表面に微細な凹凸を形
成する等、薄膜の剥離を防止する構成となっている。そ
れでも、スパッタリングを数多く繰り返すと、薄膜の剥
離が避けられないため、所定回数のスパッタリングの
後、防着シールドは新品又は薄膜が除去されたものと交
換される。
The fine particles that impair the quality of such treatment are:
Generally called "particles". In order to prevent the generation of particles, a member called a deposition prevention shield is usually provided in the sputtering chamber 4. The deposition prevention shield prevents sputtered particles from attaching to unnecessary places other than the surface of the substrate 9. Although it is inevitable that sputtered particles adhere to the deposition shield to deposit a thin film, the deposition shield is configured to prevent peeling of the thin film by forming fine irregularities on the surface. Nevertheless, if the sputtering is repeated many times, peeling of the thin film is inevitable. Therefore, after a predetermined number of sputterings, the shield is replaced with a new shield or a shield from which the thin film has been removed.

【0006】図7に示す装置では、形状や配置位置の異
なる複数の防着シールドが使用されている。まず、ター
ゲット41と基板ホルダー44との間の空間を取り囲む
ほぼ円筒状の防着シールド481が設けられている(以
下、この防着シールドを主シールドと呼ぶ)。また、別
の防着シールド482が、基板ホルダー44の基板保持
面を取り囲むようにして基板ホルダー44に取り付けら
れている(以下、この防着シールドをホルダーシールド
と呼ぶ)。さらに、基板ホルダー44に保持された基板
9の周囲を取り囲むようにリング状の防着シールド48
3が設けられている(以下、この防着シールドをリング
シールドと呼ぶ)。
In the apparatus shown in FIG. 7, a plurality of deposition shields having different shapes and arrangement positions are used. First, a substantially cylindrical deposition shield 481 surrounding the space between the target 41 and the substrate holder 44 is provided (hereinafter, this deposition shield is referred to as a main shield). Further, another deposition shield 482 is attached to the substrate holder 44 so as to surround the substrate holding surface of the substrate holder 44 (hereinafter, this deposition shield is referred to as a holder shield). Further, a ring-shaped deposition shield 48 is provided so as to surround the periphery of the substrate 9 held by the substrate holder 44.
3 (hereinafter, this deposition shield is called a ring shield).

【0007】上記装置は、所定回数のスパッタリングを
繰り返した後、定期メンテナンスを行う必要がある。定
期メンテナンスにおける主な作業は、ターゲット41及
び防着シールド481,482,483の交換である。
スパッタリングは、ターゲット41を削って成膜するも
のであるから、スパッタリングを繰り返すうちにターゲ
ット41は消耗する。従って、所定の回数のスパッタリ
ングを繰り返した後、新品のものと交換する必要があ
る。
[0007] In the above-described apparatus, it is necessary to perform regular maintenance after repeating a predetermined number of times of sputtering. The main work in the periodic maintenance is replacement of the target 41 and the shields 481, 482, 483.
In sputtering, a film is formed by cutting the target 41, so that the target 41 is consumed as the sputtering is repeated. Therefore, it is necessary to replace a new one after repeating a predetermined number of times.

【0008】定期メンテナンスは、スパッタチャンバー
4内を大気に開放して行う。ターゲット41及び防着シ
ールド481,482,483の交換等の作業を行った
後、スパッタチャンバー4内を排気系46によって高真
空排気する。但し、この状態ですぐにスパッタリングを
再開することはできず、以下のような成膜を行ってから
スパッタリングを再開する(以下、この際の成膜を事前
成膜と呼ぶ)。
The periodic maintenance is performed by opening the inside of the sputtering chamber 4 to the atmosphere. After performing operations such as replacement of the target 41 and the deposition shields 481, 482, 483, the inside of the sputtering chamber 4 is evacuated to a high vacuum by the exhaust system 46. However, in this state, sputtering cannot be restarted immediately, and the following film formation is performed, and then sputtering is restarted (hereinafter, the film formation at this time is referred to as pre-film formation).

【0009】事前成膜は、基板9をスパッタチャンバー
4内に搬入しない状態でターゲット41をスパッタする
ものである。事前成膜を行う理由としては、第一に新品
のターゲット41の被スパッタ面の異物を取り除くため
である。新品のターゲット41の被スパッタ面には塵埃
等が付着していたり、表面に薄い酸化層が形成されてい
たりする。この状態のままターゲット41をスパッタし
て基板9の表面に成膜を行うと、塵埃や酸化物などの異
物が薄膜中に混入したり、基板9の表面に形成されてい
る回路に障害を与えたりする問題がある。このため、ス
パッタリングを再開する前に、ターゲット41の被スパ
ッタ面を充分にスパッタし、異物を取り除く。
In the pre-film formation, the target 41 is sputtered without the substrate 9 being carried into the sputtering chamber 4. The reason for performing the film formation in advance is to remove foreign substances on the surface to be sputtered of the new target 41 first. Dust or the like adheres to the sputtered surface of the new target 41, or a thin oxide layer is formed on the surface. If a film is formed on the surface of the substrate 9 by sputtering the target 41 in this state, foreign substances such as dust and oxides may be mixed into the thin film, or a circuit formed on the surface of the substrate 9 may be damaged. Problem. Therefore, before restarting sputtering, the surface to be sputtered of the target 41 is sufficiently sputtered to remove foreign matter.

【0010】事前成膜を行う第二の理由は、交換した防
着シールド481,482,483からの異物の放出を
抑えるためのである。防着シールド481,482,4
83は、表面が充分に清浄化されてスパッタチャンバー
4内に持ち込まれて取り付けられるが、それでも防着シ
ールド481,482,483の表面には僅かな塵埃等
の異物が付着している場合がある。この状態でスパッタ
リングを再開すると、防着シールド481,482,4
83から放出された異物によりやはり基板9や成膜処理
が汚損される問題がある。そこで、防着シールド48
1,482,483の表面に薄膜を堆積させて異物を閉
じ込めるようにする。
The second reason for performing the pre-film formation is to suppress the emission of foreign matter from the replaced deposition shields 481, 482, 483. Shield 481,482,4
The surface 83 is sufficiently cleaned and brought into the sputter chamber 4 to be attached. However, there is still a case where a slight foreign matter such as dust adheres to the surface of the deposition shields 481, 482, 483. . When sputtering is restarted in this state, the deposition shields 481, 482, 4
There is also a problem that the substrate 9 and the film forming process are stained by the foreign matter released from the substrate 83. Therefore, the shield 48
A thin film is deposited on the surfaces of 1,482 and 483 so as to trap foreign matter.

【0011】上記事前成膜の際、ターゲット41に対し
て基板ホルダー44の基板保持面が遮蔽される必要があ
る。遮蔽されていないと、ターゲット41から放出され
た異物やターゲット41の材料のスパッタ粒子が基板保
持面に付着してしまう。この状態で、スパッタリングを
行うため基板9が搬入されて基板ホルダー44に保持さ
れると、異物やスパッタ粒子が基板9の裏面に付着した
り、基板9の裏面を僅かに削ったりする問題がある。そ
して、スパッタリング後に基板9が基板ホルダー44か
ら取り去られる際などに、異物やスパッタ粒子、削られ
た基板9の材料等がスパッタチャンバー4内に放出さ
れ、パーティクルとなる恐れがある。従って、事前成膜
の際には、基板ホルダー44の基板保持面をターゲット
41に対して遮蔽する必要がある。
In the above-mentioned pre-film formation, the substrate holding surface of the substrate holder 44 needs to be shielded from the target 41. If not shielded, foreign substances emitted from the target 41 and sputtered particles of the material of the target 41 adhere to the substrate holding surface. In this state, if the substrate 9 is carried in and held by the substrate holder 44 in order to perform sputtering, there is a problem that foreign matter or sputter particles adhere to the back surface of the substrate 9 or the back surface of the substrate 9 is slightly shaved. . When, for example, the substrate 9 is removed from the substrate holder 44 after sputtering, foreign substances, sputter particles, the material of the substrate 9 that has been shaved, and the like are released into the sputter chamber 4 and may become particles. Therefore, it is necessary to shield the substrate holding surface of the substrate holder 44 from the target 41 during the preliminary film formation.

【0012】基板保持面の遮蔽のための従来例として、
基板9と同様の寸法形状の部材(以下、ダミー基板と呼
ぶ)を基板ホルダー44の基板保持面に配置する構成が
ある。ダミー基板は、通常の基板9と同様に大気側から
スパッタチャンバー4に搬送されて基板保持面に配置さ
れ、ターゲット41に対して基板保持面を遮蔽する。基
板保持面の遮蔽のための別の従来例としては、シャッタ
ー機構を設ける場合もある。図7には、この例の装置が
示されている。図7に示すように、スパッタチャンバー
4は、シャッター472を退避させるシャッター室47
1を有している。シャッター472は板状であり、回転
軸473の上端に固定されている。回転軸473が回転
すると、シャッター472は、基板ホルダー44の上側
の位置と、シャッター室471内の位置との間を移動す
るようになっている。
As a conventional example for shielding a substrate holding surface,
There is a configuration in which a member having the same size and shape as the substrate 9 (hereinafter, referred to as a dummy substrate) is arranged on the substrate holding surface of the substrate holder 44. The dummy substrate is conveyed from the atmosphere side to the sputtering chamber 4 and placed on the substrate holding surface as in the case of the normal substrate 9, and shields the substrate holding surface from the target 41. As another conventional example for shielding the substrate holding surface, a shutter mechanism may be provided. FIG. 7 shows the device of this example. As shown in FIG. 7, the sputtering chamber 4 includes a shutter chamber 47 for retracting the shutter 472.
One. The shutter 472 has a plate shape and is fixed to the upper end of the rotating shaft 473. When the rotation shaft 473 rotates, the shutter 472 moves between a position above the substrate holder 44 and a position inside the shutter chamber 471.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記基板保持面を遮蔽
する従来例のうち、ダミー基板を使用する構成では、生
産性の向上の点から問題がある。スパッタチャンバー4
は、大気に対して直接開放されることがないよう、ロー
ドロックチャンバーを介して大気側につながっている。
また、ロードロックチャンバーとスパッタチャンバー4
との間には、搬送ロボットを備えた搬送チャンバーが設
けられることがある。ダミー基板は、大気側、ロードロ
ックチャンバー、搬送チャンバーをそれぞれ経由してス
パッタチャンバー4に搬送され、そして、事前成膜後
は、その逆の経路を辿って大気側に戻る。従って、ダミ
ー基板の搬送には、相当程度長い時間を要する。
Among the conventional examples of shielding the substrate holding surface, the configuration using a dummy substrate has a problem in terms of improvement in productivity. Sputter chamber 4
Is connected to the atmosphere through a load lock chamber so as not to be directly opened to the atmosphere.
In addition, load lock chamber and sputter chamber 4
And a transfer chamber provided with a transfer robot. The dummy substrate is transferred to the sputtering chamber 4 via the atmosphere side, the load lock chamber, and the transfer chamber, respectively, and returns to the atmosphere side by following the reverse path after the preliminary film formation. Therefore, it takes a considerably long time to transport the dummy substrate.

【0014】また、ダミー基板の搬入のたびにロードロ
ックチャンバーは高真空排気され、ダミー基板の搬出の
たびにロードロックチャンバーはベント(大気圧開放)
される。このような排気とベントにも、ある程度の時間
を要する。このような搬送、高真空排気及びベントは、
基板9の成膜処理にも同様に行う動作であるが、ダミー
基板については、本来の成膜処理のための動作ではな
い。このような本来的ではない動作に多くの時間を要す
ることは、生産性の点から好ましいとは言えない。
The load lock chamber is evacuated to a high vacuum every time a dummy substrate is carried in, and the load lock chamber is vented (atmospheric pressure released) every time a dummy substrate is carried out.
Is done. Such evacuation and venting also takes some time. Such transport, high vacuum evacuation and venting
The same operation is performed for the film formation process on the substrate 9, but the operation for the dummy substrate is not an original operation for the film formation process. It takes much time for such an unusual operation, which is not preferable in terms of productivity.

【0015】一方、シャッター472を使用する従来例
についても、以下のような問題がある。図7から解るよ
うに、シャッター472は、構造上、基板ホルダー44
の基板保持面に接触させて遮蔽することができない。シ
ャッター472は、基板保持面から少し離れた位置で遮
蔽するようにせざるを得ない。この場合、ターゲット4
1からの異物やスパッタ粒子がシャッター472を回り
込んで基板保持面に付着するのを防止する必要がある。
このため、シャッター472は、基板保持面より少し大
きなものとされる。この場合、図7から解るように、シ
ャッター472はホルダーシールド482を幾分遮蔽す
る状態となってしまう。このため、ホルダーシールド4
82にスパッタ粒子が充分到達せず、ホルダーシールド
482への成膜が不充分となってしまう。この結果、ホ
ルダーシールド482の表面に異物があった場合、この
異物が放出されてパーティクルとなる問題がある。
On the other hand, the conventional example using the shutter 472 also has the following problem. As can be seen from FIG. 7, the shutter 472 is structurally
Cannot be shielded by contacting the substrate holding surface of the substrate. The shutter 472 has to be shielded at a position slightly away from the substrate holding surface. In this case, target 4
It is necessary to prevent foreign matter and sputter particles from entering the shutter 472 and adhering to the substrate holding surface.
For this reason, the shutter 472 is slightly larger than the substrate holding surface. In this case, as understood from FIG. 7, the shutter 472 is in a state of shielding the holder shield 482 somewhat. For this reason, the holder shield 4
As a result, the sputtered particles do not sufficiently reach 82 and the film formation on the holder shield 482 becomes insufficient. As a result, when foreign matter is present on the surface of the holder shield 482, there is a problem that the foreign matter is released and becomes particles.

【0016】また、図7に示すように、主シールド48
1は、シャッター472の移動のための開口484を有
している。従って、主シールド481は、ターゲット4
1の中心軸に対して軸対称ではない。主シールド481
の形状は、スパッタ電源43がスパッタチャンバー4内
に設定する電界に影響を与える。主シールド481が軸
対称でないと、電界の軸対称性が崩れ易く、作成される
薄膜の均一性が低下する問題がある。特に、スパッタ電
源43が高周波電界を設定する場合、この問題は顕著で
ある。
Further, as shown in FIG.
1 has an opening 484 for moving the shutter 472. Therefore, the main shield 481 is connected to the target 4
It is not axially symmetric about one central axis. Main shield 481
Has an effect on the electric field set in the sputtering chamber 4 by the sputtering power supply 43. If the main shield 481 is not axially symmetric, there is a problem that the axial symmetry of the electric field is easily broken and the uniformity of the formed thin film is reduced. In particular, this problem is remarkable when the sputtering power supply 43 sets a high-frequency electric field.

【0017】本願の発明は、かかる課題を解決するため
になされたものであり、事前成膜を行うスパッタリング
装置において、生産性上の問題が無く、パーティクルの
発生を効果的に抑えられ、成膜の均一性も阻害されない
という技術的意義を有する。
The invention of the present application has been made in order to solve such a problem. In a sputtering apparatus for performing pre-film formation, there is no problem in productivity, generation of particles can be effectively suppressed, and film formation can be prevented. Has the technical meaning that the homogeneity of the product is not impaired.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項1記載の発明は、排気系を有するスパ
ッタチャンバーと、被スパッタ面がスパッタチャンバー
内に露出するようにして設けられたターゲットと、ター
ゲットの被スパッタ面を臨む空間に電界を設定してスパ
ッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、スパッタ放電に
よってターゲットから放出されたスパッタ粒子が到達す
るスパッタチャンバー内の所定位置に基板を保持する基
板ホルダーとを備え、ターゲットから放出されるスパッ
タ粒子を基板の表面に到達させてターゲットの材料の薄
膜を作成するスパッタリング装置において、前記スパッ
タチャンバー又はこれに隣接する他の真空チャンバー内
には、前記基板ホルダーの基板保持面を覆うことが可能
な寸法形状を持つダミー基板を退避させる退避室が設け
られており、この退避室内の退避位置と、前記基板ホル
ダーの基板保持面上の位置との間でダミー基板を移動さ
せるダミー用移動機構を備えていることという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項2記載の
発明は、前記請求項1の構成において、前記退避室に
は、複数のダミー基板を同時に係留できる係留具が設け
られているという構成を有する。また、上記課題を解決
するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2
の構成において、前記退避室には、ダミー基板を加熱す
る加熱器が設けられているという構成を有する。また、
上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記
請求項1、2又は3の構成において、前記ダミー基板の
表面には、堆積した薄膜の剥離を防止する凹凸が形成さ
れているという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項5記載の発明は、前記請求項1乃至4い
ずれかの構成において、前記ダミー基板は、チタン又は
モリブデン製であるという構成を有する。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application is provided with a sputter chamber having an exhaust system and a sputtered surface exposed in the sputter chamber. A target, a sputter power supply for generating a sputter discharge by setting an electric field in a space facing a surface to be sputtered of the target, and a substrate held at a predetermined position in a sputter chamber to which sputter particles emitted from the target by the sputter discharge reach. In a sputtering apparatus comprising a substrate holder and forming a thin film of a target material by causing sputtered particles emitted from the target to reach the surface of the substrate, the sputtering chamber or another vacuum chamber adjacent thereto is provided in the sputtering chamber. A die with a size and shape that can cover the substrate holding surface of the substrate holder An evacuation chamber for evacuation of the substrate is provided, and a dummy moving mechanism for moving the dummy substrate between an evacuation position in the evacuation chamber and a position on the substrate holding surface of the substrate holder is provided. Having a configuration. According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the evacuation chamber is provided with a mooring tool capable of mooring a plurality of dummy substrates at the same time. . In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 is based on claim 1 or 2.
In the above structure, the evacuation chamber is provided with a heater for heating the dummy substrate. Also,
In order to solve the above problem, the invention according to claim 4 is characterized in that, in the structure of claim 1, 2, or 3, irregularities are formed on the surface of the dummy substrate to prevent the deposited thin film from peeling off. Having a configuration. According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the first aspect of the present invention, the dummy substrate is made of titanium or molybdenum.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図1は、本願発明の実施の形態であるス
パッタリング装置の構成を説明する平面概略図である。
このスパッタリング装置は、マルチチャンバータイプの
装置であり、中央に配置された搬送チャンバー1と、搬
送チャンバー1の周囲に設けられた複数の処理チャンバ
ー2,3,4,100及び二つのロードロックチャンバ
ー5とからなるチャンバー配置になっている。各チャン
バー1,2,3,4,5,100は、専用又は兼用の不
図示の排気系を備えており、所定の圧力まで排気される
ようになっている。各チャンバー1,2,3,4,5,
100同士の接続箇所には、ゲートバルブ10が設けら
れている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic plan view illustrating the configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
This sputtering apparatus is a multi-chamber type apparatus, and includes a transfer chamber 1 disposed in the center, a plurality of processing chambers 2, 3, 4, 100 and two load lock chambers 5 provided around the transfer chamber 1. And a chamber arrangement consisting of Each of the chambers 1, 2, 3, 4, 5, and 100 is provided with a dedicated or combined exhaust system (not shown), and is evacuated to a predetermined pressure. Each chamber 1, 2, 3, 4, 5,
A gate valve 10 is provided at a connection point between the 100's.

【0020】ロードロックチャンバー5の外側には、オ
ートローダ6が設けられている。オートローダ6は、大
気側にある外部カセット61から基板9を一枚ずつ取り
出し、ロードロックチャンバー5内のロック内カセット
51に収容するようになっている。また、搬送チャンバ
ー1内には、搬送ロボット11が設けられている。この
搬送ロボット11は多関節ロボットが使用されている。
搬送ロボット11は、いずれか一方のロードロックチャ
ンバー5から基板9を一枚ずつ取り出し、各処理チャン
バー2、3,4に送って順次処理を行い、最後の処理を
終了した後、いずれか一方のロードロックチャンバー5
に戻すようになっている。搬送チャンバー1内は不図示
の排気系によって常時10−4〜10−6Pa程度の真
空圧力が維持される。従って、搬送ロボット11として
はこの真空圧力下で動作可能なものが採用される。
An autoloader 6 is provided outside the load lock chamber 5. The autoloader 6 takes out the substrates 9 one by one from the external cassette 61 on the atmosphere side and stores the substrates 9 in the cassette 51 in the lock inside the load lock chamber 5. A transfer robot 11 is provided in the transfer chamber 1. The transfer robot 11 is an articulated robot.
The transfer robot 11 takes out the substrates 9 one by one from one of the load lock chambers 5 and sends them to each of the processing chambers 2, 3, and 4 to sequentially perform the processing. Load lock chamber 5
To return to. A vacuum pressure of about 10 −4 to 10 −6 Pa is constantly maintained in the transfer chamber 1 by an exhaust system (not shown). Therefore, a transfer robot that can operate under this vacuum pressure is adopted.

【0021】複数の処理チャンバー2,3,4のうちの
一つは、基板9の表面に所定の薄膜を作成するためのス
パッタリングを行うスパッタチャンバー4である。この
他は、スパッタリングの前に基板9の表面の自然酸化膜
又は保護膜を除去するための前処理エッチングを行う前
処理エッチングチャンバー2、スパッタリングの前に基
板9を予備加熱するプリヒートチャンバー3である。
One of the plurality of processing chambers 2, 3, 4 is a sputtering chamber 4 for performing sputtering for forming a predetermined thin film on the surface of the substrate 9. In addition, there are a pretreatment etching chamber 2 for performing pretreatment etching for removing a natural oxide film or a protective film on the surface of the substrate 9 before sputtering, and a preheating chamber 3 for preheating the substrate 9 before sputtering. .

【0022】まず、スパッタリング装置の主要部を成す
スパッタチャンバー4の構成について図2を使用して説
明する。図2は、図1に示すスパッタチャンバー4の断
面概略図である。本実施形態においても、スパッタチャ
ンバー4は、排気系46を備えている。そして、スパッ
タチャンバー4内にガスを導入するガス導入系45と、
スパッタチャンバー4内に被スパッタ面が露出するよう
設けられたターゲット41と、ターゲット41の被スパ
ッタ面を臨む空間に電界を設定してスパッタ放電を生じ
させるスパッタ電源43と、ターゲット41の背後に設
けられた磁石機構42と、スパッタ放電によってターゲ
ット41から放出されたスパッタ粒子が到達するスパッ
タチャンバー4内の所定位置に基板9を保持する基板ホ
ルダー44とが設けられている。
First, the configuration of the sputtering chamber 4 constituting a main part of the sputtering apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic sectional view of the sputtering chamber 4 shown in FIG. Also in the present embodiment, the sputtering chamber 4 includes an exhaust system 46. A gas introduction system 45 for introducing a gas into the sputtering chamber 4;
A target 41 provided in the sputtering chamber 4 so that the surface to be sputtered is exposed; a sputter power supply 43 for setting an electric field in a space facing the surface to be sputtered of the target 41 to generate sputter discharge; The magnet mechanism 42 provided and a substrate holder 44 for holding the substrate 9 at a predetermined position in the sputter chamber 4 where sputter particles emitted from the target 41 by the sputter discharge reach.

【0023】スパッタチャンバー4は、ゲートバルブ1
0を介して搬送チャンバー1に気密に接続された真空チ
ャンバーであり、電気的には接地されている。そして、
スパッタチャンバー4内は、排気系46により常時10
−4〜10−6Pa程度に排気されるよう構成されてい
る。尚、スパッタチャンバー4は、定期メンテナンスの
際に開閉される不図示の開閉扉を備えている。開閉扉
は、Oリングのような封止部材を介して気密に閉じられ
るようになっている。また、スパッタチャンバー4は、
内部を大気に開放する際に開かれる不図示のベントバル
ブが設けられている。
The sputter chamber 4 contains the gate valve 1
This is a vacuum chamber which is air-tightly connected to the transfer chamber 1 via the “0”, and is electrically grounded. And
The inside of the sputtering chamber 4 is always 10
It is configured to be evacuated to about −4 to 10 −6 Pa. The sputter chamber 4 has an open / close door (not shown) that is opened / closed during regular maintenance. The opening and closing door is airtightly closed via a sealing member such as an O-ring. Also, the sputtering chamber 4
A vent valve (not shown) that is opened when the inside is opened to the atmosphere is provided.

【0024】ガス導入系45は、アルゴン等のスパッタ
率の高いガスを内部に所定の流量で導入するようになっ
ている。具体的には、ガス導入系45は、アルゴン等の
スパッタ放電用のガスを溜めたガスボンベ451と、ス
パッタチャンバー4とガスボンベ451とをつなぐ配管
452と、配管452に設けられたバルブ453や流量
調整器454とから主に構成されている。
The gas introduction system 45 introduces a gas having a high sputtering rate such as argon into the inside at a predetermined flow rate. Specifically, the gas introduction system 45 includes a gas cylinder 451 storing a gas for sputter discharge such as argon, a pipe 452 connecting the sputter chamber 4 and the gas cylinder 451, a valve 453 provided in the pipe 452, and a flow rate adjustment. And the main unit 454.

【0025】ターゲット41は、基板9の表面に作成し
ようとする薄膜の材料で形成されている。ターゲット4
1は、絶縁体411を介してスパッタチャンバー4上部
の開口を気密に塞ぐようスパッタチャンバー4に取り付
けられている。スパッタ電源43は、例えば700Vの
負の直流電圧を30kW程度の電力でターゲット41に
印加するよう構成されている。ガス導入系45によって
所定のガスが導入された状態でこのスパッタ電源43が
動作すると、スパッタ放電が生じターゲット41がスパ
ッタされるようになっている。また、このスパッタ電源
43には、高周波電源が用いられることがある。
The target 41 is formed of a thin film material to be formed on the surface of the substrate 9. Target 4
Reference numeral 1 is attached to the sputtering chamber 4 via an insulator 411 so as to hermetically close an opening above the sputtering chamber 4. The sputtering power supply 43 is configured to apply, for example, a negative DC voltage of 700 V to the target 41 with a power of about 30 kW. When the sputtering power supply 43 is operated in a state where a predetermined gas is introduced by the gas introduction system 45, a sputter discharge occurs and the target 41 is sputtered. A high-frequency power supply may be used as the sputtering power supply 43 in some cases.

【0026】磁石機構42は、中心磁石421と、この
中心磁石421を取り囲む周辺磁石422と、中心磁石
421及び周辺磁石422とを繋ぐ円盤状のヨーク42
3とから構成されている。磁石機構42は、上記スパッ
タ放電をマグネトロン放電にして効率のよいマグネトロ
ンスパッタリングを行うために備えられている。即ち、
磁石機構42により、ターゲット41の付近に磁場が形
成され、この磁場の作用により電子がマグネトロン運動
を行い、より密度の高いプラズマが形成される。この結
果スパッタ放電の効率がよくなり、基板9への成膜の効
率も良くなる。尚、磁石機構42の各磁石412,42
2は、いずれも永久磁石であるが、電磁石でこれらを構
成することも可能である。
The magnet mechanism 42 includes a center magnet 421, a peripheral magnet 422 surrounding the center magnet 421, and a disk-shaped yoke 42 connecting the center magnet 421 and the peripheral magnet 422.
And 3. The magnet mechanism 42 is provided to convert the sputter discharge into a magnetron discharge to perform efficient magnetron sputtering. That is,
A magnetic field is formed in the vicinity of the target 41 by the magnet mechanism 42, and the electrons perform a magnetron motion by the action of the magnetic field to form a plasma having a higher density. As a result, the efficiency of sputter discharge is improved, and the efficiency of film formation on the substrate 9 is also improved. The magnets 412, 42 of the magnet mechanism 42
2 are permanent magnets, but these can also be constituted by electromagnets.

【0027】基板ホルダー44は、絶縁材441を介し
てスパッタチャンバー4に気密に取り付けられている。
基板ホルダー44は、台状で上面に基板9が載置される
ようになっている。そして、基板ホルダー44は、ター
ゲット41に対して基板9が平行になるよう構成されて
いる。尚、成膜中に基板9を加熱して成膜を効率的にす
る不図示の加熱機構が基板ホルダー44内に設けられる
場合がある。基板ホルダー44によって基板9が保持さ
れた状態で上記スパッタ放電を生じさせると、ターゲッ
ト41から放出されたスパッタ粒子が基板9の表面に達
し、この到達が重なって薄膜が作成される。また、基板
ホルダー44には、基板9の受け渡しのための複数のピ
ン442が設けられている。各ピン442は、スパッタ
チャンバー4の底面に固定されて上方に延びる部材であ
る。基板ホルダー44は、各ピン442が挿通される貫
通孔を有する。
The substrate holder 44 is hermetically attached to the sputtering chamber 4 via an insulating material 441.
The substrate holder 44 has a trapezoidal shape, and the substrate 9 is placed on the upper surface. The substrate holder 44 is configured so that the substrate 9 is parallel to the target 41. In some cases, a heating mechanism (not shown) that heats the substrate 9 during film formation to make film formation efficient may be provided in the substrate holder 44. When the sputter discharge is generated while the substrate 9 is held by the substrate holder 44, the sputtered particles emitted from the target 41 reach the surface of the substrate 9, and the arrival overlaps to form a thin film. The substrate holder 44 is provided with a plurality of pins 442 for transferring the substrate 9. Each pin 442 is a member fixed to the bottom surface of the sputtering chamber 4 and extending upward. The substrate holder 44 has a through hole through which each pin 442 is inserted.

【0028】また、基板ホルダー44を上下に移動させ
るホルダー用上下移動機構441が設けられている。基
板9を基板ホルダー44に載置する場合には、ホルダー
用上下移動機構441によって基板ホルダー44を下限
位置まで下げる。これにより、各ピン442の上端は、
基板ホルダー44の基板保持面から突出した状態とな
る。そして、基板9を保持した搬送ロボット11が基板
9を各ピン442の上に載せる。搬送ロボット11がア
ームを後退させた後、ホルダー用上下移動機構441が
動作して基板ホルダー44を上限位置まで移動させる。
この結果、基板9が基板ホルダー44の基板保持面の上
に載置された状態となる。基板9を基板ホルダー44か
ら取り去る場合には、これとは逆の動作となる。
Further, there is provided a holder vertical moving mechanism 441 for moving the substrate holder 44 up and down. When the substrate 9 is placed on the substrate holder 44, the substrate holder 44 is lowered to the lower limit position by the vertical movement mechanism 441 for the holder. Thereby, the upper end of each pin 442 is
The substrate holder 44 protrudes from the substrate holding surface. Then, the transfer robot 11 holding the substrate 9 places the substrate 9 on each pin 442. After the transfer robot 11 retreats the arm, the vertical movement mechanism 441 for the holder operates to move the substrate holder 44 to the upper limit position.
As a result, the substrate 9 is placed on the substrate holding surface of the substrate holder 44. When the substrate 9 is removed from the substrate holder 44, the operation is reversed.

【0029】本実施形態の装置においても、同様に三つ
の防着シールド(主シールド481,ホルダーシールド
482,リングシールド483)が設けられている。但
し、シャッター機構を使用していないので、主シールド
481に開口は無い。
In the apparatus of the present embodiment, similarly, three deposition shields (a main shield 481, a holder shield 482, and a ring shield 483) are provided. However, since the shutter mechanism is not used, the main shield 481 has no opening.

【0030】本実施形態の装置の大きな特徴点は、スパ
ッタチャンバー4がダミー基板91の退避室40を有し
ており、ダミー基板91を、退避室40内の退避位置と
基板ホルダー44の基板保持面上の位置との間で移動さ
せるダミー用移動機構71を備えている点である。以
下、この点を具体的に説明する。図1に示すように、退
避室40は、ゲートバルブ10を介して搬送チャンバー
1が接続された側とは反対側に形成されている。排気系
46は、この退避室40を構成するスパッタチャンバー
4の底壁部に設けられた排気口から排気するようになっ
ている。
The major feature of the apparatus of this embodiment is that the sputter chamber 4 has an evacuation chamber 40 for the dummy substrate 91, and the dummy substrate 91 is held in the evacuation position in the evacuation chamber 40 and the substrate holder 44 in the substrate holder 44. This is the point that a dummy moving mechanism 71 for moving between the positions on the surface is provided. Hereinafter, this point will be specifically described. As shown in FIG. 1, the evacuation chamber 40 is formed on the side opposite to the side where the transfer chamber 1 is connected via the gate valve 10. The exhaust system 46 is configured to exhaust air from an exhaust port provided on the bottom wall of the sputtering chamber 4 constituting the evacuation chamber 40.

【0031】ダミー基板91は、通常の基板9と同様の
寸法形状である。ダミー基板91の材料の選定には、堆
積する薄膜の剥離防止の点を考慮すべきである。一般的
に、下地と薄膜とが同一の材料である場合、薄膜の付着
力は高くなる。従って、ダミー基板91の材料として
は、ダミー基板91に堆積する薄膜の材料(即ち、基板
9に作成する薄膜の材料)と同じ又は類似(共通の成分
を有するなど)の材料とすることが好ましい。例えば、
基板9に作成する膜がチタン又は窒化チタンである場
合、ダミー基板9はチタン製とされる。また、堆積する
薄膜の剥離を防止するという意味では、数10μm程度
の厚さまで多量に薄膜が堆積しても変形が生じないよう
な高い剛性も重要である。従って、ダミー基板91とし
ては、金属製であることが好ましい。また、事前成膜の
際にダミー基板91がある程度加熱されることを考える
と、熱膨張係数の小さい材料であることも重要である。
このようなことを考慮すると、ダミー基板91の材料と
しては、前述したチタンの他、モリブデン等でも良い。
The dummy substrate 91 has the same dimensions and shape as the normal substrate 9. In selecting the material of the dummy substrate 91, consideration should be given to the prevention of peeling of the deposited thin film. Generally, when the underlayer and the thin film are made of the same material, the adhesive force of the thin film becomes high. Therefore, it is preferable that the material of the dummy substrate 91 be the same as or similar to the material of the thin film deposited on the dummy substrate 91 (that is, the material of the thin film formed on the substrate 9). . For example,
When the film formed on the substrate 9 is titanium or titanium nitride, the dummy substrate 9 is made of titanium. Further, in order to prevent peeling of the deposited thin film, high rigidity that does not cause deformation even when a large amount of thin film is deposited to a thickness of about several tens of μm is important. Therefore, the dummy substrate 91 is preferably made of metal. Considering that the dummy substrate 91 is heated to some extent during the preliminary film formation, it is also important that the material has a small thermal expansion coefficient.
In consideration of this, the material of the dummy substrate 91 may be molybdenum or the like in addition to the above-described titanium.

【0032】また、ダミー基板91は、堆積する薄膜の
剥離を防止するため、表面に細かな凹凸が形成されてい
る。凹凸の形成は、砂等の粒状材を吹き付けるブラスト
法や、アルミニウムのような金属を溶解(又は融解)さ
せて吹き付ける溶射(又は融射)法による。
The dummy substrate 91 has fine irregularities on its surface to prevent the deposited thin film from peeling off. The unevenness is formed by a blast method of spraying a granular material such as sand or a spraying (or spraying) method of melting (or melting) a metal such as aluminum and spraying.

【0033】また、ダミー用移動機構71は、本実施形
態では、搬送ロボット11と同様のロボットが使用され
ている。ダミー用移動機構71は、ダミー基板91を保
持したアーム711の伸縮(水平方向の移動)、アーム
711の上下、アーム711の回転(垂直な回転軸の周
りの回転)の各運動を行うようになっている。
In the present embodiment, a robot similar to the transfer robot 11 is used as the dummy moving mechanism 71. The dummy movement mechanism 71 performs each of the expansion and contraction (horizontal movement) of the arm 711 holding the dummy substrate 91, the vertical movement of the arm 711, and the rotation of the arm 711 (rotation about a vertical rotation axis). Has become.

【0034】図3は、ダミー用移動機構71の動作につ
いて説明する断面概略図である。ダミー基板91を基板
ホルダー44の基板保持面に配置する場合には、ホルダ
ー用上下移動機構441によって基板ホルダー44を下
限位置まで下降させる。ダミー用移動機構71は、ダミ
ー基板91を保持したアーム711を、各ピン442の
上端より少し高い高さに移動させる。次に、ダミー用移
動機構71は、アーム711を回転させ、ダミー基板9
1を基板ホルダー44の基板保持面の真上に位置させ
る。ダミー用移動機構71は、この状態でアーム711
を基板ホルダー44に衝突しない範囲で下降させる。こ
の下降の際、図3に示すように、ダミー基板91が各ピ
ン442の上に載る。その後、ダミー用移動機構71
は、アーム711を後退させた後、回転し、元の姿勢に
戻る。
FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining the operation of the dummy moving mechanism 71. When the dummy substrate 91 is arranged on the substrate holding surface of the substrate holder 44, the substrate holder 44 is lowered to the lower limit position by the holder up / down movement mechanism 441. The dummy moving mechanism 71 moves the arm 711 holding the dummy substrate 91 to a height slightly higher than the upper end of each pin 442. Next, the dummy moving mechanism 71 rotates the arm 711 to move the dummy substrate 9.
1 is positioned directly above the substrate holding surface of the substrate holder 44. In this state, the dummy moving mechanism 71 moves the arm 711.
Is lowered within a range that does not collide with the substrate holder 44. During this lowering, as shown in FIG. 3, the dummy substrate 91 rests on each pin 442. Thereafter, the dummy moving mechanism 71
Rotates the arm 711 backward and then returns to the original posture.

【0035】そして、ホルダー用上下移動機構441が
駆動され、基板ホルダー44が上限位置に上昇する。こ
の上昇の際、ダミー基板91が基板ホルダー44の基板
保持面の上に載置される。尚、基板ホルダー44が位置
する上限位置は、通常のスパッタリングを行う位置と同
じ位置である。
Then, the vertical movement mechanism 441 for the holder is driven, and the substrate holder 44 is raised to the upper limit position. During this ascent, the dummy substrate 91 is placed on the substrate holding surface of the substrate holder 44. Note that the upper limit position where the substrate holder 44 is located is the same position as the position where normal sputtering is performed.

【0036】次に、図1に示す複数の処理チャンバーの
うちの前処理エッチングチャンバー2について説明す
る。前処理エッチングチャンバー2は、高周波放電によ
り基板9の表面をスパッタエッチングして自然酸化膜又
は保護膜等を除去するようになっている。このような絶
縁膜が形成されたままでスパッタチャンバー4で成膜を
行うと、下地との密着性が悪くなったり、導電膜の場合
には下地との導通性が低下したりする問題がある。この
ため、スパッタチャンバー4での成膜に先だって基板9
の表面をエッチングするようにしている。
Next, the pre-processing etching chamber 2 of the plurality of processing chambers shown in FIG. 1 will be described. The pre-treatment etching chamber 2 is configured to remove a natural oxide film or a protective film by sputter-etching the surface of the substrate 9 by high-frequency discharge. If a film is formed in the sputtering chamber 4 while such an insulating film is formed, there is a problem that adhesion to a base is deteriorated, and in the case of a conductive film, conductivity to the base is reduced. Therefore, prior to the film formation in the sputtering chamber 4, the substrate 9
The surface is etched.

【0037】前処理エッチングチャンバー2は、内部に
アルゴン又は窒素等のガスを導入するガス導入系と、高
周波電極と、高周波電極に高周波電圧を印加して高周波
放電を生じさせる高周波電源等を備えている。尚、高周
波電極には、前処理エッチングチャンバー2内で基板9
を保持する基板ホルダーが兼用されることが多く、基板
9に自己バイアス電圧を生じさせるためのコンデンサを
介して基板ホルダーに高周波電圧が印加されることが多
い。
The pre-treatment etching chamber 2 is provided with a gas introduction system for introducing a gas such as argon or nitrogen therein, a high-frequency electrode, a high-frequency power supply for applying a high-frequency voltage to the high-frequency electrode to generate a high-frequency discharge. I have. The high-frequency electrode has a substrate 9 in the pretreatment etching chamber 2.
, And a high frequency voltage is often applied to the substrate holder via a capacitor for generating a self-bias voltage on the substrate 9.

【0038】また、プリヒートチャンバー3におけるプ
リヒート(予備加熱)は、基板9の吸蔵ガスを放出させ
る目的で行われる。この吸蔵ガスの放出を行わない場
合、成膜時の熱により吸蔵ガスが放出され、発泡によっ
て膜の表面が粗くなる問題がある。プリヒートチャンバ
ー3内には、所定の温度に加熱維持される不図示のヒー
トステージが設けられている。基板9は、このヒートス
テージに載置され、所定温度に加熱されることによりプ
リヒートされる。ヒートステージと基板9との間の熱伝
導性を向上させるため、Heのような熱伝導性の良いガ
スがヒートステージと基板9との間に供給される場合も
ある。
The preheating (preheating) in the preheating chamber 3 is performed for the purpose of releasing the occluded gas from the substrate 9. If the occlusion gas is not released, there is a problem that the occlusion gas is released due to heat during film formation and the surface of the film becomes rough due to foaming. In the preheat chamber 3, a heat stage (not shown) that is heated and maintained at a predetermined temperature is provided. The substrate 9 is placed on this heat stage and is preheated by being heated to a predetermined temperature. In order to improve the thermal conductivity between the heat stage and the substrate 9, a gas having good thermal conductivity such as He may be supplied between the heat stage and the substrate 9.

【0039】また、図1に示すように、セパレーション
チャンバー1の周囲には、さらに別の真空チャンバー1
00が設けられている。これらの真空チャンバー100
は、必要に応じて、スパッタチャンバー4と同一の構成
として生産性を向上させたり、または異種薄膜を積層す
る場合には異種材料のターゲット41を備えたスパッタ
チャンバー4としたりする。もしくは、成膜処理の後、
基板9を冷却する冷却チャンバーとされたりする場合も
ある。
As shown in FIG. 1, a further vacuum chamber 1 is provided around the separation chamber 1.
00 is provided. These vacuum chambers 100
If necessary, the same configuration as the sputter chamber 4 may be used to improve the productivity, or when laminating different types of thin films, the sputter chamber 4 may be provided with a target 41 of a different material. Or, after the film formation process,
In some cases, the cooling chamber may be a cooling chamber for cooling the substrate 9.

【0040】また、本実施形態の装置は、装置全体の動
作を制御する不図示制御部を備えている。この制御部は
マイクロコンピュータであり、各部の制御のためのプロ
グラム等を記憶した不図示の記憶部や、装置の動作状態
などの各種表示を行う不図示表示部が設けられている。
The apparatus of the present embodiment has a control unit (not shown) for controlling the operation of the entire apparatus. The control unit is a microcomputer, and includes a storage unit (not shown) that stores a program for controlling each unit and the like, and a display unit (not shown) that performs various displays such as an operation state of the apparatus.

【0041】次に、本実施形態のスパッタリング装置の
全体の動作について説明する。外部セット8に収容され
た基板9は、オートローダ6によってロードロックチャ
ンバー5内のロック内カセット51に搬入される。ロッ
ク内カセット51に搬入された基板9は、セパレーショ
ンチャンバー1に設けられた搬送ロボット11により、
まず前処理エッチングチャンバー2に搬入され、前処理
エッチングが行われる。次に、基板9はプリヒートチャ
ンバー3に搬送され、不図示のヒートステージに載置さ
れて所定の温度に加熱される。これによって基板9はプ
リヒートされ、基板9中の吸蔵ガスが放出される。
Next, the overall operation of the sputtering apparatus of this embodiment will be described. The substrate 9 accommodated in the external set 8 is carried by the autoloader 6 into the in-lock cassette 51 in the load lock chamber 5. The substrate 9 carried into the lock cassette 51 is transferred by the transfer robot 11 provided in the separation chamber 1.
First, the wafer is carried into the pretreatment etching chamber 2 and pretreatment etching is performed. Next, the substrate 9 is conveyed to the preheat chamber 3, is placed on a heat stage (not shown), and is heated to a predetermined temperature. Thus, the substrate 9 is preheated, and the occluded gas in the substrate 9 is released.

【0042】そして、基板9はスパッタチャンバー4に
搬入され、スパッタリングによる成膜処理が行われる。
その後、基板9は搬送ロボット11によりスパッタチャ
ンバー4から搬出され、ロック内カセット51に収容さ
れる。ロック内カセット51に収容された処理済みの基
板9はオートローダ6によって外部カセット61に収容
される。このような動作を繰り返して、多数の基板9に
対して順次、枚葉処理を行う。
Then, the substrate 9 is carried into the sputtering chamber 4, and a film forming process by sputtering is performed.
Thereafter, the substrate 9 is carried out of the sputtering chamber 4 by the transfer robot 11 and stored in the cassette 51 inside the lock. The processed substrate 9 stored in the cassette 51 inside the lock is stored in the external cassette 61 by the autoloader 6. By repeating such an operation, a single wafer processing is sequentially performed on a large number of substrates 9.

【0043】そして、枚葉処理が所定の回数に達した時
点で制御部は、定期メンテナンスの時期に達した旨を表
示部に表示する。この表示がされると、オペレーター
は、不図示のベントバルブを開けてスパッタチャンバー
4内を大気圧に戻した後、不図示の開閉扉を開ける。そ
して、ターゲット41や防着シールド481,482,
483の交換等の作業を行う。
When the predetermined number of times of the single-wafer processing has been reached, the control unit displays on the display unit that the time of the regular maintenance has been reached. When this display is displayed, the operator opens the vent valve (not shown), returns the inside of the sputtering chamber 4 to the atmospheric pressure, and then opens the open / close door (not shown). Then, the target 41 and the shields 481, 482,
Work such as replacement of 483 is performed.

【0044】その後、開閉扉を閉め、ベントバルブも閉
めて、排気系46によってスパッタチャンバー4内を再
度高真空排気する。この状態で、前述したように、ダミ
ー用移動機構71を動作させて、ダミー基板91を基板
ホルダー44の基板保持面に配置する。そして、スパッ
タ電源43を動作させ、交換されたターゲット41をス
パッタして事前成膜を行う。この際、交換された防着シ
ールド481,482,483の他、ダミー基板91の
表面にも膜が堆積する。
Thereafter, the opening / closing door is closed, the vent valve is also closed, and the inside of the sputtering chamber 4 is again evacuated to a high vacuum by the exhaust system 46. In this state, as described above, the dummy moving mechanism 71 is operated to place the dummy substrate 91 on the substrate holding surface of the substrate holder 44. Then, the sputter power supply 43 is operated, and the replaced target 41 is sputtered to form a film in advance. At this time, a film is deposited on the surface of the dummy substrate 91 in addition to the replaced deposition shields 481, 482, 483.

【0045】事前成膜を行った後、ダミー用移動機構7
1によってダミー基板91を退避室40内の退避位置に
戻す。そして、スパッタチャンバー4内を再度高真空排
気した後、次の基板9を搬入して、スパッタリングによ
る成膜処理を再開する。
After the preliminary film formation, the dummy moving mechanism 7
1 returns the dummy substrate 91 to the retreat position in the retreat chamber 40. Then, after the inside of the sputtering chamber 4 is evacuated again to a high vacuum, the next substrate 9 is carried in, and the film forming process by sputtering is restarted.

【0046】また、制御部は、一つのダミー基板91を
使用した事前成膜の回数を記憶する不図示の記憶部を有
している。制御部は、一つのダミー基板91を使用した
事前成膜の回数が所定の回数に達すると、ダミー基板9
1の交換の表示を表示部にするようになっている。この
表示がされると、オペレーターは、定期メンテナンスの
際、ダミー基板91も新しいものと交換する。このた
め、ダミー基板91に限度以上に薄膜が堆積して剥離す
ることによるパーティクルの発生が未然に防止される。
Further, the control unit has a storage unit (not shown) for storing the number of times of preliminary film formation using one dummy substrate 91. When the number of times of preliminary film formation using one dummy substrate 91 reaches a predetermined number, the control unit
1 is displayed on the display unit. When this display is displayed, the operator also replaces the dummy substrate 91 with a new one at the time of periodic maintenance. For this reason, generation of particles due to deposition and peeling of a thin film more than the limit on the dummy substrate 91 is prevented.

【0047】上記説明から解るように、本実施形態の装
置によれば、ダミー基板91は、スパッタチャンバー4
内に設定された退避位置と基板ホルダー44の基板保持
面上の位置との間を移動するだけなので、移動のための
時間は、大気側からロードロックチャンバー5及び搬送
チャンバー1を経由して来る場合に比べて、格段に短
い。また、ダミー基板91は、スパッタチャンバー4内
という真空雰囲気に常に位置するので、ダミー基板91
の搬入搬出のためにいちいち高真空排気とベントを繰り
返すことも無い。従って、ダミー基板91を使用しつつ
も、事前成膜に要する全体の時間は格段に短くなってお
り、生産性の点で極めて好適なものとなっている。ま
た、ダミー基板91が常に真空側に配置される構成は、
ダミー基板91を介して大気側から塵埃等の異物や水等
の不純ガスがスパッタチャンバー4に持ち込まれる問題
が無いという長所も有する。また、シャッター機構では
ないので、主シールド481に開口を設ける必要が無
い。このため、基板9の表面に作成される薄膜が、スパ
ッタ放電の不均一性が原因で不均一になることがない。
As can be understood from the above description, according to the apparatus of this embodiment, the dummy substrate 91 is
Is moved only between the retracted position set in the inside and the position on the substrate holding surface of the substrate holder 44, the time for the movement comes from the atmosphere side via the load lock chamber 5 and the transfer chamber 1. It is much shorter than the case. Further, since the dummy substrate 91 is always located in the vacuum atmosphere in the sputtering chamber 4, the dummy substrate 91
There is no need to repeat high vacuum evacuation and venting for loading and unloading. Therefore, the total time required for the pre-film formation while using the dummy substrate 91 is significantly shorter, which is extremely favorable in terms of productivity. The configuration in which the dummy substrate 91 is always arranged on the vacuum side is as follows.
There is also an advantage that there is no problem that foreign substances such as dust and impurity gases such as water are brought into the sputtering chamber 4 from the atmosphere side via the dummy substrate 91. Further, since it is not a shutter mechanism, it is not necessary to provide an opening in the main shield 481. Therefore, the thin film formed on the surface of the substrate 9 does not become non-uniform due to the non-uniformity of the sputter discharge.

【0048】次に、本願発明の第二の実施の形態につい
て説明する。図4は、第二の実施の形態のスパッタリン
グ装置の主要部を示す図であり、図2と同様の断面概略
図である。図4に示す実施形態の装置の特徴点は、ダミ
ー基板91を退避させる退避室40に、ダミー基板91
を複数係留する係留具72が設けられている点である。
係留具72は、退避室40を構成するスパッタチャンバ
ー4の上壁部に取り付けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a main part of the sputtering apparatus according to the second embodiment, and is a schematic sectional view similar to FIG. A feature of the apparatus of the embodiment shown in FIG. 4 is that the dummy substrate 91 is provided in the evacuation chamber 40 for retracting the dummy substrate 91.
Is provided with a mooring tool 72 for mooring a plurality.
The mooring tool 72 is attached to the upper wall of the sputter chamber 4 constituting the evacuation chamber 40.

【0049】係留具72は、一対の側板と、一対の側板
の内面に設けた複数の凸部とから成る構成である。一対
の側板は、基板ホルダー44と退避室40とを結ぶ方向
に沿って互いに平行である。凸部は、この方向に長いも
のであり、上下に所定間隔を置いて三つ設けられてい
る。一対の側板における各凸部の配置位置は、同じ高さ
である。ダミー基板91は、同じ高さにある両側の凸部
の上にその周縁を載せた状態で係留されるようになって
いる。従って、本実施形態では、三つのダミー基板91
が同時に係留されるようになっている。
The mooring tool 72 has a structure including a pair of side plates and a plurality of convex portions provided on the inner surfaces of the pair of side plates. The pair of side plates are parallel to each other along a direction connecting the substrate holder 44 and the evacuation chamber 40. The convex portions are long in this direction, and are provided three at predetermined intervals above and below. The arrangement positions of the projections on the pair of side plates are at the same height. The dummy substrate 91 is moored with its peripheral edge placed on the protrusions on both sides at the same height. Therefore, in this embodiment, the three dummy substrates 91
Are moored at the same time.

【0050】図4に示す装置も、図1から図3に示す装
置と基本的に同様に動作する。但し、制御部における制
御が多少異なるので、以下に説明する。制御部は、係留
具72に係留された三つのダミー基板91の使用回数を
記憶部に記憶するようになっている。以下の説明では、
三つのダミー基板91を、ダミー基板91A、ダミー基
板91B、ダミー基板91Cとする。
The device shown in FIG. 4 operates basically in the same manner as the device shown in FIGS. However, the control in the control unit is slightly different, and will be described below. The control unit stores the number of times of use of the three dummy substrates 91 moored to the mooring tool 72 in the storage unit. In the following description,
The three dummy substrates 91 are a dummy substrate 91A, a dummy substrate 91B, and a dummy substrate 91C.

【0051】図5は、図4に示す装置における制御部に
設けられた制御プログラムについて説明する図である。
前述したように、所定回数のスパッタリング枚葉処理を
繰り返した後、オペレーターは定期メンテナンスを行
う。そして、オペレーターは、事前成膜を行うため、入
力部から「事前成膜指令」の入力を行う。入力部から入
力された「事前成膜指令」を受けると、制御部は、前回
の事前成膜で使用したダミー基板91がどれであるかを
記憶部から読み出す。また、そのダミー基板91を使用
して前回までに何回の事前成膜を行ったかの回数である
「使用回数」のデータも同様に記憶部から読み出す。
FIG. 5 is a diagram for explaining a control program provided in the control unit in the apparatus shown in FIG.
As described above, after repeating a predetermined number of times of the sputtering single-wafer processing, the operator performs regular maintenance. Then, the operator inputs a “preliminary film formation command” from the input unit to perform the preliminary film formation. When receiving the “preliminary film formation command” input from the input unit, the control unit reads out from the storage unit which dummy substrate 91 was used in the previous preliminary film formation. In addition, data of the number of times of use, which is the number of times the preliminary film formation has been performed by using the dummy substrate 91 up to the previous time, is similarly read out from the storage unit.

【0052】そして、「使用回数」のデータを、一つの
ダミー基板91について使用できる限度回数として予め
設定された「限度回数」のデータと比較する。例えば、
前回使用したのがダミー基板91Aであるとすると、
「使用回数」が「限度回数」以下であれば、そのまま
「事前成膜実行」の指令を出す。これにより、前述した
ようにダミー用移動機構71が動作してダミー基板91
がA基板ホルダー44の基板保持面に配置され、ターゲ
ット41のスパッタにより事前成膜が行われる。この際
に制御部25からダミー用移動機構71に送られる制御
信号は、前回の事前成膜と同じダミー基板91Aを使用
するよう制御する信号である。その後、「使用回数」に
1を加え、プログラムは「スタート」に戻る。
Then, the data of “the number of times of use” is compared with the data of “the number of times of limit” which is set in advance as a limit of the number of times that one dummy substrate 91 can be used. For example,
Assuming that the dummy substrate 91A was used last time,
If the “number of uses” is equal to or less than the “limit number”, a command of “preliminary film formation execution” is issued. As a result, as described above, the dummy moving mechanism 71 operates to operate the dummy substrate 91.
Is disposed on the substrate holding surface of the A substrate holder 44, and the target 41 is preliminarily formed by sputtering. At this time, the control signal sent from the control unit 25 to the dummy moving mechanism 71 is a signal for controlling to use the same dummy substrate 91A as the previous pre-film formation. Thereafter, 1 is added to the "number of uses", and the program returns to "start".

【0053】もし、「使用回数」が「限度回数」に達し
ていたら、ダミー基板91Bに変更されるようダミー用
移動機構71に送られる制御信号を変更する「ダミー基
板91Bへ変更」の処理をする。その後、同様に「事前
成膜実行」の指令を出し、スタートに戻る。
If the "number of times of use" has reached the "limit number of times", the "change to dummy substrate 91B" process for changing the control signal sent to the dummy moving mechanism 71 to change to the dummy substrate 91B is performed. I do. After that, similarly, a command of “preliminary film formation execution” is issued, and the process returns to the start.

【0054】前回に使用したダミー基板91がダミー基
板91Bであって場合も同様であり、「使用回数」が
「限度回数」未満であればそのまま事前成膜を行い、
「限度回数」に達していれば、「ダミー基板91Cへ変
更」の処理をする。そして、前回使用のダミー基板91
がダミー基板91Cである場合において、「使用回数」
が「限度回数」−1に達していれば、次回の定期メンテ
ナンスの際にはダミー基板91の交換を行う必要がある
旨の表示を表示部に行う「ダミー基板交換表示」の処理
をする。この情報は、記憶部にも記憶され、次回の定期
メンテナンスの際、表示部に自動的に表示される。
The same applies to the case where the dummy substrate 91 used last time is the dummy substrate 91B.
If the “limit number” has been reached, processing of “change to dummy substrate 91C” is performed. Then, the dummy substrate 91 used last time
Is the dummy substrate 91C, the "use count"
If the number has reached the “limit number” −1, the process of “dummy substrate replacement display” for displaying on the display unit that the dummy substrate 91 needs to be replaced at the next periodic maintenance is performed. This information is also stored in the storage unit, and is automatically displayed on the display unit at the time of the next periodic maintenance.

【0055】上記説明から解るように、本実施形態で
は、三つのダミー基板91を順次使用しながら事前成膜
を行うので、一つのダミー基板91を使用する場合に比
べ、ダミー基板91の交換までに行える事前成膜の回数
が多くなる。従って、定期メンテナンス時の作業量が減
り、生産性が向上する。
As can be understood from the above description, in the present embodiment, the preliminary film formation is performed while sequentially using the three dummy substrates 91, so that the replacement of the dummy substrate 91 is more difficult than in the case where one dummy substrate 91 is used. The number of pre-film formations that can be performed in a large number increases. Therefore, the amount of work at the time of regular maintenance is reduced, and the productivity is improved.

【0056】次に、本願発明の第三の実施の形態につい
て説明する。図6は、第三の実施の形態のスパッタリン
グ装置の主要部を示す図であり、図2と同様の断面概略
図である。図6に示す第三の実施の形態のスパッタリン
グ装置の特徴点は、退避室40内でダミー基板91を加
熱する加熱器73が設けられている点である。加熱器7
3は、ダミー基板91に堆積する薄膜の剥離を抑制する
目的で設けられている。加熱器73がない場合、ダミー
基板91は、事前成膜を行う前には常温である。そし
て、事前成膜の際には、スパッタ放電により形成される
プラズマに晒されるため、数百度(例えば約200℃)
程度まで急激に昇温してしまう。そして、事前成膜終了
後は、再び常温まで降温する。このように急減な昇温と
降温とを繰り返すと、ダミー基板91に堆積した薄膜に
熱歪みが生じて、薄膜の剥離が生じやすい。薄膜の剥離
は、パーティクルの原因となる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a main part of a sputtering apparatus according to the third embodiment, and is a schematic cross-sectional view similar to FIG. A feature of the sputtering apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 6 is that a heater 73 for heating the dummy substrate 91 in the evacuation chamber 40 is provided. Heater 7
Reference numeral 3 is provided for the purpose of suppressing peeling of a thin film deposited on the dummy substrate 91. When the heater 73 is not provided, the temperature of the dummy substrate 91 is at room temperature before the preliminary film formation is performed. When the film is formed in advance, the film is exposed to plasma formed by sputter discharge, so that the film is several hundred degrees (for example, about 200 ° C.)
The temperature rises rapidly to the extent. Then, after the completion of the preliminary film formation, the temperature is again lowered to room temperature. When the rapid temperature increase and decrease are repeated in this manner, the thin film deposited on the dummy substrate 91 undergoes thermal distortion, and the thin film is liable to peel off. Peeling of the thin film causes particles.

【0057】そこで、本実施形態では、退避室40に退
避している間、ダミー基板91を加熱してある程度温度
上昇させておくようにしている。この加熱のため、急激
な温度変化が抑えられ、薄膜の剥離によるパーティクル
の発生が防止される。退避室40におけるダミー基板9
1の加熱温度は、例えば100℃〜200℃程度で良
い。事前成膜の際の温度から、50℃程度以上温度差が
無いようにする。
Therefore, in the present embodiment, while the dummy substrate 91 is being retracted into the evacuation chamber 40, the temperature of the dummy substrate 91 is increased to some extent. Due to this heating, a rapid change in temperature is suppressed, and generation of particles due to peeling of the thin film is prevented. Dummy substrate 9 in evacuation room 40
The heating temperature of 1 may be, for example, about 100 ° C to 200 ° C. There should be no temperature difference of about 50 ° C. or more from the temperature at the time of the preliminary film formation.

【0058】加熱器73は、退避室40を構成するスパ
ッタチャンバー4の上壁部に取り付けられている。加熱
器73としては、赤外線ランプ等を使用したランプヒー
タ、又は、ジュール熱を発生させるシースヒータ等が使
用できる。スパッタチャンバー4内は真空雰囲気であ
り、対流や伝導伝達による熱の移動があまり期待できな
いことを考慮すると、ランプヒータ(輻射加熱)が適し
ている。但し、内部にヒータを設けた台状の部材を設
け、これにダミー基板91を載置して加熱するようにす
る場合、伝導伝達によることも可能である。この場合に
は、ジュール熱方式のヒータも有効である。尚、前述し
た第一又は第二の実施の形態において、本実施形態のよ
うな加熱器73を設けることも、勿論可能である。
The heater 73 is attached to the upper wall of the sputtering chamber 4 constituting the evacuation chamber 40. As the heater 73, a lamp heater using an infrared lamp or the like, a sheath heater that generates Joule heat, or the like can be used. The inside of the sputtering chamber 4 is a vacuum atmosphere, and considering that heat transfer due to convection or conduction is not so expected, a lamp heater (radiant heating) is suitable. However, when a pedestal-shaped member provided with a heater is provided inside and the dummy substrate 91 is placed on the pedestal and heated, conduction and transmission may be used. In this case, a Joule heater is also effective. In the first or second embodiment described above, it is of course possible to provide the heater 73 as in this embodiment.

【0059】上記各実施の形態では、退避室40はスパ
ッタチャンバー4内に設けられたが、スパッタチャンバ
ー4に隣接して接続された他の真空チャンバー内の空間
を退避室40としても良い。この場合には、スパッタチ
ャンバー4と他の真空チャンバーとの間にゲートバルブ
が設けられる。
In the above embodiments, the evacuation chamber 40 is provided in the sputter chamber 4, but a space in another vacuum chamber connected adjacent to the sputter chamber 4 may be used as the evacuation chamber 40. In this case, a gate valve is provided between the sputtering chamber 4 and another vacuum chamber.

【0060】上記各実施の形態において、ダミー基板9
1は基板9と同様の寸法形状であったが、これは、スパ
ッタリングの際に基板9が覆う基板保持面の領域(以
下、保持領域)を同じように覆うようにするためであ
る。ダミー基板91が基板9より小さいと、事前成膜の
際に保持領域の一部に薄膜が堆積する。そして、スパッ
タリングの際にこの薄膜の上に基板9が載ってしまい、
パーティクル発生の原因となることがある。ダミー基板
91が基板9より大きい場合の問題は、それほど深刻で
はないが、ダミー基板91がホルダーシールド482を
遮蔽する程度まで大きくなってしまうと、ホルダーシー
ルド482が部分的に事前成膜されなくなってしまう。
この結果、異物放出等の恐れが発生する。
In each of the above embodiments, the dummy substrate 9
1 has the same dimensions and shape as the substrate 9, in order to cover the region of the substrate holding surface covered by the substrate 9 during sputtering (hereinafter, holding region) in the same manner. If the dummy substrate 91 is smaller than the substrate 9, a thin film is deposited on a part of the holding region during the preliminary film formation. Then, during sputtering, the substrate 9 is placed on this thin film,
It may cause particle generation. The problem when the dummy substrate 91 is larger than the substrate 9 is not so serious, but when the dummy substrate 91 is large enough to shield the holder shield 482, the holder shield 482 is not partially preliminarily formed. I will.
As a result, there is a fear that foreign matter is released.

【0061】尚、上記説明から解る通り、「基板と同様
の寸法形状」とは、基板保持面に沿った面内での寸法形
状の意味であり、板の厚さとしては同じでなくとも良
い。但し、ダミー基板91があまり厚くなると、ダミー
用移動機構71による移動に支障が出たり、事前成膜の
際に厚さによってターゲット41からのスパッタ粒子を
遮蔽してしまうことがあるので、注意を要する。但し、
基板9と同様の寸法形状であることは、ダミー基板91
にとって必須の条件ではない。問題とならない範囲で、
基板9とは異なる寸法形状とされる場合もある。
As can be understood from the above description, the term “size and shape similar to the substrate” means the size and shape in a plane along the substrate holding surface, and the thickness of the plate may not be the same. . However, if the dummy substrate 91 is too thick, the movement by the dummy moving mechanism 71 may be hindered, or sputter particles from the target 41 may be shielded depending on the thickness at the time of preliminary film formation. It costs. However,
The dimensions and shape of the substrate 9 are the same as those of the dummy substrate 91.
It is not a mandatory condition for. To the extent that there is no problem,
The size and shape may be different from those of the substrate 9.

【0062】また、スパッタリング装置の中には、ター
ゲット41から放出されるスパッタ粒子のイオン化のみ
で放電を維持する自己維持スパッタを行うものがある。
本願の発明は、この種の装置にも適用が可能である。
Some sputtering apparatuses perform self-sustained sputtering for maintaining discharge only by ionization of sputter particles emitted from the target 41.
The invention of the present application is also applicable to this type of device.

【0063】[0063]

【実施例】次に、事前成膜の一例について説明する。事
前成膜は、以下のような条件により行うことができる。
尚、「スパッタ電力」とは、ターゲット41に印加した
電圧とターゲット41を通して流れた電流の積である。 ・ガス:アルゴン ・ガス流量:50cc/分 ・圧力:0.23Pa ・スパッタ電力:2kW ・成膜時間:20分 上記条件で成膜処理を繰り返す場合、400回程度でダ
ミー基板91の交換が必要になる。
Next, an example of pre-film formation will be described. The preliminary film formation can be performed under the following conditions.
The “sputter power” is the product of the voltage applied to the target 41 and the current flowing through the target 41. -Gas: Argon-Gas flow rate: 50 cc / min-Pressure: 0.23 Pa-Sputter power: 2 kW-Deposition time: 20 minutes When the deposition process is repeated under the above conditions, the dummy substrate 91 needs to be replaced about 400 times. become.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項1記載
の発明によれば、退避室と基板ホルダーの基板保持面上
の位置との間でダミー基板を移動させるダミー用移動機
構を備えているので、ダミー基板の移動等に要する時間
が短く、事前成膜に要する全体の時間も短くなる。この
ため、生産性が向上する。ダミー基板が常に真空側に配
置されるので、ダミー基板を介して大気側から塵埃等の
異物や水等の不純ガスがスパッタチャンバーに持ち込ま
れる問題が無い。また、請求項2記載の発明によれば、
上記効果に加え、複数のダミー基板が退避室で係留され
て順次使用されるので、ダミー基板の交換のサイクルが
長くなる。このため、さらに生産性が向上する。また、
請求項3記載の発明によれば、上記効果に加え、ダミー
基板が退避室で加熱されるので、ダミー基板の急減な温
度変化が抑制される。このため、ダミー基板に堆積した
薄膜の剥離によるパーティクルの発生が抑制される。ま
た、請求項4記載の発明によれば、上記効果に加え、ダ
ミー基板の表面に凹凸が形成されているので、堆積した
薄膜の剥離によるパーティクルの発生がさらに抑制され
る。また、請求項5記載の発明によれば、上記効果に加
え、ダミー基板が金属製であるので、堆積した薄膜の剥
離によるパーティクルの発生がさらに抑制される。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the dummy moving mechanism for moving the dummy substrate between the evacuation chamber and the position on the substrate holding surface of the substrate holder is provided. Therefore, the time required for moving the dummy substrate and the like is short, and the entire time required for the preliminary film formation is also short. For this reason, productivity is improved. Since the dummy substrate is always arranged on the vacuum side, there is no problem that foreign matter such as dust and impurity gas such as water are brought into the sputtering chamber from the atmosphere side via the dummy substrate. According to the second aspect of the present invention,
In addition to the above effects, since a plurality of dummy substrates are moored in the evacuation room and used sequentially, the cycle of replacement of the dummy substrates becomes longer. For this reason, productivity is further improved. Also,
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above effects, the dummy substrate is heated in the evacuation chamber, so that a rapid decrease in temperature of the dummy substrate is suppressed. Therefore, generation of particles due to peeling of the thin film deposited on the dummy substrate is suppressed. According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, since irregularities are formed on the surface of the dummy substrate, generation of particles due to peeling of the deposited thin film is further suppressed. According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, since the dummy substrate is made of metal, generation of particles due to peeling of the deposited thin film is further suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の実施の形態であるスパッタリング装
置の構成を説明する平面概略図である。
FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すスパッタチャンバー4の断面概略図
である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the sputtering chamber 4 shown in FIG.

【図3】ダミー用移動機構71の動作について説明する
断面概略図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating the operation of the dummy moving mechanism 71.

【図4】第二の実施の形態のスパッタリング装置の主要
部を示す図であり、図2と同様の断面概略図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a main part of a sputtering apparatus according to a second embodiment, and is a schematic cross-sectional view similar to FIG. 2;

【図5】図4に示す装置における制御部に設けられた制
御プログラムについて説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a control program provided in a control unit in the device shown in FIG.

【図6】第三の実施の形態のスパッタリング装置の主要
部を示す図であり、図2と同様の断面概略図である。
FIG. 6 is a diagram showing a main part of a sputtering apparatus according to a third embodiment, and is a schematic sectional view similar to FIG. 2;

【図7】従来のスパッタリング装置の概略構成を示す断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 搬送チャンバー 11 搬送ロボット 4 スパッタチャンバー 40 退避室 41 ターゲット 42 磁石機構 43 スパッタ電源 44 基板ホルダー 45 ガス導入系 46 排気系 481 防着シールド 482 防着シールド 483 防着シールド 71 ダミー用移動機構 72 係留具 73 加熱器 9 基板 91 ダミー基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transfer chamber 11 Transfer robot 4 Sputter chamber 40 Evacuation room 41 Target 42 Magnet mechanism 43 Sputter power supply 44 Substrate holder 45 Gas introduction system 46 Exhaust system 481 Prevention shield 482 Prevention shield 483 Prevention shield 71 Dummy moving mechanism 72 Mooring tool 73 heater 9 substrate 91 dummy substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 誠 東京都府中市四谷5丁目8番1号アネルバ 株式会社内 (72)発明者 伊谷 晴治 東京都府中市四谷5丁目8番1号アネルバ 株式会社内 Fターム(参考) 4K029 AA00 BD01 CA05 DA01 DA09 FA09 JA01 KA01 4M104 DD39 HH20 5F103 AA08 BB25 BB34 BB36 BB45 BB60 HH03 LL14 RR01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Makoto Sato 5-81-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo Anelva Co., Ltd. (72) Inventor Seiji Itani 5-81-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo Anelva, Inc. F term (reference) 4K029 AA00 BD01 CA05 DA01 DA09 FA09 JA01 KA01 4M104 DD39 HH20 5F103 AA08 BB25 BB34 BB36 BB45 BB60 HH03 LL14 RR01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系を有するスパッタチャンバーと、
被スパッタ面がスパッタチャンバー内に露出するように
して設けられたターゲットと、ターゲットの被スパッタ
面を臨む空間に電界を設定してスパッタ放電を生じさせ
るスパッタ電源と、スパッタ放電によってターゲットか
ら放出されたスパッタ粒子が到達するスパッタチャンバ
ー内の所定位置に基板を保持する基板ホルダーとを備
え、ターゲットから放出されるスパッタ粒子を基板の表
面に到達させてターゲットの材料の薄膜を作成するスパ
ッタリング装置において、 前記スパッタチャンバー又はこれに隣接する他の真空チ
ャンバー内には、前記基板ホルダーの基板保持面を覆う
ことが可能な寸法形状を持つダミー基板を退避させる退
避室が設けられており、この退避室内の退避位置と、前
記基板ホルダーの基板保持面上の位置との間でダミー基
板を移動させるダミー用移動機構を備えていることを特
徴とするスパッタリング装置。
1. A sputter chamber having an exhaust system,
A target provided such that the surface to be sputtered is exposed in the sputtering chamber, a sputter power supply for setting an electric field in a space facing the surface to be sputtered of the target to generate a sputter discharge, and a target discharged from the target by the sputter discharge. A sputtering apparatus, comprising: a substrate holder that holds a substrate at a predetermined position in a sputtering chamber to which sputtered particles reach; and a sputtered particle emitted from the target reaches a surface of the substrate to form a thin film of a target material. In the sputtering chamber or another vacuum chamber adjacent to the sputtering chamber, there is provided an evacuation chamber for evacuation of a dummy substrate having a size and shape capable of covering the substrate holding surface of the substrate holder. Position and a position on the substrate holding surface of the substrate holder. A sputtering apparatus comprising a dummy moving mechanism for moving a mee substrate.
【請求項2】 前記退避室には、複数のダミー基板を同
時に係留できる係留具が設けられていることを特徴とす
る請求項1記載のスパッタリング装置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the evacuation chamber is provided with a mooring tool capable of mooring a plurality of dummy substrates simultaneously.
【請求項3】 前記退避室には、ダミー基板を加熱する
加熱器が設けられていることを特徴とする請求項1又は
2記載のスパッタリング装置。
3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the evacuation chamber is provided with a heater for heating the dummy substrate.
【請求項4】 前記ダミー基板の表面には、堆積した薄
膜の剥離を防止する凹凸が形成されていることを特徴と
する請求項1、2又は3記載のスパッタリング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein irregularities are formed on the surface of the dummy substrate to prevent the deposited thin film from peeling off.
【請求項5】 前記ダミー基板は、チタン又はモリブデ
ン製であることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに
記載のスパッタリング装置。
5. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the dummy substrate is made of titanium or molybdenum.
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