JP2003077975A - マルチチャンバースパッタ処理装置 - Google Patents
マルチチャンバースパッタ処理装置Info
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- JP2003077975A JP2003077975A JP2001264688A JP2001264688A JP2003077975A JP 2003077975 A JP2003077975 A JP 2003077975A JP 2001264688 A JP2001264688 A JP 2001264688A JP 2001264688 A JP2001264688 A JP 2001264688A JP 2003077975 A JP2003077975 A JP 2003077975A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】基板搬送用ロボットを備えている搬送室の周囲
に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロードロッ
ク室とが備えられているマルチチャンバーシステムに対
応し、異なるサイズの多種類の基板への成膜を単一成膜
装置で行うことができ、かつ、真空を維持したままサイ
ズが異なる多種類の基板を搬送できるマルチチャンバー
スパッタ装置を提案する。 【解決手段】スパッタ処理室におけるターゲット１の直
径、基板を保持する基板ホルダー２と基板との間に介装
される基板ステージ３の直径と、基板ホルダー３の周囲
に配備されるリング状防着シールド４の内径を、マルチ
チャンバーシステム内で搬送される多種類の異なるサイ
ズの基板サイズに応じて定めると共に、基板搬送用ロボ
ットのアーム、ロード／アンロードロック室の棚をマル
チチャンバーシステム内で搬送される多種類の異なるサ
イズの基板が搬送可能な構造にして課題を解決した。
に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロードロッ
ク室とが備えられているマルチチャンバーシステムに対
応し、異なるサイズの多種類の基板への成膜を単一成膜
装置で行うことができ、かつ、真空を維持したままサイ
ズが異なる多種類の基板を搬送できるマルチチャンバー
スパッタ装置を提案する。 【解決手段】スパッタ処理室におけるターゲット１の直
径、基板を保持する基板ホルダー２と基板との間に介装
される基板ステージ３の直径と、基板ホルダー３の周囲
に配備されるリング状防着シールド４の内径を、マルチ
チャンバーシステム内で搬送される多種類の異なるサイ
ズの基板サイズに応じて定めると共に、基板搬送用ロボ
ットのアーム、ロード／アンロードロック室の棚をマル
チチャンバーシステム内で搬送される多種類の異なるサ
イズの基板が搬送可能な構造にして課題を解決した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、薄膜作成装置
の一種であるスパッタリング装置に関するものである。
特に、基板搬送用のロボットを備えている搬送室の周囲
に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロードロッ
ク室とが備えられているマルチチャンバーシステムに対
応するスパッタ処理装置に関する。とりわけ半導体製造
工程の一部に用いられるスパッタリング装置の性能改善
に関するものであり、応用分野としては半導体製造工程
での実装配線技術等がある。
の一種であるスパッタリング装置に関するものである。
特に、基板搬送用のロボットを備えている搬送室の周囲
に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロードロッ
ク室とが備えられているマルチチャンバーシステムに対
応するスパッタ処理装置に関する。とりわけ半導体製造
工程の一部に用いられるスパッタリング装置の性能改善
に関するものであり、応用分野としては半導体製造工程
での実装配線技術等がある。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリングは対象物の表面に薄膜を
作成する技術として産業の各分野で応用されている。特
にＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子デバイス製造や液
晶ディスプレー（ＬＣＤ）等の表示装置の製造において
多用されている。近年、半導体装置においてはデバイス
工程が完成した後に、外部接続リードピンのスペースを
省略して基板チップに直接リード端子を接続させる為の
スパッタ工程がある。これは、広義には、実装配線技術
と呼ばれる。この部分は成膜の最終工程となるためにさ
まざまな直径サイズの基板を処理する要求が有る。一
方、設備に対してはコストを低減させて稼働率を上げる
ための要求が有る。
作成する技術として産業の各分野で応用されている。特
にＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子デバイス製造や液
晶ディスプレー（ＬＣＤ）等の表示装置の製造において
多用されている。近年、半導体装置においてはデバイス
工程が完成した後に、外部接続リードピンのスペースを
省略して基板チップに直接リード端子を接続させる為の
スパッタ工程がある。これは、広義には、実装配線技術
と呼ばれる。この部分は成膜の最終工程となるためにさ
まざまな直径サイズの基板を処理する要求が有る。一
方、設備に対してはコストを低減させて稼働率を上げる
ための要求が有る。
【０００３】しかしながら、基板搬送用のロボットを備
えている搬送室の周囲に複数の独立した成膜処理室とロ
ード／アンロードロック室とが備えられているマルチチ
ャンバーシステムに対応する従来のスパッタ処理装置で
は、特定の基板サイズしか搬送出来なかった。そこで、
搬送する基板サイズが異なる場合には、成膜材料が同じ
でもおのおのの基板サイズにあわせた、別の成膜装置が
必要であった。
えている搬送室の周囲に複数の独立した成膜処理室とロ
ード／アンロードロック室とが備えられているマルチチ
ャンバーシステムに対応する従来のスパッタ処理装置で
は、特定の基板サイズしか搬送出来なかった。そこで、
搬送する基板サイズが異なる場合には、成膜材料が同じ
でもおのおのの基板サイズにあわせた、別の成膜装置が
必要であった。
【０００４】図６は従来のスパッタ処理装置を説明する
図である。図６図示のように、真空室６の内部に、ター
ゲット１と基板ホルダー２とが対向配置され、基板ホル
ダー２に基板ステージ３を介して支持されている基板２
０にスパッタ現象を利用して薄膜が形成される。図６
中、４は防着シールド、５は電源、７は搬送室、８は排
気室、９は各室を真空的に隔離するためのゲートバル
ブ、６０は基板ホルダー２の周囲に配備されるリング状
防着シールド、１００は基板搬送用ロボットのアームで
ある。
図である。図６図示のように、真空室６の内部に、ター
ゲット１と基板ホルダー２とが対向配置され、基板ホル
ダー２に基板ステージ３を介して支持されている基板２
０にスパッタ現象を利用して薄膜が形成される。図６
中、４は防着シールド、５は電源、７は搬送室、８は排
気室、９は各室を真空的に隔離するためのゲートバル
ブ、６０は基板ホルダー２の周囲に配備されるリング状
防着シールド、１００は基板搬送用ロボットのアームで
ある。
【０００５】基板ステージ３は基板２０の直径（ｗ３）
より小さい直径（Ｄ１）で製造されており、またリング
状防着シールド６０は基板２０の直径（ｗ３）より大き
い内径（Ｄ２）で作られている。
より小さい直径（Ｄ１）で製造されており、またリング
状防着シールド６０は基板２０の直径（ｗ３）より大き
い内径（Ｄ２）で作られている。
【０００６】上記のようにリング状防着シールド６０や
基板ステージ３は特定の基板の直径にあわせて作られて
いた。
基板ステージ３は特定の基板の直径にあわせて作られて
いた。
【０００７】このために異なるサイズの基板を処理した
い場合、設備投資が肥大化するかまたは他のサイズ基板
の生産を断念するしか無かった。無理をして異なるサイ
ズの基板を処理する場合には、処理室の基板ホルダーを
大気開放後に交換し、真空に再度排気することが必要で
あった。また、搬送ロボットもそのアームを、当該異な
るサイズの基板に対応できるアームに交換することが必
要であった。このために処理室及び搬送室やロードアン
ロード室等、基板が通過する部分の部品を対応基板サイ
ズに応じて交換する必要が有った。この改造工事に多大
の日数が必要であり、生産効率を低下させていた。改造
後も真空に排気して所定の膜質を得るためには所定の性
能確認プロセスが必要であり、ダミーウエハ代や人件費
等の諸費用がかかっていた。
い場合、設備投資が肥大化するかまたは他のサイズ基板
の生産を断念するしか無かった。無理をして異なるサイ
ズの基板を処理する場合には、処理室の基板ホルダーを
大気開放後に交換し、真空に再度排気することが必要で
あった。また、搬送ロボットもそのアームを、当該異な
るサイズの基板に対応できるアームに交換することが必
要であった。このために処理室及び搬送室やロードアン
ロード室等、基板が通過する部分の部品を対応基板サイ
ズに応じて交換する必要が有った。この改造工事に多大
の日数が必要であり、生産効率を低下させていた。改造
後も真空に排気して所定の膜質を得るためには所定の性
能確認プロセスが必要であり、ダミーウエハ代や人件費
等の諸費用がかかっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板搬送用
のロボットを備えている搬送室の周囲に複数の独立した
成膜処理室とロード／アンロードロック室とが備えられ
ているマルチチャンバーシステムに対応する従来のスパ
ッタ処理装置に見られる上述した不具合、非効率を改善
することを目的としている。
のロボットを備えている搬送室の周囲に複数の独立した
成膜処理室とロード／アンロードロック室とが備えられ
ているマルチチャンバーシステムに対応する従来のスパ
ッタ処理装置に見られる上述した不具合、非効率を改善
することを目的としている。
【０００９】そして異なるサイズの多種類の基板への成
膜を単一成膜装置で行うことができ、かつ、真空を維持
したままサイズが異なる多種類の基板を搬送することが
できるマルチチャンバースパッタ装置を提案することを
目的としている。
膜を単一成膜装置で行うことができ、かつ、真空を維持
したままサイズが異なる多種類の基板を搬送することが
できるマルチチャンバースパッタ装置を提案することを
目的としている。
【００１０】更に、前記のようなマルチチャンバースパ
ッタ装置であって、なおかつ、ターゲットの利用効率を
大幅に改善でき、装置のランニングコスト低減を図るこ
とが可能なマルチチャンバースパッタ装置を提案するこ
とを目的としている。
ッタ装置であって、なおかつ、ターゲットの利用効率を
大幅に改善でき、装置のランニングコスト低減を図るこ
とが可能なマルチチャンバースパッタ装置を提案するこ
とを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基板搬送用のロボットを備えている搬送
室の周囲に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロ
ードロック室とが備えられているマルチチャンバーシス
テムに対応するスパッタ処理装置において、以下の対策
を施したマルチチャンバースパッタ装置を提案する。
に、本発明は、基板搬送用のロボットを備えている搬送
室の周囲に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロ
ードロック室とが備えられているマルチチャンバーシス
テムに対応するスパッタ処理装置において、以下の対策
を施したマルチチャンバースパッタ装置を提案する。
【００１２】まず、前記複数の独立した成膜処理室の中
の少なくとも一つの成膜処理室は、内部にターゲットと
基板ホルダーとが対向配置され、当該基板ホルダーに基
板ステージを介して支持されている基板にスパッタ現象
を利用して薄膜を形成するスパッタ処理室であって、前
記ターゲットは前記マルチチャンバーシステム内で搬送
される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな直径
を有し、前記基板ステージは、前記マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の基板
より小さな直径を有すると共に、前記基板ホルダーの周
囲に配備されるリング状防着シールドは前記マルチチャ
ンバーシステム内で搬送される複数の基板の中で最大直
径の基板より大きな内径を有しているスパッタ処理室と
されている。
の少なくとも一つの成膜処理室は、内部にターゲットと
基板ホルダーとが対向配置され、当該基板ホルダーに基
板ステージを介して支持されている基板にスパッタ現象
を利用して薄膜を形成するスパッタ処理室であって、前
記ターゲットは前記マルチチャンバーシステム内で搬送
される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな直径
を有し、前記基板ステージは、前記マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の基板
より小さな直径を有すると共に、前記基板ホルダーの周
囲に配備されるリング状防着シールドは前記マルチチャ
ンバーシステム内で搬送される複数の基板の中で最大直
径の基板より大きな内径を有しているスパッタ処理室と
されている。
【００１３】そして、前記基板搬送用のロボットは、前
記マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基板
のそれぞれの直径よりそれぞれ大きな内径を有する複数
の溝を多段状に備えているアームを有している。
記マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基板
のそれぞれの直径よりそれぞれ大きな内径を有する複数
の溝を多段状に備えているアームを有している。
【００１４】更に、前記ロード／アンロードロック室
は、前記マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板の中で最小直径の基板より小さな対向距離を有す
る、一対のテーパ状の棚を多段状に備えているものであ
る。
は、前記マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板の中で最小直径の基板より小さな対向距離を有す
る、一対のテーパ状の棚を多段状に備えているものであ
る。
【００１５】スパッタ処理室のターゲットと、基板ステ
ージと、リング状防着シールドとが、マルチチャンバー
システム内で搬送される複数の異なる寸法の基板の大き
さに対して前述した特定の大きさを有するものとされて
いると共に、基板搬送用のロボット、ロード／アンロー
ドロック室がそれぞれ前記のような特徴的な構造とされ
ていることによって、真空を維持したまま、サイズが異
なる多種類の基板を搬送し、そして異なるサイズの多種
類の基板への成膜を単一成膜装置で行うことができる。
ージと、リング状防着シールドとが、マルチチャンバー
システム内で搬送される複数の異なる寸法の基板の大き
さに対して前述した特定の大きさを有するものとされて
いると共に、基板搬送用のロボット、ロード／アンロー
ドロック室がそれぞれ前記のような特徴的な構造とされ
ていることによって、真空を維持したまま、サイズが異
なる多種類の基板を搬送し、そして異なるサイズの多種
類の基板への成膜を単一成膜装置で行うことができる。
【００１６】なお、前記の構造の基板搬送用のロボット
に代えて、次のような構成の基板搬送用のロボットを採
用することとしても同様の作用、効果を発揮させること
ができる。この基板搬送用ロボットは、そのアームの上
の同心円状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突設さ
れているピンによって前記マルチチャンバーシステム内
で搬送される複数の基板の支持が行われ、当該突設され
ている複数本のピンによって同心円状に形成される各円
周の直径は、前記マルチチャンバーシステム内で搬送さ
れる複数の基板のそれぞれの直径よりそれぞれ小さく、
かつ、同心円状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突
設されているピンの高さは、複数本のピンによって同心
円状に形成される各円周の直径が小さくなるに連れて低
くなっているというものである。
に代えて、次のような構成の基板搬送用のロボットを採
用することとしても同様の作用、効果を発揮させること
ができる。この基板搬送用ロボットは、そのアームの上
の同心円状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突設さ
れているピンによって前記マルチチャンバーシステム内
で搬送される複数の基板の支持が行われ、当該突設され
ている複数本のピンによって同心円状に形成される各円
周の直径は、前記マルチチャンバーシステム内で搬送さ
れる複数の基板のそれぞれの直径よりそれぞれ小さく、
かつ、同心円状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突
設されているピンの高さは、複数本のピンによって同心
円状に形成される各円周の直径が小さくなるに連れて低
くなっているというものである。
【００１７】前記本発明のマルチチャンバースパッタ装
置において、スパッタ処理室の基板ホルダーは、基板ス
テージを介して当該基板ホルダーに支持されている基板
と、ターゲットとの間隔を変化させることができる可動
式基板ホルダーとされている構成にすることができる。
このような構成を採用することによって、ターゲット基
板間距離（以下「Ｔ／Ｓ距離」と表す）を調整し、より
良好な膜厚均一性を達成し、ターゲットの利用効率改善
を図ることができる。
置において、スパッタ処理室の基板ホルダーは、基板ス
テージを介して当該基板ホルダーに支持されている基板
と、ターゲットとの間隔を変化させることができる可動
式基板ホルダーとされている構成にすることができる。
このような構成を採用することによって、ターゲット基
板間距離（以下「Ｔ／Ｓ距離」と表す）を調整し、より
良好な膜厚均一性を達成し、ターゲットの利用効率改善
を図ることができる。
【００１８】また、前記本発明のマルチチャンバースパ
ッタ装置において、ターゲットの基板ホルダーに対向す
る前面とは反対側の裏面側に配備される磁石が、ターゲ
ット中央部側に配備されるセンターカソードマグネット
と、当該センターカソードマグネットとは別にターゲッ
ト周縁側に配備される外周カソードマグネットとから構
成されており、当該外周カソードマグネットは、ターゲ
ット裏面側との間隔を変化させることができる可動式と
なっているようにすることができる。
ッタ装置において、ターゲットの基板ホルダーに対向す
る前面とは反対側の裏面側に配備される磁石が、ターゲ
ット中央部側に配備されるセンターカソードマグネット
と、当該センターカソードマグネットとは別にターゲッ
ト周縁側に配備される外周カソードマグネットとから構
成されており、当該外周カソードマグネットは、ターゲ
ット裏面側との間隔を変化させることができる可動式と
なっているようにすることができる。
【００１９】カソード磁石を前記の構成にすることによ
って、成膜処理すべき基板の大きさに応じて、外周カソ
ードマグネットのターゲット裏面側に対する距離（間
隔）を調整し、異なるサイズの多種類の基板に成膜する
場合であっても、良好な膜厚均一性の確保、ターゲット
の利用効率の改善を図ることができる。
って、成膜処理すべき基板の大きさに応じて、外周カソ
ードマグネットのターゲット裏面側に対する距離（間
隔）を調整し、異なるサイズの多種類の基板に成膜する
場合であっても、良好な膜厚均一性の確保、ターゲット
の利用効率の改善を図ることができる。
【００２０】この場合、前述したＴ／Ｓ距離調整可能な
機能を併せて採用すれば、良好な膜厚均一性の確保、タ
ーゲットの利用効率の改善をより効果的に達成すること
ができる。
機能を併せて採用すれば、良好な膜厚均一性の確保、タ
ーゲットの利用効率の改善をより効果的に達成すること
ができる。
【００２１】次に、前述した本発明のマルチチャンバー
スパッタ装置において、スパッタ処理室の基板ホルダー
は、基板ステージが配置される部分の周囲に外周シール
ドを備えており、当該外周シールドの表面と、基板ホル
ダーに基板ステージを介して支持される基板の裏面との
間隔は、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲となるようにすること
ができる。
スパッタ装置において、スパッタ処理室の基板ホルダー
は、基板ステージが配置される部分の周囲に外周シール
ドを備えており、当該外周シールドの表面と、基板ホル
ダーに基板ステージを介して支持される基板の裏面との
間隔は、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲となるようにすること
ができる。
【００２２】これは、成膜処理中の基板のソリを考慮す
ると、前記の間隔が１ｍｍ以下では基板裏面が外周シー
ルドの表面に接触してしまう可能性が有り、また３ｍｍ
以上にするとスパッタされた粒子が基板の裏面に回り込
みやすく、後工程で基板裏面の薄膜除去工程が必要にな
るといったさまざまな不都合が生じるためである。
ると、前記の間隔が１ｍｍ以下では基板裏面が外周シー
ルドの表面に接触してしまう可能性が有り、また３ｍｍ
以上にするとスパッタされた粒子が基板の裏面に回り込
みやすく、後工程で基板裏面の薄膜除去工程が必要にな
るといったさまざまな不都合が生じるためである。
【００２３】なお、前記において、外周シールドの表面
には膜はがれ防止の表面処理が施されているようにする
ことが望ましい。
には膜はがれ防止の表面処理が施されているようにする
ことが望ましい。
【００２４】本発明のマルチチャンバースパッタ装置に
おけるスパッタ処理室の基板ステージとリング状防着シ
ールドとは前述した特定の大きさを有するものであるた
め、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基
板の中でその直径が小さい方のサイズの基板に成膜処理
を行っている場合には、外周シールドはターゲットから
見える位置に有り、膜が堆積する。この膜の体積が進む
と、薄膜の応力のために、剥離が懸念される。そこで、
外周シールドの表面に膜はがれ防止の表面処理を施すも
のである。
おけるスパッタ処理室の基板ステージとリング状防着シ
ールドとは前述した特定の大きさを有するものであるた
め、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基
板の中でその直径が小さい方のサイズの基板に成膜処理
を行っている場合には、外周シールドはターゲットから
見える位置に有り、膜が堆積する。この膜の体積が進む
と、薄膜の応力のために、剥離が懸念される。そこで、
外周シールドの表面に膜はがれ防止の表面処理を施すも
のである。
【００２５】この外周シールドの表面に施す膜はがれ防
止の表面処理は、ブラスト処理又は金属膜の溶射処理と
することができる。
止の表面処理は、ブラスト処理又は金属膜の溶射処理と
することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態を説明する。
の好ましい実施形態を説明する。
【００２７】図１は本発明のマルチチャンバースパッタ
装置におけるスパッタ処理室の断面を表すものである。
図６を用いて説明した従来のスパッタ処理装置における
構成部材と同一の部材には同一の参照符号を付し、その
説明を省略する。
装置におけるスパッタ処理室の断面を表すものである。
図６を用いて説明した従来のスパッタ処理装置における
構成部材と同一の部材には同一の参照符号を付し、その
説明を省略する。
【００２８】図１図示のスパッタ処理装置を動作させる
には、あらかじめ真空室を荒びき真空ポンプで排気し
て、所定の圧力（１０Ｐａ程度）にした後、本排気に切
り替える。本排気の段階では通常クライオポンプ、また
はターボ分子ポンプが一般的に使用され、１０-5Ｐａ前
半から１０-6Ｐａ程度迄排気する。
には、あらかじめ真空室を荒びき真空ポンプで排気し
て、所定の圧力（１０Ｐａ程度）にした後、本排気に切
り替える。本排気の段階では通常クライオポンプ、また
はターボ分子ポンプが一般的に使用され、１０-5Ｐａ前
半から１０-6Ｐａ程度迄排気する。
【００２９】通常は、ターゲット１表面の酸化膜除去の
為に、ダミーと言われる事前スパッタが行われる。その
手順は、搬送室７を経由してダミー基板と言われる基板
が真空容器６に運び込まれ、プロセスガス（一般的にＡ
ｒガス等の希ガスが用いられる）が真空容器６に所定の
圧力（１０-1Ｐａ程度から１０Ｐａ程度迄）になるよう
に導入される。この圧力の制御には圧力が一定となるよ
うな圧力制御（流量を調整）または流量制御（圧力を調
整）方式が用いられる。
為に、ダミーと言われる事前スパッタが行われる。その
手順は、搬送室７を経由してダミー基板と言われる基板
が真空容器６に運び込まれ、プロセスガス（一般的にＡ
ｒガス等の希ガスが用いられる）が真空容器６に所定の
圧力（１０-1Ｐａ程度から１０Ｐａ程度迄）になるよう
に導入される。この圧力の制御には圧力が一定となるよ
うな圧力制御（流量を調整）または流量制御（圧力を調
整）方式が用いられる。
【００３０】スパッタ処理装置において行われるスパッ
タ現象を利用した薄膜の形成は、次のようなメカニズム
によって行われる。圧力若しくは流量制御されて安定な
状態でプロセスガスが真空容器６に導入された状態で、
ターゲット１に負の直流電力または高周波電力を加える
と、ターゲット１表面に発生している磁場と電界の相互
作用にもとづくマグネトロン放電が生じる。この放電に
よって生じたプラズマ中でイオン化したＡｒイオンがタ
ーゲット表面に向かって加速され（３００Ｖから７００
Ｖ程度）てターゲット１表面がイオン衝撃を受ける。こ
の運動エネルギーでターゲットを構成する金属若しくは
絶縁材料の結合エネルギーを解き放ち、たたき出す（ス
パッタ）。このスパッタされた材料が基板に付着するこ
とで薄膜が基板上に形成されるのである。
タ現象を利用した薄膜の形成は、次のようなメカニズム
によって行われる。圧力若しくは流量制御されて安定な
状態でプロセスガスが真空容器６に導入された状態で、
ターゲット１に負の直流電力または高周波電力を加える
と、ターゲット１表面に発生している磁場と電界の相互
作用にもとづくマグネトロン放電が生じる。この放電に
よって生じたプラズマ中でイオン化したＡｒイオンがタ
ーゲット表面に向かって加速され（３００Ｖから７００
Ｖ程度）てターゲット１表面がイオン衝撃を受ける。こ
の運動エネルギーでターゲットを構成する金属若しくは
絶縁材料の結合エネルギーを解き放ち、たたき出す（ス
パッタ）。このスパッタされた材料が基板に付着するこ
とで薄膜が基板上に形成されるのである。
【００３１】基板サイズは通常さまざまなものが有り、
４インチ（１００ｍｍ）程度のものから１２インチ（３
００ｍｍ）程度の大口径のものまでその用途と集積度に
応じて、基板サイズが変化する。最近の半導体デバイス
におけるチップコスト低減の為に、高集積化とチップサ
イズの大型化にともない基板サイズは２００ｍｍから３
００ｍｍへの移行が進行しつつ有る。
４インチ（１００ｍｍ）程度のものから１２インチ（３
００ｍｍ）程度の大口径のものまでその用途と集積度に
応じて、基板サイズが変化する。最近の半導体デバイス
におけるチップコスト低減の為に、高集積化とチップサ
イズの大型化にともない基板サイズは２００ｍｍから３
００ｍｍへの移行が進行しつつ有る。
【００３２】マルチチャンバーシステム内で搬送される
複数の基板の中で最小直径の基板が直径ｗ１＝１５０ｍ
ｍ、最大直径の基板が直径ｗ２＝２００ｍｍである場
合、これらを共通して搬送できるように、図１図示のス
パッタ処理装置には次のような工夫がしてある。
複数の基板の中で最小直径の基板が直径ｗ１＝１５０ｍ
ｍ、最大直径の基板が直径ｗ２＝２００ｍｍである場
合、これらを共通して搬送できるように、図１図示のス
パッタ処理装置には次のような工夫がしてある。
【００３３】まず、ターゲット１は、図１図示のよう
に、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基
板の中で最大直径（ｗ２＝２００ｍｍ）の基板より大き
な直径を有するようにされている。マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最大直径を有す
る基板に対する成膜処理にも十分対応できるようにして
おくためである。
に、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基
板の中で最大直径（ｗ２＝２００ｍｍ）の基板より大き
な直径を有するようにされている。マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最大直径を有す
る基板に対する成膜処理にも十分対応できるようにして
おくためである。
【００３４】次に、基板ステージ３の直径Ｄ１は、前記
最小直径（ｗ１＝１５０ｍｍ）の基板の直径より少し小
さくしてある（本実施例では１４４ｍｍとした）。ま
た、基板ホルダー２の周囲に配備されるリング状防着シ
ールド６０の内径Ｄ２は、最大直径（ｗ２＝２００ｍ
ｍ）の基板より少し大きくしてある（本実施例では２０
４ｍｍとした）。
最小直径（ｗ１＝１５０ｍｍ）の基板の直径より少し小
さくしてある（本実施例では１４４ｍｍとした）。ま
た、基板ホルダー２の周囲に配備されるリング状防着シ
ールド６０の内径Ｄ２は、最大直径（ｗ２＝２００ｍ
ｍ）の基板より少し大きくしてある（本実施例では２０
４ｍｍとした）。
【００３５】このようにリング状防着シールド６０の内
径Ｄ２を搬送される基板の最大径よりも大きく、基板ス
テージ３の直径Ｄ１を搬送される基板の最小直径よりも
小さくすることで、マルチチャンバーシステム内で搬送
される複数の基板の搬送装着を可能にすることができ
る。
径Ｄ２を搬送される基板の最大径よりも大きく、基板ス
テージ３の直径Ｄ１を搬送される基板の最小直径よりも
小さくすることで、マルチチャンバーシステム内で搬送
される複数の基板の搬送装着を可能にすることができ
る。
【００３６】実用的には、例えば、１５０ｍｍから３０
０ｍｍ迄の種類の基板を搬送する場合、リング状防着シ
ールド６０の内径は３０６ｍｍ程度に、また基板ステー
ジ３の直径は１４４ｍｍ程度とするのが望ましい。
０ｍｍ迄の種類の基板を搬送する場合、リング状防着シ
ールド６０の内径は３０６ｍｍ程度に、また基板ステー
ジ３の直径は１４４ｍｍ程度とするのが望ましい。
【００３７】また、基板ホルダー２は、従来公知の上下
動機構を備えていて、図１中、両方向矢印１１０で示す
ように、ターゲット１との間の距離を調整可能な可動式
基板ホルダーとされていることが望ましい。このように
すれば、Ｔ／Ｓ距離を調整し、良好な膜厚均一性を確保
し、ターゲットの利用効率改善を図る上で有利である。
例えば、処理する基板のサイズが比較的小さい場合には
Ｔ／Ｓ距離を小さくし、処理する基板のサイズが比較的
大きい場合にはＴ／Ｓ距離を大きくする等の対応が可能
である。
動機構を備えていて、図１中、両方向矢印１１０で示す
ように、ターゲット１との間の距離を調整可能な可動式
基板ホルダーとされていることが望ましい。このように
すれば、Ｔ／Ｓ距離を調整し、良好な膜厚均一性を確保
し、ターゲットの利用効率改善を図る上で有利である。
例えば、処理する基板のサイズが比較的小さい場合には
Ｔ／Ｓ距離を小さくし、処理する基板のサイズが比較的
大きい場合にはＴ／Ｓ距離を大きくする等の対応が可能
である。
【００３８】図２（ａ）は、本発明のマルチチャンバー
スパッタ装置における搬送室に備えられている基板搬送
用ロボットのアームの基板接触部の構造を説明するもの
である。マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板の中で最小直径の基板が直径１５０ｍｍ、最大直
径の基板が直径２００ｍｍである場合、これらを共通し
て搬送できるように、基板搬送用ロボットのアームには
次のような工夫がしてある。
スパッタ装置における搬送室に備えられている基板搬送
用ロボットのアームの基板接触部の構造を説明するもの
である。マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板の中で最小直径の基板が直径１５０ｍｍ、最大直
径の基板が直径２００ｍｍである場合、これらを共通し
て搬送できるように、基板搬送用ロボットのアームには
次のような工夫がしてある。
【００３９】すなわち、基板搬送用ロボットのアーム３
０ａは、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板のそれぞれの直径よりそれぞれ大きな内径を有す
る複数の溝を多段状に備えている。図２（ａ）図示の例
では、内径Ｄ４が２０１ｍｍの溝と、内径Ｄ３が１５１
ｍｍの溝が、多段状に配備されている。
０ａは、マルチチャンバーシステム内で搬送される複数
の基板のそれぞれの直径よりそれぞれ大きな内径を有す
る複数の溝を多段状に備えている。図２（ａ）図示の例
では、内径Ｄ４が２０１ｍｍの溝と、内径Ｄ３が１５１
ｍｍの溝が、多段状に配備されている。
【００４０】そこで、直径２００ｍｍ基板を搬送する場
合には内径Ｄ４が２０１ｍｍの溝に当該基板が入り、１
５０ｍｍ基板を搬送するには内径Ｄ３が１５１ｍｍの溝
に当該基板が落とし込められる。
合には内径Ｄ４が２０１ｍｍの溝に当該基板が入り、１
５０ｍｍ基板を搬送するには内径Ｄ３が１５１ｍｍの溝
に当該基板が落とし込められる。
【００４１】更に小さい直径や大きい直径の基板をアー
ム３０ａに載せる場合には、更に多段の溝を作ることで
搬送可能となる。内径寸法Ｄ３、Ｄ４は、マルチチャン
バーシステム内で搬送される複数の基板をそれぞれ挿入
出来る大きさであれば良い。ただし、搬送精度や基板設
置精度を考慮して、通常、基板直径の１〜２ｍｍ増しで
設計するのが適当である。
ム３０ａに載せる場合には、更に多段の溝を作ることで
搬送可能となる。内径寸法Ｄ３、Ｄ４は、マルチチャン
バーシステム内で搬送される複数の基板をそれぞれ挿入
出来る大きさであれば良い。ただし、搬送精度や基板設
置精度を考慮して、通常、基板直径の１〜２ｍｍ増しで
設計するのが適当である。
【００４２】図２（ｂ）は、基板搬送用ロボットのアー
ムの基板接触部の他の構造を説明するものである。図２
（ｂ）図示の例は、基板をアーム上のピンに載せて搬送
する場合の例である。
ムの基板接触部の他の構造を説明するものである。図２
（ｂ）図示の例は、基板をアーム上のピンに載せて搬送
する場合の例である。
【００４３】基板搬送用ロボットのアーム３０ｂの上の
同心円状の複数の円周の位置に、それぞれ、ピン４０
ａ、４０ｂが複数本突設されている。ピン４０ｂが円周
状に複数本突設されている位置における複数本のピン４
０ｂによって形成される円周の直径は、マルチチャンバ
ーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の
基板２０ｂの直径１５０ｍｍより小さく（例えば、１０
０ｍｍ程度）なっている。また、ピン４０ａが円周状に
複数本突設されている位置における複数本のピン４０ａ
によって形成される円周の直径は、マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最大直径の基板
２０ａの直径２００ｍｍより小さく（例えば、１５５ｍ
ｍ程度）なっている。
同心円状の複数の円周の位置に、それぞれ、ピン４０
ａ、４０ｂが複数本突設されている。ピン４０ｂが円周
状に複数本突設されている位置における複数本のピン４
０ｂによって形成される円周の直径は、マルチチャンバ
ーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の
基板２０ｂの直径１５０ｍｍより小さく（例えば、１０
０ｍｍ程度）なっている。また、ピン４０ａが円周状に
複数本突設されている位置における複数本のピン４０ａ
によって形成される円周の直径は、マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板の中で最大直径の基板
２０ａの直径２００ｍｍより小さく（例えば、１５５ｍ
ｍ程度）なっている。
【００４４】ここで、アーム３０ｂの上の同心円状の複
数の円周の位置に、それぞれ、複数本突設されるピンの
数は、各円周の位置において３本程度が望ましい。これ
があまり多くなると、真空処理室６での基板２０ａ、２
０ｂの受け渡しが難しくなる場合があるので注意が必要
である。
数の円周の位置に、それぞれ、複数本突設されるピンの
数は、各円周の位置において３本程度が望ましい。これ
があまり多くなると、真空処理室６での基板２０ａ、２
０ｂの受け渡しが難しくなる場合があるので注意が必要
である。
【００４５】図２（ｂ）図示の例の場合、直径２００ｍ
ｍの基板２０ａは、ピン４０ａが円周状に複数本（例え
ば、３本）突設されている位置のピン４０ａに支持され
て搬送される。また、直径１５０ｍｍの基板２０ｂは、
ピン４０ｂが円周状に複数本（例えば、３本）突設され
ている位置のピン４０ｂに支持されて搬送される。
ｍの基板２０ａは、ピン４０ａが円周状に複数本（例え
ば、３本）突設されている位置のピン４０ａに支持され
て搬送される。また、直径１５０ｍｍの基板２０ｂは、
ピン４０ｂが円周状に複数本（例えば、３本）突設され
ている位置のピン４０ｂに支持されて搬送される。
【００４６】そこで、アーム３０ｂの上の同心円状の複
数の円周の位置に突設されている複数本のピンの高さ
は、複数本のピンによって同心円状に形成される各円周
の直径が小さくなるに連れて、図２（ｂ）図示のよう
に、低くしておく必要がある。
数の円周の位置に突設されている複数本のピンの高さ
は、複数本のピンによって同心円状に形成される各円周
の直径が小さくなるに連れて、図２（ｂ）図示のよう
に、低くしておく必要がある。
【００４７】この場合、隣接する円周の位置に突設され
るピン４０ａ、４０ｂの高さの関係は、少なくとも、
０．３ｍｍ程度相違していることが望ましい。両者の高
さの相違が０．３ｍｍより小さい場合には、同心円状の
隣接する各円周の位置に突設されているピンに支持され
ている基板の成膜時における反りによって、基板が隣接
する円周の位置に突設されているピンに接触するおそれ
があって好ましくないからである。
るピン４０ａ、４０ｂの高さの関係は、少なくとも、
０．３ｍｍ程度相違していることが望ましい。両者の高
さの相違が０．３ｍｍより小さい場合には、同心円状の
隣接する各円周の位置に突設されているピンに支持され
ている基板の成膜時における反りによって、基板が隣接
する円周の位置に突設されているピンに接触するおそれ
があって好ましくないからである。
【００４８】同様の理由から、最も小さな直径の基板２
０ｂを支持するピン４０ｂの高さは、少なくとも、０．
３ｍｍ程度より大きいことが望ましい。０．３ｍｍより
小さい場合には、基板２０ｂが成膜時に反った場合、基
板２０ｂの裏面がアーム３０ｂの表面に接触してしまう
おそれがあるからである。
０ｂを支持するピン４０ｂの高さは、少なくとも、０．
３ｍｍ程度より大きいことが望ましい。０．３ｍｍより
小さい場合には、基板２０ｂが成膜時に反った場合、基
板２０ｂの裏面がアーム３０ｂの表面に接触してしまう
おそれがあるからである。
【００４９】そこで、例えば、直径２００ｍｍの基板２
０ａと、直径１５０ｍｍの基板２０ｂが搬送される図２
（ｂ）図示の実施例の場合、ピン４０ａの高さを１ｍｍ
に設定したときには、ピン４０ｂの高さは、０．３ｍｍ
〜０．７ｍｍ程度とすることが望ましい。
０ａと、直径１５０ｍｍの基板２０ｂが搬送される図２
（ｂ）図示の実施例の場合、ピン４０ａの高さを１ｍｍ
に設定したときには、ピン４０ｂの高さは、０．３ｍｍ
〜０．７ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００５０】図３は、本発明のマルチチャンバースパッ
タ装置におけるロード／アンロードロック室の棚の断面
形状の一部を示すものである。
タ装置におけるロード／アンロードロック室の棚の断面
形状の一部を示すものである。
【００５１】本発明のマルチチャンバースパッタ装置に
おけるロード／アンロードロック室は、マルチチャンバ
ーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の
基板（図３の場合、基板２０ｂ）より小さな対向距離を
有する、一対のテーパ状の棚５０ａ、５０ｂを多段状に
備えている。
おけるロード／アンロードロック室は、マルチチャンバ
ーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径の
基板（図３の場合、基板２０ｂ）より小さな対向距離を
有する、一対のテーパ状の棚５０ａ、５０ｂを多段状に
備えている。
【００５２】図３では、上下２段のみ図示しているが、
ロード／アンロードロック室の棚５０ａと５０ｂは一対
で構成され、２５枚から２７枚程度の多段状になってい
る。各棚５０ａ、５０ｂの形状は図示のようにテーパが
掛けられている。そして、対向距離Ｌ２は、マルチチャ
ンバーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直
径の基板の直径より小さくなっている。
ロード／アンロードロック室の棚５０ａと５０ｂは一対
で構成され、２５枚から２７枚程度の多段状になってい
る。各棚５０ａ、５０ｂの形状は図示のようにテーパが
掛けられている。そして、対向距離Ｌ２は、マルチチャ
ンバーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直
径の基板の直径より小さくなっている。
【００５３】例えば、マルチチャンバーシステム内で搬
送される複数の基板の中で最小の直径が基板２０ｂの１
５０ｍｍである場合、Ｌ２は、１３０ｍｍ程度となる。
送される複数の基板の中で最小の直径が基板２０ｂの１
５０ｍｍである場合、Ｌ２は、１３０ｍｍ程度となる。
【００５４】この場合、図示の例では、テーパ角度Ａを
１０度としている。
１０度としている。
【００５５】このようにすると、異なるサイズ、例え
ば、直径２００ｍｍの基板から直径１５０ｍｍの基板ま
で搭載が可能となる。
ば、直径２００ｍｍの基板から直径１５０ｍｍの基板ま
で搭載が可能となる。
【００５６】テーパ角度Ａを大きくし過ぎると、基板ピ
ッチＬ３（図３）が大きくなり過ぎて、ロード／アンロ
ードロック室のボリュームが大きくなり過ぎるので好ま
しくない。逆に、テーパ角度を０度（平坦）にすると、
基板の裏面と棚の表面との接触面積が大きくなり過ぎ
て、パーティクル発生の原因となってしまう。
ッチＬ３（図３）が大きくなり過ぎて、ロード／アンロ
ードロック室のボリュームが大きくなり過ぎるので好ま
しくない。逆に、テーパ角度を０度（平坦）にすると、
基板の裏面と棚の表面との接触面積が大きくなり過ぎ
て、パーティクル発生の原因となってしまう。
【００５７】そこで、テーパ角度Ａは、実用的な観点か
ら、５度程度から２０度程度が望ましい。
ら、５度程度から２０度程度が望ましい。
【００５８】また棚５０ａ、５０ｂの材質はテフロン
（登録商標）やポリミドといった比較的融点の高い樹脂
系のものが望ましい。メタル材質の場合、基板と接触し
たときにパーティクルが発生しやすい事が確認された。
（登録商標）やポリミドといった比較的融点の高い樹脂
系のものが望ましい。メタル材質の場合、基板と接触し
たときにパーティクルが発生しやすい事が確認された。
【００５９】以上、図１〜図３を用いて説明したよう
に、本発明によれば、スパッタ処理室のターゲットと、
基板ステージと、リング状防着シールドとが、マルチチ
ャンバシステム内で搬送される複数の寸法が異なる基板
の大きさに対して前述した特定の大きさを有するように
されている。なおかつ、基板搬送用のロボット、ロード
／アンロードロック室が、マルチチャンバシステム内で
搬送される複数の寸法が異なる基板の大きさに対して、
それぞれ前述した特徴的な構造にされている。そこで、
サイズの異なる多種類の基板の搬送、これらの基板に対
する成膜を、真空を破らずに、かつ、単一の成膜装置で
行うことができる。
に、本発明によれば、スパッタ処理室のターゲットと、
基板ステージと、リング状防着シールドとが、マルチチ
ャンバシステム内で搬送される複数の寸法が異なる基板
の大きさに対して前述した特定の大きさを有するように
されている。なおかつ、基板搬送用のロボット、ロード
／アンロードロック室が、マルチチャンバシステム内で
搬送される複数の寸法が異なる基板の大きさに対して、
それぞれ前述した特徴的な構造にされている。そこで、
サイズの異なる多種類の基板の搬送、これらの基板に対
する成膜を、真空を破らずに、かつ、単一の成膜装置で
行うことができる。
【００６０】図４は、図１図示のスパッタ処理装置にお
ける基板ホルダー２の部分を拡大して表したものであ
る。基板ホルダー２は、図４図示のように、基板ステー
ジ３が配置される部分の周囲に外周シールド１１０を備
えており、この外周シールド１１０の表面１２０と、基
板ホルダー２に基板ステージ３を介して支持される基板
２０の裏面との間隔Ｌ１は、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲と
なるようにされている。また、外周シールド１１０の表
面１２０にはブラスト処理が施してある。この実施例で
は、ブラスト材としてアルミナやＳｉＣの微粉末を外周
シールド１１０の表面１２０に照射して表面を故意的に
荒らしている。
ける基板ホルダー２の部分を拡大して表したものであ
る。基板ホルダー２は、図４図示のように、基板ステー
ジ３が配置される部分の周囲に外周シールド１１０を備
えており、この外周シールド１１０の表面１２０と、基
板ホルダー２に基板ステージ３を介して支持される基板
２０の裏面との間隔Ｌ１は、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲と
なるようにされている。また、外周シールド１１０の表
面１２０にはブラスト処理が施してある。この実施例で
は、ブラスト材としてアルミナやＳｉＣの微粉末を外周
シールド１１０の表面１２０に照射して表面を故意的に
荒らしている。
【００６１】基板ステージ３の直径Ｄ１、リング状防着
シールド６０の内径Ｄ２を図１を用いて上述した大きさ
に設定し、直径１５０ｍｍの基板２０が基板ステージ３
を介して基板ホルダー２に支持された時には、成膜中に
外周シールド１１０の外縁部はターゲット１から見える
位置に有り、膜が堆積する。この膜の体積が進行する
と、薄膜の応力のために、剥離が懸念される。とりわけ
ＴｉＷやＷ／ＷＮやＷＳｉ、ＴａＮ等薄膜の応力の大き
なものに関しては母材シールドと堆積される薄膜との界
面での剥離が発生する事が良く経験される。
シールド６０の内径Ｄ２を図１を用いて上述した大きさ
に設定し、直径１５０ｍｍの基板２０が基板ステージ３
を介して基板ホルダー２に支持された時には、成膜中に
外周シールド１１０の外縁部はターゲット１から見える
位置に有り、膜が堆積する。この膜の体積が進行する
と、薄膜の応力のために、剥離が懸念される。とりわけ
ＴｉＷやＷ／ＷＮやＷＳｉ、ＴａＮ等薄膜の応力の大き
なものに関しては母材シールドと堆積される薄膜との界
面での剥離が発生する事が良く経験される。
【００６２】そこで、ブラスト処理で表面１２０を荒ら
す事で、薄膜と外周シールド１１０との密着性を高めて
いるものである。
す事で、薄膜と外周シールド１１０との密着性を高めて
いるものである。
【００６３】この表面処理は例えばブラストでは無く
て、金属の溶射（Ａｌ等の微粉末をプラズマ等で溶解さ
せながら外周シールド１１０の表面１２０に吹きつける
処理方法）を施した場合、更に大きな効果が有ることが
確認されている。
て、金属の溶射（Ａｌ等の微粉末をプラズマ等で溶解さ
せながら外周シールド１１０の表面１２０に吹きつける
処理方法）を施した場合、更に大きな効果が有ることが
確認されている。
【００６４】このような表面処理を施すことで、ストレ
スの高い前記薄膜材料（ＴｉＷ、Ｗ／ＷＮ、ＴａＮ、Ｔ
ｉＮ、ＷＳｉ等）をスパッタさせても外周シールド１１
０との密着性が向上して、膜が剥がれる事が激減される
為に、パーティクル発生が少なくなる事を確認した。
スの高い前記薄膜材料（ＴｉＷ、Ｗ／ＷＮ、ＴａＮ、Ｔ
ｉＮ、ＷＳｉ等）をスパッタさせても外周シールド１１
０との密着性が向上して、膜が剥がれる事が激減される
為に、パーティクル発生が少なくなる事を確認した。
【００６５】なお、リング状防着シールド６０や、真空
室への薄膜堆積を防止するための側壁防着シールド４に
同様の表面処理を施すことによって、膜剥がれの防止、
パーティクル発生の防止を図る上で一層効果的であるこ
とは言うまでもない。
室への薄膜堆積を防止するための側壁防着シールド４に
同様の表面処理を施すことによって、膜剥がれの防止、
パーティクル発生の防止を図る上で一層効果的であるこ
とは言うまでもない。
【００６６】図５は、本発明のマルチチャンバースパッ
タ装置における他のスパッタ処理室の断面を表すもので
ある。図１図示のスパッタ処理室とはカソード部分が相
違しているのみで、その他は同一であるので、図６、図
１を用いて説明したスパッタ処理装置における構成部材
と同一の部材には同一の参照符号を付し、その説明を省
略する。
タ装置における他のスパッタ処理室の断面を表すもので
ある。図１図示のスパッタ処理室とはカソード部分が相
違しているのみで、その他は同一であるので、図６、図
１を用いて説明したスパッタ処理装置における構成部材
と同一の部材には同一の参照符号を付し、その説明を省
略する。
【００６７】図１図示のスパッタ処理装置の場合と同様
に、ターゲット１は、マルチチャンバーシステム内で搬
送される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな直
径を有している。
に、ターゲット１は、マルチチャンバーシステム内で搬
送される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな直
径を有している。
【００６８】そして、ターゲット１の基板ホルダー２に
対向する前面とは反対側の裏面側に配備される磁石は、
ターゲット１の中央部側に配備されるセンターカソード
マグネット１０ａと、センターカソードマグネット１０
ａとは別にターゲット１の周縁側に配備される外周カソ
ードマグネット１０ｂとから構成されている。
対向する前面とは反対側の裏面側に配備される磁石は、
ターゲット１の中央部側に配備されるセンターカソード
マグネット１０ａと、センターカソードマグネット１０
ａとは別にターゲット１の周縁側に配備される外周カソ
ードマグネット１０ｂとから構成されている。
【００６９】外周カソードマグネット１０ｂはセンター
カソードマグネット１０ａとは別の支持金具２００によ
って保持されている。支持金具２００及び外周カソード
マグネット１０ｂは、上下動作機構２２０によって上下
動作される。すなわち、外周カソードマグネット１０ｂ
は、ターゲット１の裏面側との間隔を変化させることが
できる可動式になっている。
カソードマグネット１０ａとは別の支持金具２００によ
って保持されている。支持金具２００及び外周カソード
マグネット１０ｂは、上下動作機構２２０によって上下
動作される。すなわち、外周カソードマグネット１０ｂ
は、ターゲット１の裏面側との間隔を変化させることが
できる可動式になっている。
【００７０】図５図示のスパッタ処理装置でサイズの異
なる基板を処理するときには以下のように行われる。例
えば、比較的小さなサイズである直径１５０ｍｍの基板
を処理する場合、外周カソードマグネット１０ｂを上方
向に移動させ、ターゲット１から離れた位置に配置す
る。
なる基板を処理するときには以下のように行われる。例
えば、比較的小さなサイズである直径１５０ｍｍの基板
を処理する場合、外周カソードマグネット１０ｂを上方
向に移動させ、ターゲット１から離れた位置に配置す
る。
【００７１】一方、比較的大きなサイズである直径２０
０ｍｍ、３００ｍｍの基板を処理する場合には、外周カ
ソードマグネット１０ｂを下方向に移動させ、ターゲッ
ト１に近付いた位置に配置する。これによって、ターゲ
ット１の外周部からのスパッタ量を増加させ、比較的大
きなサイズの基板に成膜する場合における、基板面内の
膜厚均一性を確保することができる。
０ｍｍ、３００ｍｍの基板を処理する場合には、外周カ
ソードマグネット１０ｂを下方向に移動させ、ターゲッ
ト１に近付いた位置に配置する。これによって、ターゲ
ット１の外周部からのスパッタ量を増加させ、比較的大
きなサイズの基板に成膜する場合における、基板面内の
膜厚均一性を確保することができる。
【００７２】なお、この場合、処理する基板の大きさに
応じて、基板ホルダー２を上下動させ、Ｔ／Ｓ距離を調
整する処理を併せて行えば、基板直径やターゲット材料
に応じて、最適な基板面内の膜厚均一性を確保する上で
有利である。
応じて、基板ホルダー２を上下動させ、Ｔ／Ｓ距離を調
整する処理を併せて行えば、基板直径やターゲット材料
に応じて、最適な基板面内の膜厚均一性を確保する上で
有利である。
【００７３】例えば、比較的小さなサイズである直径１
５０ｍｍの基板の場合は、外周カソードマグネット１０
ｂを上方向に移動させてターゲット１から離すと共に、
Ｔ／Ｓ距離を比較的小さくする。一方、比較的大きなサ
イズである直径２００ｍｍ、３００ｍｍの基板の場合
は、外周カソードマグネット１０ｂを下方向に移動させ
てターゲット１に近接させると共に、Ｔ／Ｓ距離を比較
的大きくする。
５０ｍｍの基板の場合は、外周カソードマグネット１０
ｂを上方向に移動させてターゲット１から離すと共に、
Ｔ／Ｓ距離を比較的小さくする。一方、比較的大きなサ
イズである直径２００ｍｍ、３００ｍｍの基板の場合
は、外周カソードマグネット１０ｂを下方向に移動させ
てターゲット１に近接させると共に、Ｔ／Ｓ距離を比較
的大きくする。
【００７４】この方式ではとりわけＡｕバンプのような
非常に高価なターゲット材料を使用する場合にはターゲ
ット利用効率改善という観点からも非常に有効となる。
非常に高価なターゲット材料を使用する場合にはターゲ
ット利用効率改善という観点からも非常に有効となる。
【００７５】センターカソードマグネット１０ａの最大
直径がターゲット１の最大直径寸法より極端に小さい場
合、ターゲット１の外周部がエロージョンされず、ター
ゲット再付着膜からのパーティクル発生の現象が見られ
る場合が有る。ＡｕやＡｌ材の場合にはエロージョンさ
れなくても、パーティクル発生が無いことが知られてい
る。従って上記材料の場合はこうした可動式の外周カソ
ードマグネット１０ｂとＴ／Ｓ距離の調整による分布補
正は効果が大きい。
直径がターゲット１の最大直径寸法より極端に小さい場
合、ターゲット１の外周部がエロージョンされず、ター
ゲット再付着膜からのパーティクル発生の現象が見られ
る場合が有る。ＡｕやＡｌ材の場合にはエロージョンさ
れなくても、パーティクル発生が無いことが知られてい
る。従って上記材料の場合はこうした可動式の外周カソ
ードマグネット１０ｂとＴ／Ｓ距離の調整による分布補
正は効果が大きい。
【００７６】以上添付図面を参照して本発明の好ましい
実施形態を説明したが、各構成、形状及び配置関係につ
いては、本発明が理解できる程度に概略的に示したもの
に過ぎず、また、基板サイズなどの数値及び、薄膜材料
・ターゲット材料などについては、例示にすぎない。し
たがって、本発明は、上述した実施形態に限定されず、
特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲におい
て種々の形態に変更可能である。
実施形態を説明したが、各構成、形状及び配置関係につ
いては、本発明が理解できる程度に概略的に示したもの
に過ぎず、また、基板サイズなどの数値及び、薄膜材料
・ターゲット材料などについては、例示にすぎない。し
たがって、本発明は、上述した実施形態に限定されず、
特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲におい
て種々の形態に変更可能である。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、基板搬送用のロボット
を備えている搬送室の周囲に複数の独立した成膜処理室
とロード／アンロードロック室とが備えられているマル
チチャンバーシステムに対応するスパッタ処理装置にお
いて、異なるサイズの多種類の基板への成膜を単一成膜
装置で行うことができる。しかも、真空を維持したまま
サイズが異なる多種類の基板を搬送することができる。
これによって、設備の共有化ができ、その経済的な効果
は絶大である。
を備えている搬送室の周囲に複数の独立した成膜処理室
とロード／アンロードロック室とが備えられているマル
チチャンバーシステムに対応するスパッタ処理装置にお
いて、異なるサイズの多種類の基板への成膜を単一成膜
装置で行うことができる。しかも、真空を維持したまま
サイズが異なる多種類の基板を搬送することができる。
これによって、設備の共有化ができ、その経済的な効果
は絶大である。
【００７８】更に、カソードマグネットを、センターカ
ソードマグネットと、これとは別の可動式外周カソード
マグネットとから構成することによって磁場調整可能と
し、これにＴ／Ｓ距離調整可能な機構を組み合わせるこ
とで、ターゲットの利用効率を大幅に改善し、装置のラ
ンニングコスト低減に寄与すること大である。
ソードマグネットと、これとは別の可動式外周カソード
マグネットとから構成することによって磁場調整可能と
し、これにＴ／Ｓ距離調整可能な機構を組み合わせるこ
とで、ターゲットの利用効率を大幅に改善し、装置のラ
ンニングコスト低減に寄与すること大である。
【図１】本発明のマルチチャンバースパッタ装置におけ
るスパッタ処理室の断面を表す図。
るスパッタ処理室の断面を表す図。
【図２】（ａ）本発明のマルチチャンバースパッタ装置
における搬送室に備えられている基板搬送用ロボットの
アームの基板接触部の構造を説明する断面図。 （ｂ）本発明のマルチチャンバースパッタ装置における
搬送室に備えられている基板搬送用ロボットの他のアー
ムの基板接触部の構造を説明する断面図。
における搬送室に備えられている基板搬送用ロボットの
アームの基板接触部の構造を説明する断面図。 （ｂ）本発明のマルチチャンバースパッタ装置における
搬送室に備えられている基板搬送用ロボットの他のアー
ムの基板接触部の構造を説明する断面図。
【図３】本発明のマルチチャンバースパッタ装置におけ
るロード／アンロードロック室の棚を説明する一部断面
図。
るロード／アンロードロック室の棚を説明する一部断面
図。
【図４】図１図示のスパッタ処理装置における基板ホル
ダーの部分の拡大断面図。
ダーの部分の拡大断面図。
【図５】本発明のマルチチャンバースパッタ装置におけ
る他のスパッタ処理室の断面を表す図。
る他のスパッタ処理室の断面を表す図。
【図６】マルチチャンバースパッタ装置における従来の
スパッタ処理室の断面を表す図。
スパッタ処理室の断面を表す図。
１ ターゲット
２ 基板ホルダー
３ 基板ステージ
４ 防着シールド
５ 電源
６ 真空処理室
７ 搬送室
８ 排気室
９ 各室を真空的に隔離するためのゲートバルブ
１０ カソードマグネット
１１ ターゲット固定金具
１０ａ センターカソードマグネット
１０ｂ 外周カソードマグネット
３０ａ、３０ｂ 搬送用ロボットアーム
４０ａ、４０ｂ 搬送用ロボットアーム上の基板搭載ピ
ン ５０ａ、５０ｂ ロード／アンロード室内の棚 ６０ リング状防着シールド ７０ マグネット回転軸 ８０ カソードハウジング １００ 搬送用ロボットのアーム １１０ 外周防着シールド １２０ 外周防着シールドの表面 ２００ 外周マグネット固定金具 ２２０ 上下動作機構
ン ５０ａ、５０ｂ ロード／アンロード室内の棚 ６０ リング状防着シールド ７０ マグネット回転軸 ８０ カソードハウジング １００ 搬送用ロボットのアーム １１０ 外周防着シールド １２０ 外周防着シールドの表面 ２００ 外周マグネット固定金具 ２２０ 上下動作機構
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4K029 AA06 AA24 BD01 CA05 DA01
DA10 DC12 KA01
5F031 DA01 DA17 EA06 GA05 GA06
HA05 HA33 MA04 MA06 MA29
5F103 AA08 BB33 BB36 BB44 BB46
BB49 RR02 RR08
Claims (7)
- 【請求項１】基板搬送用のロボットを備えている搬送室
の周囲に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロー
ドロック室とが備えられているマルチチャンバーシステ
ムに対応するスパッタ処理装置であって、 前記複数の独立した成膜処理室の中の少なくとも一つの
成膜処理室は、内部にターゲットと基板ホルダーとが対
向配置され、当該基板ホルダーに基板ステージを介して
支持されている基板にスパッタ現象を利用して薄膜を形
成するスパッタ処理室であって、前記ターゲットは前記
マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基板の
中で最大直径の基板より大きな直径を有し、前記基板ス
テージは、前記マルチチャンバーシステム内で搬送され
る複数の基板の中で最小直径の基板より小さな直径を有
すると共に、前記基板ホルダーの周囲に配備されるリン
グ状防着シールドは前記マルチチャンバーシステム内で
搬送される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな
内径を有しているスパッタ処理室であり、 前記基板搬送用のロボットは、前記マルチチャンバーシ
ステム内で搬送される複数の基板のそれぞれの直径より
それぞれ大きな内径を有する複数の溝を多段状に備えて
いるアームを有し、 前記ロード／アンロードロック室は、前記マルチチャン
バーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径
の基板より小さな対向距離を有する一対のテーパ状の棚
を多段状に備えていることを特徴とするマルチチャンバ
ースパッタ処理装置。 - 【請求項２】基板搬送用のロボットを備えている搬送室
の周囲に複数の独立した成膜処理室とロード／アンロー
ドロック室とが備えられているマルチチャンバーシステ
ムに対応するスパッタ処理装置であって、 前記複数の独立した成膜処理室の中の少なくとも一つの
成膜処理室は、内部にターゲットと基板ホルダーとが対
向配置され、当該基板ホルダーに基板ステージを介して
支持されている基板にスパッタ現象を利用して薄膜を形
成するスパッタ処理室であって、前記ターゲットは前記
マルチチャンバーシステム内で搬送される複数の基板の
中で最大直径の基板より大きな直径を有し、前記基板ス
テージは、前記マルチチャンバーシステム内で搬送され
る複数の基板の中で最小直径の基板より小さな直径を有
すると共に、前記基板ホルダーの周囲に配備されるリン
グ状防着シールドは前記マルチチャンバーシステム内で
搬送される複数の基板の中で最大直径の基板より大きな
内径を有しているスパッタ処理室であり、 前記基板搬送用のロボットは、そのアームの上の同心円
状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突設されている
ピンによって前記マルチチャンバーシステム内で搬送さ
れる複数の基板を支持するものであって、突設されてい
る複数本のピンによって同心円状に形成される各円周の
直径は、前記マルチチャンバーシステム内で搬送される
複数の基板のそれぞれの直径よりそれぞれ小さく、か
つ、同心円状の複数の円周の位置にそれぞれ複数本突設
されているピンの高さは、複数本のピンによって同心円
状に形成される各円周の直径が小さくなるに連れて低く
なっているものであり、 前記ロード／アンロードロック室は、前記マルチチャン
バーシステム内で搬送される複数の基板の中で最小直径
の基板より小さな対向距離を有する一対のテーパ状の棚
を多段状に備えていることを特徴とするマルチチャンバ
ースパッタ処理装置。 - 【請求項３】スパッタ処理室の基板ホルダーは、基板ス
テージを介して当該基板ホルダーに支持されている基板
と、ターゲットとの間隔を変化させることができる可動
式基板ホルダーとされていることを特徴とする請求項１
又は２記載のマルチチャンバースパッタ処理装置。 - 【請求項４】ターゲットの基板ホルダーに対向する前面
とは反対側の裏面側に配備される磁石が、ターゲット中
央部側に配備されるセンターカソードマグネットと、当
該センターカソードマグネットとは別にターゲット周縁
側に配備される外周カソードマグネットとから構成され
ており、当該外周カソードマグネットは、ターゲット裏
面側との間隔を変化させることができる可動式となって
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記
載のマルチチャンバースパッタ処理装置。 - 【請求項５】スパッタ処理室の基板ホルダーは、基板ス
テージが配置される部分の周囲に外周シールドを備えて
おり、当該外周シールドの表面と、基板ホルダーに基板
ステージを介して支持される基板の裏面との間隔が、１
ｍｍ乃至３ｍｍの範囲とされることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか一項記載のマルチチャンバースパッ
タ処理装置。 - 【請求項６】外周シールドの表面には膜はがれ防止の表
面処理が施されていることを特徴とする請求項５項記載
のマルチチャンバースパッタ処理装置。 - 【請求項７】外周シールドの表面に施されている膜はが
れ防止の表面処理は、ブラスト処理又は金属膜の溶射処
理であることを特徴とする請求項６記載のマルチチャン
バースパッタ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264688A JP4520677B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | マルチチャンバースパッタ処理装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264688A JP4520677B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | マルチチャンバースパッタ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003077975A true JP2003077975A (ja) | 2003-03-14 |
| JP4520677B2 JP4520677B2 (ja) | 2010-08-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
| CN102646612A (zh) * | 2010-11-24 | 2012-08-22 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 用于将尺寸不同的晶圆居中的可重构导销设计 |
| JP2012215829A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-11-08 | Hoya Corp | マスクブランク製造用スパッタリング装置及び表示装置用マスクブランクの製造方法並びに表示装置用マスクの製造方法 |
| CN103943546A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种硅片支撑装置 |
| JP2015532001A (ja) * | 2012-08-06 | 2015-11-05 | ノードソン コーポレーションＮｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 異なるサイズのワークを取り扱う装置及び方法 |
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-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001264688A patent/JP4520677B2/ja not_active Expired - Fee Related
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