JP2003092272A - Sputtering apparatus and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sputtering apparatus which reduces abnormal electric discharge and which can enhance yield in the manufacture of wafer. SOLUTION: In the sputtering apparatus, a plasma is generated on a target material 1a arranged and installed inside a container, and a thin film is formed on the wafer. The sputtering apparatus is provided with a target 1 to which the target material 1a is attached, a shield 2 which is installed so as to surround the outer circumference of the target 1, respective adjusting motors 6, 7 by which the positional relationship between the target 1 and the shield 2 can be changed three-dimensionally, a pair of electrode parts 1a, 2a which are arranged and installed to be faced adjacently to the target 1 and the shield 2 and a measuring means by which a change in a voltage or a current in the pair of electrode parts 1c, 2a is measured. The sputtering apparatus is provided with a control system in which the adjusting motors 6, 7 are operated and adjusted in such a way that the change in the voltage or the current obtained from the measuring means has a minimum deflection width.

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】この発明は、異常放電を低減
し、ウエハの製造における歩留まり向上を図ることがで
きるスパッタリング装置および半導体装置の製造方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of reducing abnormal discharge and improving yield in wafer manufacturing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、半導体製造工程における半導体製
造装置、たとえばスパッタリング装置からの発塵を防止
するために、これらを構成しているターゲットの側面
や、ターゲットに近接するシールド表面に付着したデポ
皮膜の膜剥がれを防止することが、半導体ウエハ（たと
えばシステムＬＳＩやＤＲＡＭ）の歩留まり向上を実現
する上で、欠くことができない課題となっている。2. Description of the Related Art At present, in order to prevent dust generation from a semiconductor manufacturing apparatus in a semiconductor manufacturing process, for example, a sputtering apparatus, a deposition film adhered to a side surface of a target constituting them or a shield surface adjacent to the target. The prevention of the film peeling is an essential issue for improving the yield of semiconductor wafers (for example, system LSI and DRAM).

【０００３】特に、システムＬＳＩのように多層配線構
造を有するデバイスにあっては、このスパッタリング装
置からのデポ皮膜の膜剥がれを防止することが、歩留ま
り向上に直接響いてくるだけに、各社とも、デポ皮膜の
膜剥がれ防止に力を注いでいるのが現状である。Particularly in the case of a device having a multi-layered wiring structure such as a system LSI, preventing the delamination of the deposition film from the sputtering apparatus directly affects the yield improvement. The current situation is that efforts are being made to prevent peeling of the deposit film.

【０００４】システムＬＳＩの配線工程では、バリアメ
タルまたは反射防止膜としてＴｉＮを、層間絶縁膜上に
スパッタリングして成膜する成膜工程がある。このＴｉ
Ｎスパッタリングでは、ターゲットに４５０Ｖ程度の高
電圧を印加する。このため、ターゲットとシールドとが
近接した個所において、これらに傾きがあったり、過度
に近接したりすることにより、その個所において、異常
放電が頻発し、その周辺のデポ皮膜が剥がれ落ちてき
て、歩留まりを低下させるといった問題が発生してい
る。In the wiring process of the system LSI, there is a film forming process of forming TiN as a barrier metal or an antireflection film on the interlayer insulating film by sputtering. This Ti
In N sputtering, a high voltage of about 450 V is applied to the target. For this reason, in the place where the target and the shield are close to each other, there is an inclination in these, or because they are too close to each other, abnormal discharge frequently occurs at that place, and the deposit film around the target is peeling off. There is a problem that the yield is reduced.

【０００５】この異常放電によってデポ皮膜が剥がされ
て、ウエハ上の異物となる異物サイズは０．２μｍ前後
がほとんどであり、半導体チップのデザインルールのシ
ュリンク化によって、この異常放電によって発生するデ
ポ皮膜の存在を無視することが困難になってきている。Due to this abnormal discharge, the deposition film is peeled off, and the size of the foreign matter on the wafer is about 0.2 μm. The shrinkage of the semiconductor chip design rule causes the deposition film to be generated by this abnormal discharge. It is becoming difficult to ignore the existence of.

【０００６】そこで、スパッタリング装置では、デポ皮
膜の膜剥がれを防止するために、装置立ち上げ時や、メ
ンテナンス時に、ターゲットと、これに隣接するシール
ドとの隙間（クリアランス）を最適化するなどして、異
常放電によるデポ皮膜の膜剥がれを防いでいる。Therefore, in the sputtering apparatus, in order to prevent the deposition film from peeling off, the clearance between the target and the shield adjacent to the target is optimized at the time of starting the apparatus or at the time of maintenance. , Prevents peeling of the deposit film due to abnormal discharge.

【０００７】ところが、一般的にスパッタリングのター
ゲットおよびシールドは装置に強固に固定されているた
めに、クリアランスの調整または再調整を行うことは容
易なことではない。そこで、このクリアランスの調整を
容易にするために、これらターゲットとシールドとの間
に調整枠を設けることにより、この問題を解決しようと
いう先行技術が特開平１０−３１７１３２号公報に示さ
れている。However, since the sputtering target and shield are generally firmly fixed to the apparatus, it is not easy to adjust or readjust the clearance. Therefore, in order to facilitate the adjustment of the clearance, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-317132 discloses a prior art in which an adjustment frame is provided between the target and the shield to solve this problem.

【０００８】図１３は例えば特開平１０−３１７１３２
号公報に示された従来のスパッタリング装置の構成を示
す図である。図において、１１０はカソード部のバッキ
ングプレート、１９はこのバッキングプレート１１０上
のターゲット材、１１２はこのターゲット材１９の外周
部に配設された導電性のギャップ調整枠、１１１はバッ
キングプレート１１０とターゲット材１９との外周部を
覆うように設けられているダークスペースシールドであ
る。FIG. 13 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-317132.
It is a figure which shows the structure of the conventional sputtering apparatus shown by the publication. In the figure, 110 is a backing plate of the cathode part, 19 is a target material on the backing plate 110, 112 is a conductive gap adjusting frame disposed on the outer periphery of the target material 19, 111 is the backing plate 110 and the target. The dark space shield is provided so as to cover the outer periphery of the material 19.

【０００９】上記のように構成された従来のスパッタリ
ング装置は、ギャップ調整枠１２により、バッキングプ
レート１１０の外径とターゲット材１９との外径との差
およびダークスペースシールド１１１との空間を調整す
る。調整方法としては、ギャップ調整枠１１２のプレー
ト１１０からの高さをｈ１、ターゲット材１９の厚みを
ｈ２、および調整枠１１２の幅をｄ１、ターゲット材１
９とプレート１１０の外径差をｄ２としたとき、下記式
（１）、（２）を満足させることで、光ディスクの成膜
欠陥の発生率が小さくすることができる。 ｈ１≧ｈ２ ・・・（１） ０．１×ｄ２≦ｄ１≦ｄ２ ・・・（２）In the conventional sputtering apparatus configured as described above, the gap adjusting frame 12 adjusts the difference between the outer diameter of the backing plate 110 and the outer diameter of the target material 19 and the space between the dark space shield 111. . As the adjusting method, the height of the gap adjusting frame 112 from the plate 110 is h1, the thickness of the target material 19 is h2, the width of the adjusting frame 112 is d1, and the target material 1 is
When the difference between the outer diameters of the plate 9 and the plate 110 is d2, by satisfying the following formulas (1) and (2), it is possible to reduce the incidence of film-forming defects on the optical disk. h1 ≧ h2 (1) 0.1 × d2 ≦ d1 ≦ d2 (2)

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のス
パッタリング装置は、調整枠を設けてクリアランスを調
整し、異常放電によるデポ皮膜の膜剥がれを防止するも
のである。しかし、たとえ初期にクリアランスを調整し
ても、ターゲットやシールドへのデポ皮膜の堆積によ
り、また、高電圧の繰り返し印加によって微妙にクリア
ランスが狂ったり、また、その周辺にある装置から発生
する微振動等の影響を受けて、クリアランスが狂ったり
と、さまざまな要因によって、異常放電を再発させてし
まうという問題点があった。As described above, the conventional sputtering apparatus is provided with an adjusting frame to adjust the clearance to prevent the deposition film from peeling off due to abnormal discharge. However, even if the clearance is adjusted in the initial stage, the clearance may be slightly deviated due to the deposition of the deposition film on the target or the shield, and the repeated application of high voltage may cause a slight vibration. Under the influence of the above, there is a problem that the abnormal discharge reoccurs due to various factors such as the clearance being changed.

【００１１】さらに、従来の技術のように、調整枠にて
クリアランスを調整する場合、そのたびにチャンバを開
けなければならず、稼働率向上の足枷にもなる。さらに
は、製品への迅速なフィードバックをかけにくいため
に、デポ皮膜の膜剥がれによる異物によって、致命的な
製品不良を起こしかねないという問題点があった。Further, when the clearance is adjusted by the adjustment frame as in the prior art, the chamber must be opened each time, which is a shackle for improving the operating rate. Furthermore, since it is difficult to give a quick feedback to the product, there is a problem that a fatal product defect may be caused by a foreign substance due to film peeling of the deposition film.

【００１２】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、チャンバを空けることなく、
ターゲットとシールドとを、プロセス中において最適な
クリアランスに調整することができ、ウエハの歩留まり
向上と装置稼働率向上を実現することができるスパッタ
リング装置および半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to open a chamber without
It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, which can adjust a target and a shield to an optimum clearance during a process, and can improve a wafer yield and an apparatus operating rate. .

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
のスパッタリング装置は、容器内に配設されたターゲッ
ト材上にプラズマを発生させて、ウエハ上に薄膜を形成
するスパッタリング装置において、ターゲット材が取り
付けられたターゲットと、ターゲットの外周を囲むよう
に設置されたシールドと、ターゲットとシールドとの位
置関係を三次元的に変更できる移動手段と、ターゲット
とシールドとにそれぞれ隣接し対向して配設された一対
の電極部と、一対の電極部の電圧または電流の変動を測
定する測定手段と、測定手段から得られた電極部の電圧
または電流の変動が最小振れ幅とになるように移動手段
を動作させて調整するものである。[Means for Solving the Problems] Claim 1 according to the present invention
Is a sputtering apparatus that generates plasma on a target material arranged in a container to form a thin film on a wafer, and is installed so as to surround the target with the target material attached and the outer circumference of the target. Shield, a moving means capable of three-dimensionally changing the positional relationship between the target and the shield, a pair of electrode portions adjacent to and facing the target and the shield, and a voltage of the pair of electrode portions. Alternatively, the measuring means for measuring the fluctuation of the current and the moving means are operated and adjusted so that the fluctuation of the voltage or the current of the electrode portion obtained from the measuring means becomes the minimum fluctuation width.

【００１４】また、この発明に係る請求項２のスパッタ
リング装置は、請求項１において、移動手段は、ターゲ
ットの移動を行うことができるターゲット移動手段、ま
たは、シールドの移動を行うことができるシールド移動
手段にて成るものである。According to a second aspect of the present invention, in the sputtering apparatus according to the first aspect, the moving means is a target moving means capable of moving the target, or a shield moving capable of moving the shield. It consists of means.

【００１５】また、この発明に係る請求項３のスパッタ
リング装置は、請求項１または請求項２において、移動
手段は、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動可能なモータ部から成
り各モータ部の制御部を備える、または、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸
方向に移動可能なネジ部から成りネジ部の調整部を容器
外に備えるものである。The sputtering apparatus according to a third aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the first or second aspect, wherein the moving means comprises a motor unit movable in the X, Y and Z axis directions. Part, or a screw part that is movable in the X, Y, and Z axis directions, and an adjusting part for the screw part is provided outside the container.

【００１６】また、この発明に係る請求項４のスパッタ
リング装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかにお
いて、移動手段は、一方向にのみ移動可能なユニットを
４つ以上の偶数個備え、各ユニットの設置位置はターゲ
ットの外周において均等間隔となるように配設されてい
るものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the sputtering apparatus according to any of the first to third aspects, the moving means includes an even number of four or more units that can move only in one direction. The installation positions of the respective units are arranged so as to be evenly spaced on the outer circumference of the target.

【００１７】また、この発明に係る請求項５のスパッタ
リング装置は、請求項４において、対角線上に配設され
ている各ユニットを交互に動作させて調整するものであ
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the sputtering apparatus according to the fourth aspect, the units arranged diagonally are alternately operated for adjustment.

【００１８】また、この発明に係る請求項６のスパッタ
リング装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかにお
いて、ターゲットおよびシールドに設置する一対の電極
部を複数備え、各一対の電極部の設置位置はターゲット
の外周において均等間隔となるように設置されているも
のである。Further, a sputtering apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the target and the shield are provided with a plurality of pairs of electrode portions. The positions are so set as to be evenly spaced on the outer circumference of the target.

【００１９】また、この発明に係る請求項７のスパッタ
リング装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかにお
いて、ターゲットの任意の位置の基準点部を備え、基準
点部を基準として移動手段がターゲットの位置を確認す
るものである。A sputtering apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a reference point portion at an arbitrary position of the target, and the moving means is based on the reference point portion. It confirms the position of the target.

【００２０】また、この発明に係る請求項８の半導体装
置の製造方法は、ターゲット材上にプラズマを発生させ
るスパッタリング法により、ウエハ上に薄膜を形成する
半導体装置の製造方法において、ターゲット材が取り付
けられたターゲットと、ターゲットの外周を囲むように
設置されたシールドとにそれぞれ隣接し対向する箇所に
おける電圧または電流の変動を測定し、電圧または電流
の変動が最小振れ幅とになるようにターゲットとシール
ドとの３次元的位置関係を調整するものである。The semiconductor device manufacturing method according to claim 8 of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device in which a thin film is formed on a wafer by a sputtering method in which plasma is generated on the target material. The target and the shield installed so as to surround the outer periphery of the target, and measure the voltage or current fluctuations at the points that are adjacent and facing each other, and the target so that the fluctuation of the voltage or current becomes the minimum fluctuation range. The three-dimensional positional relationship with the shield is adjusted.

【００２１】また、この発明に係る請求項９の半導体装
置の製造方法は、請求項８において、電圧または電流の
変動の測定をターゲットの外周において均等間隔となる
ように複数箇所にて測定し、各測定箇所における各電圧
または電流の変動が最小振れ幅とになるようにターゲッ
トとシールドとの３次元的位置関係を調整するものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, wherein the variation of voltage or current is measured at a plurality of points so as to be evenly spaced on the outer circumference of the target. The three-dimensional positional relationship between the target and the shield is adjusted so that the fluctuation of each voltage or current at each measurement point becomes the minimum fluctuation width.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１であるスパッタリング装置の構成を示す
図、図２は図１に示したスパッタリング装置を真上から
見た場合の際のＸ・Ｙ・Ｚ調整用モータの位置関係を示
した平面図である。図において、１はターゲットで、ス
パッタリングすべき純度の高い金属性のターゲット材１
ｂが導電性の台座１ａに貼り合わせられて形成されてい
る。８はバッキングプレートで、ターゲット１をチャン
バに固定するためのもので、主にアルミにて形成されて
いる。２はシールドで、チタンなどにて形成される場合
もあるが、主にステンレスにて形成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a position of an X, Y, Z adjustment motor when the sputtering apparatus shown in FIG. 1 is viewed from directly above. It is a top view which showed the relationship. In the figure, 1 is a target, which is a metallic target material 1 with high purity to be sputtered.
b is formed by being bonded to the conductive pedestal 1a. Reference numeral 8 denotes a backing plate for fixing the target 1 to the chamber, which is mainly made of aluminum. Reference numeral 2 denotes a shield, which may be formed of titanium or the like, but is mainly formed of stainless steel.

【００２３】３は絶縁リングで、ターゲット１とシール
ド２とを電気的に絶縁するために設けられたものであ
り、主にフッ素樹脂等で形成される場合、また、強度ア
ップのために、金属材料に樹脂コートしたものにて形成
されている場合がある。４はターゲット１とシールド２
と間の電圧を測定するための例えばオシロスコープや電
圧計などの測定手段を備え、さらに検出した電圧変動に
応じて調整用モータ６および７を制御駆動することがで
きる制御システムである。An insulating ring 3 is provided to electrically insulate the target 1 and the shield 2 from each other. When the insulating ring 3 is mainly made of fluororesin or the like, it is made of a metal to increase the strength. It may be formed of resin-coated material. 4 is target 1 and shield 2
The control system is provided with a measuring means such as an oscilloscope or a voltmeter for measuring the voltage between and, and can control and drive the adjusting motors 6 and 7 according to the detected voltage fluctuation.

【００２４】１ｃ、２ａはターゲット１とシールド２と
の距離が最小になる個所に、正負電極が対向するように
設置される一対の電極部である。また、この一対の電極
部１ｃ、２ａとは、ターゲット１およびシールド２が導
電性部材にて形成されている場合、ターゲット１および
シールド２そのものの一部から構成されている場合、ま
たは、別の導電性部材が設置されて成る場合などが考え
られる。そしてこの一対の電極部１ｃ、２ａをターゲッ
ト１の４箇所に対向するように設置する（図２の上面図
を参照）。そして、その形状は電圧変動を測定できうる
形状であればよく、特に指定はない。Reference numerals 1c and 2a denote a pair of electrode portions which are installed at positions where the distance between the target 1 and the shield 2 is minimum so that the positive and negative electrodes face each other. The pair of electrode portions 1c and 2a are different from the pair of electrode portions 1c and 2a when the target 1 and the shield 2 are formed of a conductive member, when the target 1 and the shield 2 are formed of a part of themselves, or when they are different from each other. A case where a conductive member is installed may be considered. Then, the pair of electrode portions 1c and 2a are installed so as to face four positions of the target 1 (see the top view of FIG. 2). The shape is not particularly specified as long as it can measure the voltage fluctuation.

【００２５】５はターゲット１とシールド２とに設置し
た一対の電極部１ｃ、２ａ間の電圧変動を制御ユニット
４にとり込むための配線、６はＸ・Ｙ軸調整用モータ
で、地面に対して平行にセットされたターゲット１を平
面方向に移動させるためのものである。このＸ・Ｙ軸調
整用モータ６は図２に示すように、バッキングプレート
８上にターゲット１の外周において均等間隔となるよう
な４箇所、即ち対角線上に対向するように設置させてい
る。Reference numeral 5 is a wiring for taking in the voltage fluctuation between the pair of electrode portions 1c, 2a installed on the target 1 and the shield 2 into the control unit 4, and 6 is an X / Y-axis adjusting motor for the ground. This is for moving the targets 1 set in parallel in the plane direction. As shown in FIG. 2, the X / Y-axis adjusting motors 6 are installed on the backing plate 8 at four locations on the outer periphery of the target 1 so as to be evenly spaced, that is, diagonally opposite to each other.

【００２６】ここではＸ・Ｙ軸調整用モータ６をバッキ
ングプレート８に固定されて設置している例を示してい
るが、例えばバッキングプレート８に埋め込むように配
設しても、また、表面に固定させて配設するようにして
もよい。また、チャンバ内にリークしない構造で、か
つ、ターゲット１を平面方向に移動させることができる
構造を満足していれば、上記に示した構造以外でもよ
い。Here, an example in which the X / Y-axis adjusting motor 6 is fixedly installed in the backing plate 8 is shown. However, even if the X / Y-axis adjusting motor 6 is installed so as to be embedded in the backing plate 8, it is also provided on the surface. It may be fixed and arranged. Further, as long as the structure does not leak into the chamber and the structure that can move the target 1 in the plane direction is satisfied, a structure other than the above structure may be used.

【００２７】７はＺ軸調整用モータで、バッキングプレ
ート８およびターゲット１に対し、垂直に設置する。こ
のＺ軸調整用モータ７は図２に示すように、バッキング
プレート８上にターゲット１の外周において均等間隔と
成るように４箇所、即ち対角線上に対向するように設置
されている。Reference numeral 7 is a Z-axis adjusting motor, which is installed vertically to the backing plate 8 and the target 1. As shown in FIG. 2, the Z-axis adjusting motors 7 are installed on the backing plate 8 at four locations on the outer periphery of the target 1 at equal intervals, that is, diagonally opposite to each other.

【００２８】このＺ軸調整用モータ７はバッキングプレ
ート８に固定されているが、バッキングプレート８に埋
め込んで配設しても、また、表面に固定させて配設する
ようにしてもよい。また、チャンバ内がリークしない構
造で、かつ、ターゲット１を垂直方向に上下させること
ができる構造を満足していれば、上記に示した構造以外
でもよい。なお、各モータ６および７のそれぞれは、独
立運動をする構造を有している。The Z-axis adjusting motor 7 is fixed to the backing plate 8, but it may be embedded in the backing plate 8 or fixed to the surface. In addition, a structure other than the above may be used as long as it has a structure in which the inside of the chamber does not leak and the target 1 can be vertically moved up and down. Each of the motors 6 and 7 has a structure that makes independent movements.

【００２９】図３は、実施の形態１のスパッタリング装
置の動作の説明の便宜上、各調整用モータに番号（例：
）をつけた図を示す。〜はＸ・Ｙ軸調整用モータ
（図３の外側のモータ）を示し、〜はＺ軸調整用モ
ータ（図３の内側のモータ）を示している。また、図３
には示していないが、電圧変動を検出するための電極は
図２に示す場合と同様に、それぞれの調整用モータの近
傍に設置されている。In FIG. 3, for convenience of explanation of the operation of the sputtering apparatus according to the first embodiment, numbers (eg:
) Is shown. ˜ indicates an X / Y axis adjustment motor (outer motor in FIG. 3), and ˜ indicates a Z axis adjustment motor (inner motor in FIG. 3). Also, FIG.
Although not shown in FIG. 3, electrodes for detecting voltage fluctuations are installed near the respective adjustment motors, as in the case shown in FIG.

【００３０】さらに、Ｘ・Ｙ軸調整用モータ〜は、
ターゲット１の中心点を原点として、およびをＹ軸
調整用モータとし、およびをＸ軸調整用モータとす
る。また、各調整用モータ〜は、ターゲットを一方
向のみ移動可能な構造にてなる。よって、Ｙ軸調整用モ
ータは図面上ターゲットを下方のみに移動可能で、Ｙ
軸調整用モータは図面上ターゲットを上方のみに移動
可能となる。また、Ｘ軸調整用モータは図面上ターゲ
ットを左方向のみに移動可能で、Ｘ軸調整用モータは
図面上ターゲットを右方向のみに移動可能となる。Further, the X and Y axis adjusting motors
Let the center point of the target 1 be the origin, and be the Y-axis adjustment motors, and be the X-axis adjustment motors. Further, each of the adjusting motors has a structure capable of moving the target only in one direction. Therefore, the Y-axis adjustment motor can move the target only downward in the drawing.
The axis adjusting motor can move the target only upward in the drawing. Further, the X-axis adjusting motor can move the target in the drawing only in the left direction, and the X-axis adjusting motor can move the target in the drawing only in the right direction.

【００３１】上記のように構成された実施の形態１のス
パッタリング装置のクリアランスの調整方法について、
図３を交えて説明する。ここでは、Ｘ・Ｙ軸調整用モー
タ６はバッキングプレート８上の４箇所に設置し、Ｚ軸
調整用モータ７もバッキングプレート８上の４箇所に設
置する構造とした。もちろん、調整用モータの設置台数
を増やしてもいい。設置台数を増やせば増やすほど、よ
り精度のいいクリアランスを調整することが可能とな
る。Regarding the method of adjusting the clearance of the sputtering apparatus of the first embodiment configured as described above,
A description will be given with reference to FIG. Here, the X / Y-axis adjusting motor 6 is installed at four locations on the backing plate 8, and the Z-axis adjusting motor 7 is also installed at four locations on the backing plate 8. Of course, you can increase the number of adjustment motors installed. As the number of installed units increases, the more accurate clearance can be adjusted.

【００３２】そして、チャンバに図３に示すターゲット
１を設置し、チャンバを閉めて真空引きを行う。その
際、ターゲット１に設置している各調整用モータ６、７
がリークしていないかどうかリークディテクタでチェッ
クしておく。次に、所望の真空度に成ると、各調整用モ
ータ６、７が動作するかどうかチェックする。さらにタ
ーゲット１およびシールド２に設置した電極からの電圧
変動の測定値が出力されるかいなかチェックする（動作
確認）。Then, the target 1 shown in FIG. 3 is installed in the chamber, the chamber is closed and the vacuum is drawn. At that time, the adjustment motors 6 and 7 installed on the target 1
Check the leak detector to see if there is a leak. Next, when the desired degree of vacuum is reached, it is checked whether the adjusting motors 6 and 7 operate. Furthermore, it is checked whether or not the measured value of the voltage fluctuation is output from the electrodes installed on the target 1 and the shield 2 (operation confirmation).

【００３３】以上に述べたこれら項目をチェックし、異
常がなければ、次にクリアランス調整に進む。図４にス
パッタリング開始直後の電圧変動波形を示す。この図に
示す電圧変動の波形はクリアランス調整前の状態であ
り、スパッタリング現象を模擬的に示している。本実施
の形態１では、図４のように変動している電圧を、図５
に示すようにその変動幅を減少させるものである。The above-mentioned items are checked, and if there is no abnormality, then the clearance adjustment is performed. FIG. 4 shows a voltage fluctuation waveform immediately after the start of sputtering. The waveform of the voltage fluctuation shown in this figure is the state before the clearance adjustment, and simulates the sputtering phenomenon. In the first embodiment, the voltage fluctuating as shown in FIG.
As shown in, the fluctuation range is reduced.

【００３４】クリアランス調整方法の説明に移る前に、
図４を用いて異常放電の発生メカニズムを説明する。図
４において、横軸はスパッタリング時間を、縦軸は印加
電圧を示している。一般的にターゲット１に負の電圧を
印加するため、縦軸はマイナス値をとっている。スパッ
タリングを開始するとターゲット１には負の電圧が印加
（図４では−４５０Ｖとした）され、スパッタリングさ
れる。Before moving on to the explanation of the clearance adjusting method,
The mechanism of abnormal discharge generation will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the sputtering time and the vertical axis represents the applied voltage. Since a negative voltage is generally applied to the target 1, the vertical axis has a negative value. When the sputtering is started, a negative voltage is applied to the target 1 (it is set to -450 V in FIG. 4) and the target 1 is sputtered.

【００３５】所望の処理時間にスパッタリングを行って
いく。そしてスパッタリングの途中に、ターゲット１と
シールド２との傾きやクリアランス調整不良やターゲッ
ト１およびシールド２表面の突起等が原因となって、タ
ーゲット１のある個所に局部的に電界集中が起こるよう
になる。電界集中が継続されていくと、ターゲット１側
の電界集中が発生している個所の温度が上昇していき、
その周辺に蓄積している電子が熱によって励起されて、
対向面であるシールド２（ＧＮＤ）に向かって、発光を
伴った放電が発生するようになる。Sputtering is performed for a desired processing time. Then, during the sputtering, the electric field is locally concentrated at a certain place of the target 1 due to the inclination between the target 1 and the shield 2, poor clearance adjustment, and protrusions on the surfaces of the target 1 and the shield 2. . As the electric field concentration continues, the temperature of the target 1 side where the electric field concentration occurs increases.
The electrons accumulated around it are excited by heat,
A discharge accompanied by light emission is generated toward the shield 2 (GND) which is the opposite surface.

【００３６】一度、放電が発生すると連続して発生しや
すくなり、頻発するようになる。これがスパッタリング
における異常放電である。この異常放電が発生すると、
図４に示すように電圧が短時間の間に急激に低下する。
通常、スパッタの定電力電源（設定された電力になるよ
うにＩおよびＶを調整する機能を備えている）にはアー
キング防止回路が備え付けられているが、明らかにひど
い異常放電（電圧減少幅が大きい放電）を除いては、図
４で示すような比較的微小な異常放電を防止することが
困難である。Once the discharge is generated, it is likely to occur continuously and frequently. This is an abnormal discharge in sputtering. When this abnormal discharge occurs,
As shown in FIG. 4, the voltage drops sharply in a short time.
Normally, the constant power source of spatter (which has a function of adjusting I and V so that the power is set to a preset value) is equipped with an arcing prevention circuit. It is difficult to prevent the relatively minute abnormal discharge as shown in FIG. 4 except for the large discharge).

【００３７】その原因としては、微小異常放電の発生時
間が、異常放電を検知して防止回路を働かすまでの時間
より短いためと考えられる。また、装置的には異常放電
検知時間を速く行うことはできるが、そうすると異常と
して放電停止が頻発してしまうので、やむを得ず、感度
をおとすこともある。つまり、従来装置では、微小放電
発生は、許容せざるを得なかった。It is considered that the cause is that the occurrence time of the minute abnormal discharge is shorter than the time until the abnormal discharge is detected and the prevention circuit is activated. In addition, although the abnormal discharge detection time can be shortened in terms of the apparatus, if this is the case, discharge will frequently stop as an abnormality, and this may inevitably reduce sensitivity. That is, in the conventional device, the occurrence of minute discharge had to be allowed.

【００３８】異常放電が発生し、異常放電分の電流が増
加すると定電力電源は、一定の電力を得るべく制御する
ので、急激な電圧低下を引き起こす。異常放電が収束す
ると、電流の減少に伴い、電圧が規定の電圧をこえてオ
ーバーシュートする。その後、電圧変動が収束し、所望
の電圧に復帰する。これがスパッタリングにおける異常
放電の発生メカニズムである。When the abnormal discharge occurs and the current for the abnormal discharge increases, the constant power source controls so as to obtain a constant power, causing a rapid voltage drop. When the abnormal discharge converges, the voltage exceeds the specified voltage and overshoots as the current decreases. After that, the voltage fluctuation converges and the voltage returns to the desired voltage. This is the mechanism of abnormal discharge in sputtering.

【００３９】次に、異常放電を抑制するためのクリアラ
ンス調整方法について図３ないし図７に基づいて説明す
る。尚、図３の説明においては、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸調整用モ
ータなどの名称は省略し、〜の記号のみにて示す。
まず、所定の電圧を印加しながら、スパッタリング現象
を発生させ、図４に示すスパッタリング開始直後の電圧
変動波形を、図５に示すように、その電圧変動幅が縮小
するために、まず、ターゲットとシールドとの平面方向
な位置関係から調整していく。よってを動作させ、タ
ーゲットを図面上下方向に移動させ、ターゲットとシー
ルドとのクリアランスを調整する。Next, a clearance adjusting method for suppressing abnormal discharge will be described with reference to FIGS. In the description of FIG. 3, the names of the X, Y, and Z axis adjusting motors are omitted, and only the symbols ~ are shown.
First, while applying a predetermined voltage, a sputtering phenomenon is caused to occur, and the voltage fluctuation waveform immediately after the start of sputtering shown in FIG. 4 is reduced as shown in FIG. Adjust from the positional relationship in the plane direction with the shield. Therefore, the target is moved in the vertical direction in the drawing to adjust the clearance between the target and the shield.

【００４０】とりあえず、を動かすことによって得ら
れる最小振れ幅となるように位置調整を行う。そして、
ここで一旦の調整を終える。次にに対向している
を、と同じく、最小の振れ幅とになるように、を動
作させ、ターゲットを図面上上方向に移動させターゲッ
トとシールドとのクリアランスの調整を行う。そして、
の調整を終了させる。For the time being, the position is adjusted so as to obtain the minimum swing width obtained by moving. And
This is the end of the adjustment. Next, similarly to, facing, is operated to move the target upward in the drawing to adjust the clearance between the target and the shield so that the minimum swing width is obtained. And
Finish the adjustment of.

【００４１】次にも同様にして調整し、さらにに対
向しているについても同じように調整していく。この
一連の調整を行っていき、ターゲットとシールドとの平
面方向の位置関係において電圧変動幅が最小になるよう
に収束させていく。その後に、Ｚ軸方向の調整を行って
いく。Ｚ軸方向の調整に関しても平面方向で調整した方
法と同じである。まず、の調整であるが、電圧変動が
最小振れ幅となるように、を動かしていく。次にを
行い、が終わればを行い、が終わればを行い、
という順でＺ軸方向のクリアランス調整を行っていく。Next, the adjustment is performed in the same manner, and the adjustment is also performed in the same manner with respect to the opposite. This series of adjustments is performed and converged so that the voltage fluctuation width is minimized in the positional relationship between the target and the shield in the plane direction. After that, adjustment in the Z-axis direction is performed. The method of adjusting in the Z-axis direction is the same as the method of adjusting in the plane direction. First, for the adjustment of, move so that the voltage fluctuation becomes the minimum fluctuation range. Do the following, do when is done, do when is done,
The clearance adjustment in the Z-axis direction will be performed in that order.

【００４２】からまでの一連の調整を繰り返し、Ｚ
軸方向の電圧変動が最小振れ幅になるように収束させて
いく。Ｚ軸方向の調整が終わったら、また、最初に戻っ
てＸ・Ｙ平面方向の調整を行い、終わればＺ軸方向の調
整を行う。これを繰り返して、〜の電圧振れ幅がす
べて最小振れ幅になるように、収束させていく。Repeat a series of adjustments from to, Z
The voltage fluctuation in the axial direction is converged so as to have the minimum fluctuation width. When the adjustment in the Z-axis direction is completed, the process returns to the beginning and the adjustment in the X-Y plane direction is performed. When the adjustment is completed, the adjustment in the Z-axis direction is performed. By repeating this, the voltage swings of are converged so that all the voltage swings become the minimum swing.

【００４３】本実施の形態１では、これらの一連の調整
を、測定手段を有していく制御ユニットで制御して行っ
ていく。上記調整においては、Ｘ・Ｙ軸方向を先に調整
する例を示したが、これに限られることはなく、Ｚ軸方
向を先に調整してもよい。また、この調整を行うタイミ
ングとしては、スパッタすべき皮膜の特性を著しく損な
うことなく、かつ、スループットを著しく低下させるこ
とがなければ、ウエハ１枚処理ごとにクリアランス調整
を行ってもいいし、また、１ロットごとに行ってもよい
いし、また、スパッタリング中において調整を行っても
よい。In the first embodiment, a series of these adjustments are controlled by the control unit having the measuring means. In the above adjustment, an example in which the X and Y axis directions are adjusted first has been shown, but the present invention is not limited to this, and the Z axis direction may be adjusted first. As the timing of this adjustment, the clearance may be adjusted for each processing of one wafer unless the characteristics of the film to be sputtered are significantly impaired and the throughput is not significantly decreased. It may be performed for each lot or may be adjusted during sputtering.

【００４４】また、上記に示したクリアランス調整方法
はあくまでも一方法であるため、クリアランスを調整す
るという目的が同じであれば、上記に示した方法以外で
調整してもかまわない。また、ここでは電圧変動の振れ
幅が小さくなるように、クリアランスを調整したが、こ
れに限られることはなく、電流変動の振れ幅をモニター
し、この電流変動の振れ幅が小さくなるようにしてもよ
い。これらは使用環境に応じて適宜使い分ければよい。Since the clearance adjusting method described above is only one method, if the purpose of adjusting the clearance is the same, it may be adjusted by a method other than the above. Further, although the clearance is adjusted here so that the fluctuation range of the voltage fluctuation is reduced, the fluctuation range is not limited to this, and the fluctuation range of the current fluctuation is monitored to reduce the fluctuation range of the current fluctuation. Good. These may be properly used according to the usage environment.

【００４５】実際に、これらクリアランス調整による効
果を確認するために、ＬＴＩスパッタリング装置（ロン
グスロー）に取り付けて効果確認を行ってみた。評価装
置は日本真空製ＬＴＳスパッタ「セラウス」を使用し
た。ターゲット材料はチタンとし、印加電圧は−４５０
Ｖとし、デポ時間を８秒とした。デポ工程は、Ｔｉをデ
ポした後にＴｉＮをデポすることとした。In order to confirm the effects of these clearance adjustments, the device was actually attached to an LTI sputtering device (long throw) to confirm the effects. The evaluation apparatus used was LTS Sputter "Ceraus" manufactured by Nippon Vacuum. The target material is titanium and the applied voltage is -450.
V and the depot time was 8 seconds. In the deposition step, TiN was deposited and then TiN was deposited.

【００４６】評価に使用したスパッタリング装置の構造
は図１および図２のと同様のものを使用した。図６に従
来と本発明との０．２μｍ以上の異物数の比較データを
示す。ここに示している異物数は１ロット２５枚の平均
異物数である。図から明らかなように、本発明の異物数
は従来のものと比べて半減していることがわかる。ま
た、異物の成分を分析してみたところ、本発明ではデポ
皮膜の膜剥がれ異物の割合（ウエハ１枚あたりの割合）
が、従来のそれに比べて半減していることも確認され
た。さらに、従来と本発明の１ロットにおける歩留まり
を調査したところ、図７に示すように大幅に向上してい
ることもわかる。The structure of the sputtering apparatus used for the evaluation was the same as that shown in FIGS. FIG. 6 shows comparison data of the number of foreign matters of 0.2 μm or more between the conventional and the present invention. The number of foreign substances shown here is the average number of foreign substances in 25 sheets per lot. As is clear from the figure, the number of foreign particles of the present invention is halved compared to the conventional one. Further, when the components of the foreign matter were analyzed, in the present invention, the ratio of the film peeling foreign matter of the deposition film (the ratio per wafer)
However, it was also confirmed that it was half that of the conventional one. Furthermore, when the yields of one lot of the conventional and the present invention were investigated, it was found that the yield was significantly improved as shown in FIG.

【００４７】上記のように構成された実施の形態１のス
パッタリング装置は、異常放電によるデポ皮膜の膜剥が
れを防止することができ、異物数の低減と歩留まり向上
を図ることができる。The sputtering apparatus of the first embodiment configured as described above can prevent film peeling of the deposit film due to abnormal discharge, and can reduce the number of foreign matters and improve the yield.

【００４８】以下の実施の形態において、上記実施の形
態１と同様に、ターゲット材が取り付けられたターゲッ
トと、ターゲットの外周を囲むように設置されたシール
ドとにそれぞれ隣接し対向する箇所における電圧または
電流の変動を測定し、電圧または電流の変動が最小振れ
幅とになるようにターゲットとシールドとの３次元的位
置関係を調整することができる他の例を示す。また、以
下の実施の形態において、平面的な設置位置およびクリ
アランスの調整方法は上記実施の形態１と同様に行うこ
とができその説明は適宜省略する。In the following embodiments, as in the case of the above-described first embodiment, the voltage or the voltage at the location which is adjacent to and opposes the target to which the target material is attached and the shield installed so as to surround the outer periphery of the target. Another example in which the fluctuation of the current is measured and the three-dimensional positional relationship between the target and the shield is adjusted so that the fluctuation of the voltage or the current has the minimum fluctuation width will be shown. Further, in the following embodiments, the planar installation position and the method of adjusting the clearance can be the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted as appropriate.

【００４９】実施の形態２．図８および図９はこの発明
の実施の形態２のスパッタリング装置の構成を示す図で
ある。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同
一符号を付して説明を省略する。９はＸ・Ｙ軸調整用ネ
ジで、Ｘ・Ｙ軸調整用ネジ９を回転して調整するとがで
きる調整部（図示せず）を容器外に備えている。この調
整部としては、例えばＸ・Ｙ軸調整用ネジ９はバッキン
グプレート８中に埋め込まれた形となっている。このた
め、バッキングプレート８の側面にネジ穴を設ける。そ
して、このネジ穴にドライバー等を挿入する。そして、
このＸ・Ｙ軸調整用ネジ９を回転させることにより、調
整部を構成する場合が考えられる。Embodiment 2. 8 and 9 are diagrams showing the configuration of the sputtering apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Reference numeral 9 denotes an X / Y-axis adjusting screw, which is provided outside the container with an adjusting unit (not shown) capable of rotating and adjusting the X / Y-axis adjusting screw 9. As the adjusting portion, for example, the X / Y-axis adjusting screw 9 is embedded in the backing plate 8. Therefore, screw holes are provided on the side surface of the backing plate 8. Then, a screwdriver or the like is inserted into this screw hole. And
It is conceivable that the adjusting unit is configured by rotating the X / Y-axis adjusting screw 9.

【００５０】Ｘ・Ｙ軸調整用ネジのサイズや形状には特
に指定はないが、繰り返しのネジ締め調整に耐えること
ができ、かつ、微調整が可能なものであればよい。材質
についても特に指定はないが、半導体製造装置によく使
用されているステンレスが望ましい。The size and shape of the X / Y-axis adjusting screw are not particularly specified, but any screw can be used as long as it can withstand repeated screw tightening adjustments and can be finely adjusted. The material is also not specified, but stainless steel, which is often used in semiconductor manufacturing equipment, is preferable.

【００５１】１０はＺ軸調整用ネジおよび容器外に設け
られＺ軸調整用ネジを回転して調整するとができる調整
部からなるＺ軸移動手段である。これもＸ・Ｙ軸調整用
ネジと同じく、特にＺ軸調整用ネジのサイズや形状や材
質に指定はない。望ましくはＸ・Ｙ軸調整用ネジと同様
に形成するのがよい。尚、各Ｘ・Ｙ・Ｚ軸調整用ネジの
設置位置は、図９から明らかなように上記実施の形態１
と同様に設置した例を示す。Reference numeral 10 is a Z-axis moving means comprising a Z-axis adjusting screw and an adjusting portion provided outside the container and capable of rotating and adjusting the Z-axis adjusting screw. As with the X / Y-axis adjusting screw, there is no particular designation for the size, shape, or material of the Z-axis adjusting screw. Desirably, it is formed in the same manner as the X / Y-axis adjusting screw. The installation positions of the X, Y, and Z axis adjusting screws are the same as in the first embodiment, as is clear from FIG.
An example installed in the same manner as the above is shown.

【００５２】次に上記のように構成された実施の形態２
のスパッタリング装置のクリアランス調整方法について
説明する。上記実施の形態１ではクリアランス調整を制
御システムにて自動的に行っていたが、本実施の形態２
では、上記実施の形態１にて行っていたクリアランス調
整の制御を、各Ｘ・Ｙ・Ｚ軸調整用ネジの調整部にて手
動で同様に行うものである。Next, the second embodiment configured as described above
The clearance adjusting method for the sputtering apparatus will be described. Although the clearance adjustment is automatically performed by the control system in the first embodiment, the second embodiment is described.
Then, the clearance adjustment control performed in the first embodiment is manually performed in the same manner by the adjusting portion of each X, Y, and Z axis adjusting screw.

【００５３】そして上記実施の形態１と同様に、効果確
認のために、ＬＴＳスパッタリング装置（ロングスロ
ー）に取り付けてみた。評価装置も日本真空製ＬＴＳス
パッタ「セラウス」とした。ターゲット材料もチタンと
し、印加電圧も−４５０Ｖとし、デポ時間も８秒とし
た。デポ工程は、ＴｉＮをデポした後にＴｉをデポする
工程とした。その結果、本実施の形態２においても上記
実施の形態１とほぼ同等の効果が得られることがわかっ
た。Then, in the same manner as in the first embodiment, the device was attached to the LTS sputtering device (long throw) to confirm the effect. The evaluation device was also LTS Sputter "Ceraus" manufactured by Nippon Vacuum. The target material was titanium, the applied voltage was -450 V, and the deposition time was 8 seconds. The deposition step was a step of depositing Ti after depositing TiN. As a result, it has been found that the same effects as those of the first embodiment can be obtained also in the second embodiment.

【００５４】以上のように上記実施の形態２によれば、
クリアランスを調整しながらターゲットを設置すること
により、異常放電によるデポ皮膜の膜剥がれを防止する
ことができ、異物数の低減と歩留まり向上が図ることが
できる。As described above, according to the second embodiment,
By disposing the target while adjusting the clearance, it is possible to prevent the deposition film from peeling off due to abnormal discharge, and it is possible to reduce the number of foreign matters and improve the yield.

【００５５】実施の形態３．図１０はこの発明の実施の
形態３のスパッタリング装置の構成を示す図である。図
において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を
付して説明を省略する。１１はターゲットの任意の位置
に設けられた基準点部としての位置決めピンで、ここで
はターゲットの中心点が基準点となる。Embodiment 3. FIG. 10 is a diagram showing the structure of the sputtering apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in each of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 11 is a positioning pin as a reference point portion provided at an arbitrary position of the target, and the center point of the target is the reference point here.

【００５６】この位置決めピン１１の形状や材質につい
ては、特に指定はないが、挿入時において機械的応力が
加わっても変形が起こらない（または起こりにくい）形
状および材質のものであればよい。望ましくはステンレ
スがよい。なお、図１０では、位置決めピン１１を図１
に示した上記実施の形態１のスパッタリング装置に適用
した例を示しているが、もちろん、図８に示した上記実
施の形態２のスパッタリング装置に適用できることはい
うまでもない。The shape and material of the positioning pin 11 are not particularly specified, but may be of any shape and material that does not (or is unlikely) to be deformed even when mechanical stress is applied during insertion. Stainless steel is preferable. In addition, in FIG. 10, the positioning pin 11 is shown in FIG.
Although the example applied to the sputtering apparatus of the first embodiment shown in FIG. 8 is shown, it goes without saying that it can be applied to the sputtering apparatus of the second embodiment shown in FIG.

【００５７】上記のように構成された実施の形態３のス
パッタリング装置によれば、基準となる点を位置決めピ
ン１１にて確認してＸ・Ｙ・Ｚ方向の位置調整を行うこ
とができるため、すばやくクリアランス調整を行うこと
ができる。また、より精度の高いクリアランス調整も可
能となる。よって、異常放電によるデポ皮膜の膜剥がれ
を一層防止することができ、異物数の低減と歩留まり向
上が図れる。According to the sputtering apparatus of the third embodiment configured as described above, since the reference point can be confirmed by the positioning pin 11, the position adjustment in the X, Y, Z directions can be performed. Clearance can be adjusted quickly. In addition, more precise clearance adjustment is possible. Therefore, the film peeling of the deposit film due to the abnormal discharge can be further prevented, and the number of foreign matters and the yield can be improved.

【００５８】また、上記実施の形態１と同様に効果の確
認実験を行った。その結果、本実施の形態３においても
実施の形態１とほぼ同等かそれ以上の効果が得られるこ
とが確認できた。An experiment for confirming the effect was conducted as in the first embodiment. As a result, it has been confirmed that the third embodiment can also obtain an effect that is substantially equal to or higher than that of the first embodiment.

【００５９】上記各実施の形態においては、ターゲット
とシールドとのクリアランスを調整する場合、ターゲッ
トを移動させて行っていたが、以下の実施の形態では、
ターゲットを固定し、シールドを移動させ、クリアラン
ス調整を行う場合について説明する。In each of the above-mentioned embodiments, when the clearance between the target and the shield is adjusted, the target is moved, but in the following embodiments,
A case where the target is fixed, the shield is moved, and the clearance is adjusted will be described.

【００６０】実施の形態４．図１１はこの発明の実施の
形態４のスパッタリング装置の構成を示した図である。
図において、６０は絶縁リング３０中に埋め込まれたＸ
・Ｙ軸調整用モータで、地面に対して平行にセットされ
たシールド２を平行方向に移動させるためのものであ
る。ここではＸ・Ｙ軸調整用モータ６０を絶縁リング３
０に固定されて設置している例を示しているが、例えば
表面に固定させて配設するようにしてもよい。また、チ
ャンバ内にリークしない構造で、かつ、シールド２を平
面方向に移動させることができる構造を満足していれ
ば、上記に示した構造以外でもよい。Fourth Embodiment FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the sputtering apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
In the figure, 60 is an X embedded in the insulating ring 30.
A Y-axis adjusting motor for moving the shield 2 set parallel to the ground in a parallel direction. Here, the X / Y-axis adjusting motor 60 is connected to the insulating ring 3
Although an example in which it is fixedly installed at 0 is shown, it may be fixedly provided on the surface, for example. Further, as long as the structure that does not leak into the chamber and that the shield 2 can be moved in the plane direction is satisfied, a structure other than the above structure may be used.

【００６１】絶縁リング３０は、材質がステンレスなど
の丈夫なものにて形成され、絶縁リング３０の表面に
は、ターゲット１とシールド２とを絶縁するための樹脂
またはセラミック材をコーティングしたものを使用す
る。絶縁コート材の材質やコーティング厚さは特に指定
はなく、絶縁が十分に確保できる材質および厚さのもの
であればよい。The insulating ring 30 is made of a strong material such as stainless steel, and the surface of the insulating ring 30 is coated with a resin or a ceramic material for insulating the target 1 and the shield 2 from each other. To do. The material and coating thickness of the insulation coating material are not particularly specified, and any material and thickness that can ensure sufficient insulation may be used.

【００６２】７０はＺ軸調整用モータで、バッキングプ
レート８およびシールド２に対し、垂直に設置する。こ
のＺ軸調整用モータ７０はバッキングプレート８に固定
されているが、バッキングプレート８に埋め込んで配設
しても、また、表面に固定させて配設するようにしても
よい。また、チャンバ内がリークしない構造で、かつ、
シールド２を垂直方向に上下させることができる構造を
満足していれば、上記に示した構造以外でもよい。Reference numeral 70 denotes a Z-axis adjusting motor, which is installed vertically to the backing plate 8 and the shield 2. Although the Z-axis adjusting motor 70 is fixed to the backing plate 8, it may be embedded in the backing plate 8 or may be fixed to the surface. In addition, it has a structure that does not leak inside the chamber, and
A structure other than the above structure may be used as long as the structure that can vertically move the shield 2 is satisfied.

【００６３】そして、本実施の形態４においてはシール
ド２を移動させることにより上記各実施の形態と同様に
クリアランスの調整をおこなう。そして、本実施の形態
４について、上記実施の形態１と同様に、効果確認のた
めに、ＬＴＳスパッタリング装置（ロングスロー）に取
り付けてみた。評価装置も日本真空製ＬＴＳスパッタ
「セラウス」とした。ターゲット材料もチタンとし、印
加電圧も−４５０Ｖとし、デポ時間も８秒とした。デポ
工程は、Ｔｉをデポした後にＴｉＮをデポする工程とし
た。Then, in the fourth embodiment, the clearance is adjusted by moving the shield 2 in the same manner as in the above-mentioned respective embodiments. Then, in the same manner as in the first embodiment, the fourth embodiment was attached to an LTS sputtering device (long throw) to confirm the effect. The evaluation device was also LTS Sputter "Ceraus" manufactured by Nippon Vacuum. The target material was titanium, the applied voltage was -450 V, and the deposition time was 8 seconds. The deposition step was a step of depositing TiN and then depositing TiN.

【００６４】その結果、本実施の形態４は上記実施の形
態１とほぼ同等の効果が得られることが確認できた。以
上より、実施の形態４のスパッタリング装置は、異常放
電によるデポ皮膜の膜剥がれを防止することができ、異
物数の低減と歩留まり向上を図ることができる。As a result, it has been confirmed that the fourth embodiment has substantially the same effect as that of the first embodiment. As described above, the sputtering apparatus according to the fourth embodiment can prevent the deposition film from peeling off due to abnormal discharge, and can reduce the number of foreign matters and improve the yield.

【００６５】実施の形態５．図１２はこの発明の実施の
形態５のスパッタリング装置の構成を示す図である。図
において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を
付して説明を省略する。９０はＸ・Ｙ軸調整用ネジおよ
び容器外に設けられＸ・Ｙ軸調整用ネジを回転して調整
するとができる調整部から成るＸ・Ｙ軸移動手段であ
る。Ｘ・Ｙ軸調整用ネジのサイズや形状には特に指定は
ないが、繰り返しのネジ締め調整に耐えることができ、
かつ、微調整が可能なものであればよい。材質について
も特に指定はないが、半導体製造装置によく使用されて
いるステンレスが望ましい。Embodiment 5. FIG. 12 is a diagram showing the structure of the sputtering apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in each of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 90 denotes an X / Y-axis moving unit including an X / Y-axis adjusting screw and an adjusting unit provided outside the container and capable of rotating and adjusting the X / Y-axis adjusting screw. The size and shape of the X / Y axis adjustment screws are not specified, but they can withstand repeated screw tightening adjustments.
In addition, any fine adjustment is possible. The material is also not specified, but stainless steel, which is often used in semiconductor manufacturing equipment, is preferable.

【００６６】１００はＺ軸調整用ネジおよび容器外に設
けられＺ軸調整用ネジを回転して調整するとができる調
整部からなるＺ軸移動手段である。これもＸ・Ｙ軸調整
用ネジと同じく、特にＺ軸調整用ネジのサイズや形状や
材質に指定はない。望ましくはＸ・Ｙ軸調整用ネジと同
様に形成するのがよい。Reference numeral 100 denotes a Z-axis moving means including a Z-axis adjusting screw and an adjusting unit provided outside the container and capable of rotating and adjusting the Z-axis adjusting screw. As with the X / Y-axis adjusting screw, there is no particular designation for the size, shape, or material of the Z-axis adjusting screw. Desirably, it is formed in the same manner as the X / Y-axis adjusting screw.

【００６７】そして、本実施の形態５においてはシール
ド２を移動させることにより上記各実施の形態と同様に
クリアランスの調整をおこなう。そして、本実施の形態
５について、上記実施の形態２と同様に、効果確認のた
めに、ＬＴＳスパッタリング装置（ロングスロー）に取
り付けてみた。評価装置も日本真空製ＬＴＳスパッタ
「セラウス」とした。ターゲット材料もチタンとし、印
加電圧も−４５０Ｖとし、デポ時間も８秒とした。デポ
工程は、Ｔｉをデポした後にＴｉＮをデポする工程とし
た。Then, in the fifth embodiment, the clearance is adjusted by moving the shield 2 in the same manner as in the above-mentioned respective embodiments. Then, in the same manner as the second embodiment, the fifth embodiment was attached to an LTS sputtering device (long throw) for confirming the effect. The evaluation device was also LTS Sputter "Ceraus" manufactured by Nippon Vacuum. The target material was titanium, the applied voltage was -450 V, and the deposition time was 8 seconds. The deposition step was a step of depositing TiN and then depositing TiN.

【００６８】その結果、本実施の形態５は上記実施の形
態２とほぼ同等の効果が得られることが確認できた。以
上により、実施の形態５のスパッタリング装置は、異常
放電によるデポ皮膜の膜剥がれを防止することができ、
異物数の低減と歩留まり向上を図ることができる。As a result, it has been confirmed that the fifth embodiment has substantially the same effect as that of the second embodiment. As described above, the sputtering apparatus according to the fifth embodiment can prevent the film removal of the deposit film due to the abnormal discharge.
It is possible to reduce the number of foreign matters and improve the yield.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、容器内に配設されたターゲット材上にプラズマを
発生させて、ウエハ上に薄膜を形成するスパッタリング
装置において、ターゲット材が取り付けられたターゲッ
トと、ターゲットの外周を囲むように設置されたシール
ドと、ターゲットとシールドとの位置関係を三次元的に
変更できる移動手段と、ターゲットとシールドとにそれ
ぞれ隣接し対向して配設された一対の電極部と、一対の
電極部の電圧または電流の変動を測定する測定手段と、
測定手段から得られた電極部の電圧または電流の変動が
最小振れ幅とになるように移動手段を動作させて調整す
るので、電圧または電流の変動に応じてターゲットとシ
ールドとのクリアランスの調整を容易に行うことができ
るスパッタリング装置を提供することが可能となる。As described above, according to the first aspect of the present invention, in the sputtering apparatus for forming the thin film on the wafer by generating the plasma on the target material arranged in the container, The target attached with the shield, the shield installed so as to surround the outer periphery of the target, the moving means capable of three-dimensionally changing the positional relationship between the target and the shield, and the target and the shield arranged adjacent to each other and facing each other. A pair of electrode parts provided, and a measuring means for measuring a change in voltage or current of the pair of electrode parts,
Since the moving means is operated and adjusted so that the fluctuation of the voltage or current of the electrode section obtained from the measuring means becomes the minimum fluctuation width, the clearance between the target and the shield should be adjusted according to the fluctuation of the voltage or current. It is possible to provide a sputtering apparatus that can be easily performed.

【００７０】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、移動手段は、ターゲットの移動を行うこ
とができるターゲット移動手段、または、シールドの移
動を行うことができるシールド移動手段にて成るので、
ターゲットか、シールドのいずれか一方を移動させるこ
とにより、ターゲットとシールドとのクリアランスの調
整を行うことができるスパッタリング装置を提供するこ
とが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the moving means is the target moving means capable of moving the target or the shield moving means capable of moving the shield. Because it consists of
By moving either the target or the shield, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of adjusting the clearance between the target and the shield.

【００７１】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、移動手段は、Ｘ・Ｙ・Ｚ
軸方向に移動可能なモータ部から成り各モータ部の制御
部を備える、または、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動可能なネ
ジ部から成りネジ部の調整部を容器外に備えるので、Ｘ
・Ｙ・Ｚ軸方向の移動を容易にかつ確実に行うことがで
きるスパッタリング装置を提供することが可能となる。According to claim 3 of the present invention, in claim 1 or claim 2, the moving means is X, Y, Z.
Since a control unit for each motor unit is provided that is composed of a motor unit that is movable in the axial direction, or an adjustment unit for the screw unit that is composed of a screw unit that is movable in the X, Y, and Z axis directions is provided outside the container,
It becomes possible to provide a sputtering device that can easily and reliably move in the Y and Z axis directions.

【００７２】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１ないし請求項３のいずれかにおいて、移動手段は、
一方向にのみ移動可能なユニットを４つ以上の偶数個備
え、各ユニットの設置位置はターゲットの外周において
均等間隔となるように配設されているので、Ｘ・Ｙ・Ｚ
軸の移動を簡便な構造にて移動することができるスパッ
タリング装置を提供することが可能となる。According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the moving means is
Since an even number of four or more units that can move only in one direction is provided, and the installation positions of the units are arranged at equal intervals on the outer circumference of the target, XYZ
It is possible to provide a sputtering apparatus capable of moving the shaft with a simple structure.

【００７３】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、対角線上に配設されている各ユニットを
交互に動作させて調整するので、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向の移
動を確実に調整することができるスパッタリング装置を
提供することが可能となる。According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, since the units arranged on the diagonal line are alternately operated to adjust, the movement in the X, Y, and Z axis directions is performed. It is possible to provide a sputtering device that can be reliably adjusted.

【００７４】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１ないし請求項５のいずれかにおいて、ターゲットお
よびシールドに設置する一対の電極部を複数備え、各一
対の電極部の設置位置はターゲットの外周において均等
間隔となるように設置されているので、ターゲットとシ
ールドとのクリアランスの調整を精度よく行うことがで
きるスパッタリング装置を提供することが可能となる。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, a plurality of pairs of electrode portions to be installed on the target and the shield are provided, and the installation position of each pair of electrode portions is different. Since the targets are installed at equal intervals on the outer periphery of the target, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of accurately adjusting the clearance between the target and the shield.

【００７５】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１ないし請求項６のいずれかにおいて、ターゲットの
任意の位置の基準点部を備え、基準点部を基準として移
動手段がターゲットの位置を確認するので、基準点部を
基準として、ターゲットとシールドとの３次元的位置関
係の移動が容易となるスパッタリング装置を提供するこ
とが可能となる。According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, a reference point portion at an arbitrary position of the target is provided, and the moving means uses the reference point portion as a reference. Since the position is confirmed, it is possible to provide a sputtering apparatus that facilitates movement of the three-dimensional positional relationship between the target and the shield with reference to the reference point.

【００７６】また、この発明の請求項８によれば、ター
ゲット材上にプラズマを発生させるスパッタリング法に
より、ウエハ上に薄膜を形成する半導体装置の製造方法
において、ターゲット材が取り付けられたターゲット
と、ターゲットの外周を囲むように設置されたシールド
とにそれぞれ隣接し対向する箇所における電圧または電
流の変動を測定し、電圧または電流の変動が最小振れ幅
とになるようにターゲットとシールドとの３次元的位置
関係を調整するので、電圧または電流の変動が最小振れ
幅となるように、ターゲットとシールドとのクリアラン
スの調整して製造を行うことができる半導体装置の製造
方法を提供することが可能となる。According to claim 8 of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device in which a thin film is formed on a wafer by a sputtering method for generating plasma on a target material, a target to which the target material is attached, Measure the voltage or current fluctuations at the points that are adjacent to and face each other with the shield installed so as to surround the outer circumference of the target, and the target and shield are three-dimensional so that the fluctuations of the voltage or current become the minimum fluctuation range. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be manufactured by adjusting the clearance between the target and the shield so that the fluctuation of the voltage or the current becomes the minimum fluctuation because the physical positional relationship is adjusted. Become.

【００７７】また、この発明に係る請求項９の半導体装
置の製造方法は、請求項８において、電圧または電流の
変動の測定をターゲットの外周において均等間隔となる
ように複数箇所にて測定し、各測定箇所における各電圧
または電流の変動が最小振れ幅とになるようにターゲッ
トとシールドとの３次元的位置関係を調整するので、電
圧または電流の変動がより一層きめ細やかに調整され、
より一層精度に優れた製造を行うことができる半導体装
置の製造方法を提供することが可能となる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, wherein the variation of the voltage or current is measured at a plurality of points so as to be evenly spaced on the outer circumference of the target. Since the three-dimensional positional relationship between the target and the shield is adjusted so that the fluctuation of each voltage or current at each measurement point becomes the minimum fluctuation range, the fluctuation of voltage or current is adjusted more finely.
It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which enables manufacturing with even higher accuracy.

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

【図１】 この発明の実施の形態１のスパッタリング装
置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 図１に示したスパッタリング装置の構成を示
す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration of the sputtering apparatus shown in FIG.

【図３】 図１に示したスパッタリング装置の動作を説
明するための平面図である。FIG. 3 is a plan view for explaining the operation of the sputtering apparatus shown in FIG.

【図４】 スパッタリング装置の電圧変動を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing voltage fluctuations in the sputtering apparatus.

【図５】 図１に示したスパッタリング装置を用いてク
リアランスを調整した後に電圧変動を示す図である。5 is a diagram showing voltage fluctuations after adjusting the clearance using the sputtering apparatus shown in FIG.

【図６】 本発明と従来とのそれぞれの半導体装置の製
造における異物数の違いを示すための図である。FIG. 6 is a diagram showing a difference in the number of foreign particles in manufacturing the semiconductor device of the present invention and that of the conventional semiconductor device.

【図７】 本発明と従来とのそれぞれの半導体装置の製
造における歩留まりの違いを示すための図である。FIG. 7 is a diagram showing a difference in yield in manufacturing semiconductor devices of the present invention and the related art.

【図８】 この発明の実施の形態２のスパッタリング装
置の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図９】 図８に示したスパッタリング装置の構成を示
す平面図である。9 is a plan view showing the configuration of the sputtering apparatus shown in FIG.

【図１０】 この発明の実施の形態３のスパッタリング
装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図１１】 この発明の実施の形態４のスパッタリング
装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１２】 この発明の実施の形態５のスパッタリング
装置の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a structure of a sputtering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１３】 従来のスパッタリング装置の構成を示す図
である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ターゲット、１ｃ，２ａ 一対の電極部、２ シー
ルド、４ 制御システム、６ Ｘ・Ｙ軸調整用モータ、
７ Ｚ軸調整用モータ、９ Ｘ・Ｙ軸調整用ネジ、１０
Ｚ軸移動手段、１１ 位置決めピン、６０ Ｘ・Ｙ軸
調整用モータ、７０ Ｚ軸調整用モータ、９０ Ｘ・Ｙ
軸移動手段、１００ Ｚ軸移動手段。1 target, 1c, 2a pair of electrode parts, 2 shield, 4 control system, 6 X / Y axis adjustment motor,
7 Z-axis adjusting motor, 9 X / Y-axis adjusting screw, 10
Z-axis moving means, 11 positioning pins, 60 X / Y-axis adjusting motor, 70 Z-axis adjusting motor, 90 X / Y
Axis moving means, 100 Z axis moving means.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 容器内に配設されたターゲット材上にプ
ラズマを発生させて、ウエハ上に薄膜を形成するスパッ
タリング装置において、上記ターゲット材が取り付けら
れたターゲットと、上記ターゲットの外周を囲むように
設置されたシールドと、上記ターゲットと上記シールド
との位置関係を三次元的に変更できる移動手段と、上記
ターゲットと上記シールドとにそれぞれ隣接し対向して
配設された一対の電極部と、上記一対の電極部の電圧ま
たは電流の変動を測定する測定手段と、上記測定手段か
ら得られた上記電極部の電圧または電流の変動が最小振
れ幅とになるように上記移動手段を動作させて調整する
ことを特徴とするスパッタリング装置。1. A sputtering apparatus for forming a thin film on a wafer by generating plasma on a target material arranged in a container, so as to surround a target to which the target material is attached and an outer circumference of the target. A shield installed on, a moving means capable of three-dimensionally changing the positional relationship between the target and the shield, a pair of electrode portions adjacent to and facing the target and the shield, respectively, Measuring means for measuring the voltage or current fluctuations of the pair of electrode parts, and operating the moving means so that the voltage or current fluctuations of the electrode parts obtained from the measuring means have a minimum fluctuation range. A sputtering device characterized by adjusting. 【請求項２】 移動手段は、ターゲットの移動を行うこ
とができるターゲット移動手段、または、シールドの移
動を行うことができるシールド移動手段にて成ることを
特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the moving unit is a target moving unit capable of moving the target or a shield moving unit capable of moving the shield. . 【請求項３】 移動手段は、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動可
能なモータ部から成り上記各モータ部の制御部を備え
る、または、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動可能なネジ部から
成り上記ネジ部の調整部を容器外に備えることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載のスパッタリング装
置。3. The moving means comprises a motor unit movable in the X, Y, and Z axis directions, and includes a control unit for each of the motor sections, or a screw unit movable in the X, Y, and Z axis directions. The sputtering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the adjusting unit for the screw portion is provided outside the container. 【請求項４】 移動手段は、一方向にのみ移動可能なユ
ニットを４つ以上の偶数個備え、上記各ユニットの設置
位置はターゲットの外周において均等間隔となるように
配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載のスパッタリング装置。4. The moving means comprises an even number of four or more units that can move only in one direction, and the installation positions of the units are arranged at equal intervals on the outer circumference of the target. The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is characterized. 【請求項５】 対角線上に配設されている各ユニットを
交互に動作させて調整することを特徴とする請求項４に
記載のスパッタリング装置。5. The sputtering apparatus according to claim 4, wherein the units arranged on a diagonal line are alternately operated for adjustment. 【請求項６】 ターゲットおよびシールドに設置する一
対の電極部を複数備え、上記各一対の電極部の設置位置
はターゲットの外周において均等間隔となるように設置
されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の
いずれかに記載のスパッタリング装置。6. The target and the shield are provided with a plurality of pairs of electrode portions, and the pair of electrode portions are installed at equal intervals on the outer periphery of the target. The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 5. 【請求項７】 ターゲットの任意の位置の基準点部を備
え、上記基準点部を基準として移動手段が上記ターゲッ
トの位置を確認することを特徴とする請求項１ないし請
求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置。7. A target point is provided at an arbitrary position of the target, and the moving means confirms the position of the target with reference to the reference point part. The sputtering apparatus described. 【請求項８】 ターゲット材上にプラズマを発生させる
スパッタリング法により、ウエハ上に薄膜を形成する半
導体装置の製造方法において、ターゲット材が取り付け
られたターゲットと、上記ターゲットの外周を囲むよう
に設置されたシールドとにそれぞれ隣接し対向する箇所
における電圧または電流の変動を測定し、上記電圧また
は電流の変動が最小振れ幅とになるように上記ターゲッ
トと上記シールドとの３次元的位置関係を調整すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。8. A method of manufacturing a semiconductor device in which a thin film is formed on a wafer by a sputtering method for generating plasma on a target material, the target having the target material attached, and the target material being installed so as to surround the outer circumference of the target. The voltage or current fluctuations are measured at points adjacent to and facing the shield, and the three-dimensional positional relationship between the target and the shield is adjusted so that the voltage or current fluctuations have the minimum fluctuation range. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 【請求項９】 電圧または電流の変動の測定をターゲッ
トの外周において均等間隔となるように複数箇所にて測
定し、上記各測定箇所における上記各電圧または電流の
変動が最小振れ幅とになるように上記ターゲットと上記
シールドとの３次元的位置関係を調整することを特徴と
する請求項８に記載の半導体装置の製造方法。9. The voltage or current fluctuations are measured at a plurality of points at equal intervals on the outer circumference of the target, and the voltage or current fluctuations at the respective measurement points are minimized. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the three-dimensional positional relationship between the target and the shield is adjusted.