JPH07335552A - 処理装置 - Google Patents
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- JPH07335552A JPH07335552A JP6151510A JP15151094A JPH07335552A JP H07335552 A JPH07335552 A JP H07335552A JP 6151510 A JP6151510 A JP 6151510A JP 15151094 A JP15151094 A JP 15151094A JP H07335552 A JPH07335552 A JP H07335552A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
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- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コリメータ交換を容易かつ迅速に行える処理
装置を提供する。 【構成】 このスパッタ装置は、１または２以上の予備
コリメータを収納する予備コリメータ収納室（２１）を
処理室（２）と一体的にあるいはゲートバルブを介して
隣接して設けており、処理室内を大気開放することな
く、コリメータ交換手段（２４、８０）により処理室
（２）内のコリメータと予備コリメータ収納室（２１）
内のコリメータとを容易かつ迅速に交換することができ
る。
装置を提供する。 【構成】 このスパッタ装置は、１または２以上の予備
コリメータを収納する予備コリメータ収納室（２１）を
処理室（２）と一体的にあるいはゲートバルブを介して
隣接して設けており、処理室内を大気開放することな
く、コリメータ交換手段（２４、８０）により処理室
（２）内のコリメータと予備コリメータ収納室（２１）
内のコリメータとを容易かつ迅速に交換することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は処理装置に係り、特に被
処理体にスパッタリング粒子を被着させるスパッタ装置
に関する。
処理体にスパッタリング粒子を被着させるスパッタ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体製造工程においては、
半導体ウェハなどの被処理体に対して電極を形成したり
配線を行うために、所定の減圧雰囲気に置かれた処理室
内に被処理体と所望の成膜材料から成るターゲットとを
対向配置し、ターゲットからスパッタされたスパッタリ
ング粒子を被処理体に被着させるスパッタ装置が使用さ
れている。
半導体ウェハなどの被処理体に対して電極を形成したり
配線を行うために、所定の減圧雰囲気に置かれた処理室
内に被処理体と所望の成膜材料から成るターゲットとを
対向配置し、ターゲットからスパッタされたスパッタリ
ング粒子を被処理体に被着させるスパッタ装置が使用さ
れている。
【０００３】ところで、半導体デバイスの高集積化に伴
い、半導体製造工程においても、より微細な加工を正確
に行う技術の確立が求められており、たとえばスパッタ
装置を用いた内部配線形成プロセスにおいても、径が小
さくかつ深さの深い、すなわちアスペクト比の大きなコ
ンタクトホールをスパッタリング粒子により埋め込む必
要が生じている。しかしながら、スパッタリング・プロ
セスは、一般にステップカバレージ特性が低いため、開
口部のアスペクト比が大きくなるに従い、開口部の底部
における断線不良が発生しやすいため問題となってい
た。
い、半導体製造工程においても、より微細な加工を正確
に行う技術の確立が求められており、たとえばスパッタ
装置を用いた内部配線形成プロセスにおいても、径が小
さくかつ深さの深い、すなわちアスペクト比の大きなコ
ンタクトホールをスパッタリング粒子により埋め込む必
要が生じている。しかしながら、スパッタリング・プロ
セスは、一般にステップカバレージ特性が低いため、開
口部のアスペクト比が大きくなるに従い、開口部の底部
における断線不良が発生しやすいため問題となってい
た。
【０００４】そこで、最近では、図１１または図１２に
示すように、スチールなどの金属板あるいは、セラミッ
クスなどの絶縁板に対して複数の円形またはハニカム状
の貫通孔を穿設して成るコリメータを、ターゲットと被
処理体との間に設置し、ターゲットよりｃｏｓθ曲線を
描きながら放射されるスパッタリング粒子の放射方向を
コリメータにより規制し、被処理体の処理面に対して略
垂直に入射する成分のみを選択することにより、ステッ
プカバレージを改善させるスパッタ装置が用いられてい
る。このようなコリメータを使用することにより、たと
えば６４ＭＤＲＡＭ製造時に必要とされるアスペクト比
≦３．０以上のコンタクトホールでは、コリメータを使
用することにより、ステップカバレージを通常のスパッ
タリングの約３倍程度にまで向上させることができる。
示すように、スチールなどの金属板あるいは、セラミッ
クスなどの絶縁板に対して複数の円形またはハニカム状
の貫通孔を穿設して成るコリメータを、ターゲットと被
処理体との間に設置し、ターゲットよりｃｏｓθ曲線を
描きながら放射されるスパッタリング粒子の放射方向を
コリメータにより規制し、被処理体の処理面に対して略
垂直に入射する成分のみを選択することにより、ステッ
プカバレージを改善させるスパッタ装置が用いられてい
る。このようなコリメータを使用することにより、たと
えば６４ＭＤＲＡＭ製造時に必要とされるアスペクト比
≦３．０以上のコンタクトホールでは、コリメータを使
用することにより、ステップカバレージを通常のスパッ
タリングの約３倍程度にまで向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ステップカ
バレージを向上させるためにスパッタ装置にコリメータ
を設置すると、スパッタリング粒子の大部分がコリメー
タに捕捉ないしは成膜するため、被処理体に対する成膜
速度が極端に低下してしまう。たとえばコリメータを設
置したスパッタ装置と、コリメータを設置しないスパッ
タ装置に対して、同一電力を印加して処理行った場合に
は、コリメータを設置したスパッタ装置の成膜速度はコ
リメータなしのスパッタ装置の成膜速度に比較して、１
／３〜１／２０程度にまで低減してしまうことが知られ
ている。しかも、この成膜速度は、コリメータの使用時
間、すなわちコリメータに対する成膜量に依存してさら
に一層低下する上、コリメータに捕捉された成膜物質自
体が膜剥がれなどによりパーティクル発生の原因ともな
るため、従来のスパッタ装置では、所定の成膜速度を確
保し、パーティクルの発生を防止するために、処理室内
に設置したコリメータを定期的に交換する必要が生じて
いた。
バレージを向上させるためにスパッタ装置にコリメータ
を設置すると、スパッタリング粒子の大部分がコリメー
タに捕捉ないしは成膜するため、被処理体に対する成膜
速度が極端に低下してしまう。たとえばコリメータを設
置したスパッタ装置と、コリメータを設置しないスパッ
タ装置に対して、同一電力を印加して処理行った場合に
は、コリメータを設置したスパッタ装置の成膜速度はコ
リメータなしのスパッタ装置の成膜速度に比較して、１
／３〜１／２０程度にまで低減してしまうことが知られ
ている。しかも、この成膜速度は、コリメータの使用時
間、すなわちコリメータに対する成膜量に依存してさら
に一層低下する上、コリメータに捕捉された成膜物質自
体が膜剥がれなどによりパーティクル発生の原因ともな
るため、従来のスパッタ装置では、所定の成膜速度を確
保し、パーティクルの発生を防止するために、処理室内
に設置したコリメータを定期的に交換する必要が生じて
いた。
【０００６】しかしながら、従来のスパッタ装置におい
ては、コリメータを交換する際に、いちいち処理室内の
真空を破り、大気開放する必要があることから、その作
業は煩雑であり、かつ時間を要するため、処理装置のス
ループットを向上させる上での大きな障壁となってい
た。
ては、コリメータを交換する際に、いちいち処理室内の
真空を破り、大気開放する必要があることから、その作
業は煩雑であり、かつ時間を要するため、処理装置のス
ループットを向上させる上での大きな障壁となってい
た。
【０００７】本発明は、上記のような従来のスパッタ装
置の抱える問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、処理室内の真空を破ることなくコリ
メータを交換する機構を提供することにより、ステップ
カバレージを向上させるためにコリメータを使用した場
合であっても、初期の成膜速度を維持できるとともに、
パーティクルの発生についても初期レベルを維持可能
な、新規かつ改良された処理装置を提供することであ
る。
置の抱える問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、処理室内の真空を破ることなくコリ
メータを交換する機構を提供することにより、ステップ
カバレージを向上させるためにコリメータを使用した場
合であっても、初期の成膜速度を維持できるとともに、
パーティクルの発生についても初期レベルを維持可能
な、新規かつ改良された処理装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に処理装置は、処理室内に被処理体とター
ゲットとを対向配置し、そのターゲットよりスパッタさ
れたスパッタリング粒子の飛翔方向をコリメータにより
規制して被処理体に被着させる処理装置であって、１ま
たは２以上の予備コリメータを収納する予備コリメータ
収納室を処理室に隣接して設け、コリメータ交換手段に
より処理室内のコリメータと予備コリメータ収納室内の
コリメータとを交換可能に構成したことを特徴としてい
る。
に、請求項１に処理装置は、処理室内に被処理体とター
ゲットとを対向配置し、そのターゲットよりスパッタさ
れたスパッタリング粒子の飛翔方向をコリメータにより
規制して被処理体に被着させる処理装置であって、１ま
たは２以上の予備コリメータを収納する予備コリメータ
収納室を処理室に隣接して設け、コリメータ交換手段に
より処理室内のコリメータと予備コリメータ収納室内の
コリメータとを交換可能に構成したことを特徴としてい
る。
【０００９】そして、予備コリメータ収納室と処理室と
は、請求項２に記載のように、ゲートバルブ手段を介し
て連設することも可能であり、また請求項３に記載のよ
うに、一体的に構成することも可能である。
は、請求項２に記載のように、ゲートバルブ手段を介し
て連設することも可能であり、また請求項３に記載のよ
うに、一体的に構成することも可能である。
【００１０】またコリメータ交換手段に関しては、請求
項４に記載のように、２以上のコリメータを保持可能な
コリメータ保持手段を設け、そのコリメータ保持手段が
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間を移動可能であり、いずれかの位置においてコリ
メータ保持手段により保持された１のコリメータがスパ
ッタリング粒子規制位置にあるように構成することも可
能である。そして、その際に、請求項５に記載のよう
に、予備コリメータ収納室に２以上のコリメータを収納
可能なコリメータカセットを設置して、このコリメータ
カセットの位置を調整することにより、コリメータカセ
ットとコリメータ保持手段との間でコリメータの受け渡
しを行う構成とすることが好ましい。
項４に記載のように、２以上のコリメータを保持可能な
コリメータ保持手段を設け、そのコリメータ保持手段が
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間を移動可能であり、いずれかの位置においてコリ
メータ保持手段により保持された１のコリメータがスパ
ッタリング粒子規制位置にあるように構成することも可
能である。そして、その際に、請求項５に記載のよう
に、予備コリメータ収納室に２以上のコリメータを収納
可能なコリメータカセットを設置して、このコリメータ
カセットの位置を調整することにより、コリメータカセ
ットとコリメータ保持手段との間でコリメータの受け渡
しを行う構成とすることが好ましい。
【００１１】あるいは、請求項６に記載のように、１の
コリメータを把持可能なコリメータ把持手段を設け、そ
のコリメータ把持手段が予備コリメータ収納室と処理室
との間を移動してコリメータを交換するように構成する
ことも可能である。その際にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室に２以上のコリメータを収納
可能なコリメータカセットを設置して、このコリメータ
カセットの位置を調整することにより、コリメータカセ
ットとコリメータ把持手段との間でコリメータの受け渡
しを行う構成とすることが好ましい。
コリメータを把持可能なコリメータ把持手段を設け、そ
のコリメータ把持手段が予備コリメータ収納室と処理室
との間を移動してコリメータを交換するように構成する
ことも可能である。その際にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室に２以上のコリメータを収納
可能なコリメータカセットを設置して、このコリメータ
カセットの位置を調整することにより、コリメータカセ
ットとコリメータ把持手段との間でコリメータの受け渡
しを行う構成とすることが好ましい。
【００１２】
【作用】請求項１に記載の処理装置においては、予備コ
リメータ収納室と処理室とが隣接して設けられているの
で、成膜速度が低下した、および／またはパーティクル
が発生しやすい状態になったコリメータを予備コリメー
タと迅速かつ容易に交換することができ、処理装置のス
ループットを向上させることができる。
リメータ収納室と処理室とが隣接して設けられているの
で、成膜速度が低下した、および／またはパーティクル
が発生しやすい状態になったコリメータを予備コリメー
タと迅速かつ容易に交換することができ、処理装置のス
ループットを向上させることができる。
【００１３】請求項２に記載の処理装置においては、予
備コリメータ収納室と処理室とがゲートバルブを介して
連設されているので、コリメータ交換時には、予備コリ
メータ収納室の圧力を処理室の圧力と実質的に等しく調
整し、ゲートバルブを開放することにより、処理室内の
圧力雰囲気を破らずにコリメータの交換を短時間で行う
ことが可能である。
備コリメータ収納室と処理室とがゲートバルブを介して
連設されているので、コリメータ交換時には、予備コリ
メータ収納室の圧力を処理室の圧力と実質的に等しく調
整し、ゲートバルブを開放することにより、処理室内の
圧力雰囲気を破らずにコリメータの交換を短時間で行う
ことが可能である。
【００１４】請求項３に記載の処理装置においては、予
備コリメータ収納室と処理室とを一体に構成しているの
で、処理室内の圧力雰囲気を変更せずに、コリメータの
交換をさらに短時間で行うことが可能である。
備コリメータ収納室と処理室とを一体に構成しているの
で、処理室内の圧力雰囲気を変更せずに、コリメータの
交換をさらに短時間で行うことが可能である。
【００１５】請求項４に記載の処理装置においては、２
以上のコリメータを保持可能なコリメータ保持手段を、
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間で移動させるだけで、使用済みのコリメータと予
備コリメータの交換を行うことができるので、コリメー
タ交換手順をさらに簡便かつ短時間で行うことが可能と
なる。その際に、請求項５に記載のように、予備コリメ
ータ収納室内で、使用済みコリメータと予備コリメータ
との交換を複数回にわたり実施可能に構成することによ
り、さらに長時間にわたり、処理室の処理雰囲気を保持
したまた、連続処理を行うことが可能となる。
以上のコリメータを保持可能なコリメータ保持手段を、
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間で移動させるだけで、使用済みのコリメータと予
備コリメータの交換を行うことができるので、コリメー
タ交換手順をさらに簡便かつ短時間で行うことが可能と
なる。その際に、請求項５に記載のように、予備コリメ
ータ収納室内で、使用済みコリメータと予備コリメータ
との交換を複数回にわたり実施可能に構成することによ
り、さらに長時間にわたり、処理室の処理雰囲気を保持
したまた、連続処理を行うことが可能となる。
【００１６】また請求項６に記載のように、１のコリメ
ータを把持可能なコリメータ把持手段により、予備コリ
メータ収納室と処理室との間でコリメータの交換を行う
構成とすれば、より小さなスペースでコリメータの交換
を実施できる。この場合にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室内で、使用済みコリメータと
予備コリメータとの交換を複数回にわたり実施可能に構
成することにより、さらに長時間にわたり、処理室の処
理雰囲気を保持したまた、連続処理を行うことが可能と
なる。
ータを把持可能なコリメータ把持手段により、予備コリ
メータ収納室と処理室との間でコリメータの交換を行う
構成とすれば、より小さなスペースでコリメータの交換
を実施できる。この場合にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室内で、使用済みコリメータと
予備コリメータとの交換を複数回にわたり実施可能に構
成することにより、さらに長時間にわたり、処理室の処
理雰囲気を保持したまた、連続処理を行うことが可能と
なる。
【００１７】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された処理装置をマグネトロン型スパッタ装
置に適用した一実施例について詳細に説明する。
づいて構成された処理装置をマグネトロン型スパッタ装
置に適用した一実施例について詳細に説明する。
【００１８】図１に示すように、スパッタ装置１は、ス
テンレスやアルミニウムなどから成るバレル状の処理容
器２を備えており、その処理容器２内には、上方から順
次、陰極３、ターゲット４、コリメータ５、陽極６が対
向配置されている。そして陽極６は被処理体Ｗを載置固
定する載置台を兼ねるものであり、その載置面にチャッ
ク７により半導体ウェハなどの被処理体Ｗを固定載置す
ることが可能なように構成されている。
テンレスやアルミニウムなどから成るバレル状の処理容
器２を備えており、その処理容器２内には、上方から順
次、陰極３、ターゲット４、コリメータ５、陽極６が対
向配置されている。そして陽極６は被処理体Ｗを載置固
定する載置台を兼ねるものであり、その載置面にチャッ
ク７により半導体ウェハなどの被処理体Ｗを固定載置す
ることが可能なように構成されている。
【００１９】導電性金属から成る上記陰極３には直流高
圧電源８が接続されており、スパッタ処理時には、たと
えば１０〜２０ＫＷの直流電力を印加することにより、
上記陰極３と上記陽極６との間にグロー放電を生じさ
せ、上記陰極３の下面に接合された上記ターゲット４に
イオン粒子を衝突させ、弾かれたスパッタリング粒子
を、上記ターゲット４に対向する位置に載置された被処
理体Ｗの処理面に被着させることが可能である。また、
上記陰極３の上部には回転自在の永久磁石９が設置され
ており、この永久磁石９により、上記陰極３の近傍に直
交電磁界を形成し、二次イオンをトラップして、イオン
化を促進することが可能である。さらに、上記陰極３に
は冷却ジャケット１０が内装されており、冷媒、たとえ
ば冷却水を循環させることにより、上記陰極３および／
または上記ターゲット４の昇温を抑えることが可能であ
る。
圧電源８が接続されており、スパッタ処理時には、たと
えば１０〜２０ＫＷの直流電力を印加することにより、
上記陰極３と上記陽極６との間にグロー放電を生じさ
せ、上記陰極３の下面に接合された上記ターゲット４に
イオン粒子を衝突させ、弾かれたスパッタリング粒子
を、上記ターゲット４に対向する位置に載置された被処
理体Ｗの処理面に被着させることが可能である。また、
上記陰極３の上部には回転自在の永久磁石９が設置され
ており、この永久磁石９により、上記陰極３の近傍に直
交電磁界を形成し、二次イオンをトラップして、イオン
化を促進することが可能である。さらに、上記陰極３に
は冷却ジャケット１０が内装されており、冷媒、たとえ
ば冷却水を循環させることにより、上記陰極３および／
または上記ターゲット４の昇温を抑えることが可能であ
る。
【００２０】上記被処理体Ｗに対抗して配置される上記
ターゲット４は、被処理体Ｗに形成する薄膜の材料に応
じて、その母材が選択される。上記ターゲット４の材
料、すなわちスパッタリングによって半導体ウェハＷに
形成することができる薄膜材料としては、たとえばアル
ミニウム、シリコン、タングステン、チタン、モリブデ
ン、クロム、コバルト、ニッケル等、あるいはこれらを
素材とする合金がある。またターゲットの形状として
は、断面段付形状、円板状、円錐状、角板状、角錐状
等、さまざまな形状を選択することが可能である。
ターゲット４は、被処理体Ｗに形成する薄膜の材料に応
じて、その母材が選択される。上記ターゲット４の材
料、すなわちスパッタリングによって半導体ウェハＷに
形成することができる薄膜材料としては、たとえばアル
ミニウム、シリコン、タングステン、チタン、モリブデ
ン、クロム、コバルト、ニッケル等、あるいはこれらを
素材とする合金がある。またターゲットの形状として
は、断面段付形状、円板状、円錐状、角板状、角錐状
等、さまざまな形状を選択することが可能である。
【００２１】上記処理容器の下方には、アルミニウムな
どの導電性金属から成り陽極も兼ねる載置台６が設置さ
れている。この載置台６は、略円筒状に構成され、昇降
機構１１により昇降自在であるとともに、ヒータなどの
加熱装置１２が内装されており、被処理体Ｗを所望の温
度、たとえば２００℃にまで昇温させることが可能なよ
うに構成されている。そして、被処理体の裏面には、管
路１３を介して窒素ガスなどを供給することが可能であ
り、上記加熱装置１２からの伝熱特性を向上させてい
る。
どの導電性金属から成り陽極も兼ねる載置台６が設置さ
れている。この載置台６は、略円筒状に構成され、昇降
機構１１により昇降自在であるとともに、ヒータなどの
加熱装置１２が内装されており、被処理体Ｗを所望の温
度、たとえば２００℃にまで昇温させることが可能なよ
うに構成されている。そして、被処理体の裏面には、管
路１３を介して窒素ガスなどを供給することが可能であ
り、上記加熱装置１２からの伝熱特性を向上させてい
る。
【００２２】そして、上記陰極３／上記ターゲット４と
上記陽極（載置台）６の間にはコリメータ５が設置され
る。このコリメータ５は、たとえばステンレス製の略円
板形状をしており、たとえば図１１または図１２に示す
ように、ハニカム状の、あるいは円柱状の多数の貫通孔
１４が、ターゲット側から被処理体側に向かって穿設さ
れており、ターゲットからはじき出されたスパッタリン
グ粒子のうち、略垂直成分のみを被処理体側に選択的に
透過させ、ステップカバレージを向上させることが可能
である。
上記陽極（載置台）６の間にはコリメータ５が設置され
る。このコリメータ５は、たとえばステンレス製の略円
板形状をしており、たとえば図１１または図１２に示す
ように、ハニカム状の、あるいは円柱状の多数の貫通孔
１４が、ターゲット側から被処理体側に向かって穿設さ
れており、ターゲットからはじき出されたスパッタリン
グ粒子のうち、略垂直成分のみを被処理体側に選択的に
透過させ、ステップカバレージを向上させることが可能
である。
【００２３】また、上記処理容器２内には、上記陰極３
から上記陽極（載置台）６に至るスパッタリング粒子が
飛翔する空間を囲むように、たとえばステンレスなどか
ら成るシールド１５が形成され、上記処理容器２の内壁
をスパッタリング粒子から保護している。
から上記陽極（載置台）６に至るスパッタリング粒子が
飛翔する空間を囲むように、たとえばステンレスなどか
ら成るシールド１５が形成され、上記処理容器２の内壁
をスパッタリング粒子から保護している。
【００２４】さらに、上記処理容器２には、ガス源１６
からマスフローコントローラ１７を介して、所望の処理
ガスを供給するための処理ガス導入管１８が接続されて
おり、たとえばアルゴンなどの不活性ガスを所定の流量
だけ上記処理容器２内に導入することが可能である。ま
た上記処理容器２の下方には排気口１９が設けられてお
り、図示しない真空ポンプ、たとえばドライポンプによ
り処理容器内を所望の圧力に真空引きすることが可能な
ように構成されている。
からマスフローコントローラ１７を介して、所望の処理
ガスを供給するための処理ガス導入管１８が接続されて
おり、たとえばアルゴンなどの不活性ガスを所定の流量
だけ上記処理容器２内に導入することが可能である。ま
た上記処理容器２の下方には排気口１９が設けられてお
り、図示しない真空ポンプ、たとえばドライポンプによ
り処理容器内を所望の圧力に真空引きすることが可能な
ように構成されている。
【００２５】そして、上記処理容器２の一方の側面に
は、図２および図３に示すように、ゲートバルブ２０を
介して予備コリメータ収納室２１が隣接して設けられて
いる。この予備コリメータ収納室２１には、複数のコリ
メータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…を収納したコリメータカセ
ットが２２が設置されている。このコリメータカセット
２２は、図３に示すように、昇降機構２３により昇降自
在に構成されており、上記コリメータカセット２２を所
定の位置に調整することにより、上記処理容器２内のゲ
ートバルブ２０近傍に設置されたコリメータ交換器２４
により、使用により成膜速度が低下し、および／または
パーティクルが発生しやすくなったコリメータと、コリ
メータカセット２２に収容された未使用のコリメータと
を容易に交換することが可能である。
は、図２および図３に示すように、ゲートバルブ２０を
介して予備コリメータ収納室２１が隣接して設けられて
いる。この予備コリメータ収納室２１には、複数のコリ
メータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…を収納したコリメータカセ
ットが２２が設置されている。このコリメータカセット
２２は、図３に示すように、昇降機構２３により昇降自
在に構成されており、上記コリメータカセット２２を所
定の位置に調整することにより、上記処理容器２内のゲ
ートバルブ２０近傍に設置されたコリメータ交換器２４
により、使用により成膜速度が低下し、および／または
パーティクルが発生しやすくなったコリメータと、コリ
メータカセット２２に収容された未使用のコリメータと
を容易に交換することが可能である。
【００２６】上記コリメータ交換器２３は、図２に示す
ように、回転駆動部２５と、伸縮アーム２６と、コリメ
ータ把持部２７とから構成されており、ゲートバルブ２
０を介して、上記処理容器２と上記予備コリメータ収納
室２１との間において自在に運動可能である。そして、
上記予備コリメータ収納室２１の圧力を上記処理容器２
の圧力と実質的に等しく調整することにより、上記処理
容器２内の圧力雰囲気を保持しながら、上記コリメータ
交換器２３により、たとえば上記処理容器２内の使用済
みコリメータを取り出し、上記予備コリメータ収納室２
１に設置された上記コリメータカセット２２の空き部分
に回収し、上記コリメータカセット２２から未使用のコ
リメータを取り出し、上記処理容器２の所定位置に設置
することにより、一連のコリメータ交換作業を行うこと
ができる。その際に、上記コリメータカセット２２自体
を昇降させて、空きカセット部分または未使用コリメー
タが収納されているカセット部分を上記コリメータ交換
器２３とのコリメータ受け渡し位置に位置決め可能なの
で、交換作業を容易にかつ迅速に行うことができる。
ように、回転駆動部２５と、伸縮アーム２６と、コリメ
ータ把持部２７とから構成されており、ゲートバルブ２
０を介して、上記処理容器２と上記予備コリメータ収納
室２１との間において自在に運動可能である。そして、
上記予備コリメータ収納室２１の圧力を上記処理容器２
の圧力と実質的に等しく調整することにより、上記処理
容器２内の圧力雰囲気を保持しながら、上記コリメータ
交換器２３により、たとえば上記処理容器２内の使用済
みコリメータを取り出し、上記予備コリメータ収納室２
１に設置された上記コリメータカセット２２の空き部分
に回収し、上記コリメータカセット２２から未使用のコ
リメータを取り出し、上記処理容器２の所定位置に設置
することにより、一連のコリメータ交換作業を行うこと
ができる。その際に、上記コリメータカセット２２自体
を昇降させて、空きカセット部分または未使用コリメー
タが収納されているカセット部分を上記コリメータ交換
器２３とのコリメータ受け渡し位置に位置決め可能なの
で、交換作業を容易にかつ迅速に行うことができる。
【００２７】さらに、上記処理容器２の他方の側面に
は、図４に示すように、ゲートバルブ２８を介して移載
室２９が設置されている。そして、この移載室２９には
搬送アーム２１を備えた搬送機構３１が設置されてお
り、上記移載室２９の周囲には、被処理体に対して、ス
パッタリングやエッチングなどの各種処理を行うための
複数の処理容器３１、３２が、それぞれゲートバルブ３
３、３４を介して接続されており、マルチチャンバ方式
の半導体製造装置を構成している。また移載室２９の一
方の側面には予備真空室３５ａ、３５ｂを介して、搬送
アーム３６が設けられたローダ／アンローダ室３７が接
続されている。このローダ／アンローダ室３７には、ロ
ーダ口３８およびアンローダ口３９が設置されており、
所定枚数、たとえば２５枚の被処理体が収容されたウェ
ハカセット４０を搬入搬出することが可能である。
は、図４に示すように、ゲートバルブ２８を介して移載
室２９が設置されている。そして、この移載室２９には
搬送アーム２１を備えた搬送機構３１が設置されてお
り、上記移載室２９の周囲には、被処理体に対して、ス
パッタリングやエッチングなどの各種処理を行うための
複数の処理容器３１、３２が、それぞれゲートバルブ３
３、３４を介して接続されており、マルチチャンバ方式
の半導体製造装置を構成している。また移載室２９の一
方の側面には予備真空室３５ａ、３５ｂを介して、搬送
アーム３６が設けられたローダ／アンローダ室３７が接
続されている。このローダ／アンローダ室３７には、ロ
ーダ口３８およびアンローダ口３９が設置されており、
所定枚数、たとえば２５枚の被処理体が収容されたウェ
ハカセット４０を搬入搬出することが可能である。
【００２８】以上のように本発明の一実施例である直流
マグネトロン型スパッタ装置は構成されている。次に、
本実施例の直流マグネトロン型スパッタ装置が実装され
たマルチチャンバ型半導体製造装置を用いて、図１３に
示すような半導体ウェハＷのシリコン６０上に形成され
た酸化シリコン層間絶縁層６１に形成されたスルーホー
ル６２に対してチタン膜６３／窒化チタン膜６４を成膜
する動作について簡単に説明する。
マグネトロン型スパッタ装置は構成されている。次に、
本実施例の直流マグネトロン型スパッタ装置が実装され
たマルチチャンバ型半導体製造装置を用いて、図１３に
示すような半導体ウェハＷのシリコン６０上に形成され
た酸化シリコン層間絶縁層６１に形成されたスルーホー
ル６２に対してチタン膜６３／窒化チタン膜６４を成膜
する動作について簡単に説明する。
【００２９】まず、上記ローダ／アンローダ室３７に設
置された上記カセット４０から上記搬送アーム３６によ
り、予め酸化シリコン膜が形成された所定の半導体ウェ
ハＷを取り出し、位置決め装置４１でウェハに形成され
たオリフラに基づいて位置決めを行った後、上記予備真
空室３５ａに搬入する。ついで、上記移載室２９の搬送
アーム３０がウェハＷを受け取り、たとえばエッチング
用の処理容器３１にウェハＷを搬入し、酸化シリコンか
ら成る層間絶縁層に所定のスルーホールをエッチングす
る。
置された上記カセット４０から上記搬送アーム３６によ
り、予め酸化シリコン膜が形成された所定の半導体ウェ
ハＷを取り出し、位置決め装置４１でウェハに形成され
たオリフラに基づいて位置決めを行った後、上記予備真
空室３５ａに搬入する。ついで、上記移載室２９の搬送
アーム３０がウェハＷを受け取り、たとえばエッチング
用の処理容器３１にウェハＷを搬入し、酸化シリコンか
ら成る層間絶縁層に所定のスルーホールをエッチングす
る。
【００３０】エッチング処理が終了した後、上記搬送ア
ーム２１がウェハＷを搬出し、本発明に基づいて構成さ
れたスパッタ用処理容器２にウェハＷを搬入し、上記載
置台６上に載置し、上記チャック７により固定する。つ
いで、上記処理容器２内を、たとえば１０-2〜１０-3Ｔ
ｏｒｒに真空引きしながら、ガス導入管１７よりアルゴ
ンガスを導入するとともに、ヒータ１２により被処理体
を所望の温度、たとえば２００℃にまで加熱した後、上
記陰極３にたとえば、１０〜２０ＫＷの直流高圧電力を
印加することにより、上記陰極３と上記陽極６との間に
グロー放電を生じさせることが可能である。このグロー
放電により、上記陰極３の下面に接合されたチタンから
成るターゲット４にイオン粒子を衝突させ、弾かれたチ
タン粒子を、上記ターゲット４に対抗する位置に載置さ
れたウェハＷの処理面に被着させることが可能である。
また、上記陰極３の上部に設置された永久磁石９により
上記陰極３の近傍に形成された直交電磁界の作用で、二
次イオンをトラップして、イオン化が促進される。さら
に、上記陰極３に内装された冷却ジャケット１０に、冷
媒、たとえば冷却水を循環させることにより、上記陰極
３および／または上記ターゲット４の昇温が抑制され
る。
ーム２１がウェハＷを搬出し、本発明に基づいて構成さ
れたスパッタ用処理容器２にウェハＷを搬入し、上記載
置台６上に載置し、上記チャック７により固定する。つ
いで、上記処理容器２内を、たとえば１０-2〜１０-3Ｔ
ｏｒｒに真空引きしながら、ガス導入管１７よりアルゴ
ンガスを導入するとともに、ヒータ１２により被処理体
を所望の温度、たとえば２００℃にまで加熱した後、上
記陰極３にたとえば、１０〜２０ＫＷの直流高圧電力を
印加することにより、上記陰極３と上記陽極６との間に
グロー放電を生じさせることが可能である。このグロー
放電により、上記陰極３の下面に接合されたチタンから
成るターゲット４にイオン粒子を衝突させ、弾かれたチ
タン粒子を、上記ターゲット４に対抗する位置に載置さ
れたウェハＷの処理面に被着させることが可能である。
また、上記陰極３の上部に設置された永久磁石９により
上記陰極３の近傍に形成された直交電磁界の作用で、二
次イオンをトラップして、イオン化が促進される。さら
に、上記陰極３に内装された冷却ジャケット１０に、冷
媒、たとえば冷却水を循環させることにより、上記陰極
３および／または上記ターゲット４の昇温が抑制され
る。
【００３１】このようにして、ターゲットから弾かれた
チタン粒子は、コリメータ５を通過する際に、貫通孔１
４により略垂直方向成分のみが選択され、ステップカバ
レージよく、層間絶縁層６１に形成されたスルーホール
６２を所定の厚みだけ埋め、オーミックコンタクト層６
３が形成される。ついで、このチタン層６３の上に窒化
チタン層６４をバリア層として形成するのであるが、そ
の場合には、さらに、ガス導入管１７より窒素ガスを導
入し、ウェハＷの近傍においてチタンを窒化し、窒化チ
タン層６４をチタン層６３の上に被着する。このように
して一連のスパッタリング処理が終了した後、ウェハＷ
を再び、上記搬送アーム３０により搬出した後、ＣＶＤ
用処理容器３２内に搬入し、窒化チタン層６４の上にＣ
ＶＤ法によりタングステン層６５を形成することによ
り、スルーホール６２内にタングステンから成る配線材
料が埋め込まれた接続孔が完成する。
チタン粒子は、コリメータ５を通過する際に、貫通孔１
４により略垂直方向成分のみが選択され、ステップカバ
レージよく、層間絶縁層６１に形成されたスルーホール
６２を所定の厚みだけ埋め、オーミックコンタクト層６
３が形成される。ついで、このチタン層６３の上に窒化
チタン層６４をバリア層として形成するのであるが、そ
の場合には、さらに、ガス導入管１７より窒素ガスを導
入し、ウェハＷの近傍においてチタンを窒化し、窒化チ
タン層６４をチタン層６３の上に被着する。このように
して一連のスパッタリング処理が終了した後、ウェハＷ
を再び、上記搬送アーム３０により搬出した後、ＣＶＤ
用処理容器３２内に搬入し、窒化チタン層６４の上にＣ
ＶＤ法によりタングステン層６５を形成することによ
り、スルーホール６２内にタングステンから成る配線材
料が埋め込まれた接続孔が完成する。
【００３２】そして、一連の処理が終了したウェハＷ
は、再び上記移載室２９の上記搬送アーム３０により搬
出され、上記予備真空室３５ｂに戻され、そこで、上記
ローダ／アンローダ室３７の上記搬送アーム３６に受け
渡された後、カセット４０に再び収容され、アンローダ
口３９を介して装置外に搬出される。
は、再び上記移載室２９の上記搬送アーム３０により搬
出され、上記予備真空室３５ｂに戻され、そこで、上記
ローダ／アンローダ室３７の上記搬送アーム３６に受け
渡された後、カセット４０に再び収容され、アンローダ
口３９を介して装置外に搬出される。
【００３３】このようにして、図４に示すような、マル
チチャンバ方式の半導体製造装置を使用することによ
り、たとえばウェハＷに対する配線処理を連続的に実施
することができるわけであるが、多数枚のウェハＷを処
理するうちに、上述のようなスパッタ装置２に使用され
るコリメータ５の貫通孔の内壁面に被着するスパッタリ
ング粒子により貫通孔の透過径が減少し、成膜速度が低
下し、さらには膜剥がれにより大量にパーティクルが発
生するおそれがある。したがって、初期のスループット
および歩留まりを維持するためには、所定のタイミン
グ、たとえば、所定の処理枚数ごとに、あるいは所定の
処理時間ごとに、あるいは処理装置に設置したパーティ
クルカウンタが所定のしきい値に到達するごとに、コリ
メータを交換する必要がある。
チチャンバ方式の半導体製造装置を使用することによ
り、たとえばウェハＷに対する配線処理を連続的に実施
することができるわけであるが、多数枚のウェハＷを処
理するうちに、上述のようなスパッタ装置２に使用され
るコリメータ５の貫通孔の内壁面に被着するスパッタリ
ング粒子により貫通孔の透過径が減少し、成膜速度が低
下し、さらには膜剥がれにより大量にパーティクルが発
生するおそれがある。したがって、初期のスループット
および歩留まりを維持するためには、所定のタイミン
グ、たとえば、所定の処理枚数ごとに、あるいは所定の
処理時間ごとに、あるいは処理装置に設置したパーティ
クルカウンタが所定のしきい値に到達するごとに、コリ
メータを交換する必要がある。
【００３４】この点、従来の処理装置においては、コリ
メータの交換のたびに、処理装置を立ち下げ、処理容器
内の真空を破り大気開放し、コリメータ交換後に再び処
理容器内を真空引きせねばならないため、交換に多くの
手間と時間を要していた。しかしながら、本発明装置に
よれば、コリメータの交換時には、まず上記予備コリメ
ータ収納室２１の圧力を上記処理容器２内と実質的に等
しく調整した後、上記ゲートバルブを２０を開放し、上
記コリメータ交換器２４により、不要となったコリメー
タを取り出し、上記予備コリメータ収納室２１内の上記
コリメータカセット２２を昇降させてその空き部分をコ
リメータ受け渡し位置に位置決めした後、上記コリメー
タ交換器２４によりその空き部分に使用済みコリメータ
を回収し、その後、再び上記コリメータカセット２２を
昇降させて予備コリメータが収納されている部分をコリ
メータ受け渡し位置に位置決めした後、上記コリメータ
交換器２４により予備コリメータを取り出して上記処理
容器２内に搬入し、所定の位置にセッティングした後、
上記ゲートバルブ２０を再び閉止することにより、一連
のコリメータ交換作業を終えることができるので、いち
いち上記処理容器２を大気開放しないでコリメータの交
換を行うことができるうえ、コリメータの交換作業を完
全自動化することが可能なので、装置のスループットを
大幅に向上させることができる。
メータの交換のたびに、処理装置を立ち下げ、処理容器
内の真空を破り大気開放し、コリメータ交換後に再び処
理容器内を真空引きせねばならないため、交換に多くの
手間と時間を要していた。しかしながら、本発明装置に
よれば、コリメータの交換時には、まず上記予備コリメ
ータ収納室２１の圧力を上記処理容器２内と実質的に等
しく調整した後、上記ゲートバルブを２０を開放し、上
記コリメータ交換器２４により、不要となったコリメー
タを取り出し、上記予備コリメータ収納室２１内の上記
コリメータカセット２２を昇降させてその空き部分をコ
リメータ受け渡し位置に位置決めした後、上記コリメー
タ交換器２４によりその空き部分に使用済みコリメータ
を回収し、その後、再び上記コリメータカセット２２を
昇降させて予備コリメータが収納されている部分をコリ
メータ受け渡し位置に位置決めした後、上記コリメータ
交換器２４により予備コリメータを取り出して上記処理
容器２内に搬入し、所定の位置にセッティングした後、
上記ゲートバルブ２０を再び閉止することにより、一連
のコリメータ交換作業を終えることができるので、いち
いち上記処理容器２を大気開放しないでコリメータの交
換を行うことができるうえ、コリメータの交換作業を完
全自動化することが可能なので、装置のスループットを
大幅に向上させることができる。
【００３５】次に、図５および図６を参照しながら、図
１および図４に示す処理装置に適用可能なコリメータ交
換器の別の実施例について説明する。なお、本明細書に
おいては、同じ機能を有する機能部材については、同じ
参照番号を付することにより、重複説明を省略すること
にする。
１および図４に示す処理装置に適用可能なコリメータ交
換器の別の実施例について説明する。なお、本明細書に
おいては、同じ機能を有する機能部材については、同じ
参照番号を付することにより、重複説明を省略すること
にする。
【００３６】この実施例においては、コリメータ７０
は、略四辺形の板材からなり、一方の対辺には一対のベ
アリング７１が設けられており、処理容器２と予備コリ
メータ収納室２１にわたって設置されたガイドレール７
２上を移動可能に構成されている。そして、コリメータ
７０の一方の辺には第１の磁石７３が取り付けられてお
り、さらに、装置の外部には、処理容器２と予備コリメ
ータ収納室２１にわたって設置されたガイド７４上を移
動する第２の磁石７５が設けられている。このように構
成することにより、コリメータ交換時には、上記第１の
磁石７３と上記第２の磁石７５との間に吸引力を発生さ
せ、上記第２の磁石７５の移動に対応して上記第１の磁
石７３が取り付けられたコリメータ７０を上記ガイドレ
ール７２上を移動させて、上記処理容器２と上記予備コ
リメータ収納室２１との間において、使用済みコリメー
タと予備コリメータとを交換することが可能である。
は、略四辺形の板材からなり、一方の対辺には一対のベ
アリング７１が設けられており、処理容器２と予備コリ
メータ収納室２１にわたって設置されたガイドレール７
２上を移動可能に構成されている。そして、コリメータ
７０の一方の辺には第１の磁石７３が取り付けられてお
り、さらに、装置の外部には、処理容器２と予備コリメ
ータ収納室２１にわたって設置されたガイド７４上を移
動する第２の磁石７５が設けられている。このように構
成することにより、コリメータ交換時には、上記第１の
磁石７３と上記第２の磁石７５との間に吸引力を発生さ
せ、上記第２の磁石７５の移動に対応して上記第１の磁
石７３が取り付けられたコリメータ７０を上記ガイドレ
ール７２上を移動させて、上記処理容器２と上記予備コ
リメータ収納室２１との間において、使用済みコリメー
タと予備コリメータとを交換することが可能である。
【００３７】図７には、本発明に基づいて構成されたス
パッタ装置のさらに別の実施例が示されている。このス
パッタ装置１’の基本的構成は、図１に示すスパッタ装
置１と変わらないが、この実施例において、ゲートバル
ブ２０が省略され、処理容器２と予備コリメータ収納室
とが一体に構成されており、さらに容易かつ迅速にに使
用済みコリメータと予備コリメータとの交換を行うこと
が可能なように構成されている。さらに、この実施例で
は、上記予備コリメータ収納室２１の対向側に、後述す
るコリメータ交換器３０の待避室２１’が形成されてい
る。
パッタ装置のさらに別の実施例が示されている。このス
パッタ装置１’の基本的構成は、図１に示すスパッタ装
置１と変わらないが、この実施例において、ゲートバル
ブ２０が省略され、処理容器２と予備コリメータ収納室
とが一体に構成されており、さらに容易かつ迅速にに使
用済みコリメータと予備コリメータとの交換を行うこと
が可能なように構成されている。さらに、この実施例で
は、上記予備コリメータ収納室２１の対向側に、後述す
るコリメータ交換器３０の待避室２１’が形成されてい
る。
【００３８】この実施例において使用されているコリメ
ータ交換器８０は、図８に示すように、２枚のコリメー
タを載置可能なコリメータ保持台８１を備えている。こ
のコリメータ保持台８１の一方の対辺には一対のベアリ
ング８２が取り付けられており、エアシリンダ８３の伸
縮動作に伴って、図示しないガイドレール上を、上記処
理容器２と上記予備コリメータ収納室２１、さらには上
記待避室２１’にわたり、自在に移動することが可能で
ある。
ータ交換器８０は、図８に示すように、２枚のコリメー
タを載置可能なコリメータ保持台８１を備えている。こ
のコリメータ保持台８１の一方の対辺には一対のベアリ
ング８２が取り付けられており、エアシリンダ８３の伸
縮動作に伴って、図示しないガイドレール上を、上記処
理容器２と上記予備コリメータ収納室２１、さらには上
記待避室２１’にわたり、自在に移動することが可能で
ある。
【００３９】このように構成することにより、たとえば
コリメータ保持台８１に第１および第２のコリメータを
設置し、まず第１のコリメータによりスパッタリング処
理を所定時間あるいは所定枚数行った後、コリメータ保
持台８１を待避室２１’方向に移動し、第１のコリメー
タ部分を上記待避室２１’内に待避させるとともに、第
２のコリメータが処理位置にくるように位置決めした
後、第２のコリメータによりスパッタリング処理を所定
時間あるいは所定枚数行うことが可能である。その後、
このコリメータ保持台８１を上記予備コリメータ収納室
２１に収納し、上記コリメータ保持台８１自体を新規の
ものと交換してもよいし、あるいは上記コリメータ保持
台８１に保持される第１および第２のコリメータだけを
交換することが可能である。そして、再び第１のコリメ
ータ部分を所定位置に位置決めすることによりスパッタ
リング処理を行うことが可能となる。
コリメータ保持台８１に第１および第２のコリメータを
設置し、まず第１のコリメータによりスパッタリング処
理を所定時間あるいは所定枚数行った後、コリメータ保
持台８１を待避室２１’方向に移動し、第１のコリメー
タ部分を上記待避室２１’内に待避させるとともに、第
２のコリメータが処理位置にくるように位置決めした
後、第２のコリメータによりスパッタリング処理を所定
時間あるいは所定枚数行うことが可能である。その後、
このコリメータ保持台８１を上記予備コリメータ収納室
２１に収納し、上記コリメータ保持台８１自体を新規の
ものと交換してもよいし、あるいは上記コリメータ保持
台８１に保持される第１および第２のコリメータだけを
交換することが可能である。そして、再び第１のコリメ
ータ部分を所定位置に位置決めすることによりスパッタ
リング処理を行うことが可能となる。
【００４０】図８に示すコリメータ交換器８０は、エア
シリンダ８３により駆動する構成であったが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、図９に示すよう
に、ベアリング９２を備えたコリメータ保持台９１に取
り付けられた第１の磁石９３と、装置の外部に設置され
たガイド９５上を移動自在の第２の磁石９４とを用い
て、図５および図６に示す実施例と同様に、磁力により
コリメータ保持台９１を駆動する構成も採用することが
可能である。
シリンダ８３により駆動する構成であったが、本発明は
かかる構成に限定されない。たとえば、図９に示すよう
に、ベアリング９２を備えたコリメータ保持台９１に取
り付けられた第１の磁石９３と、装置の外部に設置され
たガイド９５上を移動自在の第２の磁石９４とを用い
て、図５および図６に示す実施例と同様に、磁力により
コリメータ保持台９１を駆動する構成も採用することが
可能である。
【００４１】さらにまた図１０に示すスパッタ装置１”
のように、処理容器２の両側に第１および第２の予備コ
リメータ収納室２１ａおよび２１ｂを設置する構成を採
用すれば、コリメータ交換器８０のコリメータ保持台８
１に載置された第１のコリメータ５ａ（図中右側のも
の）によりスパッタ処理を行っている間に、上記第２の
予備コリメータ収納室２１ｂにおいて、第２のコリメー
タ５ｂ（図中左側のもの）を交換し、これとは逆に、第
２のコリメータ５ｂによりスパッタ処理を行っている間
に、上記第１の予備コリメータ収納室２１ａにおいて、
第１のコリメータ５ａを交換することができ、さらに一
層コリメータの交換時間を短縮することができる。
のように、処理容器２の両側に第１および第２の予備コ
リメータ収納室２１ａおよび２１ｂを設置する構成を採
用すれば、コリメータ交換器８０のコリメータ保持台８
１に載置された第１のコリメータ５ａ（図中右側のも
の）によりスパッタ処理を行っている間に、上記第２の
予備コリメータ収納室２１ｂにおいて、第２のコリメー
タ５ｂ（図中左側のもの）を交換し、これとは逆に、第
２のコリメータ５ｂによりスパッタ処理を行っている間
に、上記第１の予備コリメータ収納室２１ａにおいて、
第１のコリメータ５ａを交換することができ、さらに一
層コリメータの交換時間を短縮することができる。
【００４２】以上のように、本発明の一実施例として、
直流マグネトロン型スパッタ装置を例に挙げて、本発明
装置を説明したが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではない。本発明は、高周波スパッタ装置、対向タ
ーゲットスパッタ装置、ＥＣＲスパッタ装置、バイアス
スパッタ装置などの各種スパッタ装置に対しても当然に
適用することが可能である。また、本発明は、スパッタ
装置に限定されず、飛翔粒子の飛翔方向を制限するコリ
メータを備えたすべての処理装置対して適用することが
可能である。さらにまた、本発明は、チタン／窒化チタ
ンの成膜に限定されず、あらゆる材料のスパッタリング
に対して適用すること可能である。
直流マグネトロン型スパッタ装置を例に挙げて、本発明
装置を説明したが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではない。本発明は、高周波スパッタ装置、対向タ
ーゲットスパッタ装置、ＥＣＲスパッタ装置、バイアス
スパッタ装置などの各種スパッタ装置に対しても当然に
適用することが可能である。また、本発明は、スパッタ
装置に限定されず、飛翔粒子の飛翔方向を制限するコリ
メータを備えたすべての処理装置対して適用することが
可能である。さらにまた、本発明は、チタン／窒化チタ
ンの成膜に限定されず、あらゆる材料のスパッタリング
に対して適用すること可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理容器内を大気開放せずにコリメータを交換すること
が可能なので、コリメータに被着したスパッタリング粒
子により成膜速度が低下し、また大量のパーティクルが
発生する前にコリメータを交換することができる上、そ
の交換を容易かつ迅速に行うことができるので、装置の
スループットおよび歩留まりを向上させることができ
る。
処理容器内を大気開放せずにコリメータを交換すること
が可能なので、コリメータに被着したスパッタリング粒
子により成膜速度が低下し、また大量のパーティクルが
発生する前にコリメータを交換することができる上、そ
の交換を容易かつ迅速に行うことができるので、装置の
スループットおよび歩留まりを向上させることができ
る。
【００４４】すなわち請求項１によれば、予備コリメー
タ収納室と処理室とが隣接して設けられているので、成
膜速度が低下した、および／またはパーティクルが発生
しやすい状態になったコリメータを予備コリメータと迅
速かつ容易に交換することができ、処理装置のスループ
ットを向上させることができる。
タ収納室と処理室とが隣接して設けられているので、成
膜速度が低下した、および／またはパーティクルが発生
しやすい状態になったコリメータを予備コリメータと迅
速かつ容易に交換することができ、処理装置のスループ
ットを向上させることができる。
【００４５】また請求項２によれば、予備コリメータ収
納室と処理室とがゲートバルブを介して連設されている
ので、コリメータ交換時には、予備コリメータ収納室の
圧力を処理室の圧力と実質的に等しく調整し、ゲートバ
ルブを開放することにより、処理室内の圧力雰囲気を破
らずにコリメータの交換を短時間で行える。
納室と処理室とがゲートバルブを介して連設されている
ので、コリメータ交換時には、予備コリメータ収納室の
圧力を処理室の圧力と実質的に等しく調整し、ゲートバ
ルブを開放することにより、処理室内の圧力雰囲気を破
らずにコリメータの交換を短時間で行える。
【００４６】また請求項３によれば、予備コリメータ収
納室と処理室とを一体に構成しているので、処理室内の
圧力雰囲気を変更せずに、コリメータの交換をさらに短
時間で行うことが可能である。
納室と処理室とを一体に構成しているので、処理室内の
圧力雰囲気を変更せずに、コリメータの交換をさらに短
時間で行うことが可能である。
【００４７】請求項４に記載の処理装置においては、２
以上のコリメータを保持可能なコリメータ保持手段を、
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間で移動させるだけで、使用済みのコリメータと予
備コリメータの交換を行うことができるので、コリメー
タ交換手順をさらに簡便かつ短時間で行うことが可能と
なる。その際に、請求項５に記載のように、予備コリメ
ータ収納室内で、使用済みコリメータと予備コリメータ
との交換を複数回にわたり実施可能に構成することによ
り、さらに長時間にわたり、処理室の処理雰囲気を保持
したまた、連続処理を行うことが可能となる。
以上のコリメータを保持可能なコリメータ保持手段を、
予備コリメータ収納室と処理室とにわたる少なくとも２
位置間で移動させるだけで、使用済みのコリメータと予
備コリメータの交換を行うことができるので、コリメー
タ交換手順をさらに簡便かつ短時間で行うことが可能と
なる。その際に、請求項５に記載のように、予備コリメ
ータ収納室内で、使用済みコリメータと予備コリメータ
との交換を複数回にわたり実施可能に構成することによ
り、さらに長時間にわたり、処理室の処理雰囲気を保持
したまた、連続処理を行うことが可能となる。
【００４８】また請求項６に記載のように、１のコリメ
ータを把持可能なコリメータ把持手段により、予備コリ
メータ収納室と処理室との間でコリメータの交換を行う
構成とすれば、より小さなスペースでコリメータの交換
を実施できる。この場合にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室内で、使用済みコリメータと
予備コリメータとの交換を複数回にわたり実施可能に構
成することにより、さらに長時間にわたり、処理室の処
理雰囲気を保持したまた、連続処理を行うことが可能と
なる。
ータを把持可能なコリメータ把持手段により、予備コリ
メータ収納室と処理室との間でコリメータの交換を行う
構成とすれば、より小さなスペースでコリメータの交換
を実施できる。この場合にも、請求項７に記載のよう
に、予備コリメータ収納室内で、使用済みコリメータと
予備コリメータとの交換を複数回にわたり実施可能に構
成することにより、さらに長時間にわたり、処理室の処
理雰囲気を保持したまた、連続処理を行うことが可能と
なる。
【図１】本発明の一実施例として構成された直流マグネ
トロン型スパッタ装置の概略的な断面図である。
トロン型スパッタ装置の概略的な断面図である。
【図２】図１に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の動作を説明するための略平面図である。
タ交換器の動作を説明するための略平面図である。
【図３】図１に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の動作を説明するための略側面図である。
タ交換器の動作を説明するための略側面図である。
【図４】図１に示すスパッタ装置を実装したマルチチャ
ンバ方式の半導体製造装置の概略的な構成図である。
ンバ方式の半導体製造装置の概略的な構成図である。
【図５】図１に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略平面図
である。
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略平面図
である。
【図６】図１に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略側面図
である。
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略側面図
である。
【図７】本発明の他の実施例として構成された直流マグ
ネトロン型スパッタ装置の概略的な断面図である。
ネトロン型スパッタ装置の概略的な断面図である。
【図８】図７に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の動作を説明するための略平面図である。
タ交換器の動作を説明するための略平面図である。
【図９】図７に示すスパッタ装置に実装されるコリメー
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略平面図
である。
タ交換器の他の実施例の動作を説明するための略平面図
である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例として構成された
直流マグネトロン型スパッタ装置の概略的な断面図であ
る。
直流マグネトロン型スパッタ装置の概略的な断面図であ
る。
【図１１】従来のコリメータ部分を示す説明図である。
【図１２】従来のコリメータ部分を示す説明図である。
【図１３】層間絶縁膜に形成されたスルーホールにタン
グステンを充填させる工程を示した説明図である。
グステンを充填させる工程を示した説明図である。
１ スパッタ装置 ２ 処理容器 ３ 陰極 ４ ターゲット ５ コリメータ ６ 載置台（陽極） ９ 永久磁石 ２０ ゲートバルブ ２１ 予備コリメータ収納室 ２２ コリメータカセット ２４ コリメータ交換器 ２５ 回転駆動機構 ２６ 伸縮アーム ２７ コリメータ把持部
Claims (7)
- 【請求項１】 処理室内に被処理体とターゲットとを対
向配置し、そのターゲットよりスパッタされたスパッタ
リング粒子の飛翔方向をコリメータにより規制して前記
被処理体に被着させる処理装置において、 １または２以上の予備コリメータを収納する予備コリメ
ータ収納室を前記処理室に隣接して設け、コリメータ交
換手段により前記処理室内のコリメータと前記予備コリ
メータ収納室内のコリメータとを交換可能に構成したこ
とを特徴とする、処理装置。 - 【請求項２】 前記予備コリメータ収納室と前記処理室
とがゲートバルブ手段を介して連設されていることを特
徴とする、請求項１に記載の処理装置。 - 【請求項３】 前記予備コリメータ収納室と前記処理室
とが一体的に構成されていることを特徴とする、請求項
１に記載の処理装置。 - 【請求項４】 前記コリメータ交換手段が２以上のコリ
メータを保持可能なコリメータ保持手段を備え、そのコ
リメータ保持手段が前記予備コリメータ収納室と前記処
理室とにわたる少なくとも２位置間を移動可能であり、
いずれかの位置において前記コリメータ保持手段により
保持された１のコリメータがスパッタリング粒子規制位
置にあることを特徴とする、請求項１、２または３のい
ずれかに記載の処理装置。 - 【請求項５】 前記予備コリメータ収納室には２以上の
コリメータを収納可能なコリメータカセットが設置され
ており、このコリメータカセットの位置を調整すること
により、前記コリメータカセットと前記コリメータ保持
手段との間でコリメータの受け渡しが可能であることを
特徴とする、請求項４に記載の処理装置。 - 【請求項６】 前記コリメータ交換手段が１のコリメー
タを把持可能なコリメータ把持手段を備え、そのコリメ
ータ把持手段が前記予備コリメータ収納室と前記処理室
との間を移動してコリメータを交換することを特徴とす
る、請求項１、２または３のいずれかに記載の処理装
置。 - 【請求項７】 前記予備コリメータ収納室には２以上の
コリメータを収納可能なコリメータカセットが設置され
ており、このコリメータカセットの位置を調整すること
により、前記コリメータカセットと前記コリメータ把持
手段との間でコリメータの受け渡しが可能であることを
特徴とする、請求項６に記載の処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151510A JPH07335552A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 処理装置 |
| US08/468,471 US5624536A (en) | 1994-06-08 | 1995-06-06 | Processing apparatus with collimator exchange device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151510A JPH07335552A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335552A true JPH07335552A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15520093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6151510A Withdrawn JPH07335552A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5624536A (ja) |
| JP (1) | JPH07335552A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004137598A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-05-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 成膜装置および膜制御器交換方法 |
| JP2011204926A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Seiko Instruments Inc | スパッタリング装置 |
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| US5624536A (en) | 1997-04-29 |
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