JPH02172222A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄膜形成技術に関し、特に、たとえば半導体
装置製造のウェハ処理行程に右けるサブミクロンプロセ
スのメタライゼーションに好適なメタルスパッタ装置な
どの薄膜形成技術に適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ たとえば、半導体ウェハの薄膜形成技術としては、株式
会社工業調査会、昭和６０年１１月１５日発行、「電子
材料Ｊ　１９８５年１１月号別冊、Ｐ１２５〜Ｐ１３０
に記載されている。

その概要は、互いに独立したチャンバによって形成され
ている取入室とエッチクリーニング室と複数のスパッタ
室と取出室とを備え、取入室から半導体ウェハがエッチ
クリーニング室に搬送されて半導体ウェハ表面がエッチ
クリーニング室でスパッタクリーニング処理された後に
、半導体ウェハが各スパッタ室に搬送されて所定の物質
からなる薄膜が半導体ウェハ表面に形成されるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、たとえば、下層のバリアメタル層と上層のア
ルミニウム配線層などとを一台の装置内で一貫して形成
できない場合などにおいては、バリアメタル層表面上の
自然酸化膜などをスパッタクリーニングなどによってク
リーニング処理し、これに連続してアルミニウム配線層
などを形成する必要性がある。

この場合に、バリアメタル層として、たとえば、ＴｉＮ
なとの高融点金属からなる内部応力の大きな薄膜を用い
ると、スパッタクリーニング処理時にクリーニング室の
内壁などに付着したバリアメタルが剥離し易く、このた
め、クリーニング室の異物の発生頻度が増大することを
本発明者は見出した。

したがって、このような場合には、特に、クリーニング
室のメンテナンスないしクリーニング頻度が増大される
が、前記した薄膜形成技術においては、クリーニング室
が単数とされているため、そのメンテナンスないしクリ
ーニング作業中に、装置全体の一連の稼働が停止され、
装置の稼働率が著しく低下されることを本発明者は見出
した。

本発明の目的は、稼働率の向上を図ることができる薄膜
形成技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、被処理物の表面をクリーニング処理するクリ
ーニング室と、このクリーニング処理後の被処理物が搬
送されて所定の物質からなる薄膜が形成される薄膜形成
室とを備え、前記クリーニング室におけるクリーニング
処理と、前記薄膜形成室における薄膜形成処理とが一貫
して行われる薄膜形成装置であって、前記クリーニング
室が複数配設され、前記複数のクリーニング室間での前
記被処理物の選択的クリーニングが可能とされているも
のである。

［作用］ 前記した手段によれば、前記クリーニング室が複数配設
され、この複数のクリーニング室間での被処理物の選択
的クリーニングが可能とされていることにより、一つの
クリーニング室のメンテナンスないしクリーニング作業
中に、他のクリーニング室において被処理物のクリーニ
ング処理をすることができるので、クリーニング室のメ
ンテナンスないしクリーニング作業中においても装置の
稼働状態を維持することができ、装置の稼働率の向上を
確実に図ることができる。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例である薄膜形成装置を示す説
明図、第２図は第１図の薄膜形成装置の使用状態を部分
的に拡大して示す説明図である。

本実施例の薄膜形成装置は、半導体装置の製造のウェハ
処理行程に右いて使用されるメタルスパッタリング装置
とされ、取入室ｌと、搬送室２と、複数のスパッタクリ
ーニング室３．４と、複数のスパッタデポ室５，６．７
　　（薄膜形成室）と、取出室８とを備えている。

前記取入室１と搬送室２と複数のスパッタクリーニング
室３，４と複数のスパッタデポ室５，６゜７と取出室８
とは、互いに独立の真空排気手段（図示せず〉を有して
いる独立構造のチャンバから夫々構成されている。

また、前記取入室１と搬送室２と複数のスパッタデポ室
５，６．７と取出室８とは、ウェハ通通用のスリット９
，１０，１１，１２．１３を夫々介して互いに直列に接
続され、この直列方向に対してスパッタクリーニング室
３．４がウェハ通通用のスリット１４．１５を夫々介し
て並列して搬送室２０両側に接続されている。

前記各スリット９，１０，１１，１２，１３゜１４．１
５は、夫々に配設されているゲート９ａ。

１０ａ、Ｉｌａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａによ
って開閉されるようになっている。

また、取入室１と搬送室２と各スパッタデポ室５，６．
７と取出室８とには、処理すべき半導体ウェハ１６　（
被処理物）を前記した各室の順に搬送する搬送手段〈図
示せず）が形成されている。

更に、搬送室２とスパッタクリーニング室３との間には
、半導体ウェハＩ６をその両室間にわたって搬送させる
搬送手段（図示せず）が形成され、同様に、搬送室２と
スパッタクリーニング室４との間には、半導体ウェハ１
６をその両室間にわたって搬送させる搬送手段（図示せ
ず）が夫々形成されている。

そして、半導体ウェハ１６が取入室１に取り入れられた
後に、前記所定の搬送手段（図示せず）により、搬送室
２．スパッタクリーニング室３゜４の何れか一方、搬送
室２、各スパッタデポ室５゜６．７、取出室８の順に自
動的に一貫して搬送され、各室において所定のスパッタ
クリーニング処理や薄膜形成処理を経た後に、半導体ウ
ェハ１６が取出室８から取り出される構造とされている
。

また、前記スパッタクリーニング室３．４は、開閉蓋３
ａ、４ａを夫々有していて、該開閉蓋３ａ、４ａを開い
て該スパッタクリーニング室３゜４のメンテナンスやク
リーニング作業が行われる構造とされている。

次に本実施例の作用について説明する。

先ず、たとえば、内部応力が大きく剥離し易い物質、す
なわち、たとえばＴｉＮなどの高融点金属からなるバリ
アメタル層が表面に形成された半導体ウェハ１６が取入
室１に取り入れられ、その後に取入室１が真空状態とさ
れる。

次いで、半導体ウェハ１６は、前記所定の搬送手段（図
示せず）により、真空状態の搬送室２から、たとえば、
一方のスパッタクリーニング室３に搬送され、その真空
状態のスパッタクリーニング室３において、半導体ウェ
ハ１６のバリアメタル層上の自然酸化膜などの異物がス
パッククリーニングされる。

このスパッタクリーニング後に、半導体ウェハ１６は、
前記所定の搬送手段（図示せず）により、搬送憲２に搬
送される。

次いで、搬送室２に搬送された半導体ウェハ１６は、前
記所定の搬送手段（図示せず）により、真空状態の各ス
パッタデポ室５，６．７に順に搬送され、各スパッタデ
ポ室５，６．７において夫々アルミニウム配線層などの
所定の薄膜が形成された後に、取出室８に搬送されて取
り出される。

本実施例のスパッタリング装置は、このようにして稼働
されて所定の物質からなる複数の薄膜が半導体ウェハ１
６に形成される。

この場合に、前記したようなスパッタクリーニング室３
における半導体ウェハ１６のスパッタクリーニング処理
時に、該スパッタクリーニング室３の内壁などに半導体
ウェハ１６のバリアメタルなどが付着する。そして、特
に、そのバリアメタルなどは、内部応力が大きく剥離し
易いため、スパッタクリーニング室３にバリアメタルな
どの異物が頻繁に発生する。

そこで、スパッタクリーニング室３のメンテナンスない
しクリーニング作業が必要とされるが、そｑ作業に際し
ては、たとえば、次のようにして行う。

すなわち、第２図に示すようにゲー）１４ａを閉じ、そ
の後に開閉蓋３ａを開いてスパッタクリーニング室３の
メンテナンスないしクリーニング作業を行う。

この場合に、開閉蓋３ａが開かれることによりスパッタ
クリーニング室３は、外部の大気圧中に開放されるが、
ゲー）１４ａが閉じられているので、搬送室２およ、び
他方のスパッタクリーニング室４側の真空状態は維持さ
れる。

したがって、この一方のスパッタクリーニング室３のメ
ンテナンスないしクリーニング作業中においては、他方
のスパッタクリーニング室４を用いて半導体ウェハ１６
のスパッタクリーニング処理をすることができる。

また、これとは逆に、一方のスパッタクリーニング室４
のメンテナンスないしクリーニング作業中においては、
前記したと同様な操作により、他方のスパッタクリーニ
ング室３を用いて半導体ウェハ１６のスパッタクリーニ
ング処理をすることができる。

このように、本実施例によれば、スパッタクリーニング
室３．４の一方のメンテナンスないしクリーニング作業
中においては、他方の半導スパッタクリーニング室３，
４を用いて半導体ウェハ１６のスパッタクリーニング処
理をすることにより、装置全体の一連の稼働状態を維持
することができるので、装置の稼ｍ率の向上を図ること
ができる。

また、スパッタクリーニング室３．４のメンテナンスな
いしクリーニング頻度の増加を図っても装置の稼働状態
を維持することができるので、スパッタクリーニング室
３．４のメンテナンスないしクリーニング頻度の増加を
通じて装置内の異物を低減させることができる。

更に、このような異物の低減化を通じて異物の付着に起
因する半導体ウェハ１６の薄膜不良を確実に防止するこ
とができ、半導体ウェハ１６によって製造される半導体
装置の信頼性の向上を図ることができる。

特に、前記した各効果は、本実施例のように内部応力の
大きな薄膜をスパッタクリーニングするスパッタクリー
ニング室３．４を備えているスパッタリング装置に適用
する場合においては、スパッタクリーニング室の異物の
発生が頻繁に生じるだけに有意義である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、本実施例における薄膜形成装置は、スパッタ
リング装置とされているが、本発明における薄膜形成装
置は、スパッタリング装置に限定されるものではなく、
たとえば半導体ウェハ表面上をクリーニングするクリー
ニング室を備えているＣＶＤ装置や真空蒸着装置などに
適用することが可能である。

また、本実施例においては、搬送室２を有し、この搬送
室２の両側にクリーニング室３．４が接続されて配設さ
れている構造とされているが、本発明においては、たと
えば前記した搬送室２を省略し、取入室ｌの両側にクリ
ーニング室３，４が接続されて配設されている構造とす
ることができる。

このような構造とした場合には、取入室ｌとスパッタク
リーニング室３．４と間には、本実施例における搬送室
２とスパッタクリーニング３．４と間に形成されている
搬送手段（図示せず）と同様な搬送手段を形成すること
が可能である。

また、以上の説明では、主として本発明者によってなさ
れた発明をその利用分野である半導体ウェハの薄膜形成
技術に適用した場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、その他の薄膜形成技術に広
く適用することができる。

［発明の効果コ 本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりであ
る。

すなわち、被処理物の表面をクリーニング処理するクリ
ーニング室と、このクリーニング処理後の被処理物が搬
送されて所定の物質からなる薄膜が形成される薄膜形成
室とを備え、前記りＩＪ−二ング室にふけるクリーニン
グ処理と、前記薄膜形成室における薄膜形成処理とが一
貫して行われる薄膜形成装置であって、前記クリーニン
グ室が複数配設され、前記複数のクリーニング室間での
前記被処理物の選択的クリーニングが可能とされている
ことにより、一つのクリーニング室のメンテナンスない
しクリーニング作業中に、他のクリーニング室において
被処理物のクリーニング処理をすることができるので、
クリーニング室のメンテナンスないしクリーニング作業
中においても装置の稼働状態を維持することができ、装
置の稼働率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である薄膜形成装置を示す説
明図、 第２図は第１図の薄膜形成装置の使用状態を部分的に拡
大して示すｍＵ図である。 １・・・取入室、２・・・搬送室、３，４・・・スパッ
タクリーニング室、３ａ、４ａ・・・開閉蓋、５，６．
７・・・スパッタデポ室（薄膜形成室）、８・・・取出
室、９，１０，１１，１２゜１３、　１４．　１５　　
・　・　・スリット、９ａ、１０ａ１１ａ、１２ａ、１
３ａ、１４ａ、１５ａ＝ゲート、１６・・・半導体ウエ
ノＸ（被処理物）。 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物の表面をクリーニング処理するクリーニン
   グ室と、このクリーニング処理後の被処理物が搬送され
   て所定の物質からなる薄膜が形成される薄膜形成室とを
   備え、前記クリーニング室におけるクリーニング処理と
   、前記薄膜形成室における薄膜形成処理とが一貫して行
   われる薄膜形成装置であって、前記クリーニング室が複
   数配設され、前記複数のクリーニング室間での前記被処
   理物の選択的クリーニングが可能とされていることを特
   徴とする薄膜形成装置。 ２、前記クリーニング室がスパッタクリーニング室であ
   ることを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。 ３、前記クリーニング室が前記被処理物の内部応力の大
   きい膜表面をクリーニングすることを特徴とする請求項
   １、または２記載の薄膜形成装置。