JP6224812B2 - 通過堆積システム - Google Patents

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Description

本発明は、基板堆積の分野に関し、詳細には、基板ウェハから電気的に絶縁されたアノ
ードを含む通過堆積システムに関する。
基板上に物質を堆積させるために堆積システムが使用される。いくつかの種類の従来の
堆積システムが現在実践されている。１つの種類の従来の堆積システムはマグネトロンス
パッタリングを行う。一般に、スパッタリングとは、固体のターゲット材であるターゲッ
ト又はカソードから原子を排出させて基板上に薄膜を堆積する処理のことである。マグネ
トロンが、強力な電場及び磁場を発生させて電子を捕捉することによりこの動作を高め、
アルゴンなどの気体中性種からのイオンの形成を向上させる。イオンがターゲットに衝突
し、ターゲット材を排出して基板上に堆積させる。動作中、電流は、堆積システム内でス
パッタリングカソードからアノードアセンブリへ流れることができる。
スパッタリング堆積システムには、固定した（すなわち、カソードに対して固定された
位置にある）アノードを有するカソードを使用するものもあれば、カソードに対して移動
するアノードを実装するものもある。なお、アノードとして機能する、堆積システムの複
数の構成要素が存在する場合もあれば、相対面積及びカソードへの近接度に基づく主アノ
ードが存在する場合もある。従って、本明細書でのアノードへの言及は、別途指示しない
限り、一般にこの種の主アノードについて触れるものである。移動する主アノードの例と
して、堆積システムによっては移動パレットを使用して基板を保持するものもあり、動作
中、このパレットも主アノードとして機能する。このように、アノードとして機能するウ
ェハパレットが堆積チャンバに出入りするときにカソードは堆積チャンバ内で静止してい
るので、主アノードがカソードに対して移動する。アノードがカソードに対して移動する
この種のシステムでは、いくつかの問題が生じることがある。
基板と、基板を搭載するパレットとが主アノードとして機能するという１つの問題が生
じる。この問題は、堆積チャンバ内に一貫したアノードを提供できないことに由来し、こ
れにより基板の損傷及びカソード動作の不安定が生じる。ウェハパレットと基板とが主ア
ノードを形成し、通常は基板の縁を通過する電気が、ウェハパレットと基板との間で断続
的に接触するようになるという矛盾が明白である。このシナリオでは、パレットは通常接
地され、断続的な電流が基板からパレットへ電気アークの形で流れた結果、熱を生じる可
能性がある。この放電が基板に損傷を与え、基板上のデバイスに損傷を与え、堆積層を溶
かし、或いは基板上の複数の堆積層から金属合金を生成する可能性がある。このため、最
初の材料が、変化した材料と同じように機能しなくなる。一例として、変化した材料を化
学的に処理できない（すなわちエッチング除去できない）ことにより、その後のパターニ
ング技術が機能しなくなる。このパターニング技術の不全が、デバイス内の電気的短絡に
より例証されるようなデバイスの故障を生じるようになる。
限定ではなく例示を目的として、添付図面の図の形で本発明を示す。
堆積システムの１つの実施形態を示す図である。 絶縁されたウェハパレットを含む堆積システムの１つの実施形態の断面図である。 絶縁されたアノードと共に使用するためのウェハパレットの１つの実施形態の平面図である。 図３に示す線に沿って切り取った、図３のウェハパレットの断面図である。 基板ウェハとアノードバーとを所定の位置に有する図３のウェハパレットの平面図である。 図３のウェハパレットを含む堆積システムの実施形態の断面図である。 アノードポストと共に使用するためのウェハパレットの別の実施形態の平面図である。 図７に示す線に沿って切り取った、図７のウェハパレットの断面図である。 基板ウェハとアノードポストとを所定の位置に有する図７のウェハパレットの平面図である。 図７のウェハパレットを含む堆積システムの実施形態の断面図である。 ウェハ開口部を有するウェハパレットの別の実施形態の平面図である。 図１１に示す線に沿って切り取った、図１１のウェハパレットの断面図である。 図１１のウェハパレットを含む堆積システムの実施形態の断面図である。 アクセス用開口部を有する輸送キャリアを含む図１３の堆積システムの断面図である。 一体化したアノードを有する輸送キャリアの１つの実施形態の平面図である。 図１５に示す線に沿って切り取った、図１５の輸送キャリアの断面図である。 図１５の輸送キャリアを含む堆積システムの実施形態の断面図である。 図１５の輸送キャリア及びウェハパレットのより詳細な実施形態の断面図である。 ウェハパレット内の基板ウェハの取り付け構成の１つの実施形態を示す図である。 ウェハパレット内の基板ウェハの取り付け構成の別の実施形態を示す図である。 接地システムの１つの実施形態を示す図である。 接地システムの別の実施形態を示す図である。
以下の説明では、本発明のいくつかの実施形態を良く理解してもらうために、特定のシ
ステム、構成要素、方法などの例のような数多くの特定の詳細について記載する。しかし
ながら、当業者にとっては、これらの特定の詳細を伴わずに本発明の少なくともいくつか
の実施形態を実施できることが明白であろう。その他の例では、本発明を不必要に曖昧に
しないために、周知の構成要素又は方法については詳細に説明せず、或いは単純なブロッ
クダイアグラム形式で提示している。従って、記載する特定の詳細は例示的なものにすぎ
ない。特定の実施構成は、これらの例示的な詳細とは異なる可能性があり、これらも本発
明の思想及び範囲内にあることが企図される。
基板堆積のためのシステムについて説明する。このシステムはウェハパレット及びアノ
ードを含む。ウェハパレットは下部及び上部を有する。ウェハパレットの上部は、基板ウ
ェハを保持するように構成される。アノードは、ウェハパレットに対して実質的に固定し
た位置を有し、基板ウェハから電気的に絶縁される。１つの実施形態では、アノードが、
ウェハパレットを保持する輸送キャリアと一体化され、或いは別様に接続されることによ
り、アノード、輸送キャリア、及びウェハパレットがすべて堆積システムを通じて共に移
動するようになる。いくつかの実施形態では、輸送キャリアが、堆積チャンバを通過する
実質的に直線状の輸送経路に沿ってウェハパレットを搬送する。また、いくつかの実施形
態では、システムが通過（pass-through）堆積システムであり、このシステムではウェハ
パレットが一回又はそれ以上堆積チャンバを通過する。ウェハパレットが堆積チャンバを
通過する毎に、ウェハパレットは堆積ソースを１回通過する。対照的に、プラネタリ堆積
システムは、堆積チャンバ内の基板ウェハを連続的に回転させることにより、基板ウェハ
が堆積チャンバ内の堆積ソースを繰り返し通過するようになる。
本明細書で説明する方法、装置、及びシステムのいくつかの実施形態は、従来の堆積技
術の不都合に対処する。いくつかの実施形態はアーク放電の問題に対処する。いくつかの
実施形態は、堆積層間における金属合金の形成をなくす。いくつかの実施形態は、移動又
は固定パレットシステム内の平面マグネトロンと共に使用することができる。いくつかの
実施形態は、基板ウェハの電位バイアスを可能とする。いくつかの実施形態は、アノード
をカソードの前に恒久的に取り付けずに、アノード表面の容易なメンテナンスを可能にす
る（この場合、アノードにはかなりの堆積物が蓄積すると思われる）。しかしながら、本
明細書で説明する実施形態は、これらの特定の問題への対処に限定されるものではないこ
とに留意されたい。
図１は、堆積システム１０の１つの実施形態を示す図である。一例として、堆積システ
ム１０は通過堆積システムであってもよい。図示の堆積システム１０は堆積チャンバ１０
０を含む。堆積チャンバ１００内部のカソード１０２は、（「＋」で示す）スパッタガス
イオンを介して１又はそれ以上の基板ウェハ１０６上に堆積されるターゲットなどの（「
Ｍ」で示す）堆積材料を含む。１つの実施形態では、カソード１０２の周囲に強力な電磁
場を発生させて、スパッタガスイオンを生む衝突を起こすために使用するマグネトロンス
パッタソース（図示せず）にカソード１０２が結合される。スパッタガスイオンはカソー
ドに衝突し、ターゲット材を排出させて基板ウェハ１０６の表面に堆積させる。堆積チャ
ンバ１００内の真空に起因して、堆積材料もまた、堆積チャンバ１００全体にわたる他の
表面上に堆積される。ターゲットのための例示的な堆積材料として、アルミニウム（Ａｌ
）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、及び銅（Ｃｕ）が挙げられるが、その他の堆積材料
を使用することもできる。通常、スパッタガスイオン１０４はアルゴンイオン、又は別の
不活性ガスから生じるイオンである。この一方、堆積システム１０のいくつかの実施形態
は、酸化物及び窒化物のためのＯ２及びＮ２処理などの反応作用を実行することができる
。基板ウェハ１０６は、上部に堆積材料を堆積することができるいずれの材料であっても
よい。
堆積システム１０の実施形態は、様々な種類のカソード１０２を実装する。マグネトロ
ンスパッタソースを使用する実施形態は、対応する固定アノード（すなわちカソードに対
して固定された）及びアノードとして機能できる堆積システム１０の１又はそれ以上の他
の構成要素を含んでもよいし、或いは含まなくてもよい。換言すれば、カソード１０２に
対して固定された位置にある主アノードを含まない実施構成では、堆積システム１０のそ
の他の構成要素により１又はそれ以上のアノードが形成される。
１つの実施形態では、基板ウェハ１０６が、ウェハパレット１０８により堆積チャンバ
１００を通過して輸送される。堆積チャンバ１００は、ウェハパレット１０８が基板入口
１１０を通じて堆積チャンバ１００に入り、基板出口１１２を通じて堆積チャンバ１００
から出ることを可能とするように構成される。例えば、ウェハパレット１０８は、堆積チ
ャンバ１００を通じてウェハパレット１０８を自動的に輸送する軌道（図示せず）に沿っ
て移動することができる。或いは、基板ウェハ１０６を堆積チャンバ１００に手動で挿入
し、及びそこから取り出すことができる。また、堆積チャンバ１００は、（アルゴンなど
の）スパッタガスを堆積チャンバ１００に出入りできるようにするガス入口１１４及びガ
ス出口１１６を有する。堆積システム１０のその他の実施形態は、当業で公知の追加の構
成要素又は特徴を含むことができる。
図２は、絶縁されたウェハパレット１０８を有する堆積システム１２０の１つの実施形
態の断面図である。しかしながら、以下で説明するように、図示の堆積システム１２０の
実施形態は、上述の問題に対処するには不十分である可能性がある。図示の堆積システム
１２０は、ウェハパレット１０８上の１又はそれ以上の基板ウェハ１０６に対して位置す
るカソード１０２を含む。堆積システム１２０はまた、堆積チャンバ１００を通じてウェ
ハパレット１０８及び基板ウェハ１０６を輸送するための輸送キャリア１２２も含む。輸
送キャリア１２２はキャリアフレーム１２６上に置かれ、このフレームはさらに、例えば
ローラ１２８及び回転軸１３０を含むローラ軌道上に載っている。或いは、他の種類のロ
ーラ、ベルト、直線レール、又はその他の軌道を使用することもできる。便宜上、ローラ
１２８又はローラ軌道への言及は例示的な表現として使用しているに過ぎず、他の種類の
輸送機構を使用する堆積システム１２０の実施形態を除外するものではない。
図示の実施形態では、輸送キャリア１２２が、ローラ軌道アセンブリを介して接地基準
１３２に電気的に接続される。ウェハパレット１０８は、１又はそれ以上の絶縁体１２４
により輸送キャリア１２２から絶縁され、従って、これらの絶縁体１２４は、ウェハパレ
ット１０８及び基板ウェハ１０６を接地基準１３２から絶縁する。一例として、絶縁体１
２４はセラミック絶縁体であってもよいが、他の種類の絶縁材料を実装することもできる
。
１つの実施形態では、ウェハパレット１０８及び基板ウェハ１０６を接地基準１３２か
ら電気的に絶縁することにより、基板ウェハ１０６の縁に沿った金属合金の形成が抑制さ
れる。ウェハパレット１０８と基板ウェハ１０６とが同じ電位に保持されるので、ウェハ
パレット１０８と基板ウェハ１０６の縁との間に電流の流出は存在しない。従って、ウェ
ハパレット１０８と基板ウェハ１０６との間に流れる電流が存在しないため、基板ウェハ
上１０６上に堆積した別個の層からのアーク放電、加熱、及び金属合金の形成が存在しな
い。
しかしながら、図示の堆積システム１２０の構成は、いくつかの困難性を示す可能性が
ある。図２に示す実施形態は、ウェハパレット１０８が電気的に絶縁（すなわちフローテ
ィング）され、もはや接地基準１３２に接続されていないため、「フローティングパレッ
ト」の実施構成と呼ばれる。フローティングパレットの実施構成は、堆積の均一性の問題
を生じる恐れがある。すなわち、カソード１０２の動作が不安定になる可能性があり、堆
積材料が基板ウェハ１０６上に不均一に堆積する可能性がある。より詳細には、接地した
輸送キャリア１２２が、フローティング（すなわち接地していない）ウェハパレット１０
８から電気的に絶縁されているので、ウェハパレット１０８はもはやカソード１０２への
主アノードとしては機能できず、電気回路が不十分となる。従って、接地した輸送キャリ
ア１２２が電気的に遮蔽されることに起因して、図示の堆積システム１２０は、動作中に
カソードの不安定性を示す可能性がある。このカソードの不安定性が堆積システム１２０
に問題を与える。
図３は、絶縁されたアノードと共に使用するウェハパレット１４０の１つの実施形態の
平面図である。図４は、図３に示す線に沿って切り取った、図３のウェハパレット１４０
の断面図である。図示のウェハパレット１４０は複数のウェハポケット１４２を含む。個
々のウェハポケット１４２は、ウェハパレット１４０の上面内の凹部又は空洞部である。
この一方、他の実施形態では、ウェハポケット１４２を設けずにウェハパレット１４０を
構成することができ、この場合、ウェハパレット１４０は、平面と、基板ウェハ１０６を
所定の配置に保持するための数多くのピン又はクリップとを含むことができる。
図示の実施形態では、ウェハポケット１４２は、基板ウェハ１０６を対応するウェハポ
ケット１４２に挿入できるような大きさにされる。ウェハポケット１４２はまた、基板ウ
ェハ１０６がウェハパレット１４０との直接接触を維持できるようにも設計される。１つ
の実施形態では、ウェハポケット１４２の寸法を基板ウェハ１０６の寸法よりも僅かに大
きくすることにより、基板ウェハ１０６の上部がウェハパレット１４０の上部よりも僅か
に低くなるようにする。或いは、ウェハポケット１４２の深さを基板ウェハ１０６の深さ
と同じにするか、或いは僅かに低くして、基板ウェハ１０６の上部がウェハパレット１４
０の上部の位置又はそれよりも上に存在できるようにすることができる。別の実施形態で
は、ウェハパレット１０８が、基板ウェハ１０６を保持するための別の機構を含むことが
できる。例えば、ウェハポケット１４２と共に、或いはこれとは無関係に垂直ピンを使用
することができる。
図示のウェハパレット１４０はまた、１又はそれ以上のアノードチャネル１４６も含む
。個々のアノードチャネル１４６は、ウェハパレット１４０の上面内の凹部又は空洞部で
ある。また一方、ウェハパレット１４０の他の実施形態は、後述するようにアノードチャ
ネル１４６を取り除くことができる。図示の実施形態では、アノードチャネル１４６はウ
ェハポケット１４２と重なり合わない。１つの実施形態では、アノードチャネル１４６は
、ウェハパレット１４０の長さ（又は幅）を横切って互いに平行に延びる。アノードチャ
ネル１４６の各々はまた、少なくとも１つのアノード開口部１４４も含む。１つの実施形
態では、アノード開口部１４４は、ウェハパレット１４０を（例えば上面から底面に）貫
く穴、又は空隙である。（円形及び長方形などの）特定の形状でアノード開口部１４４及
びアノードチャネル１４６を示しているが、他の実施構成では、アノード開口部１４４及
びアノードチャネル１４６に他の形状を使用することができる。図５及び図６を参照しな
がら、アノード開口部１４４及びアノードチャネル１４６の目的についてさらに詳細に説
明する。
図５は、基板ウェハ１０６及びアノードバー１５４を所定の位置に有する図３のウェハ
パレット１４０の平面図である。詳細には、図５は、基板ウェハ１０６をウェハポケット
１４２内に配置し、ウェハポケット１４２の寸法の方が基板ウェハ１０６の寸法よりも僅
かに大きい実施形態を示している。同様に、アノードチャネル１４６の寸法をアノードバ
ー１５４の寸法よりも大きくすることにより、アノードバー１５４がウェハパレット１４
０から電気的に絶縁され続けるようにする。アノードバー１５４は、スパッタリングカソ
ード１０２に対するアノードとして機能する。平面図及び断面図の双方において、アノー
ドバー１５４を長方形で示しているが、いくつかの実施形態は、平面図又は断面図のいず
れにおいても、三角形、円形、又は非標準形などの長方形でないアノードバー１５４を利
用することができる。アノードバー１５２及びアノードチャネル１４６は、基板ウェハ１
０６上に不均一な堆積をもたらす可能性のある基板ウェハ１０６の堆積シャドーイングを
生じることなく基板ウェハ１０６を収容する大きさ及び形状にされる。
１つの実施形態では、個々のアノードバー１５４は、（アノードバー１５４の下に点線
で示す）１又はそれ以上のアノードポスト１５２により輸送キャリア１２２に結合される
。これらのアノードポスト１５２及びアノードバー１５４は、同じ導電体から成るもので
あってもよいし、或いは異なる導電体から成るものであってもよい。一例として、アノー
ドポスト１５２及びアノードバー１５４を鋼鉄を使用して作製することができるが、その
他の導電体を使用することもできる。アノードポスト１５２とアノードバー１５４とを輸
送キャリア１２２に、従って接地基準１３２に電気的に結合することにより、アノードバ
ー１５４がカソード１０２のアノードとして機能する。基板ウェハ１０６の行（又は列）
間のアノードバー１５４の位置により、様々な基板ウェハ１０６上に堆積材料が実質的に
均一に堆積されやすくすることができる。
図６は、図３のウェハパレット１４０を含む堆積システム１５０の実施形態の断面図で
ある。詳細には、図示の堆積システム１５０は、ウェハパレット１４０と、カソード１０
２と、輸送キャリア１２２とを含む。この断面は、アノードポスト１５２に物理的及び電
気的に結合されたアノードバー１５４を示しており、このアノードポスト１５２はさらに
輸送キャリア１２２に物理的及び電気的に結合される。１つの実施形態では、アノードバ
ー１５４が、ウェハパレット１４０の上面よりも僅かに上に延びるように取り付けられる
。この構成は、アノードの性能に影響を及ぼす可能性がある。或いは、アノードバー１５
４の上部がウェハパレット１４０の上面と同じ位置か、或いはこれよりも低くなるように
アノードバー１５４を取り付けることもできる。
１つの実施形態では、アノードポスト１５２をアノードバー１５４に堅く固定すること
ができる。また、アノードポスト１５２をアノードバー１５４に一時的に又は恒久的に結
合することができる。アノードポスト１５２をアノードバー１５４に結合するためのいく
つかの例示的な留め具として、ネジ、（導電性接着剤などの）接着剤、係止機構、又はそ
の他の種類の留め具が挙げられる。同様に、類似の留め具を使用して、アノードポスト１
５２を輸送キャリア１２２に堅く固定するとともに一時的に又は恒久的に結合することが
できる。一時的な留め具を使用してアノードポスト１５２をアノードバー１５４及び輸送
キャリア１２２に結合することにより、アノードポスト１５２をアノードバー１５４及び
輸送キャリア１２２から分解しやすくなり、この結果、例えば、アノードバー１５４及び
アノードポスト１５２を時々清掃できるようになる。
１つの実施形態では、ウェハパレット１４０と輸送キャリア１２２との間を電気的に絶
縁させるために、ウェハパレット１４０と輸送キャリア１２２との間に電気絶縁体１２４
を使用することができる。同様に、堆積システム１５０は、アノードチャネル１４６内に
絶縁体１２４を含むことができる。アノードチャネル１４６内の絶縁体１２４は、ウェハ
パレット１４０とアノードポスト１５２との間、及び／又はウェハパレット１４０とアノ
ードバー１５４との間の電気的絶縁の維持に役立つことができる。
１つの実施形態では、アノードチャネル１４６内の絶縁体１２４がアノードバー１５４
又はウェハパレット１４０に実質的に覆われるように絶縁体１２４の大きさを決めること
ができる。このようにして、絶縁体１２４に比較的少量の堆積材料しか堆積されないよう
に、アノードバー１５４又はウェハパレット１４０が絶縁体１２４をある程度保護するこ
とができる。長い目で見て、絶縁体１２４を清掃して絶縁体１２４上に堆積されたあらゆ
る堆積材料を除去することにより、堆積材料がアノードバー１５４とウェハパレット１４
０との間に短絡を生まないようにするためにこのことが役立つ可能性がある。
図７は、アノードポスト１５２と共に使用するウェハパレット１６０の別の実施形態の
平面図である。図８は、図７に示す線に沿って切り取った、図７のウェハパレット１６０
の断面図である。図示のウェハパレット１６０は、図７のウェハパレット１６０がアノー
ドチャネル１４６を含まないことを除き、図４のウェハパレット１４０に実質的に類似す
る。代わりに、ウェハパレット１６０の上部からウェハパレット１６０の下部へアノード
開口部１４４が延びる。
図９は、所定の位置に基板ウェハ１０６及びアノードポスト１５２を有する図７のウェ
ハパレット１６０の平面図である。図１０は、図７のウェハパレット１６０を含む堆積シ
ステム１７０の実施形態の断面図である。図９及び図１０に示すように、ウェハパレット
１６０の上部からウェハパレット１６０の下部へアノード開口部１４４が延びる。アノー
ドポスト１５２もまた、ウェハパレット１６０の厚みを貫いて延びる。１つの実施形態で
は、アノードポスト１５２が、ウェハパレット１６０の上部を越えて延びる。或いは、ア
ノードポスト１５２の上部は、ウェハパレット１６０の上面と同じ高さにあってもよく、
或いはこれより低くてもよい。別の実施形態では、アノードポスト１５２の上部、ウェハ
パレット１６０の上面よりも上にアノードバー１５４を取り付けることができる。別の実
施形態では、ワイア１６２又はその他の導電性物体をポスト１５２に取り付けることがで
きる。ワイア１６２は、アノードバー１５４と同様の機能を提供するが、ワイア１６２の
寸法により、基板ウェハ１０６に堆積する堆積材料に対する障害を減らすことができる。
アノードポスト１５２のいくつかの上にしかワイア１６２を示していないが、他の実施形
態は、全てのアノードポスト１５２の上に、アノードポスト１５２の交互になった列の上
に、或いは別の構成の形でワイアを含むことができる。上述したように、アノードポスト
１５２を輸送キャリア１２２に固定することができる。
図１０はまた、ウェハパレット１６０と輸送キャリア１２２との間に位置する複数の絶
縁体１２４も示している。上述のように、絶縁体１２４がウェハパレット１６０を輸送キ
ャリア１２２から電気的に絶縁することにより、輸送キャリア１２２及びアノードポスト
１５２、並びにいずれかのアノードバー１５４又はワイア１６２の電位とは別に、ウェハ
パレット１６０の電位を保持又は制御できるようになる。１つの実施形態では、任意の堆
積材料が（アノード開口部１４２、及びウェハパレット１６０と輸送キャリア１２２との
間などを通過して）絶縁体１２４に到達するための比較的長い経路を設けるように絶縁体
１２４の位置を設計することができる。
図１０はまた、アノードポスト１５２に取り付けられたワイア１６２の１つの実施形態
も示している。詳細には、アノードポスト１５２のいくつかをウェハパレット１６０より
も十分な距離だけ上に延ばして、ワイア１６２がアノードポスト１５２の上端の下をくぐ
れるようにする。別の実施形態では、上述したようにワイア１６２が、例えばアノードチ
ャネル１４６内のウェハパレット１６０の上面よりも低いレベルでアノードポスト１５２
の下をくぐることができる。
図１１は、ウェハ開口部１８２を有するウェハパレット１８０の別の実施形態の平面図
である。図１２は、図１１に示す線に沿って切り取った、図１１のウェハパレット１８０
の断面図である。図１１のウェハパレット１８０がウェハ開口部１８２を含むことを除き
、図示のウェハパレット１８０は図４のウェハパレット１４０と実質的に類似する。ウェ
ハ開口部１８２の各々は、対応するウェハポケット１４２と位置合わせした穴、又は空隙
である。１つの実施形態では、ウェハ開口部１８２の寸法をウェハポケット１４２の寸法
よりも小さくすることにより、対応する基板ウェハ１０６を支持するための境界面がウェ
ハポケット１４２内に存在するようにされる。また、ウェハ開口部１８２は、ウェハパレ
ット１８０を貫いて装着機構を延ばし、基板ウェハ１０６をウェハポケット１４２内へ降
ろせるようにすることにより、基板ウェハ１０６をウェハポケット１４２内へ装着しやす
くすることができる。換言すれば、装着機構は、ウェハ開口部１８２を通ってウェハパレ
ット１８０の表面よりも上の或る地点まで延びることができ、ユーザ又は別の装着機構が
基板ウェハ１０６を装着機構の上に置くことができ、そして、装着機構をウェハ開口部１
８２から引っ込めると、装着機構が基板ウェハ１０６をウェハポケット１４２内に降ろす
ようになる。また、ウェハ開口部１８２は、堆積チャンバ１００内のガスを排出をしやす
くすることができる。
図１３は、図１１のウェハパレット１８０を含む堆積システム１９０の実施形態の断面
図である。詳細には、図示の堆積システム１９０は、ウェハパレット１８０と、カソード
１０２と、輸送キャリア１２２とを含む。この断面は、アノードポスト１５２に結合され
たアノードバー１５４を示しており、このアノードポスト１５２はさらに輸送キャリア１
２２に結合される。１つの実施形態では、アノードバー１５４が、ウェハパレット１８０
の上面よりも僅かに上に延びるように取り付けられる。この構成はアノード性能に影響を
及ぼす可能性がある。或いは、アノードバー１５４の上部をウェハパレット１８０の上面
と同じ位置にするか、或いはこれよりも低くなるようにアノードバー１５４を取り付ける
こともできる。
図１４は、キャリア開口部１９２を有する輸送キャリア１２２を含む図１３の堆積シス
テム１９０の断面図である。詳細には、輸送キャリア１２２は、ウェハパレット１８０内
のウェハ開口部１８２と位置合わせしたキャリア開口部１９２を含む。１つの実施形態で
は、キャリア開口部１９２はウェハ開口部１８２と同じ寸法を有する。或いは、キャリア
開口部１９２はウェハ開口部１８２より大きくてもよいし、或いは小さくてもよい。
図１５は、一体化アノード２１６を有する輸送キャリア２１６の１つの実施形態の平面
図である。図１６は、図１５に示す線に沿って切り取った、図１５の輸送キャリア２１０
の断面図である。図示の輸送キャリア２１０は、輸送キャリア２１０の長さ（又は幅）に
沿って互いに実質的に平行に位置する１又はそれ以上のパレットチャネル２１４を含む。
個々のパレットチャネル２１４は、個々のウェハパレット２１２が対応するパレットチャ
ネル２１４内に位置できる大きさにされる。このようにして、「パレット」が１以上のピ
ース（すなわち個々のウェハパレット２１２）を有することができるようになる。１つの
実施形態では、パレットチャネル２１４の寸法はウェハパレット２１２の寸法よりも僅か
に大きい。この一方、いくつかの実施形態は、ウェハパレット２１２を輸送キャリア２１
０の上面と同じ高さ、又はこれよりも上に存在できるようにする深さのパレットチャネル
２１４を含むことができる。上記の実施形態のいくつかと同様に、輸送キャリア２１０と
個々のウェハパレット２１２との間に絶縁体１２４を配置することができる。
一体化アノード２１６は、輸送キャリア２１０の露出した上面部に相当する。すなわち
、アノード２１６は、輸送キャリア２１０により形成されるとともにその一部でもある。
堆積プロセス中、輸送キャリア２１０のアノード２１６が露出されているため、堆積材料
の一部が輸送キャリア２１０に堆積する可能性がある。
図１７は、図１５の輸送キャリア２１０を含む堆積システム２２０の実施形態の断面図
である。図示の堆積システム２２０は、カソード１０２と、輸送キャリア２２０と、キャ
リアトレイ２２２とを含む。１つの実施形態では、キャリアトレイ２２２は、基板ウェハ
１０６を堆積システム２２０を通じて動きやすくするための追加構成要素である。キャリ
アトレイ２２２を使用することにより、輸送キャリア２１０を取り外して清掃する場合、
堆積システム２２０を継続して使用しやすくすることができる。例えば、キャリアトレイ
２２２を様々な輸送キャリア２１０と継続して併用することができる。
図１８は、図１５の輸送キャリア２１０及びウェハパレット２１２のより詳細な実施形
態の断面図である。詳細には、図１８は、図１７においてウェハパレット２１２が輸送キ
ャリア２１０にどのように結合されているかを拡大した実施形態を示している。本明細書
では特定の結合の実施構成を図示し説明しているが、他の実施形態では、ウェハパレット
２１２を輸送キャリア２１０に別様に結合するとともにこの輸送キャリア２１０から電気
的に絶縁することができる。
１つの実施形態では、ウェハパレット２１２が、１又はそれ以上の留め具により輸送キ
ャリア２１０に結合される。１つの例示的な種類の留め具として非導電性ネジ２３２が挙
げられるが、その他の種類の留め具を使用することもできる。また、ウェハパレット２１
２と輸送キャリア２１０との間のスペーサとして絶縁体１２４を使用することもできる。
絶縁体１２４は、非導電性ネジ２３２を堆積材料の蓄積から保護することもできる。
非導電性ネジ２３２又は絶縁体１２４上に堆積する可能性のある堆積材料の量を制限す
る別の方法は、輸送キャリア２１０上にキャリア突出部２３４を実現すること、又はウェ
ハパレット２１２上にパレットフランジ２３６を実現すること、或いはこれらの両方であ
る。１つの実施形態では、キャリア突出部２３４が、輸送キャリア２１０からウェハパレ
ット２１２へ向けて外向きに延びる。同様に、パレットフランジ２３６が、ウェハパレッ
ト２１２から離れ、輸送キャリア２１０へ向けて延びる。１つの実施形態では、ウェハパ
レット２１２の縁から非導電性ネジ２３２及び絶縁体１２４への相対的な経路長を増大さ
せるために、パレットフランジ２３６をキャリア突出部２３４から僅かにずらす。
いくつかの実施形態では、絶縁体１２４が、堆積材料によるコーティングを制限する保
護機能を含む。堆積材料が絶縁体１２４に蓄積するのを防止又は低減するために使用する
例示的な構造として、バッフル及びポケットが挙げられる。詳細には、バッフルは、例え
ば上部バッフルと下部バッフルとの間に（空隙などの）狭い隙間を定める。バッフル構造
は、（経路の直進性を制限又は最小化することにより）絶縁体１２４へのプラズマの経路
を増大又は最大化する。或いは、絶縁体１２４をポケット内に埋め込むこともできる。こ
れらの、或いは類似の構造を使用することにより、絶縁体１２４を電気的に橋絡する可能
性があるはずの堆積物の蓄積が低減される。
図１９は、ウェハパレット２４２内の基板ウェハ１０６の取り付け構成の１つの実施形
態２４０を示す図である。図示のウェハパレット２４２は、基板ウェハ１０６がウェハパ
レット２４２に接触する１又はそれ以上の側面に斜め縁２４４を含む。いくつかの実施形
態では、斜め縁２４４を実現することが、基板ウェハ１０６とウェハパレット１０６との
間に一貫した電位を維持するために基板ウェハ１０６とウェハパレット２４２との間の物
理的接触を保持する役に立つ。
図２０は、ウェハパレット２５２内の基板ウェハ１０６の取り付け構成の別の実施形態
２５０を示す図である。図示のウェハパレット２５２は、非対称の、又は段差のある取り
付け面２５４及び２５６を含む。基板ウェハ１０６を、非対称の取り付け面２５４及び２
５６によって構築される角度を付けた位置に置くことにより、下側面にかかる基板ウェハ
１０６の重量が、基板ウェハ１０６とウェハパレット２５２との間の物理的接触を維持す
る役に立つことができる。上述のように、基板ウェハ１０６とウェハパレット２５２との
間の物理的接触を維持することにより、基板ウェハ１０６がウェハパレット２５２と同じ
電位に保たれ、この結果アーク放電、加熱、又は合金の形成が存在しなくなる。
図２１は、接地システム２６０の１つの実施形態を示す図である。図示の接地システム
２６０を実現して、接地基準１３２を（ローラ又は直性レールなどの）輸送アセンブリに
直接結合することなく輸送キャリア２１０を接地基準１３２に結合することができる。１
つの実施形態では、接地基準１３２が、輸送キャリア２１０の（一体化アノード２１６な
どの）上面に沿ってブラッシングを行う金属ワイアブラシなどの導電性ブラシ２６２に結
合される。例えば、導電性ブラシ２６２が、堆積チャンバ１００に対して固定された位置
にあることにより、輸送キャリア２１０が堆積チャンバ１００を通って移動すると、導電
性ブラシ２６２が輸送キャリア２１０との物理的接触を維持するようにすることができる
。別の実施形態では、アノードバー１５４が、固定ホイール又は滑り案内などの断続的な
電位源に電気的に接触する。
図２２は、接地システム２７０の別の実施形態を示す図である。図２２の接地システム
２７０が、導電性ブラシ２６２ではなく導電性ローラ２７２を使用することを除き、接地
システム２７０は図２１の接地システム２６０と実質的に類似する。１つの実施形態では
、輸送キャリア２１０が堆積チャンバ１００を通って移動すると、導電性ローラ２７２が
輸送キャリア２１０の（一体化アノード２１６などの）上面に沿って回転する。或いは、
他の種類の導電性デバイスを使用して、輸送キャリア２１０を接地基準１３２に結合する
こともできる。
本明細書の（単複の）方法の動作を特定の順序で図示し説明しているが、個々の方法の
動作の順序を変更することにより、或る動作を逆の順序で実行できるように、或いは或る
動作を少なくとも部分的に他の動作と同時に実行できるようにすることができる。別の実
施形態では、異なる動作の命令又は部分的動作が、断続的な及び／又は交互の態様であっ
てもよい。
なお、これまでの説明は、スパッタマグネトロンソースを使用する堆積システム１０に
ついて説明したものであるが、ウェハパレットへの電流を発生させる他の種類の堆積ソー
スには他の実施形態を適用することができ、またウェハパレットに他の実施形態を使用し
て堆積ソースの一部として動作させることもできる。例えば、リモートソース、イオンソ
ース、イオン支援蒸着（ＩＡＤ）、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、並びに他の種類の
ソース及び堆積プロセスにより様々な実施形態を実現することができる。
以上の明細書では、特定の例示的な実施形態を参照しながら本発明について説明した。
しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載した本発明のより広い思想及び範囲から逸脱
することなく、本発明に様々な修正及び変更を行い得ることは明白であろう。従って、本
明細書及び図面については、限定的な意味ではなく例示的な意味で受け止めるべきである
。
１０ 堆積システム
１００ 堆積チャンバ
１０２ カソード
１０６ 基板ウェハ
１０８ ウェハパレット
１１０ 基板入口
１１２ 基板出口
１１４ ガス入口
１１６ ガス出口

Claims (9)

  1. 通過堆積システムであって、
    基板ウェハを保持するための上部を有するウェハパレットと、
    堆積プロセス中において堆積チャンバを通過する輸送キャリアであって、一体化アノードとして機能する露出した上面部と、２つの露出した前記上面部の間に設けられるパレットチャネルであって、前記ウェハパレットが設けられるパレットチャネルとを有する前記輸送キャリアと
    を備え、
    前記ウェハパレットは、前記輸送キャリアに結合され、かつ、前記輸送キャリアから電気的に絶縁されている
    通過堆積システム。
  2. 前記ウェハパレットと前記輸送キャリアとの間に設けられる絶縁体をさらに備える
    請求項１に記載の通過堆積システム。
  3. 前記ウェハパレットを前記輸送キャリアに結合する留め具をさらに備える
    請求項２に記載の通過堆積システム。
  4. 前記ウェハパレットと前記輸送キャリアとの間に位置する前記留め具の表面は、前記絶縁体により被覆されている
    請求項３に記載の通過堆積システム。
  5. 前記留め具は、非導電性の材料で形成されている
    請求項３または４に記載の通過堆積システム。
  6. 前記ウェハパレットは、前記基板ウェハが前記ウェハパレットに直接接触することを可能にするウェハポケット有する
    請求項１から５のいずれか一項に記載の通過堆積システム。
  7. 前記輸送キャリアは、前記輸送キャリアからから前記ウェハパレットに向けて延びるキャリア突出部を有する
    請求項１から６のいずれか一項に通過堆積システム。
  8. 前記ウェハパレットは、前記ウェハパレットから前記輸送キャリアに向けて延びるパレットフランジであって、前記キャリア突出部と重ならないようにずらして設けられた前記パレットフランジを有する
    請求項７に記載の通過堆積システム。
  9. 前記輸送キャリアが載置されるキャリアトレイをさらに備える
    請求項１から８のいずれか一項に記載の通過堆積システム。
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