JPH08186074A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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JPH08186074A
JPH08186074A JP32656494A JP32656494A JPH08186074A JP H08186074 A JPH08186074 A JP H08186074A JP 32656494 A JP32656494 A JP 32656494A JP 32656494 A JP32656494 A JP 32656494A JP H08186074 A JPH08186074 A JP H08186074A
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JP
Japan
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wafer
holder
clamp ring
sputtering
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP32656494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Mitsui
勝広 三井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08186074A publication Critical patent/JPH08186074A/en
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PURPOSE: To prevent wafer transfer abnormalities due to Al film coalescence by providing a means that presses a subject to be processed to a holder before releasing the subject from a clamp ring. CONSTITUTION: When sputtering is completed, introduction/relief valves 19 and 26 are closed, an exhaust valve 28 is opened and the pressure of an adjustment chamber 17 is set at a first prescribed value. A main valve 12 is closed simultaneously with the opening of the exhaust valve 28, and the pressure in a sputtering room 10 is set at a second prescribed value. Since different pressure is applied on the front and rear planes of the wafer 2, the wafer 2 is held on a holder 4 by the pressure difference. Then, a clamp ring is permitted to ascend. Even when the clamp ring coalesces with the wafer 2 by the Al film, since the wafer 2 is pressed to the holder 4 by the pressure difference, the coalescence part of the Al film is torn by the ascending of the clamp ring. Then, the exhaust valve 28 is closed, the relief valve 26 is opened, and the pressure in the sputtering room 10 and the pressure in the adjusting chamber 17 are permitted to be at the same value. Then, a plunging up pin 3 is permitted to ascend, and the wafer 2 is brought up.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスパッタリング装置、特
にホルダ上に載るウエハをクランプリングでクランプす
る構造のスパッタリング装置に関し、たとえば、アルミ
ニウム膜を形成する技術に適用して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering device, and more particularly to a sputtering device having a structure in which a wafer mounted on a holder is clamped by a clamp ring, and more particularly to a technique effectively applied to a technique for forming an aluminum film.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC,LSI等半導体装置の製造におけ
る薄膜形成において、スパッタリング装置が多用されて
いる。スパッタリング(スパッタ)装置については、た
とえば、工業調査会発行「電子材料」1993年3月号、同
年3月1日発行、P28〜P33に記載されている。同文献
に記載されているスパッタ装置は、配線のコンタクトや
スルーホールの穴が直径0.3μm前後となる64Mビ
ットDRAMの製造にも使用可能なスパッタ装置である
旨記載されている。また、この装置の用途としては、6
4M(0.3μm)アルミと高融点の多層膜とされてい
る。
2. Description of the Related Art Sputtering devices are often used in thin film formation in the manufacture of semiconductor devices such as ICs and LSIs. The sputtering apparatus is described in, for example, "Electronic Materials" published by the Industrial Research Society, March 1993 issue, March 1, 1993, P28 to P33. It is described that the sputter device described in the document is also a sputter device that can be used for manufacturing a 64 Mbit DRAM in which a contact of wiring and a hole of a through hole have a diameter of about 0.3 μm. In addition, the usage of this device is 6
It is a multilayer film having a high melting point of 4M (0.3 μm) aluminum.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のス
パッタリング装置においては、図7に示すように、搬送
アーム1によってスパッタ室に送られてきたウェハ(半
導体基板)2は、突き上げピン3の上昇によって搬送ア
ーム1から突き上げピン3上に移る。また、前記搬送ア
ーム1は後退してスパッタ室の外に移る。その後、前記
突き上げピン3は降下し、突き上げピン3上のウェハ2
をホルダ4上に移す。ついで、クランプリング5が下降
し、ウェハ2をホルダ4に押さえ付ける。その後スパッ
タリングが行われる。また、スパッタリング終了後、ク
ランプリング5は上昇するとともに、突き上げピン3も
上昇する。突き上げピン3は上昇時、ホルダ4上のウェ
ハ2を持ち上げる。その後、搬送アーム1がスパッタ室
内に進入するとともに、突き上げピン3の下降によって
突き上げピン3上のウェハ2は搬送アーム1に移る。搬
送アーム1によってウェハ2をスパッタ室から外に運び
出すことによってスパッタリングを完了する。
In the conventional sputtering apparatus as described above, as shown in FIG. 7, the wafer (semiconductor substrate) 2 sent to the sputtering chamber by the transfer arm 1 has the push-up pin 3 of Ascending moves from the transfer arm 1 onto the push-up pin 3. Further, the transfer arm 1 moves backward and moves to the outside of the sputtering chamber. Then, the push-up pin 3 descends, and the wafer 2 on the push-up pin 3 is lowered.
On the holder 4. Then, the clamp ring 5 descends to press the wafer 2 against the holder 4. After that, sputtering is performed. After the sputtering is completed, the clamp ring 5 rises and the push-up pin 3 also rises. The push-up pin 3 lifts the wafer 2 on the holder 4 when it is lifted. After that, the transfer arm 1 enters the sputtering chamber, and the wafer 2 on the push-up pin 3 is moved to the transfer arm 1 by lowering the push-up pin 3. The sputtering is completed by carrying the wafer 2 out of the sputtering chamber by the transfer arm 1.

【0004】このようなスパッタリング装置において
は、図8に示すように、クランプリング5に対してウェ
ハ2がずれた場合、クランプリング5の高さが低くなる
ため、クランプリング5表面に堆積したAl膜7と、ウ
ェハ2上に堆積したAl膜7が熱のために癒着(癒着部
8)して一体化する場合があることが判明した。また、
ウェハ2のずれが発生しなくても、度重なるスパッタリ
ングによって、図9に示すように、クランプリング5の
表面に堆積したAl膜7と、ウェハ2上に堆積したAl
膜7とが癒着(癒着部8)することがあることが判明し
た。図9の癒着は、たとえば、スパッタリングを100
0回程度繰り返した状態で発生する。このような癒着
は、クランプリング5が上昇する際、ウェハ2がクラン
プリング5と一緒に持ち上げられてしまいウェハ位置ず
れ等が発生し、突き上げピン3と搬送アーム1の受け渡
し異常(ウェハ割れ)を引き起こす。
In such a sputtering apparatus, as shown in FIG. 8, when the wafer 2 is displaced with respect to the clamp ring 5, the height of the clamp ring 5 becomes low. It has been found that the film 7 and the Al film 7 deposited on the wafer 2 may be integrated (adhered portion 8) due to heat. Also,
Even if the wafer 2 is not displaced, the Al film 7 deposited on the surface of the clamp ring 5 and the Al deposited on the wafer 2 are repeatedly sputtered as shown in FIG.
It was found that the membrane 7 may adhere (adhesion portion 8). The adhesion shown in FIG. 9 is, for example, 100% by sputtering.
It occurs in a state of repeating about 0 times. In such adhesion, when the clamp ring 5 rises, the wafer 2 is lifted together with the clamp ring 5 and a wafer position shift or the like occurs, which causes an abnormal delivery (wafer crack) between the push-up pin 3 and the transfer arm 1. cause.

【0005】また、ウェハ2の位置ズレによって、突き
上げピン3とウェハ2との間でこすれが生じ、これによ
って異物が発生し、異物がウェハ2に付着するという問
題が発生することも分かった。
It has also been found that the positional deviation of the wafer 2 causes rubbing between the push-up pins 3 and the wafer 2 to generate foreign matter, which causes the foreign matter to adhere to the wafer 2.

【0006】本発明の目的は、Al膜癒着によるウエハ
の搬送異常を防止できるスパッタリング装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of preventing a wafer transfer abnormality due to adhesion of an Al film.

【0007】本発明の他の目的は、異物によるウエハの
汚染を防止できるスパッタリング装置を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of preventing the contamination of the wafer by foreign matter.

【0008】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【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、下
記のとおりである。すなわち、本発明のスパッタリング
装置は、スパッタ室内に設けられかつ被処理物を上面に
載置するホルダと、前記ホルダ上に載置された被処理物
を必要に応じて上方に付き上げる突き上げピンと、前記
ホルダ上に載置された被処理物をホルダに押し付けるク
ランプリングとを有するスパッタリング装置であって、
前記クランプリングが被処理物から離れる際、離れるに
先立って前記被処理物をホルダに押し付ける押し付け手
段が設けられている構造となっている。前記押し付け手
段は、前記被処理物の下面側のホルダ部分に設けられる
窪みと、この窪み内の圧力とスパッタ室内の圧力を制御
する圧力制御系とからなり、前記スパッタ室と前記窪み
内の圧力差によって前記被処理物をホルダに保持する。
すなわち、本発明のスパッタリング装置は、クランプリ
ングが上昇する前に、被処理物であるウェハの下面側の
ホルダに設けた窪み内を真空排気し、同時にスパッタ室
内(ウェハ表面側)の圧力を高くすることでウエハ表裏
面に圧力差を設け、この圧力差によってウェハをホルダ
に保持させ、その後クランプリンプを上昇させるように
なっている。また、このスパッタリング装置では、アル
ミニウム薄膜を形成する。
The outline of the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the sputtering apparatus of the present invention, a holder that is provided in the sputtering chamber and mounts the object to be processed on the upper surface, and a push-up pin that pushes up the object to be processed placed on the holder upwards as necessary, A sputtering apparatus having a clamp ring for pressing an object to be processed placed on the holder against the holder,
When the clamp ring separates from the object to be processed, a pressing means for pressing the object to be processed against the holder is provided prior to the separation. The pressing means comprises a recess provided in the holder portion on the lower surface side of the object to be processed, and a pressure control system for controlling the pressure inside the recess and the pressure inside the sputtering chamber. The object is held in the holder by the difference.
That is, in the sputtering apparatus of the present invention, before the clamp ring is raised, the inside of the depression provided in the holder on the lower surface side of the wafer to be processed is evacuated, and at the same time, the pressure in the sputtering chamber (wafer surface side) is increased. By doing so, a pressure difference is provided on the front and back surfaces of the wafer, the wafer is held by the holder by this pressure difference, and then the clamp limp is raised. Moreover, in this sputtering apparatus, an aluminum thin film is formed.

【0010】本発明の他の実施例によるスパッタリング
装置における押し付け手段は、前記クランプリングの下
面側に取り付けられかつ前記被処理物を下方に弾力的に
押し下げるバネによって構成されている。
The pressing means in the sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention is a spring which is attached to the lower surface side of the clamp ring and elastically presses down the object to be processed downward.

【0011】[0011]

【作用】上記した手段によれば、本発明のスパッタリン
グ装置は、クランプリングが上昇する時、圧力差によっ
てウエハはホルダに保持されていることから、スパッタ
で形成されたAl膜によってクランプリングとウエハが
癒着していても、クランプリングはAl膜の引き千切れ
によってウエハから離れるため、ウエハの位置ずれが発
生せず、ウェハ搬送異常が防止できる。
According to the above-mentioned means, in the sputtering apparatus of the present invention, when the clamp ring rises, the wafer is held by the holder due to the pressure difference. Therefore, the clamp ring and the wafer are formed by the Al film formed by sputtering. Even if they are adhered to each other, the clamp ring is separated from the wafer due to the tearing of the Al film, so that the wafer is not displaced and the abnormal wafer transfer can be prevented.

【0012】本発明の他の実施例によるスパッタリング
装置は、クランプリングが上昇する時、バネ圧によって
ウエハはホルダに保持されていることから、スパッタリ
ングで形成されたAl膜によってクランプリングとウエ
ハが癒着していても、クランプリングはAl膜の引き千
切れによってウエハから離れるため、ウエハの位置ずれ
が発生せず、ウェハ搬送異常が防止できる。
In the sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention, since the wafer is held by the holder by the spring pressure when the clamp ring rises, the Al ring formed by sputtering adheres the clamp ring and the wafer. However, since the clamp ring is separated from the wafer due to the tearing of the Al film, the wafer is not displaced, and abnormal wafer transfer can be prevented.

【0013】[0013]

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図1は本発明の一実施例によるスパッタリ
ング装置のスパッタ室要部を示す模式図、図2は同じく
スパッタリング装置におけるウエハ搬送機構の一部を示
す模式的平面図、図3は同じく模式的断面図、図4は同
じくスパッタリング装置における搬送アームの一部を示
す正面図、図5は同じくスパッタリング装置におけるス
パッタリング後のウエハの搬出状態を示すフローチャー
トである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a sputtering chamber of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view showing a part of a wafer transfer mechanism in the sputtering apparatus, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing the same. FIG. 4 is a front view showing a part of a transfer arm in the sputtering apparatus, and FIG. 5 is a flowchart showing the unloading state of the wafer after sputtering in the sputtering apparatus.

【0014】本実施例のスパッタリング装置のスパッタ
室は、図1に示すような構造となっている。すなわち、
スパッタ室10は気密性のチャンバ11で形成されてい
る。チャンバ11の一側には、メインバルブ12が設け
られるとともに、このメインバルブ12には真空排気ポ
ンプ13が接続されている。この真空排気ポンプ13に
よって、スパッタ室10は10~8torr程度に真空化され
る。また、チャンバ11の天井部分には、ガス供給管1
4が接続されている。このガス供給管14からは、導入
バルブ(V1 )15の開操作によってスパッタ室10に
ガス、たとえば、アルゴンガス(Ar)が供給されるよ
うになっている。
The sputtering chamber of the sputtering apparatus of this embodiment has a structure as shown in FIG. That is,
The sputtering chamber 10 is formed of an airtight chamber 11. A main valve 12 is provided on one side of the chamber 11, and a vacuum exhaust pump 13 is connected to the main valve 12. The vacuum exhaust pump 13 evacuates the sputtering chamber 10 to about 10 to 8 torr. In addition, the gas supply pipe 1 is provided on the ceiling of the chamber 11.
4 are connected. From this gas supply pipe 14, a gas, for example, an argon gas (Ar) is supplied to the sputtering chamber 10 by opening the introduction valve (V1) 15.

【0015】また、スパッタ室10の下部中央には、被
処理物であるウエハ(半導体基板)2を載置するホルダ
4が配設されている。このホルダ4は、ウェハ2の周縁
部分を支持する構造となっている。したがって、ウェハ
2を支持する支持部の内側は窪み16となるとともに、
ウェハ2を載置することによって閉じられた調整室17
となる。この調整室17(窪み16)には、チャンバ1
1外から延在するガス供給管18が接続される。このガ
ス供給管18からは、導入バルブ(V2 )19の開操作
によって、ガス、たとえば、Arガスが前記調整室17
に供給されるようになっている。また、前記ガス供給管
18は2箇所で分岐している。最初の分岐管25はスパ
ッタ室10に接続されている。また、この分岐管25に
はリリーフバルブ(V4 )26が取り付けられている。
また、導入バルブ19とリリーフバルブ26との間で分
岐した第2の分岐管27は真空排気ポンプ13に接続さ
れている。また、この第2の分岐管27には排気バルブ
(V3 )28が取り付けられている。
A holder 4 for mounting a wafer (semiconductor substrate) 2, which is an object to be processed, is arranged at the center of the lower part of the sputtering chamber 10. The holder 4 has a structure for supporting the peripheral portion of the wafer 2. Therefore, the inside of the supporting portion that supports the wafer 2 becomes the depression 16, and
Adjustment chamber 17 closed by placing the wafer 2 thereon
Becomes In this adjusting chamber 17 (recess 16), the chamber 1
A gas supply pipe 18 extending from the outside is connected. Gas, for example, Ar gas, is supplied from the gas supply pipe 18 to the adjusting chamber 17 by opening the introduction valve (V2) 19.
It is supplied to. The gas supply pipe 18 is branched at two points. The first branch pipe 25 is connected to the sputtering chamber 10. A relief valve (V4) 26 is attached to the branch pipe 25.
The second branch pipe 27 that branches between the introduction valve 19 and the relief valve 26 is connected to the vacuum exhaust pump 13. An exhaust valve (V3) 28 is attached to the second branch pipe 27.

【0016】このようなガス供給管18,分岐管25,
27および真空排気ポンプ13等は、スパッタリング装
置の真空排気系を構成するとともに、クランプリング5
を上昇させる際にウェハ2をホルダ4に保持させる動作
をさせる圧力制御系も構成する。この圧力制御系では、
リリーフバルブ26および排気バルブ28を閉じ、導入
バルブ19を開けることによって、調整室17(窪み
内)にArガスを供給することができる。また、導入バ
ルブ19および排気バルブ28を閉じ、リリーフバルブ
26を開けることによって、スパッタ室10と調整室1
7とは等圧となる。また、導入バルブ19およびリリー
フバルブ26を閉じ、排気バルブ28を開くことによっ
て、真空排気ポンプ13の作用により前記調整室17は
より真空化が可能となる。
The gas supply pipe 18, the branch pipe 25,
27, the vacuum exhaust pump 13 and the like constitute a vacuum exhaust system of the sputtering apparatus, and the clamp ring 5
It also constitutes a pressure control system that causes the holder 4 to hold the wafer 2 when the pressure is raised. In this pressure control system,
By closing the relief valve 26 and the exhaust valve 28 and opening the introduction valve 19, Ar gas can be supplied to the adjustment chamber 17 (in the recess). Further, by closing the introduction valve 19 and the exhaust valve 28 and opening the relief valve 26, the sputtering chamber 10 and the adjustment chamber 1
7 is equal pressure. Further, by closing the introduction valve 19 and the relief valve 26 and opening the exhaust valve 28, the adjustment chamber 17 can be further evacuated by the action of the vacuum exhaust pump 13.

【0017】したがって、この状態では、スパッタ室1
0の圧力に比較して調整室17の圧力を小さくすること
により、ホルダ4上のウェハ2をその圧力差でホルダ4
に保持させることができる。たとえば、前記調整室17
を100mTorr以下に減圧するとともに、スパッタ室1
0の圧力を5Torr以上に上げれば、8インチウエハでは
約1.5Kgの差圧が得られ、この差圧によってウェハ
2をホルダ4に押し付けて保持することができる。
Therefore, in this state, the sputtering chamber 1
By making the pressure in the adjusting chamber 17 smaller than the pressure of 0, the wafer 2 on the holder 4 is held by the pressure difference in the holder 4
Can be held. For example, the adjustment chamber 17
Is reduced to less than 100 mTorr and the sputtering chamber 1
If the pressure of 0 is increased to 5 Torr or more, a differential pressure of about 1.5 kg is obtained for an 8-inch wafer, and the wafer 2 can be pressed and held by the holder 4 by this differential pressure.

【0018】また、前記ホルダ4上に載置されたウェハ
2は、突き上げピン3によって上方に突き上げられるよ
うになっている。そして、この突き上げピン3の上下動
によって、スパッタ室10に進入して来た搬送アーム1
との間でウェハ2の授受が行われる。搬送アーム1は、
図2および図3に示すように、ウェハ2の直径よりも幅
が狭くなり、4方向に延在する突き上げピン3と衝突し
ないようになっている。また、搬送アーム1の先端上面
部分には、図4に示すように、ウェハ2の形状に合うよ
うな窪み30が設けられ、ウェハ2を収容するようにな
っている。
The wafer 2 placed on the holder 4 can be pushed upward by the push-up pin 3. Then, by the vertical movement of the push-up pin 3, the transfer arm 1 that has entered the sputtering chamber 10.
The wafer 2 is exchanged between and. The transfer arm 1 is
As shown in FIGS. 2 and 3, the width is narrower than the diameter of the wafer 2 so as not to collide with the push-up pins 3 extending in four directions. Further, as shown in FIG. 4, a recess 30 matching the shape of the wafer 2 is provided on the upper surface of the tip of the transfer arm 1 to accommodate the wafer 2.

【0019】このような突き上げピン3は、スパッタ室
10内にウェハ2を支持した搬送アーム1が進入して来
た場合は、搬送アーム1の下方から上方に上昇すること
によって、搬送アーム1からウェハ2を受け取る。ま
た、搬送アーム1にウェハ2を移す場合は、搬送アーム
1がスパッタ室10内に入って来る前に、突き上げピン
3はウェハ2を支持した状態で上方に上がり、下方に搬
送アーム1が進入して来た後に下降し、突き上げピン3
から搬送アーム1にウェハ2を受け渡す。
When the transfer arm 1 supporting the wafer 2 enters the sputter chamber 10, the push-up pin 3 moves upward from below the transfer arm 1 to move upward from the transfer arm 1. Wafer 2 is received. When the wafer 2 is transferred to the transfer arm 1, before the transfer arm 1 enters the sputtering chamber 10, the push-up pins 3 move upward while supporting the wafer 2, and the transfer arm 1 moves downward. After coming down, it descends and pushes up pin 3
The wafer 2 is transferred from the transfer arm 1 to the transfer arm 1.

【0020】また、ホルダ4の上部には、昇降するクラ
ンプリング5が配設されている。このクランプリング5
は、ホルダ4上にウェハ2が載置された後、下降してウ
ェハ2の周縁をホルダ4に押し付ける。
A clamp ring 5 which moves up and down is arranged above the holder 4. This clamp ring 5
After the wafer 2 is placed on the holder 4, it moves down and presses the peripheral edge of the wafer 2 against the holder 4.

【0021】一方、前記ホルダ4に対面するチャンバ1
1の天井部分には、ターゲット31が取り付けられてい
る。
On the other hand, the chamber 1 facing the holder 4
A target 31 is attached to the ceiling portion 1.

【0022】他方、前記チャンバ11の一側には、搬送
用ゲートバルブ32が設けられている。搬送アーム1
は、この搬送用ゲートバルブ32が開いた際進入する。
On the other hand, a transfer gate valve 32 is provided on one side of the chamber 11. Transport arm 1
Enters when the transfer gate valve 32 is opened.

【0023】このようなスパッタリング装置では、搬送
アーム1によってホルダ4にウェハ2を供給した後、ウ
ェハ2をクランプリング5でクランプした後スパッタが
行われる。スパッタは、導入バルブ(V2 )を開き、A
rガスを調整室17に流し、約5TorrのAr雰囲気でウ
ェハ2の温度を制御しながら、導入バルブ(V1 )15
を開き、スパッタ室10にもArガスを導入して約3m
TorrのAr雰囲気にしてスパッタリングを行う。ウェハ
2の表面(主面)側の圧力を約3mTorrとし、裏面側の
圧力を約5Torrとすることによって、スパッタ中のウエ
ハ温度を制御しながらAl膜のスパッタが行える故にA
l膜の生成が良好となる。また、スパッタによってウェ
ハ2の表面にAl膜を形成した後、ウェハ2がスパッタ
室10から外に運び出される。
In such a sputtering apparatus, after the wafer 2 is supplied to the holder 4 by the transfer arm 1, the wafer 2 is clamped by the clamp ring 5 and then sputtering is performed. For spatter, open the introduction valve (V2) and press A
Introducing valve (V1) 15 while controlling the temperature of the wafer 2 in Ar atmosphere of about 5 Torr by flowing r gas into the adjusting chamber 17.
Open and open the sputter chamber 10 with Ar gas for about 3 m.
Sputtering is performed in Ar atmosphere of Torr. By setting the pressure on the front surface (main surface) side of the wafer 2 to about 3 mTorr and the pressure on the back surface side to about 5 Torr, the Al film can be sputtered while controlling the wafer temperature during sputtering.
The l-film is well formed. Further, after the Al film is formed on the surface of the wafer 2 by sputtering, the wafer 2 is carried out of the sputtering chamber 10.

【0024】このウェハ2の運び出し(アンローディン
グ)の際、本実施例のスパッタリング装置では圧力制御
系が動作する。すなわち、図5のフローチャートで示す
ように、スパッタリングが終了する(ステップ101)
と、導入バルブ(V2 )19およびリリーフバルブ(V
4 )26が閉じ(ステップ102)、排気バルブ(V3
)が開き(ステップ103)、調整室17の圧力(P2
)を100mTorr以下に設定(確認)する(ステップ
104)。
When the wafer 2 is unloaded, the pressure control system operates in the sputtering apparatus of this embodiment. That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, sputtering is completed (step 101).
Introducing valve (V2) 19 and relief valve (V
4) 26 is closed (step 102) and the exhaust valve (V3
) Is opened (step 103) and the pressure in the adjusting chamber 17 (P2
) Is set (confirmed) to 100 mTorr or less (step 104).

【0025】また、同時にメインバルブ(MV)12が
閉じ(ステップ105)、スパッタ室10の圧力(P1
)を5Torr以上に設定(確認)する(ステップ10
6)。
At the same time, the main valve (MV) 12 is closed (step 105), and the pressure in the sputtering chamber 10 (P1
) Is set (confirmed) to 5 Torr or more (step 10).
6).

【0026】ウェハ2の表裏面では、5Torr以上(主
面),100mTorr以下(裏面)とそれぞれ圧力が異な
ることから、ウェハ2はその圧力差(8インチウエハで
は約1.5Kgの差圧)でホルダ4に保持されることに
なる。
Since the front and back surfaces of the wafer 2 have different pressures of 5 Torr or more (main surface) and 100 mTorr or less (rear surface), the wafer 2 has a pressure difference (a differential pressure of about 1.5 Kg for an 8-inch wafer). It will be held by the holder 4.

【0027】そこで、クランプリング5を上昇させる
(ステップ107)。ウェハ2の表面に堆積したAl膜
と、クランプリング5の表面に堆積したAl膜とが癒着
していた場合であっても、前記ウェハ2がホルダ4に前
記圧力差によって押し付けられていることから、クラン
プリング5の上昇によってAl膜の癒着部分は引き千切
れるため、ウェハ2はクランプリング5の上昇によって
も引き上げられることがなくなる。したがって、ウェハ
2はホルダ4上での位置を変えることがなく、その後の
突き上げピン3による持ち上げも高精度に行えることに
なる。
Then, the clamp ring 5 is raised (step 107). Even if the Al film deposited on the surface of the wafer 2 and the Al film deposited on the surface of the clamp ring 5 adhere to each other, the wafer 2 is pressed against the holder 4 by the pressure difference. As the clamp ring 5 rises, the adhered portion of the Al film is torn off, so that the wafer 2 is not pulled up even when the clamp ring 5 rises. Therefore, the position of the wafer 2 on the holder 4 is not changed, and subsequent lifting by the push-up pin 3 can be performed with high accuracy.

【0028】つぎに、排気バルブ(V3 )28を閉じ
(ステップ108)、リリーフバルブ(V4 )26を開
き(ステップ109)、スパッタ室10内と調整室17
(窪み内)の圧力を同圧にした後、突き上げピン3を上
昇(ステップ110)させてウェハ2を持ち上げる(ス
テップ111)。このウェハ2の持ち上げの際、前述の
ようにクランプリング5の上昇時、ウェハ2は動くこと
がないので、突き上げピン3によってウェハ2は高精度
に持ち上げることができる。したがって、搬送アーム1
によるスパッタ室10からの搬出も正確かつ確実に行え
るようになる。
Next, the exhaust valve (V3) 28 is closed (step 108), the relief valve (V4) 26 is opened (step 109), and the inside of the sputtering chamber 10 and the adjusting chamber 17 are closed.
After the pressure inside (in the depression) is made the same, the push-up pins 3 are raised (step 110) to lift the wafer 2 (step 111). When the wafer 2 is lifted, the wafer 2 does not move when the clamp ring 5 is lifted as described above, so the wafer 2 can be lifted with high precision by the push-up pins 3. Therefore, the transport arm 1
It is possible to accurately and surely carry out the sputter chamber 10 from the sputter chamber 10.

【0029】このようなスパッタリング装置は、ウエハ
上のAl膜とクランプリング上のAl膜の癒着があって
も、クランプリングの上昇時、前記圧力制御系による押
し付け手段が作用してウエハをホルダに押し付けておく
ことから、ウエハの動きは発生しなくなり、その後の突
き上げピンによるウェハの持ち上げが正確かつ確実に行
えるため、ウエハの搬出が高精度に行える。
In such a sputtering apparatus, even if the Al film on the wafer and the Al film on the clamp ring are adhered to each other, when the clamp ring is raised, the pressing means by the pressure control system acts to hold the wafer on the holder. Since the wafer is pushed, the movement of the wafer does not occur, and the subsequent lifting of the wafer by the push-up pin can be performed accurately and reliably, so that the wafer can be carried out with high accuracy.

【0030】また、本実施例のスパッタリング装置にお
いては、クランプリングの上昇時ウェハの位置ズレが発
生しないことから、その後の突き上げピンによる突き上
げ時、突き上げピンとウェハとの間でこすれが生じなく
なり、異物の発生が防止でき、ウエハの異物による汚染
が防止できる。
Further, in the sputtering apparatus of the present embodiment, since the position shift of the wafer does not occur when the clamp ring is lifted, no rubbing occurs between the push-up pin and the wafer at the time of subsequent push-up by the push-up pin, and foreign matter is prevented. Can be prevented, and contamination of the wafer with foreign matter can be prevented.

【0031】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、本発明は上記実施例に
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、
図6に示すように、押し付け手段としては、クランプリ
ング5の下面周縁部分に取り付けられるバネ40による
構造でも良い。すなわち、バネ40はクランプリング5
の下面周縁部分に、たとえば、座金41およびネジ42
を利用して取り付けられる。そして、弾力的に作用する
作用端43をホルダ4上のウェハ2に弾力的に接触させ
る。クランプリング5の上昇時、バネ40の弾性力によ
ってウェハ2はホルダ4に押し付けられる。そして、こ
の押し付けにある状態で、クランプリング5の表面に堆
積したAl膜7と、ウェハ2の表面に堆積したAl膜7
の癒着部分(癒着部8)は、クランプリング5の上昇に
よって引き千切れる。Al膜7が引き千切れた後、バネ
40の作用端43がウェハ2から離れる。したがって、
前記実施例同様にクランプリング5の上昇時、ホルダ4
上のウェハ2の位置がずれることがない。この結果、ウ
ェハ2の突き上げピン3による持ち上げは高精度に行わ
れ、搬送アーム1によるウェハ2のスパッタ室10外へ
の搬出は確実に行われる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say, for example,
As shown in FIG. 6, the pressing means may be a structure having a spring 40 attached to the peripheral portion of the lower surface of the clamp ring 5. That is, the spring 40 is the clamp ring 5
The washer 41 and the screw 42,
Can be installed using. Then, the acting end 43 that acts elastically is brought into elastic contact with the wafer 2 on the holder 4. When the clamp ring 5 is raised, the wafer 2 is pressed against the holder 4 by the elastic force of the spring 40. Then, in this pressing state, the Al film 7 deposited on the surface of the clamp ring 5 and the Al film 7 deposited on the surface of the wafer 2.
The adhered portion (adhesive portion 8) is torn by the rise of the clamp ring 5. After the Al film 7 is torn, the working end 43 of the spring 40 is separated from the wafer 2. Therefore,
As in the previous embodiment, when the clamp ring 5 is raised, the holder 4
The position of the upper wafer 2 does not shift. As a result, the lifting of the wafer 2 by the push-up pin 3 is performed with high accuracy, and the transfer arm 1 reliably carries the wafer 2 out of the sputtering chamber 10.

【0032】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背景となった利用分野であるAl膜
を含むスパッタリング技術に適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではない。本発明は少な
くとも被膜形成技術には適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a sputtering technique including an Al film, which is a field of application which is the background of the invention, is not limited thereto. The present invention can be applied to at least a film forming technique.

【0033】[0033]

【発明の効果】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、下
記のとおりである。本発明のスパッタリング装置によれ
ば、クランプリングとウェハ間のAl膜による癒着は、
押し付け手段によってウエハがホルダに保持されている
間に分断されるため、クランプリングの上昇時にウエハ
が動くこともなく、ウエハのアンローディングが高精度
に行える。これにより故障率が低減し、スループットは
約2%向上する。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. According to the sputtering apparatus of the present invention, the adhesion between the clamp ring and the wafer by the Al film is
Since the wafer is divided by the pressing means while being held by the holder, the wafer does not move when the clamp ring is raised, and the unloading of the wafer can be performed with high accuracy. This reduces the failure rate and improves throughput by about 2%.

【0034】本発明のスパッタリング装置は、クランプ
リングの上昇時にウエハの位置がずれないことから、ウ
エハを突き上げる突き上げピンとウエハとのこすれが生
じなくなり、こすれに起因する異物発生を防止でき、ウ
エハの異物による汚染を防ぐことができる。
In the sputtering apparatus of the present invention, since the position of the wafer does not shift when the clamp ring is lifted, rubbing between the push-up pin for pushing up the wafer and the wafer does not occur, and it is possible to prevent the generation of foreign matter due to the rubbing and to prevent the foreign matter from the wafer. It can prevent pollution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるスパッタリング装置の
スパッタ室要部を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a sputtering chamber of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例のスパッタリング装置におけるウエハ
搬送機構の一部を示す模式的平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a part of a wafer transfer mechanism in the sputtering apparatus of this embodiment.

【図3】本実施例のスパッタリング装置におけるウエハ
保持機構の一部を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a part of a wafer holding mechanism in the sputtering apparatus of this embodiment.

【図4】本実施例のスパッタリング装置における搬送ア
ームの一部を示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a part of a transfer arm in the sputtering apparatus of this embodiment.

【図5】本実施例のスパッタリング装置におけるスパッ
タリング後のウエハの搬出状態を示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing a unloading state of a wafer after sputtering in the sputtering apparatus of this embodiment.

【図6】本発明の他の実施例によるウエハ保持機構の一
部を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a part of a wafer holding mechanism according to another embodiment of the present invention.

【図7】従来のスパッタリング装置におけるウエハ保持
機構を示す模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a wafer holding mechanism in a conventional sputtering apparatus.

【図8】従来のスパッタリング装置において、ウエハの
ずれに起因するウエハとクランプリングの表面に堆積す
るAl膜の癒着状態を示す拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the adhesion state of the Al film deposited on the surfaces of the wafer and the clamp ring due to the displacement of the wafer in the conventional sputtering apparatus.

【図9】従来のスパッタリング装置において、繰り返し
てスパッタリングを行った場合におけるウエハとクラン
プリングの表面に堆積されたAl膜の癒着状態を示す拡
大断面図である。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the adhesion state of the Al film deposited on the surfaces of the wafer and the clamp ring when the sputtering is repeatedly performed in the conventional sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…搬送アーム、2…ウェハ、3…突き上げピン、4…
ホルダ、5…クランプリング、7…Al膜、8…癒着
部、10…スパッタ室、11…チャンバ、12…メイン
バルブ、13…真空排気ポンプ、14…ガス供給管、1
5…導入バルブ(V1 )、17…調整室、18…ガス供
給管、19…導入バルブ(V2 )、25…分岐管、26
…リリーフバルブ(V4 )、27…第2の分岐管、28
…排気バルブ(V3 )、30…窪み、31…ターゲッ
ト、32…搬送用ゲートバルブ、40…バネ、41…座
金、42…ネジ、43…作用端。
1 ... Transfer arm, 2 ... Wafer, 3 ... Push-up pin, 4 ...
Holder, 5 ... Clamp ring, 7 ... Al film, 8 ... Adhesion part, 10 ... Sputtering chamber, 11 ... Chamber, 12 ... Main valve, 13 ... Vacuum exhaust pump, 14 ... Gas supply pipe, 1
5 ... Introduction valve (V1), 17 ... Adjustment chamber, 18 ... Gas supply pipe, 19 ... Introduction valve (V2), 25 ... Branch pipe, 26
... Relief valve (V4), 27 ... Second branch pipe, 28
... Exhaust valve (V3), 30 ... Recess, 31 ... Target, 32 ... Transport gate valve, 40 ... Spring, 41 ... Washer, 42 ... Screw, 43 ... Working end.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スパッタ室内に設けられかつ被処理物を
上面に載置するホルダと、前記ホルダ上に載置された被
処理物を必要に応じて上方に付き上げる突き上げピン
と、前記ホルダ上に載置された被処理物をホルダに押し
付けるクランプリングとを有するスパッタリング装置で
あって、前記クランプリングが被処理物から離れる際、
離れるに先立って前記被処理物をホルダに押し付ける押
し付け手段が設けられていることを特徴とするスパッタ
リング装置。
1. A holder provided in a sputtering chamber for mounting an object to be processed on an upper surface, a push-up pin for lifting an object to be processed mounted on the holder upward as necessary, and a holder on the holder. A sputtering apparatus having a clamp ring for pressing a placed object to be processed against a holder, wherein the clamp ring is separated from the object to be processed,
The sputtering apparatus is provided with pressing means for pressing the object to be processed against the holder prior to leaving.
【請求項2】 前記押し付け手段は、前記被処理物の下
面側のホルダ部分に設けられる窪みと、この窪み内の圧
力とスパッタ室内の圧力を制御する圧力制御系とからな
り、前記スパッタ室と前記窪み内の圧力差によって前記
被処理物をホルダに保持することを特徴とする請求項1
記載のスパッタリング装置。
2. The pressing means includes a recess provided in a holder portion on the lower surface side of the object to be processed, and a pressure control system for controlling the pressure in the recess and the pressure in the sputtering chamber. The object to be processed is held in a holder by a pressure difference in the recess.
The sputtering apparatus described.
【請求項3】 前記押し付け手段は、前記クランプリン
グの下面側に取り付けられかつ前記被処理物を下方に弾
力的に押し下げるバネによって構成されていることを特
徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。
3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the pressing means is a spring attached to the lower surface side of the clamp ring and elastically pressing down the object to be processed downward.
【請求項4】 前記スパッタリング装置はアルミニウム
薄膜を形成することを特徴とする請求項2または請求項
3記載のスパッタリング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 2, wherein the sputtering apparatus forms an aluminum thin film.
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