膜形成設備和膜形成設備用的校準方法
2023-05-30 10:34:11 2
專利名稱：膜形成設備和膜形成設備用的校準方法
技術領域：
本發明涉及通過使用真空泵和真空室在低壓環境下在基板上進行膜形成處理的膜形成設備和該膜形成設備用的校準方法，特別涉及通過使用真空室中包括的遮蔽板使從靶材發射出的膜形成材料與活性氣體反應來形成膜的物理氣相沉積設備和物理氣相沉積方法。
背景技術：
近年來，趨向於將濺射技術應用至用於使用例如鐵電材料的非易失性半導體存儲器電路(!^eRAM=Ferroelectric Random Access Memory，鐵電隨機存取存儲器)的鐵電電容器的電極的、諸如氮化鈦等的金屬化合物，因為濺射技術可以實現高純度和對膜厚度的出色控制。在濺射技術的應用中，通常使用所謂的「反應濺射「技術，其中，通過利用諸如氬的惰性氣體濺射簡單金屬物質的靶材並然後使發射出的金屬粒子與諸如氮氣或氧氣的活性氣體反應來獲得期望的金屬化合物。在該技術中，將例如氧氣或氮氣的活性氣體與濺射氣體(例如，氬)一起導入真空室中，使活性氣體的分子和通過濺射從靶材發射出的金屬粒子相互反應，從而使所生成的反應化合物的薄膜形成在基板上。圖14是示出傳統的反應濺射設備的示意圖。在日本特開2009-200405中公開了這種設備，該設備能夠通過反應濺射沉積諸如氮化鈦(TiN)或氧化銥(IrOx)等的金屬化合物。該設備包括連接到由不鏽鋼等形成的真空室301的諸如未示出的渦輪分子泵等的排氣部件(未示出)，並且真空室301例如能夠維持具有1 X 10_8帕的壓力的高真空環境。 此外，真空室301包括用於保持處理對象基板303的臺架302，並且在放置在臺架302上的處理對象基板303上進行膜形成處理。靶材305由膜形成材料的純物質或化合物形成。將未示出的DC電源連接至靶材 305以使得將電壓施加至靶材305。與真空室301絕緣地設置靶材305。此外，設置未示出的磁體，以使得可以將磁場施加至靶材305的表面。這裡，將靶材305設置在包裝板304上。氣體導入部件314和315各自包括例如質量流量控制器和閥等的流量控制部件。 在氣體導入部件314和315中，例如用於供給諸如氮氣的活性氣體的部件314和用於供給諸如氬的濺射氣體的部件315相互連接，並被配置為將活性氣體和濺射氣體導入真空室 301中。氣體導入部件315導入濺射氣體，並且氣體導入部件314導入諸如氮氣的活性氣體。當DC電源輸入功率以將負電壓施加至靶材305時，利用磁體引起磁控放電。通過磁控放電，將濺射氣體引入靶材305附近的等離子體，並且通過具有負電壓的靶材305對等離子體的正離子進行加速，從而等離子體的正離子與靶材305碰撞。正離子的碰撞引起從靶材305發射出原子和分子等，並且所發射出的原子與由氣體導入部件314 同時導入的活性氣體反應以生成金屬化合物。由此生成的金屬化合物到達基板303的對著靶材305的表面。以這種方式，將期望的膜形成在基板303上。例如，通過使用用於靶材305的銥和作為活性氣體314的氧氣(O2)，將是鐵電物質
5的氧化銥(IrOx)膜形成在基板303上。用於測量氧氣中的&的濃度的氧氣濃度計311通過管312連接至真空室301。將氧氣濃度計311測量得到的關於氧氣的化濃度的數據發送至與氧氣濃度計311電連接的控制單元313。在上述設備中，將濺射膜散射並沉積在真空室301和基板的整個區域上。為了防止在膜形成步驟中出現粒子，需要設置遮蔽板306以限制散射的膜並避免膜易於脫落。通過噴砂等處理遮蔽板306以具有比基材的表面更粗糙的表面，並且遮蔽板306被配置為避免附著到遮蔽板306的膜易於從遮蔽板306脫落。此外，遮蔽板306被配置為以以下方式重複使用當將一定量的膜沉積在遮蔽板306上時，卸下遮蔽板306，然後通過噴砂等單獨地處理遮蔽板306以移除沉積膜。此外，遮蔽板306被配置為通過包圍從靶材305附近到臺架302的空間來形成遮蔽內部空間318和遮蔽外部空間319。遮蔽內部空間318和遮蔽外部空間319包圍膜形成室301中的靶材。遮蔽板306防止膜附著到遮蔽外部空間319的壁表面。這裡，氣體導入部件314和315導入遮蔽外部空間319中的活性氣體和濺射氣體通過遮蔽板306中的開口 320供給至遮蔽內部空間318，同時從遮蔽內部空間318排放至遮蔽外部空間319。由於活性氣體315的濃度顯著影響了膜質量，因此在如上所述的遮蔽內部空間 318中的處理對象基板303附近設置用於監視活性氣體的濃度的部件311。說明了通過控制供給至氣體導入部件314的活性氣體的流量以使得活性氣體的濃度在處理對象基板附近保持恆定，來以低成本實現膜的質量控制。同時，圖15是示出另一傳統的反應濺射設備的示意圖。在日本特開平5-Μ7639 中公開了這種設備。該設備包括限定真空室401中的濺射空間的遮蔽板406，並且被配置為通過沉積從在真空室401的上部設置的濺射靶材405發射的金屬粒子而在真空室401中的晶圓臺407上放置的晶圓408的表面上形成薄膜。此外，該設備包括被配置為將諸如氬的活性氣體直接導入由遮蔽板(遮蔽件)406限定的空間的活性氣體導入部403a，和能夠直接測量由遮蔽板406限定的空間中的壓力的壓力計404。在圖15中，401a表示排出口，401b 表示晶圓接收口，40 表示閘閥，402表示低溫泵，以及406a表示遮蔽板406中的開口。在該設備的情況下，活性氣體排出口 410形成在遮蔽板406中，並配置為將活性氣體直接排放到遮蔽內部空間418中。可以在通過使用測量壓力用的壓力計404監視遮蔽內部空間418 中的壓力的同時，調節導入的活性氣體的流量。然而，在上述兩個設備中的每個設備中，遮蔽板306或406需要定期進行更換處理以移除附著到遮蔽板306或406的表面的膜。在更換處理中，在連接部從氣體導入部件314 和315或403a卸下遮蔽板306或406。通常，為了能夠重複使用遮蔽板306或406 —定次數，進行恢復處理，其中，在移除遮蔽板之後通過化學或物理力移除附著的膜。在該恢復處理中，難以僅移除附著的膜而不對遮蔽板306或406施加任何壓力，並且通過化學蝕刻或物理移除處理，遮蔽板306或406本身不可避免地在形狀和大小上改變。此外，即使不包括恢復處理，為了更換用完的靶材等也要卸下遮蔽板306或406然後再次安裝遮蔽板306或406。該操作可能導致遮蔽板306或406的安裝位置或者靶材305 或405和遮蔽板306或406之間的間隙的改變。自然，遮蔽板306或406的安裝位置在由相同組件構成的不同室之間變化。
在日本特開2009-200405中公開的反應濺射設備的情況下，遮蔽板306的形狀或安裝位置的改變還引起遮蔽內部空間318和遮蔽外部空間319之間的開口 320的大小的改變。這可能引起供給至遮蔽內部空間318和遮蔽外部空間319的活性氣體的流量的改變。 為了針對改變進行校準，可以調節活性氣體314的流量本身，以使得遮蔽內部空間318中的活性氣體的濃度可以在預定值。然而，這也改變了導入遮蔽外部空間319的活性氣體的流量，並且結果可能影響遮蔽內部空間318中的活性氣體的分布。換句話說，遮蔽外部空間 319中的壓力的改變使從遮蔽內部空間318到遮蔽外部空間319的活性氣體的流量和分布改變了，結果可能影響通過反應濺射獲得的膜質量和分布。相反，在特開平5-M7639中公開的反應濺射設備被配置為使從導入部件403a導入的活性氣體直接進入遮蔽內部空間418中。這裡，為了將氣體導入部件403a所導入的活性氣體的全部量導入遮蔽內部空間418中，氣體入口部410需要對於遮蔽外部空間419氣
滋
Γ t [ O然而，諸如反應濺射設備的設備可能被來自構件的輸出氣體負面地影響。因此，對於活性氣體的供給路徑，使用樹脂密封材料等不是優選的，並且使用諸如焊接或焊料接合等的技術顯著降低了卸下遮蔽板406時的效率。另外，由於作為恢復遮蔽板406的結果的形狀和大小的改變隨機發生，所以難以控制從氣體入口部410洩露至遮蔽外部空間419的活性氣體的量。因此，該設備在與遮蔽板406的恢復相關聯的反應濺射的膜質量的可重複性方面，具有與日本特開2009-200405的設備相同的問題。就本發明的發明者已知，目前沒有解決該問題的技術。
發明內容
考慮上述問題做出本發明，本發明在於提供幾乎不受遮蔽板的由恢復處理引起的大小和形狀的改變影響的膜形成設備和膜形成方法，以及膜形成設備用的校準方法。為了實現上述目標，本發明的一個方面提供一種膜形成設備，用於通過在真空室中使至少一種活性氣體與膜形成材料相互反應來在處理對象基板上形成膜，所述膜形成設備包括遮蔽板，用於包圍所述真空室中在相互面對的所述處理對象基板和靶材之間的濺射空間，其中，所述靶材包含所述膜形成材料；氣體供給部件，用於在形成所述膜時將至少包含所述活性氣體的氣體供給至所述真空室，並包括用於將氣體導入由所述遮蔽板包圍的所述濺射空間中的第一氣體導入部件以及用於將氣體導入在所述真空室的內壁和所述遮蔽板之間的濺射外部空間中的第二氣體導入部件，其中，所述第二氣體導入部件從所述第一氣體導入部件分支；以及氣體流量比控制部件，用於調節要由所述第一氣體導入部件導入所述濺射空間中的氣體的流量相對於要由所述第二氣體導入部件導入所述濺射外部空間中的氣體的流量的比。本發明的另一方面提供一種膜形成設備用的校準方法，所述膜形成設備用於通過使至少一種活性氣體與膜形成材料相互反應來在處理對象基板上形成膜，所述膜形成設備包括遮蔽板，用於包圍真空室中在相互面對的所述處理對象基板和靶材之間的濺射空間； 以及氣體供給部件，包括用於將氣體導入由所述遮蔽板包圍的濺射空間中的第一氣體導入部件和用於將氣體導入在所述真空室的內壁和所述遮蔽板之間的濺射外部空間中的第二氣體導入部件，所述第二氣體導入部件從所述第一氣體導入部件分支，所述校準方法包括第一步驟，用於將預定流量的測量氣體從所述氣體供給部件供給至所述真空室；第二步驟， 用於檢測表示所述濺射空間中的壓力的信號值；以及第三步驟，用於調節要由所述第一氣體導入部件導入所述濺射空間中的測量氣體的流量相對於要由所述第二氣體導入部件導入所述濺射外部空間中的測量氣體的流量的比，以使得所述信號值等於預定的校準基準值。根據本發明，基於壓力測量部件測量得到的表示濺射空間中的壓力的信號，來控制要導入濺射空間中的氣體的流量相對於要導入在真空室的內壁和遮蔽板之間的空間中的氣體的流量的比。因此，即使由於遮蔽板的形狀和大小隨著遮蔽板的恢復而改變或者遮蔽板的安裝位置隨著遮蔽板的拆卸和安裝而變化，而使得洩露到濺射空間外部的活性氣體的流量在將活性氣體導入濺射空間時變化，本發明也可以提供以下效果可以減少導入遮蔽內部和外部的活性氣體的流量的變化，並且可以維持膜質量的可重複性。
圖1是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的結構的示意圖。圖2是根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的氣體導入部的放大圖。圖3是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備用的校準方法的流程圖。圖4是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備中的氬氣的流量和靶材電壓之間的關係的圖。圖5是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的另一結構的示意圖。圖6是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備中的氬氣的流量和等離子體發射強度之間的關係的圖。圖7是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的另一結構的示意圖。圖8是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備中的分光器所檢測到的發射光譜的圖。圖9是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的另一結構的示意圖。圖10是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備中的質譜儀所檢測到的質荷比和電流值之間的關係的圖。圖11是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的另一校準方法的流程圖。圖12是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備中的靶材的累積功耗和施加至靶材的電壓之間的關係的圖。圖13是示出根據本發明實施例的反應磁控濺射設備的另一校準方法的流程圖。圖14是示出傳統的反應磁控濺射設備的結構的示意圖。圖15是示出傳統的反應磁控濺射設備的結構的示意圖。
具體實施例方式圖1和圖2是根據本發明實施例的例子的用於製造半導體器件的反應濺射設備的示意圖。圖1中的物理氣相沉積設備(反應濺射設備)用於通過使至少一種活性氣體與膜形成材料反應來在處理對象基板上形成膜，所述物理氣相沉積設備包括遮蔽板104，包圍真空室101中在相互面對的臺架103上處理對象基板W和靶材106之間的濺射空間(也稱為「遮蔽內部空間」)；氣體供給部件(也稱為「第一氣體供給部件」)105，用於將氣體供給至真空室101 ；以及壓力計(也稱為「壓力傳感器」)111，用於測量濺射空間108中的壓力。根據本發明實施例的設備的第一特徵在於，氣體供給部件105包括相互分支的第一氣體導入部件和第二氣體導入部件。根據本發明實施例的設備的第二特徵在於第一氣體導入部件包括用於將氣體導入濺射空間108中的第一氣體導入管114，第一氣體導入管 114的一端連接至設置在真空室101中的遮蔽板104的開口 128，並且第二氣體導入部件包括用於將氣體導入在真空室101的內壁IOla和遮蔽板104的外壁104b之間的空間的第二氣體導入管115。根據本發明實施例的設備的第三特徵在於，氣體供給部件105包括可變閥 112、控制器113和存儲器121作為氣體流量比控制部件，用於基於壓力計111所測量得到的濺射空間108的壓力值來控制導入第一氣體導入管114的氣體的流量相對於導入第二氣體導入管115的氣體的流量的比。根據本發明實施例的設備的第四特徵在於包括第一步驟，用於將至少一種活性氣體供給至真空室101 ；第二步驟，用於測量濺射空間108中的壓力；以及第三步驟，用於控制導入濺射空間108中的活性氣體的流量相對於導入在真空室 101的內壁IOla和遮蔽板104之間的濺射外部空間中的活性氣體的流量的比。本實施例的設備使用鈦(Ti)作為靶材106，並可以通過使用氬(Ar)作為濺射氣體和氮氣(N2)作為活性氣體來引起磁控放電，從而對靶材進行濺射，來將氮化鈦(TiN)沉積在處理對象基板W上。真空室101由諸如不鏽鋼的金屬材料形成以具有氣密結構。此外， 排氣口 120形成在真空室101的壁中，並且作為排氣部件的渦輪分子泵102連接至排氣口 120。渦輪分子泵102可以在真空室101中產生IX 10_8帕的高真空。氣體供給部件105與未示出的化學氣缸和質量流量控制器連接，並被配置為能夠供給各自被控制為具有期望流量的Ar和隊的混合物。此外，氣體供給部件105包括分支以連接至第一氣體導入管114和第二氣體導入管115，從而將Ar和N2的混合物供給至真空室101。靶材106由Ti製成，並在由未示出的靶材保持機構保持的同時與未示出的DC電源連接。此外，靶材106與真空室101的壁表面絕緣，並且可以將期望的負電壓施加至靶材 106。設置磁體107以能夠將磁場供給至靶材表面附近。通過氣體導入管114和115將混合氣體導入由排氣部件102抽成真空的真空室 101，然後將負電壓施加至靶材106的表面以引起磁控放電。從而，對靶材106的表面進行濺射。通過濺射發射出的鈦粒子與導入的氮氣反應，在放置在臺架103上的處理對象基板 W上形成TiN。然而，在真空室101中擴散的Ti和TiN不僅散射並沉積在處理對象基板W上，還散射並沉積在真空室101的整個區域。這導致以下擔心當沉積的Ti和TiN達到一定量時， Ti和TiN可能脫落並成為粒子源。作為防止Ti和TiN沉積在不能更換的構件上的措施，設置由鋁合金等製成並且可更換的的遮蔽板104，以包圍包括靶材106和處理對象基板W的膜形成空間。由此配置的遮蔽板104將真空室101分割成由遮蔽板(也稱為「遮蔽件」)104 包圍的濺射空間108和濺射外部空間(也稱為「遮蔽外部空間」)109。因此，濺射空間108 是由靶材106、處理對象基板W和遮蔽板104包圍的遮蔽內部空間。第一氣體導入管114被配置為將混合氣體供給至濺射空間108。具體地，如圖2所示，將第一氣體導入管114插入形成在遮蔽板104中的開口 128。
這裡，如上所述，在一定量的膜沉積在遮蔽板104上的情況下需要更換遮蔽板 104，因此遮蔽板104需要易於拆卸。另外，通過卸下遮蔽板104，並然後通過諸如溼法蝕刻的化學方式或諸如噴砂的物理方式處理遮蔽板104以移除所沉積的膜(以下稱為「恢復處理」)來重複使用遮蔽板104—定次數。因此，可能發生一定程度上的大小變化和形狀扭曲。為此，需要開口 1 具有離第一氣體導入管114有一定空隙的結構。例如，如果第一氣體導入管114具有6. 4mm的外部直徑，則開口 1 可能形成為具有大約IOmm的直徑。此外，如果膜附著到不是可更換構件的第一氣體導入管114的入口 114a，這可能成為粒子源。作為針對此的措施，在入口 IHa和靶材106之間設置第二遮蔽板110。如圖 2所示，安裝第二遮蔽板110以包圍第一氣體導入管114的入口 114a。這帶來了以下效果 在膜附著到入口 IHa的情況下，防止粒子源排放到濺射空間108。同時，第二氣體導入管115的入口 11 被配置為將混合氣體導入遮蔽外部空間 109中。此外，第二氣體導入管115設置有諸如可變傳導閥等的作為氣體流量比控制部件的可變閥112。通過操作該閥，可以對從第一氣體導入管114的入口 IHa導入遮蔽內部空間 108中的氣體的流量相對於從第二氣體導入管115的入口 11 導入遮蔽外部空間109中的氣體的流量的比做出適當的改變。此外，可以通過例如通過管122連接至遮蔽板104的使用例如電容壓力計的壓力傳感器111測量遮蔽內部空間108中的壓力。這裡，沒有將從第一氣體導入管114的入口 11 導入的氣體的全部量排放至遮蔽內部空間108 (圖2中的箭頭118)，因為部分氣體通過第一氣體導入管114和遮蔽板104的連接部洩露至遮蔽外部空間109(圖2中的箭頭117)。另外，遮蔽板104可能由於恢復處理而發生大小變化和變形，因此難以將洩露至遮蔽外部空間109的氣體和導入遮蔽內部空間 108中的氣體各自的流量保持恆定。為了解決這個問題，通過將預定流量的測量氣體導入氣體供給部件105並通過可變閥112將壓力傳感器111的值調節至位於預定範圍內來進行校準。這裡，作為用於調節要導入相互分支的氣體導入管114和115的氣體的流量比的方法，可以對管114和115分別設置閥或可變孔等以獨立地調節管114和115的傳導率，或者可以僅對管114和115之一設置傳導率調節部件。然而，優選為僅對管114和115之一設置調節部件來以低成本提供設備。這裡，測量氣體可以是作為濺射氣體的氬(Ar)、作為活性氣體的氮氣(N2)或其它任何氣體。因此，將從入口 114a和11 各自導入的氣體的流量調節為恆定。該調節使得能夠調節導入遮蔽外部空間109中的氣體流量的總值(116+117)，結果抵消了從入口 11 洩露至遮蔽外部空間109的氣體的流量117和導入遮蔽內部空間108中的氣體的流量118的變化。因此，可以以出色的可重複性控制遮蔽內部空間108的內部的壓力和外部的壓力，並且即使在對遮蔽內部空間108中的活性氣體的分壓和活性氣體的分布敏感的反應濺射中也維持膜質量的可重複性。在通過噴砂對遮蔽板104重複進行恢復處理時，進行對該設備的TiN膜形成性能的影響的調查。具體地，重複進行利用設置在設備中的遮蔽板104形成TiN膜和通過卸下遮蔽板104恢復遮蔽板104。TiN膜形成的條件如下900W的DC電源、40sCCm (標準態立方釐米/分)的Ar流量、20%(^的隊流量、500秒的膜形成時間。在這些條件下，在形成有 SiO2的矽晶圓上進行膜形成，並且測量TiN的薄層電阻的值。這裡，sccm=表示在1大氣壓O0C = 1. 69 X IO-3Pa · m3/s (0°C )下每分鐘供給的氣體的流量的cm3值。使用流程圖在圖3中示出通過調節可變閥112進行校準的具體流程。進行校準減少了維護處理之前和之後發生的膜形成條件的變化，從而使得可以維持膜質量的可重複性。這裡，維護處理表示可能引起遮蔽板的形狀和安裝位置的改變並且從而引起遮蔽內部空間108的內部和外部的活性氣體的流量的改變的處理。這種處理是例如遮蔽板的恢復處理和遮蔽板的更換。在圖3所示的流程中，在針對要被校準的真空室101的維護處理之前獲取用作基準值的信號值，並在維護處理之後進行校準。首先，確定用作校準時的基準值的壓力值。在本實施例的設備的情況下，在將可變閥112設置在用以開始的中間位置並且氣體供給部件105供給50sCCm的氮氣的情況下，壓力傳感器111的值為8.05X10_2Pa。因此，調節該設備的遮蔽內部空間108的內部和外部的活性氣體的分配比，以使得遮蔽內部空間108的壓力值在總共導入50sCCm的氮氣的情況下處於8. OX KT2Pa 8. 1 X KT2Pa的校準基準值內(步驟31)。然後，在步驟31中確定了校準基準值的真空室101中形成TiN膜(步驟32)。之後，打開真空室101以對設置在其中的遮蔽板104進行恢復處理，然後將恢復後的遮蔽板 104再次放置在同一真空室101中(步驟33)。然後，將真空室101抽成真空，並且氣體供給部件105將50sCCm的氮氣供給至真空室101 (步驟34)。通過調節可變閥112進行校準， 以使得在該狀態下的壓力傳感器111的值處於校準基準值內(步驟；35)。通過該處理，將氣體供給部件所導入的活性氣體調節為以與步驟31相同的比分配到遮蔽內部空間108和遮蔽外部空間109。通過如上所述在諸如遮蔽件104的恢復處理和更換的可能影響氣體分配比的設備的維護處理之後進行校準，使得活性氣體可以以與校準時相同的比分配至遮蔽內部空間108的內部和外部。這防止了反應濺射條件的變化。獲取要用作校準基準值的信號值的真空室(以下稱為「基準室」)和在維護處理之後進行校準的真空室(以下稱為「調節室」)在維護處理之前和維護處理之後可以是相同的真空室，或者可以是具有相同結構的不同真空室。此外，放置在各真空室中的靶材的使用， 即在各真空室中施加的功率的累積值(以下稱為「累積功率」)可以不同。不需要首先進行用於校準的基準值的確定。可以在膜形成期間測量要用作基準值的信號值，或者可以緊挨在維護處理之前測量要用作基準值的信號值來代替。如果在單個校準之後多次進行膜形成，則直到下一維護處理之後才需要進行校準，或者每當進行了預定次數膜形成時進行校準。為了在進行圖3所示的校準時估計根據本發明的本實施例的效果，比較可變閥 112固定在全關閉狀態下不進行調節的情況和緊接在更換遮蔽件之後通過調節可變閥112 來進行校準的情況之間的TiN膜質量的改變。以下的表1示出對圖1所示的根據本發明的本實施例的設備進行的實驗的結果。表 權利要求
1.一種膜形成設備，用於通過在真空室中使至少一種活性氣體與膜形成材料相互反應來在處理對象基板上形成膜，所述膜形成設備包括遮蔽板，用於包圍所述真空室中在相互面對的所述處理對象基板和靶材之間的濺射空間，其中，所述靶材包含所述膜形成材料；氣體供給部件，用於在形成所述膜時將至少包含所述活性氣體的氣體供給至所述真空室，並包括用於將氣體導入由所述遮蔽板包圍的所述濺射空間中的第一氣體導入部件以及用於將氣體導入在所述真空室的內壁和所述遮蔽板之間的濺射外部空間中的第二氣體導入部件，其中，所述第二氣體導入部件從所述第一氣體導入部件分支；以及氣體流量比控制部件，用於調節要由所述第一氣體導入部件導入所述濺射空間中的氣體的流量相對於要由所述第二氣體導入部件導入所述濺射外部空間中的氣體的流量的比。
2.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括壓力檢測部件，所述壓力檢測部件用於檢測表示所述濺射空間中的壓力的信號值。
3.根據權利要求2所述的膜形成設備，其特徵在於，所述信號值是所述濺射空間中的壓力值、施加至所述靶材的電壓、流入所述靶材的電流、通過質譜儀測量到的分壓和濺射放電時的發射強度至少之一。
4.根據權利要求2所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括控制器，所述控制器用於在所述信號值不同於預定基準值時控制所述氣體流量比控制部件，以通過所述氣體流量比控制部件使所述信號值等於所述預定基準值。
5.根據權利要求2所述的膜形成設備，其特徵在於，所述氣體流量比控制部件包括設置在所述第一氣體導入部件和所述第二氣體導入部件至少之一中的閥，以及所述氣體流量比控制部件能夠通過改變所述閥的閥開口來調節流量比。
6.根據權利要求5所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括控制器，用於在將預定流量的氣體供給至所述氣體供給部件時調節所述閥開口，以使得所述信號值等於預定基準值；以及存儲器，用於將由所述控制器調節後的閥開口作為常數存儲。
7.根據權利要求6所述的膜形成設備，其特徵在於，至少使用第一流量值和第二流量值作為所述預定流量，將使用所述第一流量值和所述第二流量值調節後的閥開口分別存儲在所述存儲器中作為第一閥開口和第二閥開口，以及進一步將所述第一閥開口和所述第二閥開口的平均值存儲在所述存儲器中作為調節後的閥開口的常數。
8.根據權利要求2所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括顯示器，所述顯示器連接至所述壓力檢測部件並用於顯示所述信號值。
9.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述濺射空間位於排氣口與所述第一氣體導入部件和所述第二氣體導入部件之間，其中，排氣部件通過所述排氣口對所述真空室進行排氣。
10.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述第一氣體導入部件和所述第二氣體導入部件位於所述濺射空間與排氣口之間，其中，排氣部件通過所述排氣口對所述真空室進行排氣。
11.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括第三氣體導入部件，所述第三氣體導入部件用於獨立於所述第一氣體導入部件和所述第二氣體導入部件將濺射氣體導入所述真空室中。
12.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，還包括第二遮蔽板，所述第二遮蔽板包圍所述第一氣體導入部件的氣體排出口。
13.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述膜形成設備是物理氣相沉積設備。
14.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述氣體供給部件能夠供給所述活性氣體和惰性氣體的混合物，或通過切換供給所述活性氣體和所述惰性氣體之一。
15.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述遮蔽板包括開口部，以及所述第一氣體導入部件為管狀，並連接至所述遮蔽板的開口部。
16.根據權利要求1所述的膜形成設備，其特徵在於，所述遮蔽板能夠從所述膜形成設備拆卸下來。
17.一種膜形成設備用的校準方法，所述膜形成設備用於通過使至少一種活性氣體與膜形成材料相互反應來在處理對象基板上形成膜，所述膜形成設備包括遮蔽板，用於包圍真空室中在相互面對的所述處理對象基板和靶材之間的濺射空間；以及氣體供給部件，包括用於將氣體導入由所述遮蔽板包圍的所述濺射空間中的第一氣體導入部件和用於將氣體導入在所述真空室的內壁和所述遮蔽板之間的濺射外部空間中的第二氣體導入部件，所述第二氣體導入部件從所述第一氣體導入部件分支，所述校準方法包括第一步驟，用於將預定流量的測量氣體從所述氣體供給部件供給至所述真空室；第二步驟，用於檢測表示所述濺射空間中的壓力的信號值；以及第三步驟，用於調節要由所述第一氣體導入部件導入所述濺射空間中的測量氣體的流量相對於要由所述第二氣體導入部件導入所述濺射外部空間中的測量氣體的流量的比，以使得所述信號值等於預定的校準基準值。
18.根據權利要求17所述的校準方法，其特徵在於，還包括在所述第一步驟之前的第四步驟，用於將預定流量的測量氣體從所述氣體供給部件供給至所述真空室；以及在所述第四步驟之後的第五步驟，用於檢測表示所述濺射空間中的壓力的校準信號值，並然後將所述校準信號值確定為所述校準基準值。
19.根據權利要求17所述的校準方法，其特徵在於，所述信號值是所述濺射空間中的壓力值、施加至所述靶材的電壓、流入所述靶材的電流、通過質譜儀測量到的分壓和濺射放電時的發射強度至少之一。
20.根據權利要求17所述的校準方法，其特徵在於，在進行包括更換所述靶材和更換所述遮蔽板至少之一的維護操作之後進行所述第一步驟至所述第三步驟。
21.根據權利要求18所述的校準方法，其特徵在於，所述信號值和所述校準信號值各自是施加至所述靶材的電壓、流入所述靶材的電流和濺射放電時的發射強度至少之一，預先獲得作為施加至所述靶材的功率的累積值的累積功率和表示所述濺射空間中的壓力的信號值之間的關係，在所述第一步驟至所述第三步驟中使用的靶材具有第一累積功率， 在所述第四步驟和所述第五步驟中使用的靶材具有第二累積功率，以及基於所述關係，根據所述信號值、所述校準信號值以及所述第一累積功率和所述第二累積功率來計算所述校準基準值。
22.根據權利要求18所述的校準方法，其特徵在於， 在第一室中進行所述第一步驟至所述第三步驟，以及在第二室中進行所述第四步驟和所述第五步驟，其中，所述第二室不同於所述第一室， 但所述第二室的結構與所述第一室的結構相同。
全文摘要
本發明提供幾乎不受由恢復處理引起的遮蔽板的大小和形狀的改變影響的膜形成設備和膜形成設備用的校準方法。該膜形成設備包括包圍真空室中在相互面對的處理對象基板和靶材之間的濺射空間的遮蔽板，並通過使至少一種活性氣體和膜形成材料相互反應來在處理對象基板上形成膜。膜形成設備被配置為基於壓力檢測部件所檢測到的濺射空間的壓力值，控制要導入濺射空間中的氣體的流量相對於要導入在真空室的內壁和遮蔽板之間的空間中的氣體的流量的比。
文檔編號C23C14/54GK102373424SQ20111022618
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月8日 優先權日2010年8月6日
發明者石原繁紀 申請人:佳能安內華股份有限公司