(57)【要約】      （修正有）【課題】イオンビーム照射を安定的且つ継続的に稼働させることで、装置の稼働率を上昇させ、生産性の向上を図る基板処理装置を提供する。【解決手段】イオンビームをターゲットに照射するイオン源と、該イオン源を駆動させる電源と、該電源に設けられる過電流保護部５９とを有する基板処理装置であって、該過電流保護部は過電流設定値を設定可能な過電流設定値設定部６２と、該過電流設定値設定部に設定された過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断する過電流値判断部６３と、過電流状態が継続する許容時間を設定可能な過電流許容時間設定部６４と、該過電流許容時間設定部に設定された過電流許容時間の経過を判断する過電流許容時間経過判断部６５とを具備する。【選択図】図３
2011157613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームをターゲットに照射するイオン源と、該イオン源を駆動させる電源と、該電源に設けられる過電流保護部とを有する基板処理装置であって、該過電流保護部は過電流設定値を設定可能な過電流設定値設定部と、該過電流設定値設定部に設定された過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断する過電流値判断部と、過電流状態が継続する許容時間を設定可能な過電流許容時間設定部と、該過電流許容時間設定部に設定された過電流許容時間の経過を判断する過電流許容時間経過判断部とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理室へ搬送する工程と、電源からイオン源へ所定の電流値で電流を供給し、該イオン源からイオンビームをターゲットに照射し、該ターゲットからスパッタされた粒子が基板へ付着する工程とを有し、前記付着工程では前記電源に設けられる過電流保護部が、前記所定の電流値が過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断し、予め設定された過電流許容時間経過後の電流値が過電流設定値以上であれば過電流維持状態であると判断し、過電流設定値未満の時間であれば過電流維持状態でないと判断し、前記電流の供給状態を維持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程の１工程である基板上へイオンビームスパッタにより成膜処理を行い、薄膜を形成する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオンビームスパッタにより基板に薄膜を形成する基板処理装置（以下、イオンビームスパッタ装置）は、基板と電極との間にプラズマが介在する基板処理装置と比較して、高真空中での成膜が可能であり、薄膜中への不純物の捲込みが少なく、高品質の薄膜を形成できるという利点を有している。
【０００３】
図５は、従来のコントローラ７５と電源装置７６とイオン発生源７７の接続構成を示すブロック図である。
【０００４】
前記電源装置７６は、該電源装置７６から前記イオン発生源７７へ電流を出力するイオン発生用電源８１と、該イオン発生用電源８１から出力される電流を制御する電源制御部７８と、前記イオン発生用電源８１を流れる電流を検出するセンサ７９と、該センサ７９が過電流を検出した際に前記イオン発生用電源８１を停止させる過電流保護回路８０とを有している。前記イオン発生源７７はフィラメント（図示せず）と電極（図示せず）を有しており、前記イオン発生用電源８１は、前記イオン発生源７７のフィラメントと電極との間に電位差を発生させ、アルゴンイオンのみをイオンビームとして図示しない処理室に引出すと共に、処理室の電子が図示しないイオン源室に入込むのを防止するものである。
【０００５】
イオンビームを図示しないターゲットに照射することで生じるスパッタ粒子は、通常処理室内でイオンビームと直交する方向へ放出されるが、スパッタ粒子の一部はイオン源室内に逆行し、或は処理室の内壁に反射する。逆行するスパッタ粒子は、イオン源室内に飛込むと共に、前記イオン発生源７７の電極へも飛込み、膜として堆積されていく。
【０００６】
該膜が導電膜の場合、フィラメントと電極間でのショートの発生、及び前記イオン発生源７７に堆積した膜の膜剥がれによるパーティクルを発生させる要因となるが、膜の堆積を防止することは困難である為、定期的に洗浄を行う等のメンテナンスを行い、清浄度を保っている。
【０００７】
逆行したスパッタ粒子がイオン源室内に飛込み、前記イオン発生源７７の電極周辺に堆積していく過程に於いて、該電極に飛込んだスパッタ粒子が高いエネルギを持っていた場合、又スパッタ粒子が電極に付着した場合、フィラメントと電極間の電位が一時的に上下し、電位差が大きくなることで過剰な電流である過電流が流れることとなる。又、電極に堆積した膜の剥がれにより発生したパーティクル粒子が飛込み、電極とアースとの間がショートした場合も同様の現象が発生する。
【０００８】
上記した一時的に前記イオン発生源７７に流れる過電流は、該イオン発生源７７に接続された前記イオン発生用電源８１に大きな負荷及びダメージを与える為、前記センサ７９によって検出された電流が、予め設定された電流値以上であった場合、前記過電流保護回路８０が自動的に出力電流を遮断して前記イオン発生用電源８１を停止させると共に、前記電源制御部７８が前記コントローラ７５へ電流異常の報告を行う様になっている。
【０００９】
然し乍ら、上記したスパッタ粒子及びパーティクル粒子の前記イオン発生源７７の電極への飛込み現象、特にスパッタ粒子の場合には、ターゲットの種類やイオンビームの量によってスパッタ粒子の量は変化するものの、飛込み現象は常時発生している為、過電流の発生は避けられない。又、前記イオン発生源７７に一時的に過電流が流れることで、前記電源装置７６の前記過電流保護回路８０が働いて前記イオン発生用電源８１を停止させる。従って、ターゲットに対するイオンビーム照射が中断させられる頻度が高くなる為、イオンビームスパッタ装置の稼働効率を下げ、生産性を低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１７４７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は斯かる実情に鑑み、イオンビーム照射を安定的且つ継続的に稼働させることで、装置の稼働率を上昇させ、生産性の向上を図る基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、イオンビームをターゲットに照射するイオン源と、該イオン源を駆動させる電源と、該電源に設けられる過電流保護部とを有する基板処理装置であって、該過電流保護部は過電流設定値を設定可能な過電流設定値設定部と、該過電流設定値設定部に設定された過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断する過電流値判断部と、過電流状態が継続する許容時間を設定可能な過電流許容時間設定部と、該過電流許容時間設定部に設定された過電流許容時間の経過を判断する過電流許容時間経過判断部とを具備する基板処理装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、基板を処理室へ搬送する工程と、電源からイオン源へ所定の電流値で電流を供給し、該イオン源からイオンビームをターゲットに照射し、該ターゲットからスパッタされた粒子が基板へ付着する工程とを有し、前記付着工程では前記電源に設けられる過電流保護部が、前記所定の電流値が過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断し、予め設定された過電流許容時間経過後の電流値が過電流設定値以上であれば過電流維持状態であると判断し、過電流設定値未満の時間であれば過電流維持状態でないと判断し、前記電流の供給状態を維持する半導体装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、イオンビームをターゲットに照射するイオン源と、該イオン源を駆動させる電源と、該電源に設けられる過電流保護部とを有する基板処理装置であって、該過電流保護部は過電流設定値を設定可能な過電流設定値設定部と、該過電流設定値設定部に設定された過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断する過電流値判断部と、過電流状態が継続する許容時間を設定可能な過電流許容時間設定部と、該過電流許容時間設定部に設定された過電流許容時間の経過を判断する過電流許容時間経過判断部とを具備するので、前記過電流値判断部により過電流状態と判断された後に、過電流許容時間分だけ猶予時間を設けることができ、一時的な過電流状態により電源を停止させることなく安定的且つ継続的にイオンビームを前記ターゲットに照射することができる。
【００１５】
又本発明によれば、基板を処理室へ搬送する工程と、電源からイオン源へ所定の電流値で電流を供給し、該イオン源からイオンビームをターゲットに照射し、該ターゲットからスパッタされた粒子が基板へ付着する工程とを有し、前記付着工程では前記電源に設けられる過電流保護部が、前記所定の電流値が過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断し、予め設定された過電流許容時間経過後の電流値が過電流設定値以上であれば過電流維持状態であると判断し、過電流設定値未満の時間であれば過電流維持状態でないと判断し、前記電流の供給状態を維持するので、過電流状態であると判断された場合に即座に電源が停止されるのを防止することができ、イオンビームを前記ターゲットに安定的且つ継続的に照射することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に於ける基板処理装置の断面図である。
【図２】本発明に於けるコントローラと電源装置とイオン発生源との関係を示すブロック図である。
【図３】本発明に於ける過電流保護部を示すブロック図である。
【図４】本発明に於ける遅延処理を説明するフローチャートである。
【図５】従来のコントローラと電源装置とイオン発生源との関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１８】
先ず、図１に於いて、本発明が実施される基板処理装置の一例を説明する。
【００１９】
基板処理装置の１つであるイオンビームスパッタ装置１は、処理室（スパッタリング室）２と、スパッタ用イオン供給部３、ミリング部１３及び排気装置５０とを具備している。
【００２０】
イオンビームスパッタ装置１は、直方体の筐体形状に形成された真空容器４を備えており、該真空容器４は処理室としてのスパッタリング室５を構成している。
【００２１】
前記真空容器４の１側壁（以下、正面壁とする。）には、前記スパッタリング室５に基板としてのウェーハ６を出入れする為の搬入搬出口７が開設されている。該搬入搬出口７はゲートバルブ（図示せず）によって開閉される様に構成されている。
【００２２】
前記スパッタリング室５の上部には、回転軸８を介して回転可能なターゲット９が設けられ、該ターゲット９の表面、裏面は材質がそれぞれ、基板に形成される薄膜と同材質となっており、基板処理の種類に応じて、前記ターゲット９が回転され、表面、裏面が選択される様になっている。
【００２３】
スパッタリング室５の下部にはウェーハチャック１１が設けられ、該ウェーハチャック１１はサーボモータ等によって構成された回転機構１２によって回転される様に構成されている。該回転機構１２の回転中心線上に、ウェーハチャック１１中心、前記ターゲット９の中心が位置する様に前記ターゲット９が配置されている。
【００２４】
前記スパッタリング室５の右側壁の下部には、対向したウェーハにイオンを照射することによってウェーハの表面の自然酸化膜及び／又は汚染物質を除去するイオン供給部（以下、ミリング部とする）１３が水平に設置されている。
【００２５】
該ミリング部１３は筐体１４を備えており、該筐体１４は一端が閉塞した円筒形状に形成されている。又、該筐体１４はイオン源室１５を形成している。
【００２６】
前記真空容器４の右側壁に於ける前記ミリング部１３が設置された部分にはイオン照射口１６が大きく開設され、前記筐体１４の閉塞壁１４ａにはイオン種のガスとしてのアルゴンガスを前記イオン源室１５内に導入する為のガス導入管１７が接続されている。前記筐体１４の外周にはプラズマを閉じ込める為にカスプ磁場を生成する磁石１８が設置されている。
【００２７】
前記閉塞壁１４ａにはフィラメント１９が設置されており、該フィラメント１９にはフィラメント加熱用のフィラメント電源２０が電気的に接続されている。該フィラメント電源２０には前記イオン源室１５内にプラズマを形成する為のアーク電源２２が接続されている。
【００２８】
前記筐体１４の前記イオン照射口１６側の端部には、アースに接続された接地電極２３と、減速電源２４が接続された減速電極２５と、抵抗２６を介して加速電源２７が接続された加速電極２８とが、前記イオン照射口１６側から順に並べられて縦断する様に垂直に立設されている。
【００２９】
尚、前記フィラメント電源２０、前記アーク電源２２、前記減速電源２４及び前記加速電源２７は、コントローラ２９によって制御される様になっている。
【００３０】
前記接地電極２３、前記減速電極２５及び前記加速電極２８は円形の平板形状に形成されており、イオンビームを透過させる透過孔３１が円形の小孔形状で多数穿設されている。ここで、各電極２３，２５，２８に於ける前記透過孔３１群の開口率（開口面積／全体面積）は、全体的に均一になる様に設定されている。
【００３１】
前記スパッタリング室５に於ける前記ミリング部１３の前記イオン照射口１６の手前には、該イオン照射口１６を開閉するシャッタ機構３２が設置されており、該シャッタ機構３２も前記コントローラ２９によって制御される様になっている。
【００３２】
前記真空容器４の前記ミリング部１３に対向する左側壁の上部には、前記ターゲット９にイオンを照射する前記スパッタ用イオン供給部３が水平に設置されている。
【００３３】
該スパッタ用イオン供給部３はターゲット９にイオンを照射することにより、前記ターゲット９からスパッタ粒子を叩き出してウェーハ６の表面にスパッタリングする様に構成されている。
【００３４】
前記スパッタ用イオン供給部３は筐体３３を備えており、該筐体３３は一端が閉塞した円筒形状に形成され、イオン源室３４を形成している。
【００３５】
前記真空容器４の左側壁には前記スパッタ用イオン供給部３と同心にイオン照射口３５が大きく開設されている。筐体３３の閉塞壁にはイオン種のガスとしてのアルゴンガスをイオン源室３４内に導入する為のガス導入管３６が接続されている。
【００３６】
前記スパッタ用イオン供給部３の筐体３３の外周にはプラズマを閉じ込める為にカスプ磁場を生成する磁石３７が設置されている。
【００３７】
前記筐体３３のイオン照射口３５と反対側の端部にはフィラメント３８が設置されており、該フィラメント３８にはフィラメント加熱用のフィラメント電源３９が電気的に接続されている。該フィラメント電源３９には前記イオン源室３４内にプラズマを形成する為のアーク電源４０が接続されている。
【００３８】
前記筐体３３の前記イオン照射口３５側の端部には、アースに接続された接地電極４２と、減速電源４３が接続された減速電極４４と、抵抗４５を介して加速電源４６が接続された加速電極４７が、イオン照射口３５側から順に並べられて縦断する様に垂直に立設されている。
【００３９】
尚、前記フィラメント電源３９、前記アーク電源４０、前記減速電源４３及び前記加速電源４６は、前記コントローラ２９によって制御される様になっている。
【００４０】
該コントローラ２９は主に各電源３９，４０，４３，４６の稼働状況を表示する機能と、前記フィラメント電源３９、前記アーク電源４０、前記減速電源４３、前記加速電源４６等の操作量を指令する機能と、薄膜形成に於ける一連のシーケンスを行う機能等を有している。
【００４１】
前記接地電極４２、前記減速電極４４及び前記加速電極４７は、前記接地電極２３、前記減速電極２５及び前記加速電極２８と同様に、円形の平板形状に形成されており、イオンビームを透過させる透過孔３１が円形の小孔形状で多数穿設されている。又、各電極４２，４４，４７に於ける前記透過孔３１群の開口率（開口面積／全体面積）は、全体的に均一になる様に設定されている。
【００４２】
前記真空容器４の前記スパッタ用イオン供給部３が設置された左側壁の下部には排気口４９が開口されている。該排気口４９には排気装置５０が接続され、該排気装置５０は直管の配管５１、該配管５１に接続された排気ポンプ５２を具備している。
【００４３】
前記排気口４９は前記ミリング部１３から供給されたイオンが直接照射されない位置に配置されている。即ち、前記排気口４９は、前記ミリング部１３で生成されたイオンが前記イオン照射口１６から前記スパッタリング室５に供給された後、左側壁若しくはウェーハ６に到達する（照射する）が、該イオンが直接照射しない様に、前記イオン照射口１６と対向しない様に下部にずらされて設けられている。
【００４４】
この様に前記排気ポンプ５２を前記スパッタ用イオン供給部３の下方に設置することにより、該スパッタ用イオン供給部３の下方に形成されるデッドスペースを有効に活用することができる。
【００４５】
以下、前記スパッタ用イオン供給部３の作用について説明する。
【００４６】
スパッタリングすべきウェーハ６は予め所定の圧力に減圧されたスパッタリング室５に搬入搬出口７から搬入されて、水平姿勢の前記ウェーハチャック１１上に受渡される。
【００４７】
続いて、搬入搬出口７がゲートバルブ（図示せず）によって閉じられた後に、スパッタリング室５が排気ポンプ５２によって真空引きされ、スパッタリング室５の圧力が１／１００〜１／１０００Ｐａに減圧される。
【００４８】
その後に、アルゴンガスがガス導入管１７から前記イオン源室１５に所定の流量（例えば、１０ｓｃｃｍ）だけ供給される。
【００４９】
続いて、ウェーハチャック１１が回転機構１２によって回転されつつ、イオン照射口１６がシャッタ機構３２によって開かれて、ミリング部１３からイオンビームがウェーハ６に照射され、ウェーハ６はイオンミリング加工される。
【００５０】
イオンミリング加工とは、イオンビームを対象物（ウェーハ）に照射することにより、対象物を削る加工方法を言う。このイオンミリング加工により、ウェーハ６の表面の酸化膜や汚染物質が除去される。
【００５１】
この際、前記ウェーハ６は回転されているので、イオンビームのウェーハ６に対する照射量は、ウェーハ６の照射面の中心と周辺部とで略同一となる。従って、ミリング部１３のイオンビームによるウェーハ６に対するイオンミリング加工量は、ウェーハ６の全面に亘って均一な分布となる。
【００５２】
ここで、ミリング部１３の作動を説明する。
【００５３】
前記フィラメント電源２０がＯＮすると、前記フィラメント１９から熱電子が放出する。
【００５４】
前記減速電源２４及び前記加速電源２７がＯＮした後に、前記アーク電源２２がＯＮすると、前記イオン源室１５内で電子が加速されて移動し、アルゴン原子に衝突して電離する。
【００５５】
この現象により、該イオン源室１５内でアルゴンプラズマが発生する。
【００５６】
プラズマが発生すると、アルゴンイオンとアルゴン原子及び電子等の間で衝突が繰返し起こり、電離や励起や再結合等の他の現象も同時に発生する。
【００５７】
前記加速電極２８はプラスの電位、前記減速電極２５はマイナスの電位、前記接地電極２３は０Ｖであり、これらの電位差から生じる電界により、イオンビームが発生される。
【００５８】
前記加速電極２８と前記減速電極２５との間の電位差により、アルゴンイオンだけが前記透過孔３１群から前記スパッタリング室５に、イオンビームとして引出される。
【００５９】
前記減速電極２５と前記接地電極２３との間の電位差は、前記スパッタリング室５内にある前記電子がイオン源室１５内に入込むのを阻止する役目を果たす。
【００６０】
尚、アルゴンイオンが照射されることによるチャージアップを防止する等、アルゴンイオンを電気的に中和する為に、前記接地電極２３の前記スパッタリング室５側には、図示しない中和用のフィラメント（ニュートラライザ）が設置される。
【００６１】
ところで、イオンの運動エネルギが大きな領域（１０ｋＶ〜数ＭｅＶ）では、主として入射イオンが固体内に注入する現象（イオン注入）が起こり、中程度の運動エネルギ領域では（数百ｅＶ〜数千ｅＶ）では、固体原子を飛出させるスパッタリング現象が起こり、非常に低い運動エネルギ領域（数ｅＶ〜数百ｅＶ）では、入射原子は固体内部に深く入込むことができずに、固体表面に付着・結合する現象が起こる。
【００６２】
そこで、前記ミリング部１３に於いては、スパッタリング現象が起こる中程度の運動エネルギ領域（数百ｅＶ〜数千ｅＶ）を使用して、アルゴンイオンのイオンビームをウェーハ６に照射することにより、ウェーハ６の表面の自然酸化膜及び汚染物質を飛出させて除去する。
【００６３】
以上の前記ミリング部１３によるウェーハ６の表面に対するイオンミリング加工が終了した後に、スパッタリング工程が実行される。
【００６４】
前記ウェーハチャック１１が前記回転機構１２によって回転されつつ、前記スパッタ用イオン供給部３からアルゴンイオンのイオンビームが前記ターゲット９に照射される。
【００６５】
前記イオンビームが前記ターゲット９に照射されると、該ターゲット９からスパッタ粒子（例えば、チタン分子）が飛出す。飛出したスパッタ粒子がウェーハ６の表面に蒸着し、ウェーハ６の表面には該ターゲット９の金属のスパッタリング膜が形成される。
【００６６】
尚、前記スパッタ用イオン供給部３の作動は、前述した前記ミリング部１３の作用と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
以上の前記スパッタ用イオン供給部３によるウェーハ６に対するスパッタリング膜の形成処理が終了すると、スパッタリング作動が停止される。その後に、前記搬入搬出口７が開放されて、前記ウェーハチャック１１に保持されたウェーハ６が前記搬入搬出口７から搬出される。
【００６８】
図２は、前記コントローラ２９と、前記フィラメント電源３９、前記アーク電源４０、前記減速電源４３、前記加速電源４６を有する電源装置６０、及びイオン発生源である前記フィラメント３８、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７及び前記ガス導入管３６、前記磁石３７の接続構成を示すブロック図である。尚、以下では、前記フィラメント電源３９、前記アーク電源４０、前記減速電源４３、前記加速電源４６をイオン発生用電源５３と定義し、前記フィラメント３８、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７及び前記ガス導入管３６、前記磁石３７をイオン源であるイオン発生源５４と定義して説明している。
【００６９】
前記コントローラ２９は、図示しないキーボード等の操作部及びモニタ等の表示部を具備し、前記操作部によって前記イオン発生用電源５３のＯＮ／ＯＦＦを行うと共に、前記電源装置６０から受取った前記イオン発生源５４の状態を前記表示部に表示する様になっている。
【００７０】
前記イオン発生用電源５３、センサ５５、電源制御部５６、出力制御部である電流ブロック部５７、過電流保護回路５８は電源装置６０を構成している。
【００７１】
前記イオン発生用電源５３は前記イオン発生源５４へ電流を出力する機能を有し、前記センサ５５は、前記イオン発生用電源５３を流れる電流を電流モニタ値として検出する機能を有し、前記電源制御部５６は基板回路や小型マイコンからなり、前記センサ５５が検出した電流モニタ値を元に、予め前記コントローラ２９から入力された各種設定に従って前記電流ブロック部５７及び前記過電流保護回路５８を制御する機能を有している。
【００７２】
又、前記電流ブロック部５７は、前記電源制御部５６からの指示により前記イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４への電流の出力停止及び出力再開を行う機能を有し、前記過電流保護回路５８は、前記センサ５５により過電流が検出されると前記イオン発生用電源５３を強制的に停止させる機能を有しており、前記センサ５５と、前記電源制御部５６と、前記電流ブロック部５７と、前記過電流保護回路５８とで過電流保護部５９（後述）を構成している。
【００７３】
次に、該過電流保護部５９について、図３を参照して説明する。
【００７４】
前記電源制御部５６は、ＣＰＵ等の主制御部６１を中心として構成されており、該主制御部６１には過電流設定値設定部６２、過電流値判断部６３、過電流許容時間設定部６４、過電流許容時間経過判断部６５、過電流許容回数設定部６６、過電流許容回数カウント部６７、過電流許容回数判断部６８、リセット処理部６９、記憶部７１が接続され、前記過電流設定値設定部６２、前記過電流許容時間設定部６４、前記過電流許容回数設定部６６にはオペレータによって前記コントローラ２９から種々の設定がなされ、設定値は前記主制御部６１に入力され、前記記憶部７１に格納される。
【００７５】
前記過電流設定値設定部６２では、前記イオン発生用電源５３を流れる電流が過剰であるか否かを決める基準である過電流設定値が設定され、前記センサ５５によって検出された電流モニタ値が、前記過電流値判断部６３によって過電流設定値以上であるかどうか判断される。電流モニタ値が過電流設定値以上であった場合には、前記過電流値判断部６３より前記電流ブロック部５７に過電流状態であることを示す信号が出力され、該電流ブロック部５７は入力された信号に従って前記イオン発生用電源５３からの電流を遮断し、該イオン発生用電源５３からの出力が停止される様になっている。
【００７６】
又、前記過電流許容時間設定部６４では、前記イオン発生用電源５３を流れる電流が過電流状態である場合に、前記イオン発生用電源５３からの電流が前記電流ブロック部５７による出力停止状態を維持する時間である過電流許容時間が設定され、遅延タイマを具備する前記過電流許容時間経過判断部６５は、遅延タイマにより前記電流ブロック部５７が前記イオン発生用電源５３からの電流出力の停止状態が、前記過電流許容時間設定部６４によって設定された過電流許容時間を経過したかどうかを判断する様になっている。
【００７７】
又、前記過電流許容回数設定部６６では、前記電流ブロック部５７が前記イオン発生用電源５３からの電流の出力を停止した状態で過電流許容時間が経過した回数を１回とカウントし、それを何回繰返すのかを示す許容カウンタ設定値が設定される。
【００７８】
前記過電流許容回数カウント部６７は、前記記憶部７１に格納された過電流許容時間を経過した回数である積算カウンタに加算すると共に、加算した積算カウンタを前記記憶部７１に格納する機能を有している。前記過電流許容回数判断部６８は、前記記憶部７１に格納された積算カウンタ数が０かどうかを判断すると共に、前記過電流許容回数カウント部６７によって加算された積算カウンタ数が、前記過電流許容回数設定部６６で設定された許容カウンタ設定値を超えたかどうかを判断する様になっている。
【００７９】
又、前記リセット処理部６９は、前記電流ブロック部５７によって前記イオン発生用電源５３からの電流が遮断された状態を解除し、該イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４への電流の出力を正常状態に復帰させるリセット処理を行い、又前記過電流許容回数カウント部６７によりカウントされた積算カウンタ数をクリアする機能を有している。
【００８０】
又、前記記憶部７１には、前記過電流設定値設定部６２、前記過電流許容時間設定部６４、前記過電流許容回数設定部６６で設定された各種設定が格納され、保存される様になっている。
【００８１】
尚、前記過電流設定値設定部６２で設定される過電流設定値、前記過電流許容時間設定部６４により設定される過電流許容時間及び前記過電流許容回数設定部６６により設定される許容カウンタ設定値は、前記イオン発生用電源５３の許容使用を超えない範囲で設定される様になっている。
【００８２】
又、前記主制御部６１と、前記過電流設定値設定部６２と、前記過電流値判断部６３と、前記過電流許容時間設定部６４と、前記過電流許容時間経過判断部６５と、前記リセット処理部６９と、前記記憶部７１とで第１の遅延処理部を構成し、前記主制御部６１と、前記過電流許容回数設定部６６と、前記過電流許容回数カウント部６７と、前記過電流許容回数判断部６８と、前記リセット処理部６９と、前記記憶部７１とで第２の遅延処理部を構成している。
【００８３】
ウェーハ６に対するスパッタリング膜の形成処理に於いて、前記イオン発生源５４を流れる電流は、前記電源装置６０内に設けられた前記センサ５５により常時検出されており、検出結果が前記電源制御部５６に出力されている。該電源制御部５６の前記過電流値判断部６３は、前記コントローラ２９により予め設定された設定値に従って、前記センサ５５が検出した電流モニタ値が過電流設定値よりも大きいかどうかを判断している。
【００８４】
上記処理中、イオンビームを照射された前記ターゲット９から飛出したスパッタ粒子の一部が逆行し、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７に飛込み、又スパッタ粒子が前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７に付着することで、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７の電位が一時的に上下した場合、或は前記イオン発生源５４に堆積した膜の剥がれにより発生したパーティクル粒子が前記イオン発生源５４に飛込み、前記減速電極４４とアースの間や前記加速電極４７とアースの間がショートした場合には、前記フィラメント３８と前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７の間の電位差が大きくなり、前記イオン発生源５４に過剰な電流が流れる。
【００８５】
膜剥がれによる過電流の発生は、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７を洗浄することで防止できるが、スパッタ粒子の付着による過電流の発生は防止することができない。そこで本実施例では、前記センサ５５による過電流の検出後、前記電源制御部５６が第１の遅延処理部及び第２の遅延処理部によって遅延処理を施すことで、前記過電流保護回路５８により前記イオン発生用電源５３が停止される迄の間に時間の猶予を設けている。
【００８６】
以下、図４のフローチャートを用い、前記電源制御部５６で行われる遅延処理について説明する。
【００８７】
先ず、前記コントローラ２９により前記イオン発生用電源５３をＯＮ状態とすることで、該イオン発生用電源５３から前記電流ブロック部５７を介して前記イオン発生源５４へと電流が出力される。
【００８８】
ＳＴＥＰ：０１  前記イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４へと出力される電流は、前記センサ５５により常時検出され、検出された電流モニタ値は、前記過電流値判断部６３により予め設定された過電流設定値と比較される。
【００８９】
ＳＴＥＰ：０２  電流モニタ値が過電流設定値未満であった場合には、前記過電流許容回数判断部６８によって積算カウンタ数が０であるかどうかが判断され、積算カウンタ数が０であれば再びＳＴＥＰ：０１で電流が前記センサ５５により検出され、検出された電流モニタ値と過電流設定値が比較される。
【００９０】
ＳＴＥＰ：０３  ＳＴＥＰ：０１で、電流モニタ値が過電流設定値よりも大きかった場合には、前記過電流値判断部６３より前記主制御部６１を介して前記電流ブロック部５７に信号が出力され、該電流ブロック部５７は信号に従って前記イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４に出力されている電流を遮断し、前記電源装置６０からの出力を停止する。
【００９１】
ＳＴＥＰ：０４  前記電流ブロック部５７による電流の遮断後、前記過電流許容時間経過判断部６５が具備する遅延タイマが作動し、前記過電流許容時間設定部６４により設定された過電流許容時間を経過させる。
【００９２】
ＳＴＥＰ：０５  前記電流ブロック部５７により電流が遮断された状態で過電流許容時間が経過すると、前記過電流許容回数カウント部６７により前記記憶部７１に格納された積算カウンタに加算する。
【００９３】
ＳＴＥＰ：０６  積算カウンタ加算後、前記過電流許容回数判断部６８が、前記過電流許容回数カウント部６７により加算された積算カウンタ数と、前記過電流許容回数設定部６６により設定された許容カウンタ設定値が比較される。
【００９４】
ＳＴＥＰ：０７  積算カウンタ数が許容カウンタ数未満であった場合には、前記リセット処理部６９によりリセット処理が行われ、前記電流ブロック部５７による前記イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４への電流の遮断状態を解消し、前記電源装置６０からの電流の出力を正常状態に復帰させるリセット処理が行われる。
【００９５】
ＳＴＥＰ：０８  ＳＴＥＰ：０７に於いてリセット処理が行われた後、再び電流モニタ値と過電流設定値が比較され、電流モニタ値の方が大きければ積算カウンタが加算された状態でＳＴＥＰ：０３〜ＳＴＥＰ：０６の処理が行われ、電流モニタ値の方が小さければ前記リセット処理部６９により積算カウンタがクリア、即ち初期状態にリセットされた状態でＳＴＥＰ：０１〜ＳＴＥＰ：０８の処理が繰返される。
【００９６】
又、ＳＴＥＰ：０６に於いて、積算カウンタ数が許容カウンタ設定値よりも大きかった場合には、前記過電流許容回数判断部６８より前記主制御部６１を介して前記過電流保護回路５８に信号が出力され、該過電流保護回路５８は信号に従って前記イオン発生用電源５３をＯＦＦ状態とする。例えば、許容カウンタ設定値が２であれば、３度目の処理で前記イオン発生用電源５３がＯＦＦ状態となる。
【００９７】
上述の様に、第１の遅延処理部と第２の遅延処理部により、前記電源制御部５６が前記イオン発生用電源５３への過電流を検出してから、前記過電流保護回路５８が作動して前記イオン発生用電源５３を強制的に停止させる迄の間に遅延処理を行い時間の猶予を設けたことで、前記接地電極４２、前記減速電極４４、前記加速電極４７にスパッタ粒子やパーティクル粒子が飛込んだことにより発生する一時的な過電流により、即座に前記過電流保護回路５８が作動し、前記イオン発生用電源５３が停止するのを防止することができると共に、前記過電流保護回路５８を作動させることなく維持することができる。
【００９８】
従って、前記ターゲット９へのイオンビーム照射を継続的且つ安全に稼働させることができ、前記イオンビームスパッタ装置１の生産性が低下するのを防止することができる。
【００９９】
又、過電流設定値、過電流許容時間、許容カウンタ設定値は前記イオン発生用電源５３の許容使用を超えない範囲で設定されるので、本実施例の遅延処理による前記イオン発生用電源５３への負担の増大を防止することができる。
【０１００】
更に、第１の遅延処理部と第２の遅延処理部の２つの遅延処理部を用いて遅延処理を行ったことで、細かい周期で過電流の検出が可能となり、前記電流ブロック部５７による電流の出力停止状態から正常状態に復帰させる迄の時間の短縮を図ることができる。
【０１０１】
尚、本実施例では、第１の遅延処理部と第２の遅延処理部の両方を用いて遅延処理を行ったが、第１の遅延処理部のみを用いて遅延処理を行ってもよい。この場合、前記電源制御部５６が過電流を検出し、前記電流ブロック部５７が前記イオン発生用電源５３から前記イオン発生源５４への出力を停止した状態で過電流許容時間が経過した後、前記リセット処理部６９にてリセット処理が行われ、再度電流モニタ値と過電流値設定部を比較し、電流モニタ値の方が大きかった場合に前記過電流保護回路５８を作動させる様にすることで、過電流の検出から前記イオン発生用電源５３の停止迄の間に時間の猶予を設けることができる。
【０１０２】
又、本実施例では、前記過電流保護部５９を前記電源装置６０の内部に設けたが、該電源装置６０と前記イオン発生源５４の間等、前記電源装置６０とは別に設けてもよい。
【０１０３】
又、本実施例では、前記電源制御部５６を前記電源装置６０の内部に設けたが、該電源装置６０の内部とは別の箇所、例えば前記コントローラ２９に電源制御部５６を設けてもよい。
【０１０４】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１０５】
（付記１）イオンビームをターゲットに照射するイオン源と、該イオン源を駆動させる電源と、該電源に設けられる過電流保護部とを有する基板処理装置であって、該過電流保護部は過電流設定値を設定可能な過電流設定値設定部と、該過電流設定値設定部に設定された過電流設定値以上の電流値であれば過電流状態であると判断する過電流値判断部と、過電流状態が継続する許容時間を設定可能な過電流許容時間設定部と、該過電流許容時間設定部に設定された過電流許容時間の経過を判断する過電流許容時間経過判断部とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【０１０６】
（付記２）前記過電流保護部は、前記過電流許容時間経過判断部が判断する過電流許容時間経過の許容回数を設定可能な過電流許容回数設定部と、前記過電流許容時間経過判断部が判断する過電流許容時間経過の回数をカウントする過電流許容回数カウント部と、該過電流許容回数カウント部がカウントした回数が前記過電流許容回数設定部に設定された過電流維持許容回数以上であれば前記電源を停止する過電流許容回数判断部とを更に具備する付記１の基板処理装置。
【０１０７】
（付記３）前記過電流値判断部は、前記過電流設定値設定部に設定された過電流設定値未満の電流値であれば前記過電流許容回数カウント部のカウント数を初期状態にリセットする付記２の基板処理装置。
【０１０８】
（付記４）前記過電流保護部は、前記過電流値判断部が過電流状態であると判断した際に、前記イオン源への出力を停止させる様に制御する出力制御部を更に具備し、前記過電流許容時間経過判断部が過電流許容時間が経過したと判断した後、前記過電流値判断部により過電流状態ではないと判断した場合には、前記出力制御部が前記イオン源への出力を再開する付記１の基板処理装置。
【０１０９】
（付記５）前記過電流保護部は、前記過電流値判断部が過電流状態であると判断した際に、前記イオン源への出力を停止させる様に制御する出力制御部を更に具備し、前記過電流許容回数カウント部によりカウントされたカウント数が、前記過電流維持許容回数で設定された過電流許容回数未満であると前記過電流許容回数判断部が判断した場合には、前記出力制御部が前記イオン源への出力を再開する付記２又は付記３の基板処理装置。
【符号の説明】
【０１１０】
１              イオンビームスパッタ装置
５              スパッタリング室
６              ウェーハ
９              ターゲット
１３            ミリング部
５３            イオン発生用電源
５４            イオン発生源
５６            電源制御部
５７            電流ブロック部
５８            過電流保護回路
５９            過電流保護部
６１            主制御部
６２            過電流設定値設定部
６３            過電流値判断部
６４            過電流許容時間設定部
６５            過電流許容時間経過判断部
６６            過電流許容回数設定部
６７            過電流許容回数カウント部
６８            過電流許容回数判断部
６９            リセット処理部
７１            記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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