JPH09312262A - マルチチャンバースパッタリング装置 - Google Patents
マルチチャンバースパッタリング装置Info
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- JPH09312262A JPH09312262A JP8150043A JP15004396A JPH09312262A JP H09312262 A JPH09312262 A JP H09312262A JP 8150043 A JP8150043 A JP 8150043A JP 15004396 A JP15004396 A JP 15004396A JP H09312262 A JPH09312262 A JP H09312262A
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Abstract
下させることがようにする。 【解決手段】 中央の搬送チャンバー4の周りにスパッ
タチャンバー1A,1B,1C,1Dとデガスチャンバ
ー5が気密に接続されてスパッタリングを含む処理を真
空中で連続して行われる。デガスチャンバー5には複数
のヒートステージ51が設けられて複数の基板10を同
時に加熱することが可能となっている。ヒートステージ
51には、基板10の裏面に接触するようにして加熱用
ガスを導入する加熱用ガス導入手段513や基板10と
の面接触を強化するための押し付け機構514、さらに
は静電吸着機構等が必要に応じて設けられる。
Description
ス等の製造に用いられるマルチチャンバースパッタリン
グ装置の生産性向上に関するものである。
グ、CVD(化学的気層成長)などがあるが、半導体デ
バイス等の製造では、配線材料の成膜等でスパッタリン
グが頻繁に用いられている。メモリやロジック等の半導
体デバイスでは、デバイスの集積度が増加し、性能が向
上するのに伴い、デバイスの信頼性が格段に高く要求さ
れ、それを達成するため、スパッタリングなどの配線プ
ロセスは、著しい進歩を遂げてきた。具体的には、配線
材料として用いられてきたAlSiは、エレクトロマイ
グレーション耐性を強化するために、Cuを含有するA
lSiCu材に置き換えられようになった。また、下地
層と配線層との拡散防止膜(バリア膜)として、Ti/
TiN積層膜を下地SiとAlSiCu配線との間に形
成することが要求されるようになった。このようなバリ
ア膜の上にAl系配線材料を積層するプロセスは、異な
る成膜プロセスを真空中で一貫して行うことが可能なマ
ルチチャンバー方式のスパッタリング装置によって可能
となった。
が微細化し、かつ多層化するなかで、微小なホールの内
部にバリア膜及び配線材料の成膜を行うには、旧来のス
パッタでは限界に達している。このためスパッタ方法に
も改善が試みられ、Al系配線用のスパッタでは、高温
スパッタ法が考案されている。この方法は、Al系材料
の融点に近い基板温度でスパッタを行うことで、微小ホ
ールにAl系材料を流動させて埋め込みを実現させるの
である。この方法によれば、64Mビット〜256Mビ
ット。更には配線幅0.25ミクロンの1Gビットクラ
スのメモリデバイスの製造にもスパッタリングが用いら
れることが可能であると期待されている。
セスを用いたスパッタリング方法により、デバイスの高
密度化に対応する成膜に技術的な目処がたってきたが、
生産性の面でまた問題が残っている。即ち、高温成膜前
の基板のデガス(脱ガス)の処理時間の短縮の問題であ
る。前述したように、Alの高温プロセス(400〜5
00℃)では、Alの流動性を利用するわけであるが、
スパッタ中に水分子や酸素分子などの不純物が基板上の
Al表面に付着したり析出したりすると、この流動性は
極端に疎外されることが分かっており、Alスパッタ中
の不純物の低減が非常に重要な技術となっている。この
ためには、Alの高温成膜前に基板を加熱することによ
り、スパッタ中に基板から脱離する可能性のある水分子
や酸素分子を予め除去する必要があり、デガスとよばれ
る処理プロセスが必要不可欠となるのである。
温成膜時の温度より高くする必要がある。何故ならば、
デガス温度がAlの高温成膜時の温度より低い場合に
は、Al成膜中に基板から前記不純物が放出され、Al
の流動性が著しく疎外されて埋め込みが達成されないか
らである。こうした理由から、デガス温度は一般的に4
50〜600℃と十分に高く設定される。しかしなが
ら、デガス温度を高くすることは、生産性からすれば非
常に効率の悪いものであった。その理由は、基板を前述
した高温度まで昇温させかつその高温度に維持し十分な
ガス出しを行うのには、時間が長くかかり、その結果、
全体的な生産性が低下してしまうからである。
め、本願の請求項1記載の発明は、スパッタチャンバー
を含む複数のプロセスチャンバーを気密に接続してスパ
ッタリングを含む処理を真空中で連続して行うマルチチ
ャンバースパッタリング装置において、複数のプロセス
チャンバーのうちの一つは、基板のデガスを行うデガス
チャンバーであり、このデガスチャンバーには、複数の
ヒートステージが設けられて複数の基板を同時に加熱す
ることが可能となっているという構成を有する。同様に
上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、上記
請求項1の構成において、前記ヒートステージは、基板
の裏面に接触するようにして加熱用ガスを導入する加熱
用ガス導入手段を備えているという構成を有する。同様
に上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、上
記請求項1又は2の構成において、前記ヒートステージ
は、当該ヒートステージの表面に基板を機械的に押し付
ける押し付け機構を備えているという構成を有する。同
様に上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、
上記請求項1、2又は3の構成において、前記ヒートス
テージは、静電吸着によって基板を当該ヒートステージ
の表面に吸着する静電吸着機構を備えているという構成
を有する。同様に上記課題を解決するため、請求項5記
載の発明は、上記請求項1、2、3又は4の構成におい
て、前記プロセスチャンバーのうちの一つは、アルミニ
ウム系のターゲットを用いたスパッタチャンバーであ
り、当該スパッタチャンバーは、当該アルミニウム系の
材料の融点に近い温度まで基板を加熱して基板に到達し
たアルミニウム系材料の流動化させる加熱手段を備えて
いるという構成を有する。
いて説明する。図1は、本願発明の第一の実施形態に係
るマルチチャンバースパッタリング装置の構成を説明す
る平面概略図である。図1に示すように、本実施形態の
スパッタリング装置は、中央に配置された搬送チャンバ
ー4と搬送チャンバー4の周囲に配設された複数のチャ
ンバーからなるマルチチャンバータイプのシステムにな
っている。周囲のチャンバーは、不図示のゲートバルブ
を介して中央の搬送チャンバー4に気密に接続されてい
る。各々のチャンバーには、専用又は兼用の排気系(図
1中不図示)が備えられ、所定の圧力まで排気可能とな
っている。
て、真空中で基板10を自動搬送できる搬送ロボット4
1(図2に示す)が設けられている。また、周囲のチャ
ンバーのうちの隣り合って配置された二つのチャンバー
は、ロードロックチャンバー2及びアンロードロックチ
ャンバー3になっている。そして、他の周囲のチャンバ
ー(プロセスチャンバー)のうち、一つのチャンバーが
デガスチャンバー5であり、他の一つがエッチングチャ
ンバー6であり、残りの四つのチャンバーがスパッタチ
ャンバー1A、1B、1C、1Dになっている。上述の
ようなシステムである本実施形態の装置では、成膜処理
される基板10は、基板カセット21に所定数(25枚
程度)収容され、ロードロックチャンバー2内に配置さ
れる。そして、搬送ロボット41が、ロードロックチャ
ンバー2内の基板カセット21から基板10を一枚ずつ
取り出して各プロセスチャンバーに順次搬送し、成膜処
理を含む各種処理を行った後、アンロードロックチャン
バー3に戻すようになっている。アンロードロックチャ
ンバー3には、同様に基板カセット31が配置されてお
り、処理が終わった基板10を所定数まで収容可能とな
っている。
の部分に大きな特徴点があるので、以下、デガスチャン
バー5に重点を置いて説明する。図2は、図1の装置の
X−Xにおける断面概略図であり、図3は、図1の装置
のY−Yにおける断面概略図である。デガスチャンバー
5は、排気系501を有する真空容器であり、ゲートバ
ルブ502を介して搬送チャンバー4に気密に接続され
ている。このデガスチャンバー5内には、ヒートステー
ジ51が二つ設けられている。各々のヒートステージ5
1は、同じ大きさの高さの低い略円柱状の形状である。
そして、各々の上面に基板10を載置して当該基板10
を加熱するようになっている。各ヒートステージ内51
には、加熱手段511が設けられている。加熱手段51
1としては、例えば加熱用ランプやセラミックヒータ等
の輻射加熱によるものが使用できる。加熱手段から出た
輻射線はヒートステージ51を加熱し、上面に載置され
た基板10を上面を通しての熱伝導により加熱するよう
になっている。
ボット41のアーム411と各ヒートステージ51との
間で基板10の受け渡しを行うための受け渡し機構52
が設けられている。受け渡し機構52は、基板10の直
径に相当する距離で対向した一対の支持具521と、支
持具521を上下動させて基板10のヒートステージ5
1への載置とヒートステージ51からの取り去りを行う
駆動機構522とから構成されている。一方、各ヒート
ステージ51の上面の周縁には、二つの退避用凹部51
2が形成されている。退避用凹部512は直径方向に対
向して設けられており、上面から所定の深さで形成され
ている。図3に示すようにアーム41が基板10を搬送
してきてヒートステージ51の上方に達すると、支持具
521が上昇して基板10の周縁を支持する。そして、
この状態で支持具521が下降し、これによって基板1
0がヒートステージ51に載置されるようになってい
る。この際、下降してきた支持具521は、図3に示す
ように退避用凹部512の内部に退避するようになって
いる。
態のスパッタリング装置の他の構成について簡単に説明
する。まず、各スパッタチャンバー1A、1B、1C、
1Dは、排気系11を備えた真空容器であり、ゲートバ
ルブ101を介して搬送チャンバー4に気密に接続され
ている。スパッタチャンバー1内には、カソード12と
基板ホルダ13とが対向して配置されており、カソード
12に所定の電圧(負の直流電圧又は高周波電圧)を与
えるスパッタ電源15や、スパッタリングのための所定
のガスを導入するガス導入系14などが具備されいる。
尚、カソード12に具備されたターゲット121は、成
膜する材料に応じた所定の材料のものが使用される。ま
た、基板ホルダ13には加熱手段131が内蔵され、成
膜中に基板10を100〜500℃程度に加熱するよう
になっている。加熱手段131としては、デガスチャン
バー5の加熱手段511と同様に輻射加熱によるものを
使用してもよいし、タングステンヒータ等の抵抗加熱に
よるものを埋設して使用してもよい。
としての搬送ロボット41は、アーム411の上面で基
板10を支持して搬送するよう構成されている。搬送ロ
ボット41のアーム411は、静電吸着によって基板1
0を吸着支持しながら、水平方向の直線運動、上下運
動、及び、垂直な軸の周りの回転運動が可能に構成され
ている。図1に示すエッチングチャンバー6は、スパッ
タリングに先だって基板10の表面の酸化膜等をエッチ
ングして除去するプロセスチャンバーである。エッチン
グを行うための構成は色々あるが、例えば、アルゴン等
のガスを高周波放電などによりプラズマ化し、基板10
に対して所定のバイアス電圧を与えることで基板10の
表面をスパッタエッチングする構成が採用される。
ャンバー2とアンロードロックチャンバー3の外側に
は、不図示のオートローディング機構及びオートアンロ
ーディング機構がそれぞれ配設されている。オートロー
ディング機構はロードロックチャンバー2内の基板カセ
ット21に不図示のキャリアカセットから基板10を自
動的に装着し、オートアンローディング機構はアンロー
ドロックチャンバー3内の基板カセット31から不図示
のキャリアカセットに基板10を自動的に回収するよう
になっている。次に、上記構成に係る本実施形態のマル
チチャンバースパッタリング装置の動作を説明する。以
下の説明では、一例としてMOS−FET回路における
チャンネル配線の形成などのためのスパッタリングプロ
セスを想定して説明を行う。
ックチャンバー2内の基板カセット21に所定数の基板
10を装着し、入り口側のゲートバルブを閉じて所定の
圧力までロードロックチャンバー2を排気する。次に、
搬送チャンバー4側のゲートバルブが開き、搬送ロボッ
ト41が一枚めの基板10を基板カセット21から取り
出してデガスチャンバー5に搬送し、前述のような動作
で基板10を一方のヒートステージ51に載置する。そ
して、引き続いて搬送ロボット41が二枚めの基板10
を基板カセット21から取り出してデガスチャンバー5
に搬送し、同様の動作で基板10を他方のヒートステー
ジ51に載置する。二枚の基板10は、二つのヒートス
テージ51上で同時に加熱され、基板10に含まれる水
や酸素等の不純物が基板10から脱離する。加熱温度
は、例えば200〜250℃程度であり、加熱時間は6
0〜120秒程度である。
ト41は基板10を一枚ずつデガスチャンバー5から取
り出し、エッチングチャンバー6に搬送する。そして、
基板10は、エッチングチャンバー6でエッチングされ
て表面の酸化膜などが除去された後、スパッタチャンバ
ー1A、1B、1C、1Dに搬送され、所定のスパッタ
リングが行われる。この際、エッチングチャンバー6に
は、二枚の基板10を同時に保持できる基板ホルダを配
置して二枚の基板10を同時にエッチング処理してもよ
いし、一方の基板10のエッチング処理中には他方の基
板10を搬送チャンバー4又はデガスチャンバー5内に
待機させて、一枚ずつエッチング処理を行ってもよい。
また、スパッタ処理も同様であり、四つのスパッタチャ
ンバー1A、1B、1C、1Dに一枚の順次搬送してス
パッタリングを行ってもよいし、四つのスパッタチャン
バー1A、1B、1C、1Dのうち二つずつを同様なス
パッタ処理を行うスパッタチャンバーとし、二枚の基板
10について同じスパッタ処理を並行して行うようにし
てもよい。
1B、1C、1Dで所定の薄膜を作成した後、基板10
はアンロードロックチャンバー3に搬送され、基板カセ
ット31に収容される。このようにしてロードロックチ
ャンバー2から基板10を一枚ずつ取り出し、各プロセ
スチャンバーに順次搬送してスパッタリングを行い、ア
ンロードロックチャンバー3に回収する。そして、ロー
ドロックチャンバー2内の基板カセット21に収容され
ていたすべての基板10がアンロードロックチャンバー
3内の基板カセット21に回収されると、アンロードロ
ックチャンバー3のベントガス導入系35が動作し、ア
ンロードロックチャンバー3内を大気圧に戻す。そし
て、ゲートバルブ36が開き、オートアンローディング
機構が基板10をキャリアカセットに回収する。
チチャンバースパッタリング装置によれば、デガスチャ
ンバー5が二つのヒートステージ51を備えているの
で、とかく時間がかかり易いデガスプロセスの生産性が
倍増し、スパッタリングプロセス全体の生産性の大幅な
向上に寄与することができる。尚、デガスチャンバー5
を1基追加することによっても同様な効果が得られる
が、デガスチャンバー5を追加するには、搬送チャンバ
ー4のサイズを大きくする必要があり、装置を設置する
為の床面積が大きくなり設備投資の上では不利となる問
題がある。従って、本実施形態の構成は、省スペース化
が図られ、設備投資の上からも大きな副次効果が期待で
きる。次に、本願発明の他の実施形態について説明す
る。以下に説明する実施形態の装置は、ヒートステージ
51の部分の構成が異なっているのみであり、他の部分
の構成は上述の実施形態と同様である。
ッタリング装置におけるヒートステージの構成を説明す
る斜視概略図である。この実施形態におけるヒートステ
ージ51は、基板10の裏面に接触するようにして加熱
用ガスを導入する加熱用ガス導入手段513を備えてい
る。ヒートステージ33の上面には、加熱用ガスを導入
するための溝又は凹部5131が形成されており、ヒー
トステージ51の内部にはこの溝又は凹部5131に連
通した連通孔5132が貫通して設けられている。連通
孔5132には、加熱用ガスの供給管5133が接続さ
れている。また、ヒートステージ51の上面の溝又は凹
部5131は、基板10が載置された際に基板10によ
って塞がれた状態となるよう形成されている。
1に導入された加熱用ガスは、基板10の裏面に接触し
て熱交換を行い、ヒートステージ51に対して良好に熱
を伝える。この結果、ヒートステージ51による基板1
0の加熱効率が向上し、加熱に要する時間を短縮するこ
とができる。即ち、基板10の裏面とヒートステージ5
1の上面との面接触が完全ではなく僅かな隙間が形成さ
れる場合、その隙間の部分については真空中であるため
熱の伝導伝達ができず、専ら放射によるのみとなる。し
かし、本実施形態のように加熱用ガスを導入すると、対
流作用等を生じて加熱用ガスがヒートステージ51の熱
を基板10に伝えるため、加熱効率が向上する。
リウム等の希ガス又は不活性ガスが好適に使用される。
また、上記溝又は凹部5131内に導入された状態での
加熱用ガスの圧力は、例えば5〜10Torr程度でよ
い。尚、加熱用ガスの温度は室温でも効果があるが、室
温以上の温度に加熱したものを用いるとさらに効果的で
ある。図5は、本願発明の第三の実施形態のスパッタリ
ング装置における加熱ステージの構成を説明する断面概
略図である。この第三の実施形態では、ヒートステージ
51に基板10を押し付けて面接触を強化する押し付け
機構514が設けられている。押し付け機構514は、
基板10の外径に相当する大きさのリング状の押し付け
体5141と、押し付け体5141を駆動する駆動機構
5142とから構成されている。駆動機構5142は、
ヒートステージ51に対して弾性力を作用させるバネ材
とバネ材の力に抗して押し付け体5141を上昇させる
押し上げ棒等から構成されている。
0をヒートステージ51に載置すると、駆動機構514
2が押し付け体5141を下方に移動させ、基板10の
周縁の上に載せる。これによって基板10のヒートステ
ージ51に対する面接触が強化され、加熱効率が向上す
る。尚、押し付け体5141は、基板10の周縁の素子
が形成されていないマージンの部分を押し付けるよう構
成される。図6は本願発明の第四の実施形態のスパッタ
リング装置におけるヒートステージの構成を説明する断
面概略図である。この第四の実施形態では、ヒートステ
ージ51に対する基板10の面接触を強化するため、静
電吸着機構が設けられている。即ち、ヒートステージ5
1の基板載置面側には誘電体ブロック5153が熱伝導
性良く接続されており、誘電体ブロック5153内に一
対の吸着電極5151が埋設されている。そして、吸着
電極5151には所定の電圧を印加する吸着用電源51
52が接続されている。また、誘電体ブロック5153
の上面には、表面保護や誘電率調整等の目的で窒化アル
ミニウム等の不図示の誘電体膜が5〜10μm程度の厚
さで形成されている。尚、誘電体ブロック5153や誘
電体膜の厚さは、熱伝導性をあまり低下させないよう、
必要な吸着効果が得られる範囲内でなるべく薄い厚さと
しておくことが好ましい。この第四の実施形態によれ
ば、ヒートステージ51に対する基板10の面接触が強
化されるので、加熱効率が向上し、加熱のための時間を
短縮することができる。
本願発明の実施例を説明する。図7は、上記実施形態の
装置を用いたスパッタプロセスについて説明する図であ
り、DRAM等の集積回路で用いられている多層配線構
造を示した断面概略図である。図7に示す多層配線構造
では、不図示の素子部分の上層に形成された第一層配線
71の上に第二層配線72が形成されている。そして、
例えば第二層配線の部分72を上記スパッタリング装置
を用いて形成する。尚、第二層配線72は、第一層と第
二層とを絶縁する層間絶縁膜73に設けたスルーホール
を埋めるようにして形成した層間配線部721と、層間
絶縁層の上面に形成した主配線部722とからなる。
合、第一層配線71が形成された基板10について前述
のようにデガスとエッチングを行い、その基板10をス
パッタチャンバー1Aに搬送する。スパッタチャンバー
1Aでは、まず下地膜としてTi膜723の成膜を行
う。膜厚は、例えば1000Å程度である。次に、当該
基板10をスパッタチャンバー1Bに搬送し、Al高温
スパッタを行う。即ち、基板10を400℃程度に加熱
しながら、アルミニウムのターゲットをスパッタし、A
l配線膜724を作成する。この際、基板10の熱によ
って基板10上のアルミニウムは流動性を増し、スルー
ホールの内部に充分溜まってスルーホールを埋める。
さ)が例えば8000〜10000Å程度になるまでス
パッタチャンバー1Bでスパッタリングを行った後、基
板10をスパッタチャンバー1Dに搬送する。スパッタ
チャンバー1Dでは、基板10を所定温度まで冷却した
後、TiN膜725の成膜を行う。このTiN膜725
の成膜は、さらに上層の膜との相互拡散を防止するため
であり、例えば400〜500Å程度の厚さで形成され
る。尚、基板10の冷却は、スパッタチャンバー1D内
での自然冷却でもよいし、スパッタチャンバー1D内に
設けた冷却ステージに基板10を載置したり、基板10
に冷却用ガスを吹き付けたりすることで冷却するように
してもよい。このようにして、Al配線膜724の上に
Ti下地膜723及び下にTiNバリア膜725を薄く
設けたサンドイッチ構造により、第二層配線72は形成
される。尚、第一層配線71についても同様なプロセス
で形成されることがあるのは勿論である。また、上例で
はスパッタチャンバー1Cは使用しなかったが、Al配
線膜の膜厚等のファクターによっては、スパッタチャン
バー1Bで半分の厚さのAl配線膜の成膜を行い、スパ
ッタチャンバー1Cで残りの半分の厚さの成膜を行うよ
うにする場合がある。
数値について説明する。上例のAl配線プロセスを行う
場合、通常次のような処理時間で処理される。 デガス(デガスチャンバー5):120秒 エッチング(エッチングチャンバー6):60秒 TiNスパッタ(スパッタチャンバー1A):60秒 高温Alスパッタ(スパッタチャンバー1B,1
C):120秒 冷却及びTiNスパッタ(スパッタチャンバー1
D):60秒 尚、の高温Alスパッタは、スパッタチャンバー1B
で最初60秒行い、スパチャンバー1Cで残りの60秒
を行うか、二つのスパッタチャンバー1B,1Cで二枚
の基板を並行処理する。
ヒートステージ51が一つであるマルチチャンバースパ
ッタリング装置を用いて行う場合、スループット(毎時
間当たりのウエハー処理枚数)で表すと、1時間当たり
約26枚程度となる。このスループットは、高温プロセ
スを用いない標準的なプロセスと比較すると、約50%
の処理量となってしまい、生産性の点で大きな欠点とな
る。一方、上記実施形態の装置のように、デガスチャン
バー5内に二つのヒートステージ51を設けると、スル
ープットは飛躍的に向上し、1時間当たり約40枚とな
る。具体的には、一枚めの基板10を一方のヒートステ
ージ51に載置し、60秒経過後に二枚めの基板10を
他方のヒートステージ51に載置する。そして、もう6
0秒経過後に一方のヒートステージ51から一枚目の基
板10を取り去ってエッチングチャンバー6に送り、さ
らに60秒経過後に二枚めの基板10をエッチングチャ
ンバー6に送るようにする。
ー5の処理時間は、見かけ上、一枚当たり60秒とな
り、デガスプロセスの生産性は倍増する。尚、二つのヒ
ートステージ51に二枚の基板10を同時載置し、12
0秒後に二枚の基板10を取り去るようにしてもよいこ
とは勿論である。上記説明において、ヒートステージの
数は二つであったが、三つ、四つ、もしくはそれ以上の
ヒートステージを一つのデガスチャンバー5内に配置す
るようにしてもよい。ヒートステージの数を多くするこ
とで、デガスプロセスの生産性はさらに向上する。ま
た、デガスの目的としては、高温スパッタ時の配線材料
の流動性確保の目的の他、作成する膜と下地との密着性
を向上させたり、膜の比抵抗等の特性を安定化させたり
するため、基板を予め加熱してデガスすることがある。
さらに、配線材料の例としてアルミニウムを採り上げた
が、タングステン等を使用する場合もあり、その場合に
はタングステンよりなるターゲットを使用してスパッタ
リングを行う。
デガスチャンバーが複数のヒートステージを備えている
ので、とかく時間がかかり易いデガスプロセスの生産性
が飛躍的に改善され、スパッタリングプロセス全体の生
産性の大幅な向上に寄与することができる。また、デガ
スチャンバー自体の数を多くする場合に比べ、装置の占
有面積が小さくでき、設備投資の上からも大きな副次効
果が期待できる。また、請求項2の発明によれば、上記
効果に加え、ヒートステージが、基板の裏面に接触する
ようにして加熱用ガスを導入する加熱用ガス導入手段を
備えているので、加熱効率が向上し、加熱に要する時間
を短縮させることができ、さらなる生産性の向上が期待
できる。また、請求項3又は4の発明によれば、上記効
果に加え、基板と加熱ステージとの面接触が強化される
ので、加熱効率の向上によってさらなる生産性の向上が
期待できる。また、請求項5の発明によれば、上記各効
果を得ながら、微小ホールに対する被覆性に優れた高温
Alスパッタを行うことができ、集積度の高いデバイス
の配線用として好適なプロセスを行うことが可能とな
る。
グ装置の構成を説明する平面概略図である。
る。
概略図である。
置におけるヒートステージの構成を説明する斜視概略図
である。
置におけるヒートステージの構成を説明する断面概略図
である。
置におけるヒートステージの構成を説明する断面概略図
である。
いて説明する図であり、DRAM等の集積回路で用いら
れている多層配線構造を示した断面概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 スパッタチャンバーを含む複数のプロセ
スチャンバーを気密に接続してスパッタリングを含む処
理を真空中で連続して行うマルチチャンバースパッタリ
ング装置において、 複数のプロセスチャンバーのうちの一つは、基板のデガ
スを行うデガスチャンバーであり、このデガスチャンバ
ーには、複数のヒートステージが設けられて複数の基板
を同時に加熱することが可能となっていることを特徴と
するマルチチャンバースパッタリング装置。 - 【請求項2】 前記ヒートステージは、基板の裏面に接
触するようにして加熱用ガスを導入する加熱用ガス導入
手段を備えていることを特徴とする請求項1記載のマル
チチャンバースパッタリング装置。 - 【請求項3】 前記ヒートステージは、当該ヒートステ
ージの表面に基板を機械的に押し付ける押し付け機構を
備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のマル
チチャンバースパッタリング装置。 - 【請求項4】 前記ヒートステージは、静電吸着によっ
て基板を当該ヒートステージの表面に吸着する静電吸着
機構を備えていることを特徴とする請求項1、2又は3
記載のマルチチャンバースパッタリング装置。 - 【請求項5】 前記プロセスチャンバーのうちの一つ
は、アルミニウム系のターゲットを用いたスパッタチャ
ンバーであり、当該スパッタチャンバーは、当該アルミ
ニウム系の材料の融点に近い温度まで基板を加熱して基
板に到達したアルミニウム系材料の流動化させる加熱手
段を備えていることを特徴とする請求項1、2、3又は
4記載のマルチチャンバースパッタリング装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002332570A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Anelva Corp | 基板処理装置 |
JP2003013215A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-15 | Anelva Corp | スパッタリング装置 |
JP2010126789A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Shibaura Mechatronics Corp | スパッタ成膜装置 |
JP2011155137A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Tokyo Electron Ltd | 基板加熱装置および基板加熱方法、ならびに基板処理システム |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6197685B1 (en) * | 1997-07-11 | 2001-03-06 | Matsushita Electronics Corporation | Method of producing multilayer wiring device with offset axises of upper and lower plugs |
JP3523197B2 (ja) * | 1998-02-12 | 2004-04-26 | エーシーエム リサーチ,インコーポレイティド | メッキ設備及び方法 |
JP2000150653A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-05-30 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法 |
US6224942B1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-05-01 | Micron Technology, Inc. | Method of forming an aluminum comprising line having a titanium nitride comprising layer thereon |
US6440219B1 (en) * | 2000-06-07 | 2002-08-27 | Simplus Systems Corporation | Replaceable shielding apparatus |
US6471830B1 (en) * | 2000-10-03 | 2002-10-29 | Veeco/Cvc, Inc. | Inductively-coupled-plasma ionized physical-vapor deposition apparatus, method and system |
US6599368B1 (en) * | 2000-10-05 | 2003-07-29 | Applied Materials, Inc. | System architecture of semiconductor manufacturing equipment |
KR100421036B1 (ko) * | 2001-03-13 | 2004-03-03 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 처리 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 처리 방법 |
EP1391140B1 (en) * | 2001-04-30 | 2012-10-10 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support |
US20050211385A1 (en) * | 2001-04-30 | 2005-09-29 | Lam Research Corporation, A Delaware Corporation | Method and apparatus for controlling spatial temperature distribution |
US6847014B1 (en) * | 2001-04-30 | 2005-01-25 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support |
JP2003031639A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-31 | Canon Inc | 基板処理装置、基板の搬送方法及び露光装置 |
JP2003045947A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Canon Inc | 基板処理装置及び露光装置 |
US6497734B1 (en) * | 2002-01-02 | 2002-12-24 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for enhanced degassing of semiconductor wafers for increased throughput |
US6632325B2 (en) | 2002-02-07 | 2003-10-14 | Applied Materials, Inc. | Article for use in a semiconductor processing chamber and method of fabricating same |
US6770852B1 (en) | 2003-02-27 | 2004-08-03 | Lam Research Corporation | Critical dimension variation compensation across a wafer by means of local wafer temperature control |
US7675174B2 (en) | 2003-05-13 | 2010-03-09 | Stmicroelectronics, Inc. | Method and structure of a thick metal layer using multiple deposition chambers |
US20050221603A1 (en) * | 2003-06-23 | 2005-10-06 | Applied Materials, Inc. | System architecture of semiconductor manufacturing equipment |
US20050092254A1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-05 | Infineon Technologies Richmond, Lp | PVD transfer robot short blade |
US7879209B2 (en) * | 2004-08-20 | 2011-02-01 | Jds Uniphase Corporation | Cathode for sputter coating |
US8038796B2 (en) * | 2004-12-30 | 2011-10-18 | Lam Research Corporation | Apparatus for spatial and temporal control of temperature on a substrate |
KR100803726B1 (ko) | 2005-08-12 | 2008-02-15 | 주식회사 아이피에스 | 반송챔버의 구조 |
US20080041716A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Schott Lithotec Usa Corporation | Methods for producing photomask blanks, cluster tool apparatus for producing photomask blanks and the resulting photomask blanks from such methods and apparatus |
KR20100108364A (ko) * | 2007-12-20 | 2010-10-06 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 이송 모듈 상의 하나의 단일한 면을 사용하는 엇갈린 이중 처리 챔버 |
KR101174883B1 (ko) | 2009-08-24 | 2012-08-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법 |
US8580332B2 (en) * | 2009-09-22 | 2013-11-12 | Applied Materials, Inc. | Thin-film battery methods for complexity reduction |
WO2011050291A2 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Applied Materials, Inc. | Materials and device stack for market viable electrochromic devices |
US8399809B1 (en) | 2010-01-05 | 2013-03-19 | Wd Media, Inc. | Load chamber with heater for a disk sputtering system |
US8517657B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-08-27 | WD Media, LLC | Corner chamber with heater |
US8354618B1 (en) | 2010-06-30 | 2013-01-15 | Wd Media, Inc. | Load chamber with dual heaters |
GB201421151D0 (en) | 2014-11-28 | 2015-01-14 | Spts Technologies Ltd | Method of degassing |
CN107488832B (zh) * | 2016-06-12 | 2019-11-29 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 沉积设备以及物理气相沉积腔室 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0614520B2 (ja) * | 1983-12-26 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | 低圧雰囲気内の処理装置 |
JPH02268427A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
JP2756502B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1998-05-25 | 東京エレクトロン株式会社 | アッシング処理装置および方法 |
US4994162A (en) * | 1989-09-29 | 1991-02-19 | Materials Research Corporation | Planarization method |
JP2600399B2 (ja) * | 1989-10-23 | 1997-04-16 | 富士電機株式会社 | 半導体ウエーハ処理装置 |
US5310410A (en) * | 1990-04-06 | 1994-05-10 | Sputtered Films, Inc. | Method for processing semi-conductor wafers in a multiple vacuum and non-vacuum chamber apparatus |
US5067218A (en) * | 1990-05-21 | 1991-11-26 | Motorola, Inc. | Vacuum wafer transport and processing system and method using a plurality of wafer transport arms |
KR100188454B1 (ko) * | 1991-05-28 | 1999-06-01 | 이노우에 아키라 | 기판 처리 장치 |
JPH05152425A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-18 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置およびスパツタリング装置 |
US5378660A (en) * | 1993-02-12 | 1995-01-03 | Applied Materials, Inc. | Barrier layers and aluminum contacts |
JPH08264465A (ja) * | 1995-03-23 | 1996-10-11 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP15004396A patent/JP3537269B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002332570A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Anelva Corp | 基板処理装置 |
JP2003013215A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-15 | Anelva Corp | スパッタリング装置 |
JP2010126789A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Shibaura Mechatronics Corp | スパッタ成膜装置 |
JP2011155137A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Tokyo Electron Ltd | 基板加熱装置および基板加熱方法、ならびに基板処理システム |
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Publication number | Publication date |
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