JPH0711442A - 半導体装置製造用スパッタ装置 - Google Patents

半導体装置製造用スパッタ装置

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JPH0711442A
JPH0711442A JP15593093A JP15593093A JPH0711442A JP H0711442 A JPH0711442 A JP H0711442A JP 15593093 A JP15593093 A JP 15593093A JP 15593093 A JP15593093 A JP 15593093A JP H0711442 A JPH0711442 A JP H0711442A
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JP
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chamber
film forming
wafer
forming chamber
transfer
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JP15593093A
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English (en)
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Hidekatsu Kuroda
英克 黒田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スパッタ蒸着用成膜室を大気開放することなく
(真空状態のまま)コリメーターフィルターの交換を
し、不純ガスの発生をおさえ、装置占有面積の少ない半
導体装置製造用スパッタ装置を得る。 【構成】半導体ウエハーを搬送する搬送装置4を有し、
平面を多角形で構成した搬送室6と、この搬送室6の複
数の辺に結合されたスパッタ蒸着用成膜室3および少な
くとも1つの辺に結合され、中にウエハーカセット18
を設置するカセットロードロック室8とからなる半導体
装置製造用スパッタ装置のスパッタ蒸着用成膜室3の1
か所をコリメーターフィルターストック室9とし、そこ
に多種類のコリメーターフィルター5をストックし、さ
らにスパッタ装置の平面を多角形で構成する搬送室6の
余裕空間にウェハーホルダーを保護するための遮蔽板1
7とこれを作動するための遮蔽板昇降機構を設置する場
所を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置を製造する
ための半導体製造装置に係わり、特に半導体装置製造用
スパッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路を主体とした半導体装置の電極
形成、配線形成、絶縁膜形成、多層配線などに、ターゲ
ット材料を変えることで膜厚の均一性の良い薄膜が比較
的容易に得られることから、スパッタリング法を採用す
ることが多い。この場合主として用いられるターゲット
材料として白金、チタン、金、アルミニウム、タングス
テン、シリコンなどがある。またエッチング工程に、大
量のバッチ処理ができサイドエッチを少なくシャープな
エッジを得ることができるスパッタエッチング法による
気相エッチングにも採用されている。このような多目的
利用に合った半導体製造用スパッタ装置(以下スパッタ
装置と称す)は図8に示すように、平面を多角形で構成
する搬送室6の各辺に対向する位置に複数のスパッタ蒸
着用成膜室3と1ないし2か所にウェハーカセット18
を設置するカセットロードロック室8を設ける構成とす
るものが一般的である。
【0003】このスパッタ装置を利用して、微細なコン
タクト底面に効率よく成膜する場合がある。図2を参考
にして説明するとターゲット14と半導体ウェハー15
の間に半導体ウェハー15に対して垂直な運動方向を持
つスパッタ粒子のみを通過させるためのコリメーターフ
ィルター5を設置したコリメーションスパッタ方式を採
用している。また効率よく成膜するために半導体装置の
コンタクトホールに適合するアスペクト比に応じたコリ
メーターフィルター5を数種用意しアスペクト比が変わ
る都度交換している。またコリメーターフィルター5の
交換サイクルも短くコリメーターフィルター5の交換を
する都度成膜室3を大気開放し、交換後成膜室3の真空
引きおよびベーキングをしている。
【0004】さらにこのスパッタ装置を利用して、ター
ゲット材料の表面を空スパッタリングにより清浄する場
合(以下ターゲットクリーニング)もあり、図9に基づ
いて説明すると、ウェハーホルダー35部の成膜を防止
しかつウェハーホルダー35を保護するための遮蔽板3
1を成膜室3内部に設置し、遮蔽板回転導入機32によ
りターゲット37とウェハーホルダー35間にこの遮蔽
板31を移動しウェハーホルダー35に成膜するのを防
止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の方法によれば、
前記コリメーションスパッタ方式の場合は、コリメータ
ーフィルターの交換時にスパッタ蒸着用成膜室を大気開
放しているため、成膜室内にある防着板や成膜室内壁に
大気中の水分やガスが吸着する。このためコリメーター
フィルター交換の都度長時間にわたるベーキングや真空
引きが必要となり半導体製造装置の稼働率を低下させる
という問題が発生している。また成膜効率を向上させる
ため成膜する半導体装置のコンタクトホールに適合する
アスペクト比に応じたコリメーターフィルターを必要と
するが、異なったコンタクトホールをもつ半導体装置を
同一スパッタ装置で成膜する場合、スパッタ装置の稼働
率低下防止を主眼とし成膜効率を犠牲にするなどの弊害
も発生している。
【0006】さらに前記ターゲットクリーニングの場合
は、ウェハーホルダー保護用遮蔽板を成膜室内に設置す
るため成膜室の容量が増加し、これに伴い装置占有面積
および成膜室内壁面積が増加しクリンルーム投資コスト
の増大、成膜室内壁からの不純ガス放出が増加し成膜さ
れる薄膜の品質・信頼性が低下するという問題も発生し
ている。近年このターゲットクリーニングを持たない構
造で不純ガス放出および装置占有面積を減少させる方法
もとられているが、拡散バリア膜の成膜に使用される反
応性スパッタリングの場合ターゲット材料とガスが反応
をおこし、ターゲット表面に反応生成物が付着しゴミの
発生原因となるためターゲットクリーニングが必須とな
ってきている。
【0007】この発明は前記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は成膜室を大気開放することなく
(真空状態のまま)コリメーターフィルターの交換を
し、不純ガスの発生をおさえ、装置占有面積の少ない半
導体装置製造用スパッタ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明によれば前述の
目的は、半導体ウエハーを搬送する搬送装置を有し、平
面を多角形で構成した搬送室と、この搬送室の複数の辺
に結合されたスパッタ蒸着用成膜室および少なくとも1
つの辺に結合され、中にウエハーカセットを設置するカ
セットロードロック室とからなり、これらの室はいずれ
も真空槽で構成され、互いに開閉可能な仕切りバルブを
介して気密に接合されたものにおいて、スパッタ蒸着用
成膜室内での作業に必要な部品を成膜室とは別の真空槽
内に設置し、この部品の成膜室への出し入れを搬送室に
設置された搬送装置により行うことにより達成される。
またかかる構成においてスパッタ蒸着用成膜室内での作
業に必要な部品はコリメータフィルタであり、成膜室と
別の真空槽は搬送室の辺に開閉可能な仕切りバルブを介
して気密に接合されたコリメータフィルタストック室で
あり、さらにはスパッタ蒸着用成膜室内での作業に必要
な部品はウエハーホルダー保護用の遮蔽板であり、成膜
室と別の真空槽は搬送室であることとする。
【0009】
【作用】この発明の構成によれば、コリメーターフィル
ターストック室に多種類のコリメーターフィルターをス
トックしているため、コリメーターフィルター交換時に
大気開放の必要がなく装置の稼働率が向上し、半導体装
置のコンタクトホールに適合するアスペクト比に応じた
コリメーターフィルターが選定できる。また搬送室の余
裕空間を利用することにより装置占有面積の少ない半導
体装置製造用スパッタ装置が得られる。
【0010】商品の機能を高めること(過剰機能でない
限り)は社会の基本理念であり、工場レイアウトにおい
て省スペースは基本原則である。この発明は、この基本
理念および基本原則に則したものである。
【0011】
【実施例】この実施例を図に基づいて説明する。図1は
この発明によるスパッタ装置の構成を平面図で示してい
る。図2および図3はこの発明によるスパッタ装置の構
成を断面図で示している。 実施例1 この発明によるコリメーションスパッタ装置の実施例で
あり、図1に示すように成膜室3の1か所をコリメータ
ーフィルターストック室9に置きかえてある(以下図
1、2、4、5、6、7を参考にして説明する)。図4
に成膜室3における半導体ウェハー搬送手順を示す。搬
送室6に設置されたフロッグレッグアーム4に取り付け
られたウェハーピックアップ16がカセットロードロッ
ク室8に移動しウェハーカセット18にセットされた半
導体ウェハー15をウェハーピックアップ16に乗せ成
膜室3に移動する。各室にフロッグレッグアーム4が移
動するときは仕切りバルブ7が開閉する。ウェハーピッ
クアップ16上の半導体ウェハー15は上部のコリメー
ターフィルター5とフィルターホルダー10の下に入
り、その後突き上げピン付きウェハー昇降機構13が上
昇し半導体ウェハー15をいったん持ち上げ、ウェハー
ピックアップ16が後退したのちに突き上げピン付きウ
ェハー昇降機構13が降下しウェハーホルダー1の上に
乗せる。これと逆の手順で半導体ウェハー15をウェハ
ーピックアップ16の上に乗せ搬送室6へ移動すること
ができる。この時コリメーターフィルター5はフィルタ
ーホルダー10上に位置し、フィルターホルダー昇降装
置12により持ち上げられウェハーピックアップ16の
移動平面より高い位置にありこの半導体ウェハー15移
動時の干渉がない。
【0012】図5にフィルター交換時の各部位の動きを
示す。ウェハーピックアップ16をコリメーターフィル
ター5直下に移動し、フィルターホルダー昇降装置12
を降下しウェハーピックアップ16上にコリメーターフ
ィルター5を乗せ移動することができる。この時フィル
ターホルダー10はウェハーホルダー1およびウェハー
ピックアップ16と干渉しないよう図1に示すような半
円のドーナツ状になっている。
【0013】図6にコリメーターフィルターストック室
9の断面図を示し、図7にコリメーターフィルタースト
ック室9の一部を示しフィルター交換時の各部位の動き
を示す。真空槽に設置された2本のフォーク状の棚を複
数個持った昇降機能付のフィルターストック装置11上
のコリメーターフィルター5直下にフロッグレッグアー
ム4の先端に設置されたウェハーピックアップ16が入
り、フィルターストック装置11を降下することにより
ウェハーピックアップ16上にコリメーターフィルター
5を移動する。これと逆の手順で使用済みのコリメータ
ーフィルター5をフィルターストック装置11上に移動
することができる。
【0014】実施例2 この発明によるターゲットクリーニングの実施例であ
り、図1、図3を参考にして説明する。搬送室6に遮蔽
板17を設置するスペースを設けてある。搬送室6に設
置される遮蔽板17を使用しないときはフロッグレッグ
アーム4の回転平面より下に遮蔽板17が位置し、遮蔽
板17を使用するときは遮蔽板昇降機構19によりフロ
ッグレッグアーム4の搬送位置に移動し、ウェハーピッ
クアップ16上に遮蔽板17を乗せ仕切りバルブ7を通
りウェハーホルダー1の上に移動する。その後遮蔽板1
7をウェハー昇降機構20によりウェハーピックアップ
16上からウェハーホルダー1の上に移し替え、ウェハ
ーホルダー1を遮蔽する。また遮蔽板17を使用しない
ときは、逆の手順により成膜室3から搬送室6の遮蔽板
昇降機構19の上に戻すことができる。
【0015】この構成において遮蔽板17が常設される
搬送室6は従来利用されない空間であり、これにより搬
送室6の占有面積を増加する必要がなく図9に示す成膜
室3の占有面積を30%以上縮小することができる。ま
たカセットロードロック室8に遮蔽板昇降機構19を追
加することにより、遮蔽板17をフロッグレッグアーム
4により搬送室6からカセットロードロック室8に移動
し使用済みの遮蔽板17を取り出し、逆の手順で新しい
遮蔽板17を挿入することもできる。
【0016】
【発明の効果】この発明によればフィルターストック室
を設けかつ搬送室の未利用空間を有効利用することとし
たため、真空を破ることなく作業ができ、コリメーショ
ンフィルターの交換段取り時間が短縮し、コンタクトホ
ールのアスペクト比に合った適正なコリメーションフィ
ルターの選択ができ、最小の占有面積でターゲットクリ
ーニングができる半導体装置製造用スパッタ装置が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるスパッタ装置の平面図
【図2】この発明の実施例1を示すスパッタ装置の側面
【図3】この発明の実施例2を示すスパッタ装置の側面
【図4】この発明の実施例1によるスパッタ装置の成膜
室における半導体ウェハー搬送手順を示す図で、
(a)、(b)、(c)、(d)は各工程における成膜
室の側面図
【図5】この発明の実施例1によるスパッタ装置の成膜
室におけるコリメーターフィルター搬送手順を示す図
で、(a)、(b)、(c)、(d)は各工程における
成膜室の側面図
【図6】この発明の実施例1によるスパッタ装置のフィ
ルターストック室を示す図で、(a)は平面図、(b)
は側面図
【図7】図6に示すフィルターストック室におけるコリ
メーターフィルター搬送手順を示す図で、(a)、
(b)は各工程におけるフィルターストックの側面図
【図8】従来例におけるスパッタ装置の平面図
【図9】従来例におけるスパッタ装置成膜室を示す図
で、(a)は平面図、(b)は側面図
【符号の説明】
1 ウェハーホルダー 2 メインバルブ 3 成膜室 4 フロッグレッグアーム(搬送装置) 5 コリメーターフィルター 6 搬送室 7 仕切りバルブ 8 カセットロードロック室 9 コリメーターフィルターストック室 10 フィルターホルダー 11 フィルターストック装置 12 フィルターホルダー昇降装置 13 突き上げピン付きウェハー昇降機構 14 ターゲット 15 半導体ウェハー 16 ウェハーピックアップ 17 遮蔽板 18 ウェハーカセット 19 遮蔽板昇降機構 20 ウェハー昇降機構 31 遮蔽板 32 遮蔽板回転導入機 33 メインバルブ 34 仕切りバルブ 35 ウェハーホルダー 36 ウェハー昇降機構 37 ターゲット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウエハーを搬送する搬送装置を有
    し、平面を多角形で構成した搬送室と、この搬送室の複
    数の辺に結合されたスパッタ蒸着用成膜室および少なく
    とも1つの辺に結合され、中にウエハーカセットを設置
    するカセットロードロック室とからなり、これらの室は
    いずれも真空槽で構成され、互いに開閉可能な仕切りバ
    ルブを介して気密に接合されたものにおいて、 スパッタ蒸着用成膜室内での作業に必要な部品を成膜室
    とは別の真空槽内に設置し、この部品の成膜室への出し
    入れを搬送室に設置された搬送装置により行うことを特
    徴とする半導体装置製造用スパッタ装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、スパッタ蒸
    着用成膜室内での作業に必要な部品はコリメータフィル
    タであり、成膜室と別の真空槽は搬送室の辺に開閉可能
    な仕切りバルブを介して気密に接合されたコリメータフ
    ィルタストック室であることを特徴とする半導体装置製
    造用スパッタ装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のものにおいて、スパッタ蒸
    着用成膜室内での作業に必要な部品はウエハーホルダー
    保護用の遮蔽板であり、成膜室と別の真空槽は搬送室で
    あることを特徴とする半導体装置製造用スパッタ装置。
JP15593093A 1993-06-28 1993-06-28 半導体装置製造用スパッタ装置 Pending JPH0711442A (ja)

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