JPH11269644A

JPH11269644A - パーティクル発生防止方法及びスパッタリング装置

Info

Publication number: JPH11269644A
Application number: JP9675298A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kobayashi; 正彦小林; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】前処理エッチングの際にチャンバー内露出面
に堆積した自然酸化膜または保護膜が剥離することによ
り生じるパーティクルの発生を防止する。【解決手段】スパッタリングによる成膜の前に基板９
は前処理エッチングチャンバー２に搬送され、ガス導入
手段２１が導入したガスにプラズマ形成手段２３によっ
てエネルギーが与えられて形成されたプラズマＰによ
り、基板９の表面の自然酸化膜又は保護膜がエッチング
除去される前処理エッチングが行われる。表面にアルミ
膜を形成したシリコン基板である疑似基板１０がロード
ロックチャンバー５内に配置されており、所定回数の前
処理エッチングの度に、基板９の搬送系が兼用された搬
送手段により疑似基板１０は前処理エッチングチャンバ
ー２内に搬送されて基板９と同様にエッチングされる。
前処理時堆積膜の上にアルミ膜が堆積して応力が緩和さ
れ、前処理時堆積膜の剥離が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、各種半導体デ
バイス等の製作に使用されるスパッタリング装置に関
し、特に、そのようなスパッタリング装置においてパー
ティクルの発生を防止する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス等の製作においては、基
板の表面に所定の薄膜を作成する工程が存在する。この
ような薄膜の作成においては、所定の材料よりなるター
ゲットをスパッタすることにより、基板上にこの材料の
薄膜を堆積させるスパッタリングが広く実施されてい
る。そして、デバイスを高い歩留まりで製作する過程に
おいて、良質な薄膜を作成することは重要な位置を占め
る。

【０００３】ここで基板の表面には、自然酸化膜や保護
膜が形成されている場合がある。自然酸化膜や保護膜が
形成されたまま成膜を行うと、薄膜の密着性が悪くなる
等の問題がある。特に、導電膜を作成する場合には、自
然酸化膜や保護膜は絶縁膜であるため、これらの膜が間
に介在することによって電気的なコンタクトが十分とれ
なくなり、その結果デバイスの特性が劣化するという問
題がある。そのため、スパッタリングに先立って、この
自然酸化膜や保護膜を除去する必要がある。このような
自然酸化膜や保護膜の除去は、従来、エッチングにより
行われている。以下このエッチングを「前処理エッチン
グ」という。前処理エッチングでは、通常、基板の表面
をプラズマに晒し、プラズマ中のイオンの作用によって
基板の表面の自然酸化膜や保護膜を除去している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような前処理エッ
チングを行うチャンバーには、通常、排気系が設けられ
ている。エッチングによって基板から除去された自然酸
化膜や保護膜の材料は、排気系によってチャンバー外に
排出されるが、すべては排出されず、排出されなかった
自然酸化膜や保護膜の材料はチャンバー内の露出面に堆
積する。

【０００５】前処理エッチングの回数が増加するに従
い、チャンバー内の露出面に堆積する膜の量は増える。
この膜は堆積量が多くなると、内部応力等によって剥離
する場合がある。剥離した膜の破片は、パーティクルと
なり、さらに前処理エッチングの回数が増加すると、チ
ャンバー内に生じるパーティクルの数が増加する。具体
的には、基板一枚当たりのエッチングする厚さを約５０
ｎｍとした場合、処理枚数が約１０００枚となるとチャ
ンバー内には約５０個のパーティクルが発生する。この
パーティクルが基板に付着すると、上述したように、自
然酸化膜や保護膜は絶縁物であるため、回路の断線や配
線抵抗の増大等の回路欠陥や回路不良が生じる。パーテ
ィクルの発生数が多くなると、このような回路欠陥や回
路不良の発生確率が高くなり、歩留まりが低下する原因
となる。

【０００６】通常、前処理エッチングを行うチャンバー
内には、前処理エッチングにより除去した材料が付着す
るようシールドが設けられている。前処理エッチングに
より基板の表面から除去された材料は、このシールドの
表面に堆積し膜を形成する。このシールドは、チャンバ
ーの内側面に比べ前処理エッチングにより堆積した膜の
剥離が少なくなるようできているが、この堆積した膜の
厚さが一定以上になると内部応力等によって剥離する可
能性がある。このため、基板の前処理エッチングを所定
数行った後、このシールドを新しいものに交換すること
によってパーティクルの発生を防ぐようにしている。具
体的には、チャンバーをいったん大気圧に開放し、膜が
堆積したシールドを取り出し、別の新しいシールドに交
換する。その後、再び基板の処理を開始するため、チャ
ンバー内を排気をし、パーティクル数が基準値以内にな
ったことを確認するとともに、処理の再現性が得られる
かどうか確認する作業を行う。そしてその後、処理を再
開する。これら処理を再開するまでの一連の作業は、お
よそ８時間を要し、生産性を著しく低下させる原因とな
っている。

【０００７】このように、従来、パーティクルの発生を
防ぎ、処理を再開するまでの作業は、長時間を要し、生
産性を著しく低下させていた。そこで本願発明は、パー
ティクル発生防止のための作業に要する時間を飛躍的に
短くし、生産性の低下を防ぐことを目的としている。

【０００８】

【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、基板の表面に所定の
薄膜をスパッタリングによって作成する成膜処理を行う
スパッタリング装置であって、その成膜処理の前に基板
の表面の自然酸化膜又は保護膜をエッチングによって除
去する前処理エッチングを行う前処理エッチング機構を
有するスパッタリング装置において、前記前処理エッチ
ングの際に基板が配置されるチャンバー内の露出面に堆
積した前記自然酸化膜又は保護膜の材料よりなる膜の剥
離によるパーティクルの発生を防止する方法であり、前
記前処理エッチングの際に前記チャンバー内の露出面に
堆積した前記膜よりも小さな応力で堆積する材料で表面
が形成された被覆用部材をエッチングすることにより、
前記膜の上にこの被覆用部材の材料の膜を堆積させ、こ
れによって前記パーティクルの発生を防止するという構
成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項２
記載の発明は、排気系を備えたスパッタチャンバーと、
スパッタチャンバー内に被スパッタ面を露出させるよう
にして設けたターゲットと、ターゲットをスパッタする
スパッタ電源とを備え、スパッタリングによって基板の
表面に所定の薄膜を作成するとともに、請求項１記載の
パーティクル発生防止方法が実施されるスパッタリング
装置であって、前記スパッタチャンバー又はこのスパッ
タチャンバーに気密に接続された他のチャンバーには、
前記前処理エッチング機構が設けられており、さらにこ
の前処理エッチング機構が設けられたチャンバーに、前
記被覆用部材を搬入するとともに、このチャンバーから
前記被覆用部材を搬出する搬送手段が設けられており、
前記被覆用部材の表面をエッチングして前記小さな応力
の材料の膜を前記チャンバー内の露出面に堆積させる被
覆オペレーションが行え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、上記
請求項２の構成において、前記被覆用部材の表面の前記
小さな応力で堆積する材料の残存量が所定の量になった
際に、この被覆用部材を別の新たな被覆用部材に交換す
る必要があることを知らせる表示を行うという構成を有
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、上記請求項２又は３の構成において、前記スパ
ッタチャンバーへ基板を搬送する搬送系が設けられてお
り、この搬送系は、前記搬送手段に兼用されているとい
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、上記請求項４記載の構成において、
前記被覆用部材は、前記基板と同等又は同様の寸法形状
であり、同等又は同様の重量を有するという構成であ
る。また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発
明は、上記請求項５記載の構成において、前記被覆用部
材は、前記基板と同じ板材の表面に前記小さな応力で堆
積する材料の膜を所定の厚さで作成した疑似基板である
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７記載の発明は、上記請求項４，５又は６記載の
構成において、前記成膜処理の前または後に一時的に前
記基板が滞留するロードロックチャンバーが備えられて
おり、このロードロックチャンバーには内部を排気する
排気系が設けられているとともに、前記被覆用部材を収
容する収容部材が設けられており、前記被覆用部材は大
気側に取り出されることなくロードロックチャンバーか
ら複数回前記チャンバーに搬入されて複数回の前記被覆
オペレーションに使用されるようになっているという構
成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項８
記載の発明は、上記請求項７記載の構成において、前記
ロードロックチャンバー内には、複数の前記基板を収容
するロック内カセットが設けられており、このロック内
カセットは、前記被覆用部材も収容できるよう構成され
ていて前記収容部材を兼ねているという構成を有する。

【０００９】

【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、中央に配置されたセパレーションチャンバ
ー１と、セパレーションチャンバー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は、専用又は兼用
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同士の
接続箇所には、ゲートバルブ６が設けられている。そし
て、ロードロックチャンバー５の外側には、オートロー
ダ７が設けられている。オートローダ７は、大気側にあ
る外部カセット８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。

【００１０】また、セパレーションチャンバー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。セパレーションチャンバー１内は排気
系によって常時１０^-6〜１０^-8Ｔｏｒｒ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。

【００１１】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。

【００１２】まず、スパッタリング装置の主要部をなす
スパッタチャンバー４の構成を説明する。図２は、図１
に示すスパッタリング装置におけるスパッタチャンバー
４の構成を説明する正面断面概略図である。スパッタチ
ャンバー４は、不図示のゲートバルブを備えた気密な容
器で、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^-6〜１０^-8
Ｔｏｒｒ程度に排気されるよう構成されている。スパッ
タチャンバー４には、ガス導入手段４５が設けられてお
り、アルゴン等のスパッタ率の高いガスを内部に所定の
流量で導入できるようになっている。具体的には、ガス
導入手段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。

【００１３】スパッタチャンバー４内には、被スパッタ
面が露出するようにして、ターゲット４１が設けられて
いる。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４１は、
ターゲットホルダー４１１及び絶縁体４１２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。ターゲット４
１をスパッタするためのスパッタ電源４３が、ターゲッ
ト４１に接続されている。スパッタ電源４３は、７００
Ｖ、３０ｋＷ程度の負の直流電圧をターゲット４１に印
加するよう構成されている。ガス導入手段４５によって
スパッタ放電用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、スパッタ放電用のガスに放電が
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。

【００１４】ターゲット４１の背後には、磁石機構４２
が設けられている。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４２３とから構成されている。この磁石機構４２
は、放電の効率のよいマグネトロンスパッタを行うため
に備えられている。すなわち、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４１２，４２２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。

【００１５】また、スパッタチャンバー４内には、基板
ホルダー４４が設けられている。基板ホルダー４４は、
薄膜を作成しようとする基板９をスパッタチャンバー４
内の所定の位置に保持するものである。この基板ホルダ
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
に対してこの基板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。

【００１６】次に、図３を使用して本実施形態の特徴点
を成す前処理エッチングチャンバー２の構成を説明す
る。図３は図１に示すスパッタリング装置の一点鎖線Ｘ
−Ｘにおける断面概略図である。前処理エッチングチャ
ンバー２は、ゲートバルブ６を備えた気密な容器で電気
的には接地されている。そして、前処理エッチングチャ
ンバー２内は、排気系２７により１０^-7〜１０^-8Ｔｏｒ
ｒ程度まで排気されるよう構成されている。

【００１７】この実施形態では、プラズマの作用によっ
て、前処理エッチングを行うようになっている。具体的
には、前処理エッチングチャンバー２内に前処理エッチ
ング機構が設けられている。前処理エッチング機構は、
前処理エッチングチャンバー２に設けられた内部に所定
のガスを導入するガス導入手段２１と、導入されたガス
にエネルギーを与え、プラズマＰを形成するプラズマ形
成手段２３とから構成されている。

【００１８】まず、ガス導入手段２１について説明す
る。ガス導入手段２１は、前処理エッチング用のガスを
溜めたガスボンベ２１１と、前処理エッチングチャンバ
ー２とガスボンベ２１１とをつなぐ配管２１２と、配管
２１２に設けられたバルブ２１３や流量調整器２１４と
から主に構成されている。このガス導入手段２１は、前
処理エッチング用ガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）を
流量６０ｃｃ／分で前処理エッチングチャンバー２内に
導入するよう構成されている。

【００１９】次に、プラズマ形成手段２３について説明
する。本実施形態では、高周波エネルギーによってプラ
ズマを形成するようになっており、プラズマ形成手段２
３としては、高周波電源２３１が用いられている。具体
的には、前処理エッチングチャンバー２内には、前処理
エッチングを行う基板９を所定の位置に保持する基板ホ
ルダー２２が設けられている。この基板ホルダー２２に
は、高周波電圧を印加する高周波電源２３１が接続され
ている。基板ホルダー２２と高周波電源２３１の間に
は，不図示の整合器及び後述する自己バイアスのための
コンデンサ２３２が設けられる。この高周波電源２３１
は、基板ホルダー２２に周波数１３．５６ＭＨｚ出力１
０００Ｗの高周波電力を印加するよう構成されている。

【００２０】ガス導入手段２１によって所定のエッチン
グ用ガスを前処理エッチングチャンバー２内に導入し、
この状態で高周波電源２３１を動作させると、所定の高
周波電圧が基板ホルダー２２に印加され、基板ホルダー
２２を介して空間に電界が設定される。そして、エッチ
ング用ガスは、この電界からエネルギーが与えられてプ
ラズマＰを形成する。このプラズマＰ中のイオンが基板
９の表面に衝突する結果、基板９の表面の自然酸化膜又
は保護膜はエッチングされる。

【００２１】上記エッチングの際、本実施形態では、高
周波電源２３１が基板ホルダー２２に接続されているた
め、この際、基板９の表面に自己バイアス電圧が生じ
る。この自己バイアス電圧の効果により、前処理エッチ
ングをさらに効率よく行うことができる。具体的には、
高周波の正の半周期においては、プラズマ中の電子が基
板ホルダー２２上の基板９に入射し、負の半周期におい
ては、プラズマ中の正イオンが入射する。この際、電子
は正イオンに比べて移動度が高いので、基板９に入射す
る荷電粒子は負電荷（電子）の方が多くなる。基板ホル
ダー２２と高周波電源２３１の間にコンデンサ２３２が
設けられているため、基板ホルダー２２の電位は、正イ
オンと電子との入射量のバランスをとるため負の方向に
シフトする。この結果、基板ホルダー２２は、正弦波の
上に負の直流電圧が重畳されたような電位変化となり、
負の自己バイアス電圧が生ずる。この負の自己バイアス
電圧によって、プラズマ中の正イオンが引き出されて効
率よく基板９に入射する。このため、上述した前処理エ
ッチングがさらに効率よく行われる。

【００２２】一方、前処理エッチングチャンバー２の上
方には、プラズマＰの拡散を防止するための磁石２４が
設けられている。この磁石２４は、図３に示すように、
水平におかれた板状の永久磁石である。この磁石２４の
両端は、異なる磁極になっており、図３に示すような磁
力線２４１が前処理エッチングチャンバー２及びシール
ド２６を貫いて設定されるよう構成されている。図３か
らわかるように、この磁力線２４１は、プラズマＰ中の
荷電粒子が前処理エッチングチャンバー２の上部に拡散
する方向に対して交差する状態になっている。プラズマ
Ｐ中の荷電粒子は、この磁力線２４１を横切る方向へは
移動しない。このため、磁力線２４１により、プラズマ
Ｐの拡散は防止されるようになっている。よって、プラ
ズマＰの密度は高くなり、効率よくエッチングが行われ
る。

【００２３】また、従来と同様に、本装置における前処
理エッチングチャンバー２内には、シールド２６が設け
られている。このシールド２６は、前処理エッチングチ
ャンバー２の内側面を覆うよう設けられている。従っ
て、前処理エッチングによってエッチングされた自然酸
化膜又は保護膜の材料は、前処理エッチングチャンバー
２内に飛散した際、このシールド２６の表面に付着する
ようになっている。シールド２６は、交換自在に前処理
エッチングチャンバー２内に取り付けられており、この
表面には、堆積した膜の剥離を防止するため凹凸が形成
されている。

【００２４】上述した前処理エッチングにおいて、エッ
チングされた自然酸化膜又は保護膜の材料は、排気系２
７によって前処理エッチングチャンバー２外に排出され
るが、すべては排出されない。この場合、排出されなか
った自然酸化膜又は保護膜の材料は、上述したように前
処理エッチングチャンバー２内のシールド２６に堆積し
膜を形成する。以下、この膜を「前処理時堆積膜」と呼
ぶ。

【００２５】基板９の前処理エッチングの回数が増える
に従い、このシールド２６に形成される前処理時堆積膜
の量は次第に増加する。そして、この前処理時堆積膜
は、内部応力により剥離する場合があり、この剥離した
膜の破片は、パーティクルとなる。さらに前処理エッチ
ングを繰り返すと、前処理エッチングチャンバー２内に
生じるパーティクルの数は増加する。そこで、本実施形
態では、このパーティクルの発生を防ぐため、前処理時
堆積膜をさらに別の膜で被覆する処理（以下、被覆オペ
レーションと呼ぶ）が行える構成となっている。具体的
には、被覆オペレーションは、前処理時堆積膜の上に、
さらにこの前処理時堆積膜よりも小さな応力で堆積する
材料の膜（以下、パーティクル防止膜と呼ぶ）を堆積さ
せることにより被覆を行う動作である。より詳しく説明
すると、本実施形態における被覆オペレーションは、前
処理時堆積膜よりも小さな応力で堆積する材料の膜を形
成させた部材（以下、被覆用部材と呼ぶ）をエッチング
することにより、パーティクル防止膜を前処理時堆積膜
の上に堆積させるようになっている。

【００２６】まず、被覆用部材の説明を行う。被覆用部
材としては、スパッタ成膜を行う基板９と同じ板材の表
面に、前処理時堆積膜に比べて小さな応力で堆積する材
料の膜を所定の厚さで作成した部材（以下、疑似基板と
呼ぶ。）１０を用いる。この疑似基板１０を基板ホルダ
ー２２に載置し、基板９と同様にエッチングを行うと、
エッチングされた疑似基板１０の表面の材料は、シール
ド２６の表面にパーティクル防止膜として堆積する。上
記説明から明らかなように、パーティクル防止膜は、前
処理時堆積膜よりも小さな応力で堆積するため、前処理
時堆積膜の応力を緩和する作用がある。このため、パー
ティクル防止膜で被覆されない場合に比べ、前処理時堆
積膜の剥離は抑制され、この結果、パーティクルの発生
を防止することができる。

【００２７】具体的には、前処理時堆積膜が酸化シリコ
ン又は窒化シリコンである場合、これよりも小さな応力
の材料としてはアルミニウムが挙げられる。従って、疑
似基板１０としては、シリコンよりなる基板の表面にア
ルミニウムを形成したものが用いられる。膜の応力に関
しては、一般的には、塑性変形を生じやすい材料が小さ
い応力で膜を形成するものと考えられる。従って、アル
ミニウム、銅、銀、鉛又はこれらの合金等が小さな応力
で膜を形成する。ただし、蒸気圧が高い材料は、蒸発し
て前処理エッチングチャンバー２内を汚損する原因とな
りやすいので、蒸気圧の高くないものが適している。さ
らにコストの点等を考えると、上記材料のうちアルミニ
ウム，銅又はこれらの合金が実用上好ましい。このよう
な点を考慮して、被覆用材料は適宜選定される。

【００２８】上記疑似基板１０は、ロードロックチャン
バー５内に常時収容されている。即ち、ロードロックチ
ャンバー５内には、疑似基板１０を収容する収容部材が
設けられている。この収容部材としては、ロードロック
チャンバー５内で基板９を収容するロック内カセット５
１が兼用されている。ロック内カセット５１は、左右の
側壁の内側面に水平方向に細長い突起５１１を設けてい
る。この突起５１１は、上下方向に所定の間隔をおいて
複数設けられている。そして、これらの突起５１１に基
板９の縁が載ることで、基板９が収容される構成となっ
ている。ロック内カセット５１の基板９の収容枚数は２
５枚であるが、上記突起５１１は上下方向に２７個設け
られている。従って、２個の余分な収容箇所がある。こ
の２個の余分な収容箇所に疑似基板１０が収容されるよ
うになっている。

【００２９】また上記ロック内カセット５１と前処理エ
ッチングチャンバー２との間、ロック内カセット５１と
大気側との間で疑似基板１０を搬送する搬送手段が設け
られている。この搬送手段は、基板９を搬送する搬送系
が兼用されている。まず、基板９を搬送する搬送系の説
明を行う。本実施形態において、基板９を搬送する搬送
系は、上述した搬送ロボット１１と、オートローダ７
と、後述するロック内カセット５１を昇降させる昇降機
構５２とから主に構成されている。

【００３０】本実施形態では、搬送ロボット１１のアー
ムは、あらかじめ定められ高さにおいてロック内カセッ
ト５１に進入し、ロック内カセット５１から後退するよ
う構成されている。以下、この高さを「アーム進入ライ
ン」と呼ぶ。ロック内カセット５１の昇降機構５２は、
ロック内カセット５１を上下に動作させ、所定の基板９
の収容箇所をこのアーム進入ラインに合わせるためのも
のである。具体的には、昇降機構５２としては、ロック
内カセット５１に固定された不図示の支柱を上下に動作
させるエアシリンダでも良いし、不図示の支柱に固定さ
れたボールネジとそのボールネジを回転させて支柱を上
下動させるモータの組み合わせでも良い。

【００３１】ロック内カセット５１と搬送ロボット１１
の間における基板９の搬送の動作を説明すると、基板９
を前処理エッチングチャンバー２へ搬入する際、昇降機
構５２は、アーム進入ラインよりもやや高い位置に所定
の基板９の収容箇所が位置するようロック内カセット５
１を昇降させる。搬送ロボット１１のアームがこの基板
９の下に進入すると、昇降機構５２によりロック内カセ
ット５１は下降し、アームに基板９が載る。その後、ア
ームが後退してセパレーションチャンバー１まで移動
し、基板９は前処理エッチングチャンバー２へ搬入され
る。また、成膜処理済みの基板９がスパッタチャンバー
４から搬出される際、昇降機構５２は、アーム進入ライ
ンよりもやや低い位置に基板９の所定の収容箇所が位置
するよう、ロック内カセット５１を予め昇降させる。搬
送ロボット１１のアームは、スパッタチャンバー４から
基板９を取り出し、アーム進入ラインの高さからロック
内カセット５１に進入する。基板９を載せたアームがロ
ック内カセット５１に進入した後、昇降機構５２によっ
てロック内カセット５１は上昇し、基板９を所定の収容
箇所に収容する。

【００３２】次に、疑似基板１０を搬送する搬送手段に
ついて説明する。ロードロックチャンバー５と前処理エ
ッチングチャンバー２の間の疑似基板１０の搬送は、ロ
ック内カセット５１の昇降機構５２と搬送用ロボット１
１によって行われる。具体的には、上述した昇降機構５
２は、ロック内カセット５１を上下させることにより、
アーム進入ラインに沿って、所定の収容箇所の疑似基板
１０を取り出したり、所定の収容箇所に疑似基板１０を
収容したりするよう構成されている。より具体的に説明
すると、疑似基板１０を前処理エッチングチャンバー２
へ搬入する際、昇降機構５２は、アーム進入ラインより
もやや高い位置に所定の疑似基板１０の収容箇所が位置
するようロック内カセット５１を昇降させる。その後、
基板９の場合と同様に搬送ロボット１１が動作し、疑似
基板１０は前処理エッチングチャンバー２に搬入され
る。

【００３３】また、被覆オペレーションが終了し、前処
理エッチングチャンバー２から疑似基板１０が搬出され
る際、昇降機構５２は、アーム進入ラインよりもやや低
い位置に、所定の疑似基板１０の収容箇所が位置するよ
うロック内カセット５１を昇降させる。その後、基板９
の場合と同様に搬送ロボット１１が動作して、疑似基板
１０が収容される。そして、再び被覆オペレーションが
行われる際、搬送手段は、上記疑似基板１０を搬送する
動作をくり返す。

【００３４】前述したように、ロック内カセット５１
は、二枚の疑似基板１０を収容している。一方の疑似基
板１０の表面残存厚が所定の量となった時、搬送手段
は、もう一方の疑似基板１０を前処理エッチングチャン
バー２へ搬送するよう構成されている。また、これら二
枚の疑似基板１０の両方の表面残存厚が所定の量に達し
た際、二枚の疑似基板１０はオートローダ７によって、
ロック内カセット５１から外部カセット８に一枚ずつ搬
送される。そして新たな二枚の疑似基板１０が外部カセ
ット８に収容されると、これらの疑似基板１０は、オー
トローダ７によってロック内カセット５１の所定の収容
箇所に搬入される。このようにしてロック内カセット５
１に収容された新たな疑似基板１０は、同様に被覆オペ
レーションに使用される。

【００３５】以上のように、本実施形態では、疑似基板
１０は、大気側に取り出されることなく常時真空側に保
持され複数回の被覆オペレーションに使用される。真空
側に保持された疑似基板１０の表面は、大気側に取り出
されることによる水分などの付着がない。このため、被
覆オペレーションを行った際、不純物のないパーティク
ル防止膜が前処理時堆積膜上に形成される。パーティク
ル防止膜中やパーティクル防止膜と前処理時堆積膜との
界面に不純物が存在すると、膜の内部応力は大きくな
る。前述したように、内部応力が大きくなると、これら
の膜は剥離しやすくなりパーティクルが生じる恐れが大
きくなる。しかし、本実施形態では上述の通り、不純物
のないパーティクル防止膜が形成されるので、被覆オペ
レーションの効果を高く得ることができる。尚、以上の
被覆オペレーションの説明は、請求項１記載の発明の実
施形態の説明でもある。

【００３６】前述したように、疑似基板１０の表面には
被覆用材料としてアルミニウムの膜を形成したものを使
用している。本実施形態では、疑似基板１０の表面のア
ルミニウムが所定の残存量になった所で、この疑似基板
１０を別の新たな疑似基板１０に交換する必要があるこ
とを知らせる表示を行う手段が設けられている。すなわ
ち、上述の被覆オペレーションを繰り返し行うと、疑似
基板１０の表面のアルミニウムの厚さは次第に薄くな
る。このアルミニウムを完全にエッチングしてしまう
と、下側の基板と同等の板材は露出し、この板材もエッ
チングされる。板材の材質がパーティクル防止膜とは異
なる不純物である場合、この不純物は被覆オペレーショ
ンによってエッチングされる。この結果、パーティクル
防止膜中やパーティクル防止膜と前処理時堆積膜との界
面にこの不純物が存在することになり、膜の内部応力は
大きくなる。

【００３７】内部応力が大きくなると、これらの膜は剥
離しやすくなり、パーティクルを生じさせるため、被覆
オペレーションの効果を十分得ることができない。そこ
で、本実施形態の装置は、疑似基板１０の表面のアルミ
ニウム膜の残存厚が所定の量になったところで、別の新
しい疑似基板１０を交換するための構成を備えている。
具体的には、本実施形態の装置は、装置全体の動作を制
御する主制御部２５がある。この主制御部２５はマイク
ロコンピュータであり、装置の動作状態などの各種表示
を行う表示部２５１が設けられている。そして、この主
制御部２５は、上述した疑似基板１０の交換の必要性を
示す表示も行うように構成されている。より詳しくは、
主制御部２５は、疑似基板１０の交換の必要性を表示す
るために、高周波電源２３１の動作を制御すると同時に
この高周波電源２３１が動作した時間を記憶できるよう
構成されている。

【００３８】一方、主制御部２５は、装置の動作条件な
どを入力する入力部２５２を備えている。この入力部２
５２からは、疑似基板１０の表面の被覆用材料の厚さ
が、所定の厚さになるまでの使用時間（以下、許容最大
使用時間と呼ぶ。）も入力できるようになっている。許
容最大使用時間は、疑似基板１０を前処理エッチングチ
ャンバー２内でエッチングしたときのエッチング速度を
あらかじめ測定しておき、このエッチング速度と被覆用
材料の当初の厚さから計算して入力するようになってい
る。

【００３９】主制御部２５は、入力された許容最大使用
時間と、記憶した高周波電源２３１の合計の動作時間と
を比較し、高周波電源２３１の動作時間が許容最大使用
時間と等しくなった際、表示部２５１に疑似基板１０を
交換する必要があることを知らせる表示を行うようプロ
グラミングされている。具体的には、主制御部２５は、
ロック内カセット５１に、二枚の疑似基板１０が保持さ
れているため、この二枚のうち一方の疑似基板１０の使
用時間が入力された許容最大使用時間に達した際、もう
一方の疑似基板１０に交換する必要がある表示を行うよ
う構成されている。そして、主制御部２５は、このロッ
ク内カセット５１中のもう一方の疑似基板１０の搬送を
行うよう搬送ロボット１１及びロック内カセット５１の
昇降機構５２を制御するようになっている。

【００４０】また、主制御部２５は、このロック内カセ
ット５１中の二枚の疑似基板１０が所定の残存厚に達し
てしまった際に、これらの疑似基板１０を搬出し、新し
い疑似基板１０を搬入する必要がある表示を行うよう構
成されている。主制御部２５は、ロック内カセット５１
中の二枚の疑似基板１０を搬出し、別の新たな疑似基板
１０を搬入するようオートローダ７及びロック内カセッ
ト５１の昇降機構５２を制御するようになっている。こ
のため、本実施形態の装置では、疑似基板１０の表面の
アルミニウムを完全にエッチングしてしまう前に、新し
い疑似基板１０に交換されるので、アルミニウムの下側
の基板と同等の板材もエッチングしてしまうことを防止
することができる。従って前述したように、被覆オペレ
ーションの効果を高く得ることができる。

【００４１】次に、図１に戻り、スパッタリング装置に
示す複数の処理チャンバーのうちのプリヒートチャンバ
ー３について説明する。まずプリヒート（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。

【００４２】次に、本実施形態のマルチチャンバースパ
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７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
搬入される。前処理エッチングチャンバー２内では、前
述の通り、基板９に対して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。次に、基板９はスパッ
タチャンバー４に搬入され、スパッタ成膜が行われる。
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７によって外部カセット８に収容さ
れる。このような動作を繰り返して、複数の基板９に対
して順次、枚葉処理を行う。

【００４３】上記動作を繰り返して基板９を一枚ずつ枚
葉処理すると、前処理エッチングチャンバー２内での前
処理エッチングも、その枚葉処理の回数分だけ繰り返さ
れる。枚葉処理が所定の回数に達した時点で制御部２５
は、搬送系に兼用された搬送手段に信号を送り、疑似基
板１０を前処理エッチングチャンバー２内に搬入するよ
う制御する。この結果、前述したように、疑似基板１０
はロック内カセット５１から前処理エッチングチャンバ
ー２に搬入される。この疑似基板１０は所定の条件でエ
ッチングされ、前述した被覆オペレーションが行われ
る。その後、疑似基板１０は搬送手段によってロック内
カセット５１に収容される。そして、前処理エッチング
チャンバー２内では、前述した基板９の枚葉処理が再開
される。

【００４４】上述したように、本実施形態の装置及び方
法は、疑似基板１０を前処理エッチングチャンバー２内
に搬入して、エッチングすることにより、基板９の前処
理エッチングにより生じたパーティクル発生の原因とな
る前処理時堆積膜をパーティクル防止膜によって被覆す
る。この被覆用部材の表面は、前処理時堆積膜よりも小
さな応力で堆積する材料でできているため、前処理時堆
積膜の剥離を抑制することができる。この結果、シール
ド２６の交換頻度は、従来に比べ飛躍的に少なくなる。
従って、従来に比べ、パーティクルの発生の防止に要す
る全体の時間は短くなる。よって、本実施形態では、従
来の装置に比べると、生産性が大きく向上する。また、
パーティクルの発生が防止される結果、デバイスの品質
の向上に寄与することができる。

【００４５】

【実施例】次に、上記実施形態における実施例を説明す
る。まず、前処理エッチングチャンバー２における前処
理エッチングの条件としては、以下の条件が挙げられ
る。・エッチング用ガス；アルゴン・ガス流量；６０ｃｃ／分・圧力；２ｍＴｏｒｒ・高周波電力；１３．５６ＭＨｚ、１０００Ｗまた、基板９がシリコンで形成されており、表面の膜が
自然酸化膜（ＳｉＯ₂）である場合、上記条件でエッチ
ングを行うとエッチングレートは直径８インチの基板で
４００オングストローム／分となり、３０秒で一枚の基
板９の前処理エッチングが終了する。また、被覆オペレ
ーションの条件としては、以下の条件が挙げられる。・被覆用部材；アルミニウム膜３μｍを形成したシリコ
ン基板・エッチング用ガス；アルゴン・ガス流量；６０ｃｃ／分・圧力；２ｍＴｏｒｒ・高周波電力；１３．５６ＭＨｚ、１０００Ｗ上記条件で被覆オペレーションを行うと、パーティクル
防止膜の成膜速度は５００オングストローム／分とな
り、７２０秒程度で一回の被覆オペレーションが終了す
る。また、一回のアルミニウムのエッチング量は８４０
０オングストローム程度である。

【００４６】次に、以上のような条件である本実施例の
効果について説明する。まず、上記条件では、基板９の
前処理エッチングの回数が１０００回を越えるとパーテ
ィクルの発生が５０個以上になるため、１０００枚の基
板９について前処理エッチングを行った後に被覆オペレ
ーションを行うようにする。これによってパーティクル
の発生は、１０個以下に抑えることができる。そして、
再び基板９の前処理エッチングを１０００回行った後、
被覆オペレーションを行う。このようにして、１０００
回の前処理エッチングを行う度に、一回の被覆オペレー
ションを行う。

【００４７】しかし、この１０００回の前処理エッチン
グを行う度に一回の被覆オペレーションを行うサイクル
を繰り返すと、シールド２６に堆積した前処理時堆積膜
とパーティクル発生防止膜の全膜厚は増加していく。こ
の厚さがある限度以上になると、シールド２６に堆積し
たこれらの膜は自重などによって剥離し、パーティクル
の発生量が限度以上になってしまう場合がある。具体的
には、上記条件で前処理エッチング及び被覆オペレーシ
ョンを行った場合には、５０００回の前処理エッチング
（被覆オペレーションは５回）が限度であり、これ以上
前処理エッチングを行うとパーティクルの発生が５０個
以上になってしまう。そこで、５０００回の前処理エッ
チングを行った後、シールド２６を新たなシールド２６
に交換するようにする。従来の場合には１０００回の前
処理エッチングを行った後にシールドの交換を行ってお
り、これに比較すると、生産性は飛躍的に増大すること
がわかる。

【００４８】上述した構成及び動作に係る本実施の形態
において、疑似基板１０はロック内カセット５１に配備
され、搬送ロボット１１により前処理エッチングチャン
バー２内に持ち込まれるよう構成されているが、それ以
外の方式として、次のような構成をすることも可能であ
る。まず、疑似基板１０は、前処理エッチングチャンバ
ー内に常時備えられていてもよい。具体的には、疑似基
板１０は、交換自在にエッチングチャンバーの内壁に対
して固定されるよう構成される。そして、疑似基板１０
がエッチングされる位置にプラズマを形成するようにす
る。また、基板の前処理エッチングの時に疑似基板１０
がプラズマに晒されないようプラズマシールドで疑似基
板１０を覆う。そして、被覆オペレーションを行う際、
このプラズマシールドは除かれ、プラズマによって疑似
基板１０がエッチングされるよう構成する。この構成に
比べると、上述した実施形態の構成は、プラズマシール
ドを設ける等の構成の煩雑さがないという点で優れてい
る。

【００４９】前述した実施形態では、被覆用部材として
は、基板９と同じ板材に被覆用材料の膜を形成した疑似
基板１０が使用されている。しかし、基板９と厳密に全
く同じでなくとも同等の寸法形状で同等の重量の板材の
表面に被覆用材料の膜を形成したものを用いても搬送系
の構成を変更することなく兼用できる場合があり、その
ようなものを被覆用部材として用いても良い。また、基
板９と異なる板材に被覆用材料の膜を形成したものを被
覆用部材としたとき、基板９の搬送系とこの被覆用部材
の搬送手段を兼用するために、既存の搬送系の構成の変
更を必要とする場合がある。しかしこの場合でも、基板
９と同様の寸法形状で同様の重量の板材を用いれば搬送
系の構成の変更が小さくコスト的にも有利にできること
がある。従って、板材は、その搬送系の構成の変更が小
さくコスト的にも有利にできる範囲内で同様の寸法形状
をなし同様の重量であればよい。

【００５０】また、基板９の搬送とは別に、被覆用部材
のみを搬送する搬送手段を設けた場合、この被覆用部材
は、基板９と全く異なる寸法形状及び重量の板材で構成
することができる。本実施形態のような被覆用部材の搬
送に基板９の搬送系を兼用する構成は、機構部分が兼用
されるので、スペース的に省スペース化される利点があ
る。また、この被覆用部材の別の構成としては、基板９
と同じか同等または同様の板材の表面に被覆用材料でメ
ッキを行ったものや、被覆用材料そのものでできた板を
用いることもできる。

【００５１】また、前処理エッチング機構は、前処理エ
ッチングチャンバー２内ではなく、プリヒートチャンバ
ー３内又はスパッタチャンバー４内に設けられてもよ
い。前述した実施形態では、前処理エッチングチャンバ
ー２においてプラズマを形成する手段として高周波を用
いているが、それ以外に直流二極放電を形成する手段を
用いてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１の発
明によれば、前処理エッチングによりチャンバー内露出
面に堆積した膜を、これよりも小さな応力で堆積する材
料で覆うので、膜の剥離が抑制され、膜の剥離に起因す
るパーティクルの発生が防止される。この結果、基板へ
のパーティクルの付着による成膜処理の質の低下を防ぐ
ことができる。また、チャンバー内露出面に堆積した膜
の剥離が抑制されるため、膜の剥離を防止するのに必要
なメンテナンスに要する時間も短くなり、この結果生産
性が増大する。また、請求項２の発明によれば、請求項
１の効果を得ながらスパッタリングを行うことができ
る。その際に、被覆用部材が前処理エッチングチャンバ
ー内にはなく、搬送手段により必要な時だけ前処理エッ
チングチャンバーに搬入されるよう構成されているた
め、通常の前処理エッチングの際に被覆用部材がエッチ
ングされることがない。また、請求項３の発明によれ
ば、請求項２の効果に加え、被覆用部材は、その表面の
被覆用材料の所定の残存厚以上にエッチングされること
が抑制される。このため、パーティクル発生防止の効果
がより確実に得られる。また、請求項４の発明によれ
ば、上記請求項２又は３の効果に加え、被覆用部材を搬
送する搬送手段と、基板を搬送する搬送系が兼用されて
いるので、搬送のための機構が簡略化される。また、請
求項５の発明によれば、上記請求項４の効果に加え，被
覆用部材は基板と同等又は同様であるため、既存の搬送
系を変更することなく使用したり、少ない変更で使用す
ることができる。このため、装置の製造コストが安くで
きる。また、請求項６の発明によれば、上記請求項５の
効果に加え、被覆用部材は疑似基板であるため、既存の
搬送系を変更しないで被覆用部材の搬送手段に兼用する
ことができる。このため、装置の製造コストが安くでき
る。また、請求項７の発明によれば、上記請求項４，５
又は６の効果に加え、被覆用部材は複数回使用される間
に大気側に搬出されることがないので、パーティクル発
生防止の効果を大きく得ることができる。また、被覆用
部材を搬出するための動作がないので、作業の効率がよ
い。また、請求項８の発明によれば、上記請求項７の効
果に加え、基板を収容する収容部材が被覆用部材も収容
しているため、別の収容部材を設ける複雑さがなく、被
覆用部材の収容構造が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１に示すスパッタリング装置におけるスパッ
タチャンバー４の構成を説明する正面断面概略図であ
る。

【図３】図１に示すスパッタリング装置の一点鎖線Ｘ−
Ｘにおける断面概略図である。

【符号の説明】

１セパレーションチャンバー１１搬送用ロボット２前処理エッチングチャンバー２１ガス導入手段２１１ガスボンベ２１２配管２１３バルブ２１４流量調整器２２基板ホルダー２３プラズマ形成手段２３１高周波電源２３２コンデンサ２４磁石２４１磁力線２５主制御部２５１表示部２５２入力部２６シールド２７排気系３プリヒートチャンバー４スパッタチャンバー４１ターゲット４１１ターゲットホルダー４１２絶縁体４２磁石機構４２１中心磁石４２２周辺磁石４２３ヨーク４３スパッタ電源４４基板ホルダー４５ガス導入手段４５１ガスボンベ４５２配管４５３バルブ４５４流量調整器４６排気系５ロードロックチャンバー５１ロック内カセット５１１突起５２昇降機構６ゲートバルブ７オートローダ８外部カセット９基板１０疑似基板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【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、中央に配置されたセパレーションチャンバ
ー１と、セパレーションチャンバー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は、専用又は兼用
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同士の
接続箇所には、ゲートバルブ６が設けられている。そし
て、ロードロックチャンバー５の外側には、オートロー
ダ７が設けられている。オートローダ７は、大気側にあ
る外部カセット８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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、セパレーションチャンバー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。セパレーションチャンバー１内は、排
気系によって常時１０^−６〜１０^−８Ｔｏｒｒ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。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】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。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】まず、スパッタリング装置の主要部をなす
スパッタチャンバー４の構成を説明する。図２は、図１
に示すスパッタリング装置におけるスパッタチャンバー
４の構成を説明する正面断面概略図である。スパッタチ
ャンバー４は、不図示のゲートバルブを備えた気密な容
器であり、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^−６〜
１０^−８Ｔｏｒｒ程度に排気されるよう構成されてい
る。スパッタチャンバー４には、ガス導入手段４５が設
けられており、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できるようになっている。具体的
には、ガス導入手段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。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】スパッタチャンバー４内には、被スパッタ
面が露出するようにして、ターゲット４１が設けられて
いる。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４１は、
ターゲットホルダー４１１及び絶縁体４１２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。ターゲット４
１をスパッタするためのスパッタ電源４３が、ターゲッ
ト４１に接続されている。スパッタ電源４３は、７００
Ｖ程度の負の直流電圧をターゲット４１に印加するよう
構成されており、３０ｋＷ程度の電力がターゲット４１
に供給されるようになっている。ガス導入手段４５によ
ってスパッタ放電用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、スパッタ放電用のガスに放
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。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】ターゲット４１の背後には、磁石機構４２
が設けられている。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４２３とから構成されている。この磁石機構４２
は、放電の効率のよいマグネトロンスパッタを行うため
に備えられている。すなわち、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４２１，４２２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。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】次に、プラズマ形成手段２３について説明
する。本実施形態では、高周波エネルギーによってプラ
ズマを形成するようになっており、プラズマ形成手段２
３としては、高周波電源２３１が用いられている。具体
的には、前処理エッチングチャンバー２内には、前処理
エッチングを行う基板９を所定の位置に保持する基板ホ
ルダー２２が設けられている。この基板ホルダー２２に
は、高周波電圧を印加する高周波電源２３１が接続され
ている。基板ホルダー２２と高周波電源２３１の間に
は，不図示の整合器及び後述する自己バイアス電圧のた
めのコンデンサ２３２が設けられる。この高周波電源２
３１は、基板ホルダー２２に周波数１３．５６ＭＨｚ出
力１０００Ｗの高周波電力を印加するよう構成されてい
る。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】また、従来と同様に、本装置における前処
理エッチングチャンバー２内には、シールド２６が設け
られている。このシールド２６は、前処理エッチングチ
ャンバー２の内側面を覆うよう設けられている。従っ
て、前処理エッチングによってエッチングされた自然酸
化膜又は保護膜の材料は、前処理エッチングチャンバー
２内に飛散した際、このシールド２６の表面に付着する
ようになっている。シールド２６は、交換自在に前処理
エッチングチャンバー２内に取り付けられており、シー
ルド２６表面には、堆積した膜の剥離を防止するため凹
凸が形成されている。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】内部応力が大きくなると、これらの膜は剥
離しやすくなり、パーティクルを生じさせるため、被覆
オペレーションの効果を十分得ることができない。そこ
で、本実施形態の装置は、疑似基板１０の表面のアルミ
ニウム膜の残存厚が所定の量になったところで、別の新
しい疑似基板１０を交換するための構成を備えている。
具体的には、本実施形態の装置は、装置全体の動作を制
御する主制御部２５がある。この主制御部２５はマイク
ロコンピュータであり、装置の動作状態などの各種表示
を行う表示部２５１が設けられている。そして、主制御
部２５は、上述した疑似基板１０の交換の必要性を示す
表示も行うように構成されている。より詳しくは、主制
御部２５は、疑似基板１０の交換の必要性を表示するた
めに、高周波電源２３１の動作を制御すると同時にこの
高周波電源２３１が動作した時間を記憶できるよう構成
されている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】一方、主制御部２５は、装置の動作条件な
どを入力する入力部２５２を備えている。この入力部２
５２からは、疑似基板１０の表面の被覆用材料の厚さが
所定の厚さになるまでの使用時間（以下、許容最大使用
時間と呼ぶ。）も入力できるようになっている。許容最
大使用時間は、疑似基板１０を前処理エッチングチャン
バー２内でエッチングしたときのエッチング速度をあら
かじめ測定しておき、このエッチング速度と被覆用材料
の当初の厚さから計算して入力するようになっている。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】上述した構成及び動作に係る本実施の形態
において、疑似基板１０はロック内カセット５１に配備
され、搬送ロボット１１により前処理エッチングチャン
バー２内に持ち込まれるよう構成されているが、それ以
外の方式として、次のような構成をすることも可能であ
る。まず、疑似基板１０は、前処理エッチングチャンバ
ー内に常時備えられていてもよい。具体的には、疑似基
板１０は、交換自在にエッチングチャンバーの内壁に対
して固定されるよう構成される。そして、疑似基板１０
がエッチングされる位置にプラズマを形成するようにす
る。また、基板９の前処理エッチングの時に疑似基板１
０がプラズマに晒されないようプラズマシールドで疑似
基板１０を覆う。そして、被覆オペレーションを行う
際、このプラズマシールドは除かれ、プラズマによって
疑似基板１０がエッチングされるよう構成する。この構
成に比べると、上述した実施形態の構成は、プラズマシ
ールドを設ける等の構成の煩雑さがないという点で優れ
ている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に所定の薄膜をスパッタリン
グによって作成する成膜処理を行うスパッタリング装置
であって、その成膜処理の前に基板の表面の自然酸化膜
又は保護膜をエッチングによって除去する前処理エッチ
ングを行う前処理エッチング機構を有するスパッタリン
グ装置において、前記前処理エッチングの際に基板が配置されるチャンバ
ー内の露出面に堆積した前記自然酸化膜又は保護膜の材
料よりなる膜の剥離によるパーティクルの発生を防止す
る方法であり、前記前処理エッチングの際に前記チャンバー内の露出面
に堆積した前記膜よりも小さな応力で堆積する材料で表
面が形成された被覆用部材をエッチングすることによ
り、前記膜の上にこの被覆用部材の材料の膜を堆積さ
せ、これによって前記パーティクルの発生を防止するこ
とを特徴とするパーティクル発生防止方法。
【請求項２】排気系を備えたスパッタチャンバーと、
スパッタチャンバー内に被スパッタ面を露出させるよう
にして設けたターゲットと、ターゲットをスパッタする
スパッタ電源とを備え、スパッタリングによって基板の
表面に所定の薄膜を作成するとともに、請求項１記載の
パーティクル発生防止方法が実施されるスパッタリング
装置であって、前記スパッタチャンバー又はこのスパッタチャンバーに
気密に接続された他のチャンバーには、前記前処理エッ
チング機構が設けられており、さらにこの前処理エッチ
ング機構が設けられたチャンバーに、前記被覆用部材を
搬入するとともに、このチャンバーから前記被覆用部材
を搬出する搬送手段が設けられており、前記被覆用部材
の表面をエッチングして前記小さな応力の材料の膜を前
記チャンバー内の露出面に堆積させる被覆オペレーショ
ンが行えるようになっていることを特徴とするスパッタ
リング装置。
【請求項３】前記被覆用部材の表面の前記小さな応力
で堆積する材料の残存量が所定の量になった際に、この
被覆用部材を別の新たな被覆用部材に交換する必要があ
ることを知らせる表示を行う手段を備えていることを特
徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。
【請求項４】前記スパッタチャンバーへ基板を搬送す
る搬送系が設けられており、この搬送系は、前記搬送手
段に兼用されていることを特徴とする請求項２又は３記
載のスパッタリング装置。
【請求項５】前記被覆用部材は、前記基板と同等又は
同様の寸法形状であり、同等又は同様の重量を有するこ
とを特徴とする請求項４記載のスパッタリング装置。
【請求項６】前記被覆用部材は、前記基板と同じ板材
の表面に前記小さな応力で堆積する材料の膜を所定の厚
さで作成した疑似基板であることを特徴とする請求項５
記載のスパッタリング装置。
【請求項７】前記成膜処理の前または後に一時的に前
記基板が滞留するロードロックチャンバーが備えられて
おり、このロードロックチャンバーには内部を排気する
排気系が設けられているとともに、前記被覆用部材を収
容する収容部材が設けられており、前記被覆用部材は大気側に取り出されることなくロード
ロックチャンバーから複数回前記チャンバーに搬入され
て複数回の前記被覆オペレーションに使用されるように
なっていることを特徴とする請求項４，５又は６記載の
スパッタリング装置。
【請求項８】前記ロードロックチャンバー内には、複
数の前記基板を収容するロック内カセットが設けられて
おり、このロック内カセットは、前記被覆用部材も収容
できるよう構成されていて前記収容部材を兼ねているこ
とを特徴とする請求項７記載のスパッタリング装置。