JP2006249533A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転摺動部を有する電流導入端子から発生する微細粒子が精密部品であるセンサ等に与える影響を低減し、装置の稼働率及び生産性が高い半導体製造装置を実現できるようにする。
【解決手段】本発明の半導体製造装置は摺動回転する部分を有する電流導入端子３を備え、電流導入端子３は、電源９と電気的に接続された固定電流端子１と、カソード電極５と電気的に接続された回転電流端子２と、回転電流端子２及び保持盤１５を回転させる回転軸２７と、回転軸２７を駆動するモータ等を収納したハウジング部材４とから構成されており、回転電流端子２は固定電流端子１と接した状態で回転する。固定電流端子１と回転電流端子２との接触面とエンコーダ２５と間には、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面において発生する削れ屑６の飛散防止機構として、円盤状の飛散防止部材３１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転摺動部を備えた半導体製造装置に関する。

近年、半導体装置の配線形成工程において電解めっき法が用いられている。一般的に電解めっきは、硫酸銅を主成分とするめっき液内にアノード電極と半導体ウエハとを浸漬し、アノード電極と半導体ウエハとの間に電流を流すことにより、半導体ウエハの表面に銅を還元して堆積させ、半導体ウエハ表面の凹部を銅により埋め込む。

このため、電解めっき法に用いる半導体製造装置には、ウェハを保持しながら電流を流す電流導入端子が必要である。また、電解めっき法において凹部を均一に埋め込むためには、半導体ウェハをめっき液内において回転させる必要がある。このため、電流導入端子は装置本体に固定された固定端子と、固定端子と接した状態においてウエハに電流を導入すると共にウエハを支持しながら回転させる回転端子とからなり、回転摺動部を備えている。

以下に、従来例に係る電流導入端子を備えた半導体製造装置について図を参照して説明する（例えば特許文献１を参照。）。図１０は従来の半導体製造装置の要部における断面構成を示している。

図１０に示すように従来の半導体製造装置は、ウェハ１０１を保持する保持盤１０２と、保持盤１０２に保持されたウェハ１０１と電気的に接続され且つウェハ１０１に電流を印加するカソード電極（電流印加電極）１０３と、保持盤１０２を支えて回転すると共にカソード電極１０３と電気的に接続された電流導入端子１０４と、めっき液１０５を溜めためっき槽１０６と、保持盤１０２に保持されたウェハ１０１と対向する位置に設けられたアノード電極１０７とを備えている。

また、電流導入端子１０４は、固定電流端子１１１と、固定電流端子１１１と回転摺動面を形成して接触する回転電流端子１１２と、回転電流端子１１２を支える回転軸固定部材１１３とを備え、回転電流端子１１２と固定電流端子１１１とを導通させた状態で、回転電流端子１１２を回転させることができる。また、回転電流端子１１２に取り付けられたインデックスホィール（回転盤）１１７と、インデックスホールの位置を検出するインデックスセンサ１１６と、回転制御用のエンコーダ１１８を備え、回転電流端子１１２の回転状態をモニタすることが可能である。

このような構成の装置において、電流導入端子１０４及びアノード電極１０７をめっき電源１０８の陰極端子及び陽極端子とそれぞれ配線により接続して、ウェハ１０１に電流を流すことにより、ウェハ１０１を回転させながらウェハ１０１に電解めっきを行うことができ、ウェハ１０１に均一にめっきを施すことが可能である。
特開２００１−３２０９８号公報

しかしながら、ウェハ１０１を回転させるために回転電流端子１１２を固定電極１１１と接した状態で回転させると、回転摺動面において回転摩擦により固定電流端子１１１及び回転電流端子１１２が削られ、微細粒子である削れ屑１２１が発生するという問題がある。

ウェハ１０１の処理枚数が増加すると共に削れ屑１２１は増加し、半導体製造装置の内部に削れ屑１２１が拡散して、半導体製造装置に設けられている精密部品であるセンサ等に悪影響を与える。例えば、削れ屑１２１が、エンコーダ１１８やインデックスセンサ１１６の周辺に飛び散り、インデックス(ロボット原点値)が取れなくなるというエラーが発生する。

このように、この削れ屑１２１の影響を低減するため、特に磨耗の激しい固定電流端子１１１の交換やクリーニング等を頻繁に行う必要があり、半導体製造装置のメンテナンス回数が増加し、生産性が低下するという問題がある。

本発明は、前記従来の問題を解決し、回転摺動部を有する電流導入端子において発生する微細粒子が精密部品であるセンサ等に与える影響を低減し、装置の稼働率及び生産性が高い半導体製造装置を実現できるようにすることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は半導体製造装置を、該半導体製造装置に設けられたセンサを微細粒子から保護する保護手段を備えた構成とする。

具体的に本発明の半導体製造装置は、半導体基板を一の面に保持する盤状の保持部と、一方の端部が保持部の他の面に設けられた回転軸と、回転軸の他方の端部に設けられ、保持部と共に回転する回転端子と、回転端子と接することにより回転軸に対して垂直な方向に回転摺動面を形成し且つ電源部と電気的に接続され、回転端子を介して基板に電流又は電圧を印加する固定端子と、回転軸の回転状態を検出するセンサ部と、回転摺動面と保持部との間に設けられ、固定端子と回転端子とが摺動する際に発生する微細粒子からセンサ部を保護する保護手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の半導体製造装置によれば、回転摺動面と保持部との間に設けられ、固定端子と回転端子とが摺動する際に発生する微細粒子からセンサ部を保護する保護手段を備えているため、回転摺動面において発生した微細粒子がセンサ部に到達しにくくなる。従って、微細粒子によりセンサ部が誤動作する頻度を低減することができ、その結果、半導体製造装置のメンテナンス頻度を低減することが可能となり、生産効率を向上させることができる。

本発明の半導体製造装置において、保護手段は、回転摺動面とセンサ部との間に設けられた、微細粒子の飛散経路を遮断する板状部材であることが好ましい。また、保護手段は、回転摺動面とセンサ部との間に設けられた、微細粒子の飛散経路を遮断するフィルム部材であってもよい。この場合において、フィルム部材は、粘着性を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、回転摺動面において発生する微細粒子をフィルム部材によりトラップし、センサ部を確実に保護することができると共に、基板の汚染を防止することも可能となる。

また、回転軸の周囲に前記回転摺動面を囲むように設けられた断面形状が袋状の袋状部材であってもよい。このような構成とすることにより、回転摺動面において発生する微細粒子の装置内への飛散を抑制することができ、センサ部を確実に保護できる。また、微細粒子による基板の汚染を防止することも可能である。

本発明の半導体製造装置において、保護手段は、微細粒子を吸引する吸引機構であることが好ましい。この場合において、吸引機構は吸引口を有し、吸引口は、回転摺動面と対向する位置に配置されていることが好ましい。このような構成とすることにより、回転摺動面において発生する微細粒子を吸引除去することができ、センサ部を保護することができると共に、基板への汚染を防止することも可能となる。

本発明の半導体製造装置において、保護手段は、センサ部の近傍に設けられたノズルを有し、該ノズルからガスを噴出するガス噴出機構であることが好ましい。この場合において、ノズルの先端部は、センサ部に対向して配置されていることが好ましい。また、ガスは、窒素であることが好ましい。このような構成とすることにより、センサ部に微細粒子が到達することを確実に防止することができる。

本発明の半導体製造装置において、センサ部は、回転軸に設けられた盤状のインデックスホィールとインデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含み、保護手段は、インデックスセンサに設けられた、インデックスホィールの上面を清掃する第１のブラシ状部材であることが好ましい。この場合において、インデックスセンサは発光部と受光部とを有する光学式センサであり、保護手段は、インデックスホィールに設けられ、発光部及び受光部の少なくとも一方を清掃するブラシ状部材を含むことが好ましい。このような構成とすることにより、センサ部を常に清掃することが可能となり、微細粒子がセンサ部に及ぼす影響を低減できる。

本発明の半導体製造装置において、センサ部は、回転軸に設けられた円盤状のインデックスホィールとインデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含み、保護手段は、インデックスセンサを覆うインデックスセンサカバー部材であることが好ましい。

本発明の半導体製造装置において、保護手段は、回転軸を中心に固定端子、回転端子及び回転軸を囲む外枠部材であり、センサ部は、回転軸に設けられた円盤状のインデックスホィールと、外枠の外側に設けられた近接センサであり且つインデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含むことが好ましい。このような構成とすることにより、センサ部の検出機構と微細粒子の発生源とを完全に分離することができるので、微細粒子がセンサ部に及ぼす影響を低減できる。

本発明の半導体製造装置において、固定端子は、前記回転端子が嵌合する凹部を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、回転摺動面において発生した微細粒子の拡散経路が長くなるため、装置内への微細粒子の飛散を低減できる。また、固定端子と回転端子とが均等に接触するため、固定端子の片削れや偏心を防止できるので、メンテナンス頻度を低減することが可能となる。

本発明の半導体製造装置において、固定端子及び回転端子は、タフピッチ銅を含むことが好ましい。このような構成とすることにより、固定端子及び回転端子の耐磨耗性が向上すると共に、導電率も向上するため、固定端子及び回転端子のメンテナンス頻度を低減できる。

本発明の半導体製造装置によれば、回転摺動部を有する電流導入端子において発生する微細粒子が精密部品であるセンサ等に与える影響を低減し、装置の稼働率及び生産性が高い半導体製造装置を実現できる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。

図１に示すように本実施形態に係るめっき装置は、電流導入端子３と、めっき液１２を溜めるめっき槽１１と、めっき槽１１に配置された陽極であるアノード電極１０と、アノード電極１０と対向するように設けられ、ウェハ７を保持し且つ回転する保持盤１５と、保持盤１５に保持されたウェハ７と電気的に接続され且つウェハ７と共に回転するカソード電極５と、カソード電極５へのめっき液の浸入を防ぐコンタクトシール８とを備えている。また、アノード電極１０は、電源９の陽極端子と配線２２により電気的に接続されている。

電流導入端子３は、電源９と電気的に接続された固定電流端子１と、カソード電極５と電気的に接続された回転電流端子２と、回転電流端子２及び保持盤１５を回転させる回転軸２７と、回転軸２７を駆動するモータ等を収納するハウジング部材４と、回転軸２７の周りに取り付けられた回転制御用のセンサであるエンコーダ２５と、原点位置を検出するセンサであるインデックスホィール及びインデックスセンサ（図示せず）と、ハウジング部材４に装着された飛散防止部材３１とから構成されている。ここで、飛散防止部材３１は本発明の保護手段である。

固定電流端子１は円筒状の導電性材料からなり、電源９の陰極端子と配線２３により電気的に接続されており、回転電流端子２は円盤状の導電性材料からなり、カソード電極５と配線２４により電気的に接続されている。固定電流端子１の底面と回転電流端子２の上面とが接触しているため、固定電流端子１と保持盤１５に保持されたウェハ７との間に回転電流端子２及びカソード電極５を介して電流が流れる。また、回転軸２７が回転することにより、両端にそれぞれ設けられた回転電流端子２及び保持盤１５が共に回転するため、保持盤１５に保持されたウェハ７を回転させながらめっきを行うことができる。

回転電流端子２は、固定電流端子１と接触した状態において回転するため、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面において摩擦により特に固定電流端子１の表面が削れて、微細粒子である削れ屑６０が発生する。しかし、本実施形態の半導体製造装置においては、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面とエンコーダ２５との間に削れ屑６０の飛散経路を遮断する円盤状の飛散防止部材３１が設けられている。

電流導入端子３が回転する際に発生する削れ屑６０の飛散は、飛散防止部材３１によって遮られるため、装置内全体に削れ屑６０が飛散することを防止でき、インデックスセンサ及びエンコーダ２５は削れ屑６０から保護される。従って、削れ屑６０によってインデックスセンサ及びエンコーダ２５にエラーが生じることを防止でき、さらに、ウェハ７が汚染されることも防止できる。

飛散防止部材３１は、できるだけ広い範囲にわたり削れ屑６０の飛散経路を遮断するためにできるだけ大きいことが好ましい。

（第１の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照して説明する。図２は本変形例に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示し、図２において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図２に示すように本実施形態の半導体製造装置は、飛散防止部材３１として、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面と保持盤１５との間に、回転軸２７を中心として設けられた盤状のフィルム部材を用いている。フィルム部材は塩化ビニル等からなり、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面が形成されている領域を完全に覆う円盤状の構造を有している。

これにより、接触面において回転摩擦によって発生する削れ屑６０は、飛散防止部材３１に受け止められるため、ウェハ７上に削れ屑６０が到達することを防止できる。

なお、飛散防止部材３１は少なくともインデックスホィール１７を覆うものであればよいが、削れ屑６０の拡散半径以上の径を有していることが好ましい。また、飛散防止部材３３の径が大きいほど効果があるため、保持部１５と同程度又はそれ以上の径としてもよい。また、飛散防止部材３１の形状は、円盤状に限らず、平面四角形状の平板等でもよい。

また、フィルムは回転軸を中心とするすり鉢状の形状としてもよく、この場合には、発生した削れ屑６０をより効果的に受けることができる。

さらに、本実施形態において、飛散防止部材３１は吸着性や粘着性を有するフィルムにより構成されていてもよい。また、フィルムに吸着性や粘着性を有する塗料を塗布しても構わない。このようにすることにより、削れ屑６０をフィルムに吸着又は粘着させることができ、削れ屑６０を効果的に捕集することができるので、装置内に削れ屑６０が拡散することを防ぐことができる。

以上のように、本実施形態は、削れ屑６０の飛散経路を遮断する部材としてフィルムからなる飛散防止部材３１を設けたことにより、半導体製造装置のエンコーダ２５及びインデックスセンサ１６等の精密部品を保護することができる。また、ウェハ７に削れ屑６０が及ぼす影響を低減し、半導体製造装置の生産性を向上することができる。

（第１の実施形態の第２変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照して説明する。図３は本変形例の半導体製造装置に用いる電流導入端子の断面構成を拡大して示している。図３において図１と同一の構成要素には同一の番号を付与することにより説明を省略する。

図３に示すように本変形例において飛散防止部材３２は、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面を取り囲む断面形状が袋状の構造を有している。このように削れ屑６０の発生源を取り囲むことにより、削れ屑６０を飛散防止部材３２の内側に収め、装置内に飛散することを防ぐことができる。従って、エンコーダ２５等の装置内の精密部品を保護することができ、またウェハ７の削れ屑６０による汚染を防止でき、その結果、装置内の清掃及び部品交換といったメンテナンスの頻度を低減できると共に、歩留まりを向上させることができる。

また、本変形例において固定電流端子１における回転電流端子２と接している側の端部には、固定電流端子１と回転電流端子２とが互いに嵌合するように凹部が設けられており、固定電流端子１が回転電流端子２の上面と側面の一部とを覆っている。

このように、固定電流端子１が回転電流端子２の側面の一部を覆っているため、固定電流端子１の凹部の底面と回転電流端子２の上面との接触面において発生した削れ屑６０は、装置内へ直接飛散しない。このように削れ屑６０の拡散経路を長くすることができるため、装置内への削れ屑６０の飛散を大幅に低減することが可能となる。従って、飛散防止部材３２を設けなくても、歩留まりを向上させる効果が得られるが、飛散防止部材３２を設けることによりさらに、削れ屑６０の飛散を低減することが可能である。

本変形例において、飛散防止部材３２に代えて又は追加して、第１の実施形態において示した円盤状の飛散防止部材又は第１変形例において示したフィルム部材からなる飛散防止部材を設けてもよい。

また、固定電流端子１と回転電流端子２とを凹凸形状の組み合わせとしたことにより、固定電流端子１と回転電流端子２とが均等に接触し、固定電流端子１の片削れや、偏心を防止することができる。これによりメンテナンス周期を延長することができる。

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図４は第２の実施形態に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。図４において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図４に示すように本実施形態の半導体製造装置は、インデックスセンサ１６の上部及び下部に、ブラシ３４を設けたことを特徴とする。これにより、回転するインデックスホィール１７に堆積した削れ屑６０がブラシ３４によって除去されるため、削れ屑６０によるインデックスセンサ１６の読み出しエラーを防ぐことができる。

また、ブラシ３４をインデックスホィール１７の上面に配置することにより、ブラシ３４がインデックスセンサ１６を通過する際に、インデックスセンサ１６の発光部に付着した削れ屑６０を除去することが可能となる。さらに、インデックスホィール１７の下面にブラシ３４を設けることにより、インデックスセンサ１６の受光部に付着する削れ屑６０を除去することができる。実際には、ブラシ３４をインデックスセンサ１６の上部又はインデックスホィール１７の上面及びインデックスセンサ１６の下部又はインデックスホィール１７の下面の２カ所に設けることになる。また、ブラシ３４は、インデックスセンサ１６の上部及び下部並びにインデックスホィール１７の上面及び下面のうちのいずれか一カ所に設けても削れ屑６０による、インデックスセンサ１６の読み出しエラーを低減することが可能である。

なお、本実施形態において、第１の実施形態の変形例において述べたように、固定電流端子１に凹部を設け、固定電流端子１と回転電流端子２とが嵌合する構造にしてもよく、また、袋状の飛散防止部材３２をさらに設けてもよい。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図５は第３の実施形態に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。図５において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図５に示すように本実施形態における半導体製造装置は、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面を覆うような形状の接触面カバー３５と、インデックスセンサ１６を覆うインデックスセンサカバー３６を備えていることを特徴とする。ここで、インデックスセンサカバー３６は、インデックスホィール１７の部分のみに開口を有している。

このように、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面において発生する削れ屑６０による影響を受けやすいインデックスセンサ１６にインデックスセンサカバー３６を設けることにより、削れ屑６０が付着することを防ぐことができる。従って、原点の読み出しを正確に行うことができる。

さらに、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面を接触面カバー３５で覆うことにより、削れ屑６０が装置内に飛散することを防止することができ、メンテナンス耐性及び生産性を向上することが可能となる。

なお、第１の実施形態の変形例において述べたように、固定電流端子１に凹部を儲け、固定電流端子１と回転電流端子２とが嵌合する構造にしてもよい。

（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。図６は第４の実施形態に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。図６において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図６に示すように本実施形態の半導体製造装置は、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面の近くに、削れ屑６０を吸引して除去する吸引機構４１を備えている。

吸引機構４１は、例えば、集塵モータと、それに連通する吸引ノズル４２とからなる。集塵モータには、集塵フィルタが設けられていてもよく、吸引機構４１は、一般的に知られている掃除機などを構成する部材と同じ構成である。

このように、接触面で発生した削れ屑６０を吸引機構４１によって吸引して除去することにより、削れ屑６０がインデックスセンサ１６、ウェハ７の上及びその他装置内の精密部品に到達することを防ぐことができる。従って、削れ屑６０が装置に及ぼす影響を低減でき、メンテナンス耐性が向上する。

また、吸引ノズル４２をインデックスセンサ１６の付近に設けることにより、原点読み出しエラーを防ぐことができる。また、インデックスセンサ１６と反対側の接触面付近に設けてもよい。

なお、本実施形態において、吸引機構４１は１つに限らず、２箇所以上に設けてもよい。また、吸引口の方向を自由に動かせる構成にしてもよい。これにより、より効果的に削れ屑６０を回収することができる。

（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態について図面を参照して説明する。図７は第５の実施形態に係る半導体
製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。図７において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図７に示すように本実施形態の半導体製造装置は、インデックスセンサ１６の付近に窒素ガス等を導入するガス導入機構４３が設けられている。

ここで、ガス導入機構４３は、内径が１ｍｍ〜２ｍｍのビニルチューブ４４と、ビニルチューブ４４の先端に取り付けられた吹き出しノズル４５とによって構成されている。

このように、ガス導入機構４３を備えているため、接触面において発生した削れ屑６０を不活性ガスによって吹き飛ばすことができる。従って、削れ屑６０がインデックスセンサ１６及びインデックスホィール１７等に到達する前に吹き飛ばしたり、インデックスセンサ１６及びインデックスホィール１７等に堆積（付着）した削れ屑６０を吹き飛ばして除去したりすることが可能となる。これにより、削れ屑６０が製造装置に及ぼす影響を低減して生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態において、ガス導入機構４３は１つに限らず、２箇所以上に設けても構わない。また、ノズル４５の方向を自由に動かせる構成にしてもよい。これにより、より効果的に削れ屑６０を除去することができる。

また、ガス導入機構４３により、導入するガスには窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。また、酸素等であってもよい。

（第６の実施形態）
以下に、本発明の第６の実施形態について図面を参照して説明する。図８は第６の実施形態に係る半導体製造装置であるめっき装置の要部の断面構成を示している。図８において図１と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図８に示すように本実施形態の半導体製造装置は、インデックスセンサ１９が電流導入端子を囲む筐体５１の外に設けられている。また、筐体５１は、保持部１５のウェハ７を保持する面と逆の面（裏面）の全体を覆っている。

また、インデックスホィール１７は、筐体５１の内径とほぼ等しい径を有し、筐体５１の側壁を挟んで外側に設けられた近接センサであるインデックスセンサ１９により、インデックスホィール１７の位置を検出することができる。

このように、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面を含む回転部分をすべて筐体５１の内部に収めることにより、インデックスセンサ１９には筐体５１内に発生する削れ屑６０が到達しないため、装置のメンテナンスの頻度を低減することができる。

さらに、インデックスホィール１７の径をウェハ７とほぼ同じ大きさとすることにより、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面において発生する削れ屑６０が、インデックスホィール１７よりも下側のウェハ７に到達しないという効果も得られる。従って、削れ屑６０がウェハ７の及ぼす影響を抑制することができる。

なお、第１〜第６の実施形態及び変形例において説明した飛散防止部材、吸引機構、ガス導入機のうち少なくとも１つをさらに設けた構成としてもよい。この場合、固定電流端子１と回転電流端子２との接触面において発生する削れ屑６０の装置内への拡散をより効果的に防ぐことができる。

（第７の実施形態）
以下に、本発明の第７の実施形態について図面を参照して説明する。図９は、固定電流端子及び回転電流端子に用いる種々の導電性材料の導電率と引張強度との関係を示している。図９において横軸は、材料の導電率を示し、縦軸は材料の引っ張り強さを示している。また、グラフには各種材料の最大値と最小値をプロットしている。

本発明者は、電流導入端子における固定電流端子及び回転電流端子に用いる導電性材料の種類と、削れ屑の拡散との関係を実験により調べた結果、磨耗が少なく且つ導電率が高い材料を電流導入端子に用いると、削れ屑の拡散防止に効果的であることを見いだした。

まず、ＪＩＳ規格に示されている、Ａ１０５０（純アルミ、純度９９．５%）、Ａ２０２４（超ジュラルミン、Ａｌ−Ｃｕ系合金）、Ａ５０５２（アルミ材、Ａｌ−Ｍｇ系合金）、Ｃ１１００（タフピッチ銅）、Ｃ２７００（黄銅）、Ｃ５１９１（燐青銅）及びＺ３２３４（クロム銅）の７種類の材料について、引張強度（Ｎ／ｍｍ²）と導電率（国際軟銅標準による導電率：％ＩＡＣＳ）との関係を調べた。

図９に示すようにクロム銅（図中◎印）が４５０〜５４０Ｎ／ｍｍ²と引張強度が高く最も硬いことを示しており、印で示した純アルミ（図中◇印）が５９〜１４７Ｎ／ｍｍ²と最も軟らかいことを示している。これは、一般的に固定電流端子及び回転電流端子に用いられているアルミ（Ａｌ）系の合金は軟らかく、固定電流端子と回転電流端子との摩擦により固定端子が磨耗し、削れ屑が発生しやすいという実験結果を裏付けている。

電流端子に用いる場合には、引張強度が高く硬い材料であっても導電率が低い場合には、通電した際の発熱量が大きいため、電流端子が軟らかくなり摩耗しやすくなる。このため、電流端子に適している材料は、導電率が高いことが望ましいが、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上の材質は、タフピッチ銅（図中●印）とクロム銅の２種類だけであった。実際に、消耗実験を行ったところ、導電率が高いタフピッチ銅及びクロム銅を用いることにより、接触面における削れ屑の発生を大きく低減できた。このことから、電流端子には、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上で且つ引張強度が１９５Ｎ／ｍｍ²以上の材料を用いることが好ましい。

第１の実施形態の第１変形例に示した半導体製造装置の固定電流端子１及び回転電流端子２にタフピッチ銅を用いた場合、従来のＡｌ系合金を用いた場合と比べて固定電流端子１の磨耗量が約７分の１に減少し、削れ屑６０を大幅に減少させることができた。

このように、半導体製造装置の固定電流端子１及び回転電流端子２にタフピッチ銅を用いることにより、削れ屑６０が装置へ及ぼす影響を大幅に低減することができる。さらに、従来、回転により磨耗の激しい固定電流端子１を頻繁に装置から取り外して交換する必要があったが、この交換時期を長くすることができる。例えば、回転数が５００ＲＰＭの場合には、ウエハ２００Ｓｌ毎に従来はメンテナンスを行う必要があったが、本実施形態の半導体製造装置においては、ウエハ１２００Ｓｌ毎にメンテナンスを行えば十分である。

なお、第１の実施形態から第７の実施形態において示した半導体製造装置においても固定電流端子１及び回転電流端子２にタフピッチ銅を用いることにより同様の効果が得られる。

また、各実施形態において半導体製造装置として配線形成工程に用いるめっき装置を例に挙げて説明したが、回転部分を有する導入端子を備えたイオン注入装置及びコーティング装置等についても同様に適用することができる。

本発明の半導体製造装置は、回転摺動部を有する電流導入端子から発生する微細粒子が精密部品であるセンサ等に与える影響を低減し、装置の稼働率及び生産性が高い半導体製造装置を実現でき、回転摺動部を備えた半導体製造装置等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体製造装置に用いる電流導入端子を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る半導体製造装置における電極の材料の導電率と引張強度との相関を示すグラフである。 従来例に係る半導体製造装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 固定電流端子
２ 回転電流端子
４ ハウジング部材
５ カソード電極
７ ウェハ
８ コンタクトシール
９ 電源
１０ アノード電極
１１ めっき槽
１２ めっき液
１５ 保持盤
１６ インデックスセンサ
１７ インデックスホィール
１９ 近接センサ(磁気型)
２２ 配線
２３ 配線
２４ 配線
２５ エンコーダ
２７ 回転軸
３１ 飛散防止部材
３２ 飛散防止部材
３４ ブラシ
３５ 接触面カバー
３６ インデックスセンサカバー
４１ 吸引機構(回収機構)
４２ 吸引ノズル
４３ 吹き出し機構
４４ チューブ
４５ 吹き出しノズル
５１ 筐体
６０ 削れ屑

Claims (16)

1. 半導体基板を一の面に保持する盤状の保持部と、
   一方の端部が前記保持部の他の面に設けられた回転軸と、
   前記回転軸の他方の端部に設けられ、前記保持部と共に回転する回転端子と、
   前記回転端子と接することにより前記回転軸に対して垂直な方向に回転摺動面を形成し且つ電源部と電気的に接続され、前記回転端子を介して前記半導体基板に電流又は電圧を印加する固定端子と、
   前記回転軸の回転状態を検出するセンサ部と、
   前記回転摺動面と前記保持部との間に設けられ、前記固定端子と前記回転端子とが摺動する際に発生する微細粒子から前記センサ部を保護する保護手段とを備えていることを特徴とする半導体製造装置。
2. 前記保護手段は、前記回転摺動面と前記センサ部との間に設けられた、前記微細粒子の飛散経路を遮断する板状部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記保護手段は、前記回転摺動面と前記センサ部との間に設けられた、前記微細粒子の飛散経路を遮断するフィルム部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
4. 前記フィルム部材は、粘着性を有していることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
5. 前記保護手段は、前記回転軸の周囲に前記回転摺動面を囲むように設けられた断面形状が袋状の袋状部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
6. 前記保護手段は、前記微細粒子を吸引する吸引機構であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
7. 前記吸引機構は吸引口を有し、
   前記吸引口は、前記回転摺動面と対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体製造装置。
8. 前記保護手段は、前記センサ部の近傍に設けられたノズルを有し、該ノズルからガスを噴出するガス噴出機構であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
9. 前記ノズルの先端部は、前記センサ部に対向して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体製造装置。
10. 前記ガスは、窒素であることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体製造装置。
11. 前記センサ部は、前記回転軸に設けられた盤状のインデックスホィールと前記インデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含み、
    前記保護手段は、前記インデックスセンサに設けられ、前記インデックスホィールの上面を清掃する第１のブラシ状部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
12. 前記インデックスセンサは発光部及び受光部を有する光学式センサであり、
    前記保護手段は、前記インデックスホィールに設けられ、前記発光部及び受光部の少なくとも一方を清掃する第２のブラシ状部材を含むことを特徴とする請求項１１に記載の半導体製造装置。
13. 前記センサ部は、前記回転軸に設けられた盤状のインデックスホィールと前記インデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含み、
    前記保護手段は、前記インデックスセンサを覆うインデックスセンサカバー部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
14. 前記保護手段は、前記回転軸を中心に前記固定端子、回転端子及び回転軸を囲む外枠部材を含み、
    前記センサ部は、前記回転軸に設けられた盤状のインデックスホィールと、前記外枠の外側に設けられた近接センサであり且つ前記インデックスホィールの位置を検出するインデックスセンサとを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
15. 前記固定端子は、前記回転端子が嵌合する凹部を有していることを特徴とする請求項１から１４のうちいずれか１項に半導体製造装置。
16. 前記固定端子及び前記回転端子は、タフピッチ銅を含むことを特徴とする請求項１から１５のうちいずれか１項に記載の半導体製造装置。

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