JPH09153459A - ウェハ保持機構 - Google Patents
ウェハ保持機構Info
- Publication number
- JPH09153459A JPH09153459A JP31123695A JP31123695A JPH09153459A JP H09153459 A JPH09153459 A JP H09153459A JP 31123695 A JP31123695 A JP 31123695A JP 31123695 A JP31123695 A JP 31123695A JP H09153459 A JPH09153459 A JP H09153459A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- temperature
- chuck
- gas
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】スパッタリング装置におけるウェハ保持機構に
おいて、ウェハ２１ａを押えるリング状チャック１のデ
ポ時の温度上昇の影響を受けること無く安定した所望の
温度にウェハ２１ａを加熱できるようにする。 【解決手段】ウェハ２１ａをスパッタ時に押さえるリン
グ状チャック１を空間部２をもつ中空構造にし、その空
間部２の中にＡｒ，Ｎ2 等の不活性ガス又はその他の媒
体を循環させ、デポ時の温度上昇を抑えリング状チャッ
ク１の温度をコントロールしている。
おいて、ウェハ２１ａを押えるリング状チャック１のデ
ポ時の温度上昇の影響を受けること無く安定した所望の
温度にウェハ２１ａを加熱できるようにする。 【解決手段】ウェハ２１ａをスパッタ時に押さえるリン
グ状チャック１を空間部２をもつ中空構造にし、その空
間部２の中にＡｒ，Ｎ2 等の不活性ガス又はその他の媒
体を循環させ、デポ時の温度上昇を抑えリング状チャッ
ク１の温度をコントロールしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板である
ウェハを保持するウェハ保持機構に関し、特に、スパッ
タリング装置におけるウェハ保持機構に関する。
ウェハを保持するウェハ保持機構に関し、特に、スパッ
タリング装置におけるウェハ保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、スパッタリング装置では、ウェハ
を加熱した状態でスパッタリングしウェハに膜を堆積し
ていた。そして、より良質に均一にウェハ面に膜を形成
するために、ウェハの加熱温度を決めるウェハへの伝熱
方法やウェハの保持方法などの面で種々の改良および改
善が施されてきた。このウェハへの伝熱方法および保持
方法を改善したウェハ保持機構の一例として、特開昭６
２−５０４６２に開示されている。
を加熱した状態でスパッタリングしウェハに膜を堆積し
ていた。そして、より良質に均一にウェハ面に膜を形成
するために、ウェハの加熱温度を決めるウェハへの伝熱
方法やウェハの保持方法などの面で種々の改良および改
善が施されてきた。このウェハへの伝熱方法および保持
方法を改善したウェハ保持機構の一例として、特開昭６
２−５０４６２に開示されている。
【０００３】図３は従来のウェハ保持機構の一例を示す
断面図である。上述した文献に開示されたウェハ保持機
構は、図３に示すように、ウェハである基板２１はチャ
ック１３により基板ホルダ１７の凸形状をした絶縁物１
６上に押し付けられ固定されており、電源２０により基
板電極１８と陽極１９間に電力を供給するとともにプラ
ズマを介して静電吸着により基板２１の全面が吸着され
ている。
断面図である。上述した文献に開示されたウェハ保持機
構は、図３に示すように、ウェハである基板２１はチャ
ック１３により基板ホルダ１７の凸形状をした絶縁物１
６上に押し付けられ固定されており、電源２０により基
板電極１８と陽極１９間に電力を供給するとともにプラ
ズマを介して静電吸着により基板２１の全面が吸着され
ている。
【０００４】また、基板２１の温度を一定に維持するた
めに、温度計１４を用いて、冷却水の供給・停止および
シースヒータ１５のオン・オフを行なうことにより実現
している。このように、基板の温度を制御することによ
り、内部素子や配線にダメージを与えることなく基板に
良質な膜を形成することを特徴としていた。
めに、温度計１４を用いて、冷却水の供給・停止および
シースヒータ１５のオン・オフを行なうことにより実現
している。このように、基板の温度を制御することによ
り、内部素子や配線にダメージを与えることなく基板に
良質な膜を形成することを特徴としていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウェハ
保持機構では、基板であるウェハをチャックと静電気力
で押さえ基板ホルダからの熱の伝達が円滑にし温度制御
が行なえ得るものの、ウェハの周囲を押えているチャッ
クがスパッタ時のデポ熱で加熱され、ウェハに影響しウ
ェハの温度を不安定にするという問題がある。この温度
不安定の問題は、ウェハ面内及び処理されたウェハ間の
スパッタ膜の特性（シート抵抗等）のばらつきが大きく
する（規格の１０％以上）という品質の欠陥をもたら
す。
保持機構では、基板であるウェハをチャックと静電気力
で押さえ基板ホルダからの熱の伝達が円滑にし温度制御
が行なえ得るものの、ウェハの周囲を押えているチャッ
クがスパッタ時のデポ熱で加熱され、ウェハに影響しウ
ェハの温度を不安定にするという問題がある。この温度
不安定の問題は、ウェハ面内及び処理されたウェハ間の
スパッタ膜の特性（シート抵抗等）のばらつきが大きく
する（規格の１０％以上）という品質の欠陥をもたら
す。
【０００６】また、このように温度不安定が起きること
により、例えば、ＷＳｉ等の膜の熱応力が大きい場合、
チャック上に堆積する膜が熱応力の極部的作用により剥
れを引き起すことがある。この剥れた膜破片がウェハに
付着し後工程に重大な品質の欠陥をもたらすことにな
る。
により、例えば、ＷＳｉ等の膜の熱応力が大きい場合、
チャック上に堆積する膜が熱応力の極部的作用により剥
れを引き起すことがある。この剥れた膜破片がウェハに
付着し後工程に重大な品質の欠陥をもたらすことにな
る。
【０００７】従って、本発明の目的は、基板を押えるチ
ャックのデポ時の温度上昇の影響を受けること無く安定
した所望の温度に基板を加熱できるウェハ保持機構を提
供することである。
ャックのデポ時の温度上昇の影響を受けること無く安定
した所望の温度に基板を加熱できるウェハ保持機構を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、表面処
理される半導体基板であるウェハを載置し該ウェハを加
熱する加熱機構を具備する載置台と、この載置台に載置
されるウェハの周辺部を押さえるとともに所望の温度に
維持するために供給される不活性ガスが循環する空間部
が内部に形成されるリング状押さえ部材とを備えるウェ
ハ保持機構である。また、前記空間部に流れる前記不活
性ガスの流れを規制する制御板を備えることが望まし
い。
理される半導体基板であるウェハを載置し該ウェハを加
熱する加熱機構を具備する載置台と、この載置台に載置
されるウェハの周辺部を押さえるとともに所望の温度に
維持するために供給される不活性ガスが循環する空間部
が内部に形成されるリング状押さえ部材とを備えるウェ
ハ保持機構である。また、前記空間部に流れる前記不活
性ガスの流れを規制する制御板を備えることが望まし
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明ついて図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施
の形態を示すウェハ保持機構の模式断面図およびＸＸ断
面矢視図である。このウェハ保持機構は、図１に示すよ
うに、載置台３に載置されるウェハ２１ａの周辺部を押
さえるとともに所望の温度に維持するために供給される
不活性ガスが循環する空間部２が内部に形成されるリン
グ状チャック１を設けている。
の形態を示すウェハ保持機構の模式断面図およびＸＸ断
面矢視図である。このウェハ保持機構は、図１に示すよ
うに、載置台３に載置されるウェハ２１ａの周辺部を押
さえるとともに所望の温度に維持するために供給される
不活性ガスが循環する空間部２が内部に形成されるリン
グ状チャック１を設けている。
【００１１】また、ウェハ２１ａを加熱する機構は、Ｔ
ｉ，Ｃｕ等の金属製である載置台３に内蔵される石英管
のヒータ７を備えている。そして、ガス導入管１０より
供給され数ケ所の穴５から吹き出されヒータ７で加熱さ
れるＡｒ等の不活性ガスがヒータ７により加熱され、空
間部６に留まる加熱されたガスとウェハ２１ａの裏面と
接触しウェハ２１ａを加熱するようになっている。
ｉ，Ｃｕ等の金属製である載置台３に内蔵される石英管
のヒータ７を備えている。そして、ガス導入管１０より
供給され数ケ所の穴５から吹き出されヒータ７で加熱さ
れるＡｒ等の不活性ガスがヒータ７により加熱され、空
間部６に留まる加熱されたガスとウェハ２１ａの裏面と
接触しウェハ２１ａを加熱するようになっている。
【００１２】デポ時に加熱されるリング状チャック１
は、ステンレスあるいはチタン等のメタル製であり、空
間部２に供給口８ａから排出口８ｂへＮ2 またはＡｒの
ような不活性ガスを流すことができるように空間部２を
もつ中空構造となっている。また、この空間部６にはガ
スの流れを規制しガスの停留時間を制御する流れ制御板
９が設けられている。
は、ステンレスあるいはチタン等のメタル製であり、空
間部２に供給口８ａから排出口８ｂへＮ2 またはＡｒの
ような不活性ガスを流すことができるように空間部２を
もつ中空構造となっている。また、この空間部６にはガ
スの流れを規制しガスの停留時間を制御する流れ制御板
９が設けられている。
【００１３】次に、このウェハ保持機構の動作について
説明する。まず、ウェハ２１ａは、ロボットアーム等に
よりチャンバ内の載置台３に設置される。その後、ウェ
ハ２１ａは外周部をリング状チャック１により押えられ
る。なお、このリング状チャック１は、図示されていな
い昇降機構によりウェハ２１ａの載置台３への設置，取
出しに応じて上下する。
説明する。まず、ウェハ２１ａは、ロボットアーム等に
よりチャンバ内の載置台３に設置される。その後、ウェ
ハ２１ａは外周部をリング状チャック１により押えられ
る。なお、このリング状チャック１は、図示されていな
い昇降機構によりウェハ２１ａの載置台３への設置，取
出しに応じて上下する。
【００１４】載置台３に設置されたウェハ２１ａは、穴
５から空間部６に導入されヒータ７で加熱されたウェハ
加熱用ガス（Ａｒ等の不活性ガス）と接触し加熱され
る。所望の温度にウェハの温度に達したら、ヒータ７の
オン・オフを制御しながらウェハ２１ａを一定の温度に
維持する。一方、チャンバのガス導入口よりＡｒ等のガ
スが導入されウェハ２１ａ表面に目的の金属がスパッタ
される。
５から空間部６に導入されヒータ７で加熱されたウェハ
加熱用ガス（Ａｒ等の不活性ガス）と接触し加熱され
る。所望の温度にウェハの温度に達したら、ヒータ７の
オン・オフを制御しながらウェハ２１ａを一定の温度に
維持する。一方、チャンバのガス導入口よりＡｒ等のガ
スが導入されウェハ２１ａ表面に目的の金属がスパッタ
される。
【００１５】このスパッタが行なれている間、リング状
チャック１がウェハ２１ａからの伝熱およびデボ時によ
る加熱でウェハ２１ａの温度より上らないように、ガス
（Ｎ2 又はＡｒ等の不活性ガス）をリング状チャック１
の空間部２に導入し冷却しウェハ２１ａの温度と同じ温
度に維持する。なお、リング状チャック１の空間部２内
へのガスの導入および遮断は、リング状チャック１に設
けられた温度センサ４で制御されるガス導入管１１およ
びガス排出管の開閉弁（図示せず）で行なわれている。
チャック１がウェハ２１ａからの伝熱およびデボ時によ
る加熱でウェハ２１ａの温度より上らないように、ガス
（Ｎ2 又はＡｒ等の不活性ガス）をリング状チャック１
の空間部２に導入し冷却しウェハ２１ａの温度と同じ温
度に維持する。なお、リング状チャック１の空間部２内
へのガスの導入および遮断は、リング状チャック１に設
けられた温度センサ４で制御されるガス導入管１１およ
びガス排出管の開閉弁（図示せず）で行なわれている。
【００１６】図２はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕスパッタ時のウェ
ーハ処理枚数に対するＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜のシート抵抗
の推移を示すグラフである。ここで、本発明のリング状
チャックを使用した場合と従来のチャックを使用した場
合とを比較するために、ウェハの処理数によるシート抵
抗の変化の推移を調べるために実験を行なってみた。そ
の結果、図２に示すように、従来のチャックの場合、処
理枚数が重むにつれシート抵抗が大きな減少傾向を示す
（膜厚一定であるにもかかわらず）。このことは、前述
したように、デポ熱の影響でリングチャックの温度が上
昇し、これに従ってスパッタ時のウェハ温度が規定の温
度より上昇したと考えられる。これに対し、本発明のリ
ングチャックを使用した場合は、ほとんどシート抵抗の
減少が無いという結果が得られた。
ーハ処理枚数に対するＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜のシート抵抗
の推移を示すグラフである。ここで、本発明のリング状
チャックを使用した場合と従来のチャックを使用した場
合とを比較するために、ウェハの処理数によるシート抵
抗の変化の推移を調べるために実験を行なってみた。そ
の結果、図２に示すように、従来のチャックの場合、処
理枚数が重むにつれシート抵抗が大きな減少傾向を示す
（膜厚一定であるにもかかわらず）。このことは、前述
したように、デポ熱の影響でリングチャックの温度が上
昇し、これに従ってスパッタ時のウェハ温度が規定の温
度より上昇したと考えられる。これに対し、本発明のリ
ングチャックを使用した場合は、ほとんどシート抵抗の
減少が無いという結果が得られた。
【００１７】また、ＷＳｉ等の膜応力が大きい薄膜を形
成する実験を行なったところ、リング状チャック１上に
堆積した膜の剥れは皆無となった。これは、ガス（Ａｒ
又はＮ2 ガス等）の導入によりリング状チャック１の温
度を一定に保たれ、温度変化が極めて少なかったと考え
られる。
成する実験を行なったところ、リング状チャック１上に
堆積した膜の剥れは皆無となった。これは、ガス（Ａｒ
又はＮ2 ガス等）の導入によりリング状チャック１の温
度を一定に保たれ、温度変化が極めて少なかったと考え
られる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、載置台に
載置されるウェハの周辺部を均等に押さえるとともにウ
ェハのデポ時に加熱による温度上昇を抑える冷却機構を
もつリング状チャックを設けることにより、デポ時にお
けるウェハの温度を一定にすることができ、ウェハ面内
及びウェハ間のスパッタ膜の特性（シート抵抗等）のば
らつきを押えることができるという効果がある。
載置されるウェハの周辺部を均等に押さえるとともにウ
ェハのデポ時に加熱による温度上昇を抑える冷却機構を
もつリング状チャックを設けることにより、デポ時にお
けるウェハの温度を一定にすることができ、ウェハ面内
及びウェハ間のスパッタ膜の特性（シート抵抗等）のば
らつきを押えることができるという効果がある。
【００１９】また、リング状チャックの温度を一定にす
ることにより、温度変化による熱ストレスで堆積した金
属膜が剥れることが無くそれによるウェハの汚染の問題
も解消することができた。
ることにより、温度変化による熱ストレスで堆積した金
属膜が剥れることが無くそれによるウェハの汚染の問題
も解消することができた。
【図１】本発明の一実施の形態を示すウェハ保持機構の
模式断面図およびＸＸ断面矢視図である。
模式断面図およびＸＸ断面矢視図である。
【図２】Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕスパッタ時のウェーハ処理枚
数に対するＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜のシート抵抗の推移を示
すグラフである。
数に対するＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜のシート抵抗の推移を示
すグラフである。
【図３】従来のウェハ保持機構の一例を示す断面図であ
る。
る。
１ リング状チャック ２，６ 空間部 ３ 載置台 ４ 温度センサ ５ 穴 ７ ヒータ ８ａ 供給口 ８ｂ 排出口 ９ 流れ制御板 １０，１１ ガス導入管 １２ ガス排出管 １３ チャック １４ 温度計 １５ シースヒータ １６ 絶縁物 １７ 基板ホルダ １８ 基板電極 １９ 陽極 ２０ 電源 ２１ 基板 ２１ａ ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｎ
Claims (2)
- 【請求項１】 表面処理される半導体基板であるウェハ
を載置し該ウェハを加熱する加熱機構を具備する載置台
と、この載置台に載置されるウェハの周辺部を押さえる
とともに所望の温度に維持するために供給される不活性
ガスが循環する空間部が内部に形成されるリング状押さ
え部材とを備えることを特徴とするウェハ保持機構。 - 【請求項２】 前記空間部に流れる前記不活性ガスの流
れを規制する制御板を備えることを特徴とする請求項１
記載のウェハ保持機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31123695A JP2878165B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | ウェハ保持機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31123695A JP2878165B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | ウェハ保持機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153459A true JPH09153459A (ja) | 1997-06-10 |
| JP2878165B2 JP2878165B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=18014737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31123695A Expired - Fee Related JP2878165B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | ウェハ保持機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2878165B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010054043A (ko) * | 1999-12-03 | 2001-07-02 | 박종섭 | 웨이퍼 척 스테이지 |
| WO2004013902A2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Wafermasters, Inc. | Hot plate annealing |
| KR100804169B1 (ko) * | 2005-12-31 | 2008-02-18 | 주식회사 아이피에스 | 박막증착챔버용 서셉터 |
| CN105575873A (zh) * | 2014-10-15 | 2016-05-11 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 压环机构及半导体加工设备 |
| WO2022075759A1 (ko) * | 2020-10-08 | 2022-04-14 | 주식회사 메카로 | 비대칭 열선 구조를 가진 페데스탈 히터 블럭 |
| CN115142045A (zh) * | 2021-03-29 | 2022-10-04 | 鑫天虹(厦门)科技有限公司 | 可准确调整温度的承载盘及薄膜沉积装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06208959A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-07-26 | Anelva Corp | Ｃｖｄ装置、マルチチャンバ方式ｃｖｄ装置及びその基板処理方法 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP31123695A patent/JP2878165B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06208959A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-07-26 | Anelva Corp | Ｃｖｄ装置、マルチチャンバ方式ｃｖｄ装置及びその基板処理方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010054043A (ko) * | 1999-12-03 | 2001-07-02 | 박종섭 | 웨이퍼 척 스테이지 |
| WO2004013902A2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Wafermasters, Inc. | Hot plate annealing |
| WO2004013902A3 (en) * | 2002-08-02 | 2004-04-29 | Wafermasters Inc | Hot plate annealing |
| US6809035B2 (en) | 2002-08-02 | 2004-10-26 | Wafermasters, Inc. | Hot plate annealing |
| KR100804169B1 (ko) * | 2005-12-31 | 2008-02-18 | 주식회사 아이피에스 | 박막증착챔버용 서셉터 |
| CN105575873A (zh) * | 2014-10-15 | 2016-05-11 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 压环机构及半导体加工设备 |
| WO2022075759A1 (ko) * | 2020-10-08 | 2022-04-14 | 주식회사 메카로 | 비대칭 열선 구조를 가진 페데스탈 히터 블럭 |
| CN115142045A (zh) * | 2021-03-29 | 2022-10-04 | 鑫天虹(厦门)科技有限公司 | 可准确调整温度的承载盘及薄膜沉积装置 |
| CN115142045B (zh) * | 2021-03-29 | 2023-12-19 | 鑫天虹(厦门)科技有限公司 | 可准确调整温度的承载盘及薄膜沉积装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2878165B2 (ja) | 1999-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2918785B2 (ja) | 改良された化学気相蒸着チャンバおよび方法 | |
| US5505779A (en) | Integrated module multi-chamber CVD processing system and its method for processing substrates | |
| US5886864A (en) | Substrate support member for uniform heating of a substrate | |
| US4810342A (en) | Method for controlling substrate temperature in a high temperature sputtering process | |
| JPH1041378A (ja) | 温度フィードバックと接触面積が小さくされた圧力ゾーンを有する基板支持体 | |
| JPH113878A (ja) | セラミック基体の表面状態を調節する方法及び装置 | |
| JP2001308079A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| KR100284753B1 (ko) | 성막장치 | |
| JP2603909B2 (ja) | Ｃｖｄ装置、マルチチャンバ方式ｃｖｄ装置及びその基板処理方法 | |
| JPH09153459A (ja) | ウェハ保持機構 | |
| JP3024940B2 (ja) | 基板処理方法及びｃｖｄ処理方法 | |
| JPH1126563A (ja) | 静電吸着電極装置 | |
| US20040149226A1 (en) | Substrate clamp ring with removable contract pads | |
| JP2990551B2 (ja) | 成膜処理装置 | |
| US6258718B1 (en) | Method for reducing surface charge on semiconductor wafers to prevent arcing during plasma deposition | |
| JPH05320891A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH05234944A (ja) | ウエハ温度制御方法及び装置 | |
| KR20040098548A (ko) | 웨이퍼 받침대 커버 | |
| JPH06322528A (ja) | スパッタ方法およびスパッタ装置 | |
| US8357265B2 (en) | Cleaning method and a vacuum processing apparatus | |
| JPS58102521A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20190276932A1 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
| JP2006336085A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH04268064A (ja) | 成膜方法 | |
| JPH0555206A (ja) | 減圧成膜装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981215 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |