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JPH10130814A - スパッタ膜の形成方法 - Google Patents

スパッタ膜の形成方法

Info

Publication number
JPH10130814A
JPH10130814A JP28245596A JP28245596A JPH10130814A JP H10130814 A JPH10130814 A JP H10130814A JP 28245596 A JP28245596 A JP 28245596A JP 28245596 A JP28245596 A JP 28245596A JP H10130814 A JPH10130814 A JP H10130814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sputtered film
sputtered
shield member
film
compound
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP28245596A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Kariya
隆一 假屋
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP28245596A priority Critical patent/JPH10130814A/ja
Publication of JPH10130814A publication Critical patent/JPH10130814A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】シールド部材に堆積した蒸着物質を発生源とす
るパーティクルの発生を低減することができ、シールド
部材の交換頻度を抑制することが可能なスパッタ膜の形
成方法を提供する。 【解決手段】チャンバ内がシールド部材によってシール
ドされた反応性スパッタリング装置によるスパッタ対象
物へのスパッタ膜の形成方法であって、未蒸着状態のシ
ールド部材2にターゲット物質のみからなるスパッタ膜
4を形成した後、スパッタ対象物に反応性スパッタリン
グを行って化合物薄膜6を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チャンバ内がシー
ルド部材によってシールドされた反応性スパッタリング
装置によるスパッタ対象物へのスパッタ膜の形成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】真空チャンバ内にAr等の不活性放電ガ
スを導入し、電極間に電圧を印加してグロー放電を発生
させると、プラズマ中の正のイオンが陰極上のターゲッ
ト表面に衝突し、ターゲット原子をはじき出すスパッタ
現象が発生する。スパッタリング装置は、このスパッタ
現象を利用し、スパッタ膜をウェハ上に蒸着する成膜装
置である。ターゲットは、スパッタリング装置において
陰極に設置され、イオン衝撃されて膜となる材料物質で
ある。また、反応性スパッタリング装置は、一種の化学
反応を伴わせて化合物からなるスパッタ膜(酸化膜、窒
化膜等)を付着させることができるスパッタリング装置
である。Ar等の不活性ガスに加えて、活性ガスを導入
した真空チャンバ内でターゲットをスパッタし、金属化
合物からなるスパッタ膜等を形成させることができる。
【0003】上記のような反応性スパッタリング装置で
は、蒸着物質がウェハ以外の真空チャンバの内壁等にも
付着堆積し、この付着堆積した蒸着物質が剥がれ落ちて
ウェハを汚染するパーティクルの発生源となる可能性が
ある。このため、反応性スパッタリング装置では、通
常、交換可能なシールド部材によってウェハ以外の部分
への蒸着物質の付着堆積を防いでいる。ウェハ以外に付
着堆積する蒸着物質をシールド部材に堆積させ、この蒸
着物質が堆積するシールド部材を一定周期で交換するこ
とにより、パーティクルの発生を防いでいる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、蒸着物質がウェハ以外の真空チャンバ
の内壁等にも付着堆積することは防ぐことはできるが、
上記のシールド部材に堆積した蒸着物質の膜厚が厚くな
るとこれが剥がれ落ちて、パーティクルの発生原因とな
る可能性がある。したがって、シールド部材の交換は早
めに行う必要がある。一方で、真空チャンバ内のシール
ド部材の交換には、長時間を要し、コストもかかるた
め、シールド部材の交換頻度を減少させたいという要請
もある。
【0005】本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなさ
れたものであって、シールド部材に堆積した蒸着物質を
発生源とするパーティクルを低減することができ、シー
ルド部材の交換頻度を抑制することが可能なスパッタ膜
の形成方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスパッタ膜
の形成方法は、チャンバ内がシールド部材によってシー
ルドされた反応性スパッタリング装置によるスパッタ対
象物へのスパッタ膜の形成方法であって、未蒸着状態の
シールド部材にターゲット物質のみからなるスパッタ膜
を形成した後、スパッタ対象物に反応性スパッタリング
を行って化合物からなるスパッタ膜を形成する。
【0007】本発明に係るスパッタ膜の形成方法では、
化合物からなるスパッタ膜を形成する前に、未蒸着状態
のシールド部材にターゲット物質のみからなるスパッタ
膜が形成される。したがって、スパッタ対象物に反応性
スパッタリングを行うと、シールド部材にはターゲット
物質のみからなるスパッタ膜を介して化合物からなるス
パッタ膜が堆積する。通常、対象物とターゲット物質と
は異なる物質であるため相互の密着性がターゲット物質
のみからなるスパッタ膜と化合物からなるスパッタ膜と
の密着性に比較して悪いことから、対象物から化合物か
らなるスパッタ膜が剥がれ落ちにくくなり、パーティク
ルの発生を低減することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスパッタ膜の
形成方法の実施の形態について図面を参照して詳しく説
明する。
【0009】本実施形態に係るスパッタ膜の形成方法を
説明する前に、本発明が適用される反応性スパッタリン
グ装置の一例を図4に示す。図4は、反応性スパッタリ
ング装置のメインテナンス時のシールド部材等を分解し
た状態を示した斜視図である。図4に示すように、反応
性スパッタリング装置は、スパッタリングを行ってスパ
ッタ膜を形成する対象物であるウェハを搬送する搬送室
11とスパッタリングを行う複数のチャンバ12,13
および14を有している。チャンバ12,13および1
4の各々には、搬送されてきたウェハを保持するウェハ
ホルダ16およびターゲットTを保持するターゲットホ
ルダ17が設けられており、組み立て状態において、ウ
ェハとターゲットTとは直立した状態で対向するように
なっている。
【0010】ウェハを自動的にローディングする図示し
ないオートローダから搬送されてきたウェハは、搬送室
内に設けられた図示しない搬送ロボットによって上記の
チャンバ12,13および14のいずれかにのウェハホ
ルダ16に移される。このときウェハホルダ16はホル
ダー面が上向きで水平状態にあり、ウェハをチャッキン
グすると駆動装置16aによって直立状態に回転され、
上記のターゲットTと向き合う状態となる。
【0011】上記にチャンバ12,13および14の各
々は、ターゲットホルダ17の周辺をシールドするシー
ルド部材21〜24、ウェハホルダ16の周辺をシール
ドするシールド部材25〜28等のシールド部材を有し
ている。なお、シールド部材は、ターゲットホルダ17
側のチャンバ内壁をシールドするもの等が他にも存在す
るが、図示するのを省略する。また、上記の各シールド
部材の材料として、例えばAl合金が用いられる。
【0012】上記のような反応性スパッタリング装置に
おいては、ウェハホルダ16にウェハを装着し、図示し
ないクライオポンプでチャンバ内を真空引きし、例えば
Ar等の不活性ガスおよび例えばN2 ,O2 等の活性ガ
スをチャンバ12〜14内に導入するとともに例えばT
i等の金属からなるターゲットTとウエハ間に高電圧を
印加してターゲットをスパッタすると、ウェハに例えば
TiN,TiON等の金属化合物からなるスパッタ膜が
形成される。これと同時に、上記したシールド部材には
同じく金属化合物からなるスパッタ膜が形成され、チャ
ンバ内でスパッタが繰替えされるごとに、シールド部材
には金属化合物からなるスパッタ膜が堆積していく。こ
の堆積した金属化合物は、膜厚が厚くなるとシールド部
材から剥離する可能性があり、剥離した金属化合物がパ
ーティクルとなるおそれがある。本発明は、このシール
ド部材に堆積していく化合物からなるスパッタ膜がシー
ルド部材から剥離し、パーティクルとなるの低減させる
ことを目的としている。
【0013】本実施形態に係るスパッタ膜の形成方法
は、図1に示すように、金属化合物が未蒸着状態のシー
ルド部材2にターゲット物質のみからなるスパッタ膜4
を形成した後、ウェハをウェハホルダ16に装着し、ウ
ェハに反応性スパッタリングを行って化合物からなるス
パッタ膜6を形成する。
【0014】すなわち、シールド部材2は、化合物が堆
積した各シールド部材2をたとえばターゲットTの交換
時等に交換した際においては、化合物が未だ蒸着されて
いない状態にある。この状態で、ウェハホルダ16にウ
ェハを装着せずに、上記のチャンバ12〜14を真空状
態にし、チャンバ12〜14内にAr等の不活性ガスの
みを導入し、ウェハホルダ16とターゲットT間に電圧
を印加してターゲットTをスパッタする。これにより、
各シールド部材2には、ターゲットTを構成する物質の
みからなるスパッタ膜4が形成されるが、例えば、ター
ゲットTにTiを使用しているとすると、Tiのみから
なるスパッタ膜4が形成される。
【0015】次いで、各シールド部材2にターゲットT
を構成する物質のみからなるスパッタ膜4が形成された
状態で、ウェハホルダ16にウェハを装着しチャンバ1
2〜14内にAr等の不活性ガスに加えて例えばN2
2 等の活性ガスを導入し、ウェハホルダ16とターゲ
ットT間に電圧を印加してターゲットTをスパッタす
る。これにより、例えば、上記のようにターゲットTに
Tiを活性ガスにN2 を用いると、ウェハには化合物T
iNのスパッタ膜が形成され、シールド部材2にはTi
のみからなるスパッタ膜4を介してTiNからなるスパ
ッタ膜6が形成される。
【0016】例えば、Al合金からなる各シールド部材
2と化合物TiNとは異なる物質であるため相互の密着
性が悪い。このため、化合物TiNのみが各シールド部
材2に堆積していった場合には、比較的化合物TiNか
らなるスパッタ膜が各シールド部材2から剥離しやす
い。
【0017】一方、Tiからなるスパッタ膜4と化合物
TiNからなるスパッタ膜6とは、比較的密着性が良
い。このため、各シールド部材2と化合物TiNからな
るスパッタ膜6との間にTiからなるスパッタ膜4が介
在することにより、Tiからなるスパッタ膜4および化
合物TiNからなるスパッタ膜6は、Al合金からなる
各シールド部材2から比較的剥離しにくくなる。
【0018】したがって、Tiからなるスパッタ膜4お
よび化合物TiNからなるスパッタ膜6を発生源とする
パーティクルの発生が低減される。この結果、半導体製
品の歩留りを向上させることができ、同時に、各シール
ド部材2の交換頻度を抑制することが可能になる。
【0019】また、本実施形態においては、シールド部
材2にターゲット物質のみからなるスパッタ膜4を形成
する際およびシールド部材2に化合物からなるスパッタ
膜6を形成する際に、予めシールド部材2を図示しない
加熱ヒータによって所定の温度、例えば200〜300
℃に加熱しておくことができる。通常、スパッタを行う
ことによりシールド部材2は加熱されるが、スパッタを
開始した時点では、常温である。
【0020】例えば、シールド部材2がAl合金である
場合には、Tiからなるスパッタ膜4および化合物Ti
Nからなるスパッタ膜6とAl合金とでは熱膨張係数が
異なる。したがって、序々にAl合金が加熱されて熱膨
張を起こすとTiからなるスパッタ膜4および化合物T
iNからなるスパッタ膜6とAl合金からなるシールド
部材2との間に応力が発生し、スパッタ膜4およびスパ
ッタ膜6が剥離しやすくなる。
【0021】上記のように、シールド部材2を予め加熱
しておくことによって、Al合金を安定した状態にして
おき、スパッタの最中に序々にAl合金が加熱されて熱
膨張を起こすのを防ぐ。これにより、スパッタ膜4およ
びスパッタ膜6とシールド部材2との密着性およびスパ
ッタ膜4とスパッタ膜6との密着性が高まり、スパッタ
膜4およびスパッタ膜6がさらに剥離しにくくなる。
【0022】次に、本発明に係るスパッタ膜の形成方法
の他の実施形態を説明する。本発明に係るスパッタ膜の
形成方法の他の実施形態は、図2に示すように、シール
ド部材2にターゲットTの物質のみからなるスパッタ膜
4と化合物からなるスパッタ膜6が交互に堆積されるよ
うにする。
【0023】すなわち、ウェハに反応性スパッタリング
を行うと各シールド部材2には化合物からなるスパッタ
膜6が形成されるが、反応性スパッタリングを行なった
後に、化合物からなるスパッタ膜が形成されたウェハを
チャンバ12〜14外に搬出した状態で、チャンバ12
〜14内にAr等の不活性ガスのみを導入してターゲッ
トTをスパッタする。これにより、化合物からなるスパ
ッタ膜6上にはターゲットTの物質のみからなるスパッ
タ膜4が形成され、同様な動作を繰り返すことにより、
各シールド部材2上にはスパッタ膜4とスパッタ膜6と
が図2に示すように、交互に形成される。
【0024】上記のように、各シールド部材2上に化合
物からなるスパッタ膜6とターゲットTの物質のみから
なるスパッタ膜4とが交互に形成されることにより、図
1に示した実施形態と同様に、スパッタ膜4およびスパ
ッタ膜6が各シールド部材2から剥離しにくくなる。な
お、図3に示すように、反応性スパッタリングを行なう
前に、チャンバ12〜14内にAr等の不活性ガスのみ
を導入してターゲットTをスパッタしてターゲットTの
物質のみからなるスパッタ膜4を形成し、その後に反応
性スパッタリングを行なう動作を繰り返して、シールド
部材2にターゲットTの物質のみからなるスパッタ膜4
と化合物からなるスパッタ膜6を交互に堆積させてもよ
い。また、図2および図3に示すスパッタ膜4およびス
パッタ膜6を形成する際にも、上記したように各シール
ド部材2を予め所定の温度に加熱しておくことにより、
各シールド部材2からスパッタ膜4およびスパッタ膜6
がさらに剥離しにくくなる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスパ
ッタ膜の形成方法によれば、シールド部材から蒸着物質
が剥離しにくくなり、当該剥離する蒸着物質が発生源で
あるパーティクルの発生が低減される。この結果、製品
の歩留りを向上させることができる。また、シールド部
材からの蒸着物質の剥離が発生しにくくなるため、シー
ルド部材の交換頻度を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスパッタ膜の形成方法の一実施形
態を説明するための説明図である。
【図2】本発明に係るスパッタ膜の形成方法の他の実施
形態を説明するための説明図である。
【図3】本発明に係るスパッタ膜の形成方法の他の実施
形態を説明するための説明図である。
【図4】本発明が適用される反応性スパッタリング装置
の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2…シールド部材、4…ターゲット材料のみからなるス
パッタ膜、6…化合物からなるスパッタ膜。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チャンバ内がシールド部材によってシール
    ドされた反応性スパッタリング装置によるスパッタ対象
    物へのスパッタ膜の形成方法であって、 未蒸着状態のシールド部材にターゲット物質のみからな
    るスパッタ膜を形成した後、 スパッタ対象物に反応性スパッタリングを行って化合物
    からなるスパッタ膜を形成するスパッタ膜の形成方法。
  2. 【請求項2】チャンバ内がシールド部材によってシール
    ドされた反応性スパッタリング装置によるスパッタ対象
    物へのスパッタ膜の形成方法であって、 対象物に反応性スパッタリングを行って化合物からなる
    スパッタ膜を形成する工程の前工程として、シールド部
    材にターゲット物質のみからなるスパッタ膜を形成する
    スパッタ膜の形成方法。
  3. 【請求項3】前記シールド部材にターゲット物質のみか
    らなるスパッタ膜を形成する際および前記対象物に反応
    性スパッタリングを行って化合物からなるスパッタ膜を
    形成する際に、予め前記シールド部材を所定の温度に加
    熱しておく請求項1に記載のスパッタ膜の形成方法。
  4. 【請求項4】前記ターゲット物質はTiであり、前記化
    合物からなるスパッタ膜はTiNである請求項1に記載
    のスパッタ膜の形成方法。
  5. 【請求項5】前記ターゲット物質はTiであり、前記化
    合物からなるスパッタ膜はTiONである請求項1に記
    載のスパッタ膜の形成方法。
  6. 【請求項6】前記シールド部材がAl合金製である請求
    項5に記載のスパッタ膜の形成方法。
JP28245596A 1996-10-24 1996-10-24 スパッタ膜の形成方法 Pending JPH10130814A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007308746A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Ulvac Japan Ltd 成膜装置の運転方法
JP2017172000A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 Hoya株式会社 成膜装置の立ち上げ方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
WO2023190660A1 (ja) * 2022-04-01 2023-10-05 日東電工株式会社 積層体の製造方法

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