JP3005179B2 - Shutter device for sputtering equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ上に集積回
路を形成する場合等に用いられるスパッタリング装置に
関し、特に、スパッタリング装置におけるターゲットを
クリーニングする際に用いられるシャッタ装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus used for forming an integrated circuit on a wafer, and more particularly to a shutter apparatus used for cleaning a target in a sputtering apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ウェハの表面にスパッタリングにより薄
膜を形成する場合、各成膜処理の前にターゲットの表面
に付着した不純物を除去し、ターゲットの表面の安定化
を図るために、クリーニング処理を行う。このクリーニ
ング処理はスパッタリングにより行うが、ターゲット表
面から分離した粒子がウェハ上に堆積しないよう、ター
ゲットとウェハとの間にシャッタディスクを配置するの
が一般的である。2. Description of the Related Art When a thin film is formed on a wafer surface by sputtering, a cleaning process is performed before each film forming process in order to remove impurities adhering to the target surface and stabilize the target surface. . Although this cleaning process is performed by sputtering, a shutter disk is generally arranged between the target and the wafer so that particles separated from the target surface do not accumulate on the wafer.
【０００３】通常、１枚のシャッタディスクで複数回の
クリーニング処理を行うが、クリーニング処理が所定回
数以上行われると、シャッタディスク上には不純物が相
当量、堆積する。このため、シャッタディスクは、定期
的に或いは必要に応じて清浄なものと交換しなければな
らない。Usually, a plurality of cleaning processes are performed with one shutter disk, but when the cleaning processes are performed a predetermined number of times or more, a considerable amount of impurities accumulate on the shutter disks. For this reason, the shutter disk must be replaced with a clean one periodically or as needed.
【０００４】従来一般のシャッタディスクはチタン製で
あり、比較的厚い円板状のものである。このようなシャ
ッタディスクを交換する場合、従来においては、ステッ
ピング装置の運転を停止して処理チャンバを開放し、人
手によりシャッタディスクを外部に取り出した後、清浄
なシャッタディスクと交換することとしていた。また、
チタン製シャッタディスクは高価であるので、処理チャ
ンバから取り出されたシャッタディスクは、再使用でき
るよう、堆積物除去・洗浄処理がなされていた。A conventional general shutter disk is made of titanium and has a relatively thick disk shape. Conventionally, when replacing such a shutter disk, the operation of the stepping device is stopped to open the processing chamber, the shutter disk is manually taken out, and then replaced with a clean shutter disk. Also,
Since the titanium shutter disk is expensive, the shutter disk removed from the processing chamber has been subjected to deposit removal and cleaning processing so that it can be reused.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のターゲットのクリーニング方法では人手によるシャッ
タディスクの交換が必要であり、手間がかかり、スパッ
タリング装置の運転を長時間にわたり停止しなければな
らなかった。また、取り出したシャッタディスクに対す
る堆積物除去・洗浄処理も手間のかかる作業である。As described above, the conventional method of cleaning the target requires manual replacement of the shutter disk, which is troublesome, and the operation of the sputtering apparatus must be stopped for a long time. Was. Also, removing and cleaning the deposits on the shutter disk taken out is a troublesome operation.
【０００６】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
決することのできる新規なシャッタ装置を提供すること
にある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel shutter device which can solve the above-mentioned problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によるシャッタ装
置は、スパッタリング処理を行うための処理チャンバ
と、処理チャンバの上部に設けられたターゲットと、処
理チャンバ内にターゲットの下面に対向して設けられた
ウェハ支持体とを有するスパッタリング装置において用
いられるものであり、処理されるべきウェハと実質的に
同形のシャッタディスクと、処理チャンバ内に配設され
ており、シャッタディスクが載置される凹形状のディス
ク載置部分を有しており、且つ、ウェハ支持体の直上の
位置と、その位置から離れた位置とのいずれか一方にデ
ィスク載置部分を配置すべく水平方向に往復移動可能と
なっているディスク載置アームと、ディスク載置アーム
を移動させるための駆動手段とを備え、ディスク載置部
分の上面に少なくとも１つの凸部を設け、シャッタディ
スクの下面に、凸部と嵌合する凹部を形成することによ
り、ディスク載置部分に載置されたシャッタディスクの
周方向の位置ずれを防止するよう構成したことを特徴と
している。A shutter device according to the present invention is provided with a processing chamber for performing a sputtering process, a target provided on an upper portion of the processing chamber, and provided in the processing chamber so as to face a lower surface of the target. Used in a sputtering apparatus having a wafer support having a shape similar to that of a wafer to be processed, and a concave shape disposed in the processing chamber and on which the shutter disk is mounted. Disk mounting portion, and can be reciprocated in the horizontal direction to arrange the disk mounting portion at one of a position immediately above the wafer support and a position away from the position. Disk mounting arm, and driving means for moving the disk mounting arm. By providing one convex portion and forming a concave portion that fits with the convex portion on the lower surface of the shutter disk, the shutter disk mounted on the disk mounting portion is prevented from being displaced in the circumferential direction. It is characterized by.
【０００８】[0008]
【０００９】かかる構成においては、シャッタディスク
はウェハと実質的に同形であるため、スパッタリング装
置のウェハ搬送装置によりシャッタディスクを処理チャ
ンバの外部から、処理チャンバ内のディスク載置アーム
のディスク載置部分に装填することができる。また、こ
のシャッタディスクはディスク載置アームに単に載置さ
れるだけであるので、取り外し可能である。このため、
周方向に位置ずれを起こす可能性があるが、載置部分と
シャッタディスクに設けられた凸部及び凹部により、位
置ずれが防止される。In this configuration, since the shutter disk has substantially the same shape as the wafer, the shutter disk is moved from the outside of the processing chamber to the disk mounting portion of the disk mounting arm in the processing chamber by the wafer transfer device of the sputtering apparatus. Can be loaded into Further, since the shutter disk is simply mounted on the disk mounting arm, it is removable. For this reason,
Although there is a possibility of displacement in the circumferential direction, the displacement is prevented by the projections and recesses provided on the mounting portion and the shutter disk.
【００１０】また、スパッタリング装置が、ウェハを前
記ウェハ支持体上に下降させ或いは前記ウェハ支持体か
ら上昇させるべく垂直方向に昇降可能となっている複数
本のリフトピンを有している場合において、ディスク載
置アームは、移動時に前記リフトピンと干渉することを
防止するよう形作られていることが好適である。これに
より、リフトピンが上方に突出している場合にも、ディ
スク載置アームを揺動させることができる。In the case where the sputtering apparatus has a plurality of lift pins which can be vertically moved to lower or raise the wafer on the wafer support, The mounting arm is preferably shaped to prevent interference with the lift pins during movement. Thus, even when the lift pins protrude upward, the disk mounting arm can be swung.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明が適用されるスパッタリン
グ装置を概略的に示した図である。図示のスパッタリン
グ装置１０は、ロードロック室１２の周囲に処理チャン
バ１４、カセットチャンバ１６，１８、その他のチャン
バ２０〜２８を配設して成るマルチチャンバ型のもので
ある。このスパッタリング装置１０は、ロードロック室
１２及びその周囲のチャンバ１４〜２８内を真空に維持
した状態でウェハＷの処理や搬送が可能となっている。FIG. 1 is a diagram schematically showing a sputtering apparatus to which the present invention is applied. The illustrated sputtering apparatus 10 is a multi-chamber type in which a processing chamber 14, cassette chambers 16 and 18, and other chambers 20 to 28 are disposed around a load lock chamber 12. The sputtering apparatus 10 is capable of processing and transporting the wafer W while maintaining the vacuum in the load lock chamber 12 and the surrounding chambers 14 to 28.
【００１３】ロードロック室１２には、チャンバ１４〜
２８間でのウェハＷの搬送を行うためのウェハ搬送装置
３０が設けられている。図示のウェハ搬送装置３０は、
ロードロック室１２の中心に設置された支持軸３２と、
この支持軸３２に駆動機構３４を介して水平に支持され
た細長い平板状のブレード３６とを備えている。ブレー
ド３６は、駆動機構３４を遠隔制御することで、支持軸
３２を中心として旋回及び径方向に前後動し、その先端
部を所望のチャンバ１４〜２８内に差し入れることがで
きるようになっている。かかる構成においては、ブレー
ド３６の先端部にウェハＷを載せた状態で、ウェハＷを
チャンバ１４〜２８間で搬送することが可能となる。The load lock chamber 12 includes chambers 14 to
A wafer transfer device 30 for transferring the wafer W between the wafers 28 is provided. The illustrated wafer transfer device 30 includes:
A support shaft 32 installed at the center of the load lock chamber 12,
An elongated flat blade 36 is horizontally supported on the support shaft 32 via a drive mechanism 34. By remotely controlling the drive mechanism 34, the blade 36 is turned around the support shaft 32 and moves back and forth in the radial direction, so that its tip can be inserted into a desired chamber 14 to 28. I have. In such a configuration, the wafer W can be transferred between the chambers 14 to 28 with the wafer W placed on the tip of the blade 36.
【００１４】図２及び図３は、それぞれ、図１のマルチ
チャンバ型スパッタリング装置１０における処理チャン
バ１４の一つを概略的に示した縦断面図及び横断面図で
ある。この処理チャンバ１４はハウジング３８により画
成されている。ロードロック室１０との境界となるハウ
ジング３８の側壁３８ａにはウェハ搬送通路３８ｂが設
けられており、この通路３８ｂは開閉扉４０により気密
に閉じられるようになっている。FIGS. 2 and 3 are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, schematically showing one of the processing chambers 14 in the multi-chamber sputtering apparatus 10 of FIG. The processing chamber 14 is defined by a housing 38. A wafer transfer passage 38 b is provided in a side wall 38 a of the housing 38 which is a boundary with the load lock chamber 10, and the passage 38 b is airtightly closed by an opening / closing door 40.
【００１５】ハウジング３８の上部には略円形のターゲ
ット４２が取り付けられており、その下方にはウェハ支
持体４４が配置されている。ウェハＷはウェハ支持体４
４上で支持され、ターゲット４２の下面に対して平行に
対向配置される。ウェハ支持体４４は、ハウジング３８
の底板３８ｃを貫通して垂直方向に延びる支持管４６の
上端に支持されている。支持管４６は昇降機構４８によ
り昇降可能となっており、これにより、ウェハ支持体４
４は図２の実線で示す第１位置と二点鎖線で示す第２位
置との間で昇降される。なお、図２において、符号５０
はベローズであり、処理チャンバ１４内の真空を保つた
めのものである。A substantially circular target 42 is mounted on an upper portion of the housing 38, and a wafer support 44 is disposed below the target 42. The wafer W is a wafer support 4
4 and is disposed in parallel with and opposed to the lower surface of the target 42. The wafer support 44 is
Is supported at the upper end of a support tube 46 extending vertically through the bottom plate 38c. The support tube 46 can be moved up and down by an elevating mechanism 48 so that the wafer support 4
4 is moved up and down between a first position shown by a solid line in FIG. 2 and a second position shown by a two-dot chain line. Note that in FIG.
Is a bellows for maintaining a vacuum in the processing chamber 14.
【００１６】ターゲット４２とウェハ支持体４４とには
それぞれ、直流電源（図示せず）の陰極と陽極が接続さ
れている。真空とされた処理チャンバ１４に処理ガスを
導入してターゲット４２とウェハ支持体４４（即ち、ウ
ェハＷ）との間に電圧をかけると、グロー放電が発生す
る。この時、プラズマ中の正イオンがターゲット表面に
衝突し、ターゲット原子をはじき出し、このターゲット
原子がウェハＷ上に堆積して薄膜が形成されるのであ
る。A cathode and an anode of a DC power supply (not shown) are connected to the target 42 and the wafer support 44, respectively. When a processing gas is introduced into the evacuated processing chamber 14 to apply a voltage between the target 42 and the wafer support 44 (that is, the wafer W), a glow discharge occurs. At this time, positive ions in the plasma collide with the target surface and repel target atoms, and the target atoms are deposited on the wafer W to form a thin film.
【００１７】また、ウェハ支持体４４の下側にはリフト
プレート５２が配設されており、このリフトプレート５
２は、ハウジング３８の底板３８ｃを貫通し昇降機構５
４により昇降される支持軸５６に支持されている。この
支持軸５６の周囲には、処理チャンバ１４内の気密性を
保つためのベローズ５８が設けられている。リフトプレ
ート５２の上面には複数本（図示実施形態では３本）の
リフトピン６０が固定され、ウェハ支持体４４に形成さ
れた貫通孔６２を通って垂直上方に延びている。これら
のリフトピン６０は、昇降機構５４を制御することで、
リフトプレート５２と共に、図２の実線で示す第１位置
と二点鎖線で示す第２位置との間で昇降される。リフト
ピン６０が第１位置にあるとき、リフトピン６０の上端
はウェハ搬送装置３０のブレード３６よりも下側に配置
され、また、リフトピン６０が第２位置にあるとき、そ
の上端はブレード３６よりも上側に配置される。従っ
て、ウェハ搬送装置３０及び昇降機構５４を適宜操作す
ることで、ウェハＷをブレード３６とウェハ支持体４４
との間で移載することが可能となる。A lift plate 52 is provided below the wafer support 44.
2 is a lifting mechanism 5 that penetrates the bottom plate 38 c of the housing 38.
4 supported by a support shaft 56 which is raised and lowered. Around the support shaft 56, a bellows 58 for maintaining the airtightness in the processing chamber 14 is provided. A plurality of (three in the illustrated embodiment) lift pins 60 are fixed to the upper surface of the lift plate 52, and extend vertically upward through through holes 62 formed in the wafer support 44. These lift pins 60 control the lifting mechanism 54,
The lift plate 52 is moved up and down together with the lift plate 52 between a first position shown by a solid line in FIG. 2 and a second position shown by a two-dot chain line. When the lift pin 60 is at the first position, the upper end of the lift pin 60 is disposed below the blade 36 of the wafer transfer device 30. When the lift pin 60 is at the second position, the upper end is above the blade 36. Placed in Accordingly, by appropriately operating the wafer transfer device 30 and the elevating mechanism 54, the wafer W is transferred to the blade 36 and the wafer support 44.
Can be transferred between and.
【００１８】更に、処理チャンバ１４内には、ターゲッ
ト・クリーニング用のシャッタディスクＳを用いてター
ゲット４２とウェハ支持体４４との間を遮るためのシャ
ッタ機構６４が設けられている。シャッタ機構６４は、
ハウジング３８の底板３８ｃを貫通し回転可能に取り付
けられた支持軸６６と、この支持軸６６の下端部に接続
された回転駆動機構６８と、支持軸６６の上端部に固着
され水平に延びるディスク載置アーム７０とから構成さ
れている。このディスク載置アーム７０は直流電源の陽
極に電気的に接続されている。また、ディスク載置アー
ム７０は、ウェハ支持体４４の第１位置と第２位置との
中間の高さ位置に配置されており、回転駆動機構６８を
制御することで、ハウジング３８の側部に設けられたサ
イドチャンバ７２内の第１位置（図３の実線で示す位
置）と図３の二点鎖線で示す第２位置との間で回動され
る。ディスク載置アーム７０の自由端側の部分７０ａは
他の部分７０ｂよりも一段下げられており、その部分７
０ａにシャッタディスクＳが載置されるようになってい
る。このディスク載置部分７０ａの最外周部である段差
面の径はシャッタディスクＳの径と同一又は僅かに大き
くされており、載置されたシャッタディスクＳが横方向
にずれないようにしている。なお、ディスク載置部分７
０ａの中心点は、ディスク載置アーム７０が第２位置に
あるとき、ウェハ支持体４４の中心軸線上に配置され
る。また、図示するように、このディスク載置部分７０
ａは完全な円形となっていないが、これは、リフトピン
６０が第２位置にある状態でディスク載置アーム７０を
回動させた際、リフトピン６０とディスク載置アーム７
０との干渉を防止するためのものである。Further, a shutter mechanism 64 for blocking the space between the target 42 and the wafer support 44 using a shutter disk S for cleaning the target is provided in the processing chamber 14. The shutter mechanism 64
A support shaft 66 penetrating through the bottom plate 38c of the housing 38 and rotatably attached thereto, a rotation drive mechanism 68 connected to a lower end of the support shaft 66, and a disk mount fixed to the upper end of the support shaft 66 and extending horizontally. And an arm 70. The disk mounting arm 70 is electrically connected to an anode of a DC power supply. The disk mounting arm 70 is disposed at a height intermediate between the first position and the second position of the wafer support 44, and is controlled by the rotation driving mechanism 68 so that the disk mounting arm 70 is located on the side of the housing 38. It is rotated between a first position (a position indicated by a solid line in FIG. 3) in the provided side chamber 72 and a second position indicated by a two-dot chain line in FIG. The portion 70a on the free end side of the disc mounting arm 70 is one step lower than the other portion 70b.
The shutter disk S is mounted on 0a. The diameter of the step surface, which is the outermost peripheral portion of the disk mounting portion 70a, is the same as or slightly larger than the diameter of the shutter disk S, so that the mounted shutter disk S does not shift in the horizontal direction. In addition, the disc mounting portion 7
The center point of Oa is located on the center axis of the wafer support 44 when the disk mounting arm 70 is at the second position. Further, as shown in FIG.
a is not a perfect circle, but this is because when the disc loading arm 70 is rotated with the lift pin 60 in the second position, the lift pin 60 and the disc loading arm 7 are rotated.
This is for preventing interference with zero.
【００１９】本発明によるシャッタディスクＳは従来の
ものよりも薄く、ウェハＷとほぼ同様の形状、即ちウェ
ハＷと実質的に同一の径と厚さを有している。また、こ
のシャッタディスクＳはステンレス鋼から作られてお
り、従来のチタン製のものよりも安価であり、使い捨て
が可能である。図４に明示するように、シャッタディス
クＳの一面（下面）には、その外周縁部に、少なくとも
１つ（図示実施形態では３つ）の凹部７４が形成されて
いる。これらの凹部７４は、シャッタディスクＳをディ
スク載置アーム７０のディスク載置部分７０ａに載せた
際、ディスク載置部分７０ａに取り付けられた丸頭ピン
７６の頭部（凸部）に嵌合し、シャッタディスクＳが周
方向にずれるのを防止するようになっている。従って、
位置ずれの摩擦によりパーチクルの発生を抑えることが
できる。The shutter disk S according to the present invention is thinner than the conventional one, and has substantially the same shape as the wafer W, that is, substantially the same diameter and thickness as the wafer W. The shutter disk S is made of stainless steel, is less expensive than conventional titanium disks, and is disposable. As clearly shown in FIG. 4, at least one (three in the illustrated embodiment) recesses 74 are formed on the outer peripheral edge of one surface (lower surface) of the shutter disk S. When the shutter disk S is mounted on the disk mounting portion 70a of the disk mounting arm 70, these recesses 74 fit into the heads (convex portions) of the round head pins 76 attached to the disk mounting portion 70a. The shutter disk S is prevented from shifting in the circumferential direction. Therefore,
The generation of particles can be suppressed by the friction caused by the displacement.
【００２０】シャッタディスクＳ及びウェハＷは、それ
ぞれ、第１及び第２のカセッチチャンバ１６，１８内に
設置されたカセット７８，８０から供給される。各カセ
ットチャンバ１６，１８とロードロック室１２との間の
ウェハ搬送通路には開閉扉８２，８４が設けられてお
り、この開閉扉８２，８４を閉じることにより、ロード
ロック室１２とカセットチャンバ１６，１８との間を気
密に遮断することができる。また、各カセットチャンバ
１６，１８は外部に通じる通路が設けられており、この
通路にも開閉扉８６，８８が設けられている。従って、
この開閉扉８６，８８を開け、ロードロック室１２とカ
セットチャンバ１６，１８との間の開閉扉８２，８４を
閉じることにより、ロードロック室１２及びその他のチ
ャンバを真空に保った状態でカセットチャンバ１６，１
８のみを開放することができ、カセットチャンバ１６，
１８内のカセット７８，８０の出し入れが可能となる。The shutter disk S and the wafer W are supplied from cassettes 78 and 80 installed in the first and second cassette chambers 16 and 18, respectively. Opening and closing doors 82 and 84 are provided in the wafer transfer passage between each of the cassette chambers 16 and 18 and the load lock chamber 12. By closing the opening and closing doors 82 and 84, the load lock chamber 12 and the cassette chamber 16 are closed. , 18 can be hermetically shut off. Each of the cassette chambers 16 and 18 is provided with a passage leading to the outside, and the passages are also provided with doors 86 and 88. Therefore,
By opening the doors 86 and 88 and closing the doors 82 and 84 between the load lock chamber 12 and the cassette chambers 16 and 18, the cassette chamber is maintained while the load lock chamber 12 and other chambers are kept at a vacuum. 16,1
8 can be opened, and cassette chambers 16 and
The cassettes 78 and 80 in the storage 18 can be taken in and out.
【００２１】次に、このような構成のマルチチャンバ型
スパッタリング装置１０において実施される本発明によ
るターゲットのクリーニング方法について説明する。な
お、以下に説明するクリーニング方法は、ターゲット４
２がチタンから成り、ウェハＷ上にチタン膜（Ｔｉ膜）
を形成した後、その上にチタンナイトロイド膜（ＴｉＮ
膜）を形成する場合であって、各成膜処理の終了後にタ
ーゲット４２のクリーニング処理を行うこととした場合
に関するものである。Next, a method of cleaning a target according to the present invention, which is performed in the multi-chamber sputtering apparatus 10 having the above-described configuration, will be described. The cleaning method described below is based on the target 4
2 is made of titanium, and a titanium film (Ti film) is formed on the wafer W.
Is formed, and a titanium nitride film (TiN
This is a case in which a film is formed, and the cleaning process of the target 42 is performed after each film forming process is completed.
【００２２】まず、第１のカセットチャンバ１６の開閉
扉８６を開き、複数枚の清浄なシャッタディスクＳが収
納されたカセット７８を第１のカセットチャンバ１６に
配置する。この際、内側の開閉扉８２を閉じた状態とし
ておけば、他のチャンバ内を真空に維持することがで
き、他のチャンバ内での処理を中断する必要がない。First, the open / close door 86 of the first cassette chamber 16 is opened, and the cassette 78 in which a plurality of clean shutter disks S are stored is placed in the first cassette chamber 16. At this time, if the inside opening / closing door 82 is kept closed, the inside of the other chamber can be maintained at a vacuum, and there is no need to interrupt the processing in the other chamber.
【００２３】次いで、開閉扉８６を閉じ、開閉扉８２を
開けた後、ウェハ搬送装置３０を操作し、ブレード３６
を第１のカセットチャンバ１６内に挿入する。シャッタ
ディスクＳはウェハＷとほぼ同形であるので、ウェハ搬
送装置３０によりウェハＷと全く同様に取り扱われ、カ
セット７８から１枚のシャッタディスクＳが取り出され
る。この後、シャッタディスクＳが載置された状態でブ
レード３６を第１のカセットチャンバ１６から抜き出し
て、処理チャンバ１４にウェハ搬送通路３８ｂを通して
挿入する。この時のブレード３８の位置は図２及び図３
の二点鎖線で示す通りである。Next, after the door 86 is closed and the door 82 is opened, the wafer transfer device 30 is operated and the blade 36 is opened.
Is inserted into the first cassette chamber 16. Since the shutter disk S has substantially the same shape as the wafer W, it is handled in exactly the same manner as the wafer W by the wafer transfer device 30, and one shutter disk S is taken out from the cassette 78. Thereafter, the blade 36 is pulled out of the first cassette chamber 16 with the shutter disk S mounted thereon, and inserted into the processing chamber 14 through the wafer transfer passage 38b. The position of the blade 38 at this time is shown in FIGS.
As indicated by the two-dot chain line.
【００２４】ここで、昇降機構５４を制御してリフトピ
ン６０を第１位置から第２位置に上昇させると、リフト
ピン６０の上端にシャッタディスクＳが移載される。シ
ャッタディスクＳがリフトピン６０により確実に支持さ
れたならば、ブレード３６を処理チャンバ１４からロー
ドロック室１２内に戻すと共に、シャッタ機構６４の回
転駆動機構６８を制御してディスク載置アーム７０を第
１位置から第２位置に回動させる。そして、リフトピン
６０を第１位置に戻すと、シャッタディスクＳはディス
ク載置アーム７０のディスク載置部分７０ａに移載され
る。この後、ディスク載置アーム７０は成膜処理の妨げ
とならない第１位置に戻される。Here, when the lift pin 60 is raised from the first position to the second position by controlling the lift mechanism 54, the shutter disk S is transferred to the upper end of the lift pin 60. When the shutter disk S is securely supported by the lift pins 60, the blade 36 is returned from the processing chamber 14 into the load lock chamber 12, and the rotation driving mechanism 68 of the shutter mechanism 64 is controlled to move the disk mounting arm 70 to the first position. Rotate from the first position to the second position. When the lift pin 60 is returned to the first position, the shutter disk S is transferred to the disk mounting portion 70a of the disk mounting arm 70. Thereafter, the disk mounting arm 70 is returned to the first position that does not hinder the film forming process.
【００２５】次に、再度ウェハ搬送装置３０を制御し
て、第２のカセットチャンバ１８内のカセット８０から
処理すべきウェハＷを取り出し、処理チャンバ１４内に
搬入し、前述したようにしてリフトピン６０を上下させ
てウェハＷをウェハ支持体４４上に載り移らせる。そし
て、ロードロック室１２と処理チャンバ１４との間の開
閉扉４０を閉じ、ウェハ支持体４４を第１位置から第２
位置に上昇させ、Ｔｉ膜の成膜処理を開始する。Ｔｉ膜
の成膜処理は、周知の通り、真空の処理チャンバ１４内
に処理ガスとしてアルゴンガスを所定量導入し、ターゲ
ット４２とウェハＷとの間に電圧をかけ、グロー放電を
発生させる。これにより、プラズマ中のアルゴンイオン
がターゲット４２の表面に衝突し、その結果、Ｔｉがス
パッタ粒子としてウェハＷ上に堆積する。Next, the wafer transfer device 30 is controlled again to take out the wafer W to be processed from the cassette 80 in the second cassette chamber 18, load the wafer W into the processing chamber 14, and lift the lift pins 60 as described above. Is moved up and down to transfer the wafer W onto the wafer support 44. Then, the door 40 between the load lock chamber 12 and the processing chamber 14 is closed, and the wafer support 44 is moved from the first position to the second position.
To start the film formation process of the Ti film. As is well known, a predetermined amount of an argon gas is introduced as a processing gas into the vacuum processing chamber 14 to apply a voltage between the target 42 and the wafer W to generate a glow discharge. As a result, argon ions in the plasma collide with the surface of the target 42, and as a result, Ti is deposited on the wafer W as sputtered particles.
【００２６】このＴｉ膜成膜処理が完了したならば、処
理チャンバ１４内の処理ガスを排気すると共に、ターゲ
ット表面に付着したＴｉ粒子を除去すべく、クリーニン
グ処理を行う。このクリーニング処理では、まず、ウェ
ハ支持体４４を第１位置に下げ、ディスク載置アーム７
０を第１位置から第２位置に移動させる。この状態にお
いて、シャッタディスクＳはシールド９０と協働してウ
ェハＷの表面をターゲット４２から覆い隠すこととな
る。そして、次の成膜処理に用いる処理ガス、即ち窒素
ガスを導入すると共に、ターゲット４２とシャッタディ
スクＳ間に電圧を印加し、スパッタリング現象を利用し
てターゲット４２の表面の付着物を除去する。When the Ti film forming process is completed, the process gas in the process chamber 14 is exhausted, and a cleaning process is performed to remove the Ti particles attached to the target surface. In this cleaning process, first, the wafer support 44 is lowered to the first position,
0 is moved from the first position to the second position. In this state, the shutter disk S cooperates with the shield 90 to cover the surface of the wafer W from the target 42. Then, a processing gas to be used for the next film formation process, that is, a nitrogen gas is introduced, and a voltage is applied between the target 42 and the shutter disk S to remove deposits on the surface of the target 42 by using a sputtering phenomenon.
【００２７】このクリーニング処理が終了したならば、
ディスク載置アーム７０を第１位置に戻し、ウェハ支持
体４４を第２位置に上昇させ、窒素ガスでスパッタリン
グを行うと、ＴｉＮ粒子がターゲット４２からはじき出
され、ウェハＷのＴｉ膜上にＴｉＮ膜が形成される。When the cleaning process is completed,
When the disk mounting arm 70 is returned to the first position, the wafer support 44 is raised to the second position, and sputtering is performed with nitrogen gas, TiN particles are repelled from the target 42 and a TiN film is formed on the Ti film of the wafer W. Is formed.
【００２８】ウェハＷは周知の工程を経た後、別のウェ
ハＷと交換されるが、この新たに装填されたウェハＷの
Ｔｉ膜成膜処理を行う前に、ターゲット４２の表面に付
着したＴｉＮ粒子を除去すべく、上述と同様に、ディス
ク載置アーム７０が第１位置から第２位置に移動されて
クリーニング処理が行われる。The wafer W is exchanged for another wafer W after passing through a well-known process. Before performing the Ti film forming process on the newly loaded wafer W, the TiN adhering to the surface of the target 42 is removed. In order to remove the particles, the disk mounting arm 70 is moved from the first position to the second position and the cleaning process is performed as described above.
【００２９】この後、成膜処理とクリーニング処理を交
互に行うが、所定回数、クリーニング処理を行ったなら
ば、シャッタディスクＳを新しいものと交換する。その
ために、まず、ディスク載置アーム７０を第２位置と
し、リフトピン６０を上昇させてリフトピン６０の上端
にシャッタディスクＳを移し変える。そして、開閉扉４
０を開放してブレード３６を処理チャンバ１４内に挿入
し、シャッタディスクＳの下側にブレード３６の先端部
を配置する。この後、リフトピン６０を下降させ、シャ
ッタディスクＳをブレード３６に移載する。ブレード３
６の先端部にシャッタディスクＳが載置されたならば、
ウェハ搬送装置３０を適宜操作し、シャッタディスクＳ
を第１のカセットチャンバ１６内のカセット７８に戻
す。以降は前述と同様に、新たなシャッタディスクＳを
カセット７８から取り出して、処理チャンバ１４内のシ
ャッタ機構６４に装填するのである。Thereafter, the film forming process and the cleaning process are performed alternately. When the cleaning process has been performed a predetermined number of times, the shutter disk S is replaced with a new one. For that purpose, first, the disk mounting arm 70 is set to the second position, the lift pin 60 is raised, and the shutter disk S is moved to the upper end of the lift pin 60. And the door 4
0 is released and the blade 36 is inserted into the processing chamber 14, and the tip of the blade 36 is arranged below the shutter disk S. After that, the lift pins 60 are lowered, and the shutter disk S is mounted on the blade 36. Blade 3
6. When the shutter disk S is mounted on the tip of
Operate the wafer transfer device 30 as appropriate to set the shutter disk S
Is returned to the cassette 78 in the first cassette chamber 16. Thereafter, a new shutter disk S is taken out from the cassette 78 and loaded into the shutter mechanism 64 in the processing chamber 14, as described above.
【００３０】第１のカセットチャンバ１６におけるカセ
ット７８内のシャッタディスクＳが全て使用済みシャッ
タディスクとなったならば、カセットチャンバ１６の内
側の開閉扉８２を閉じ、外側の開閉扉８６を開け、カセ
ット７８を交換する。このようにしてカセットチャンバ
１６から取り出された使用済みシャッタディスクＳは、
堆積物除去・洗浄処理を行って再使用してもよいが、こ
の実施形態ではステンレス鋼製の安価なものであるの
で、廃棄処分することが効率化の観点からは好ましい。When all the shutter disks S in the cassette 78 in the first cassette chamber 16 have become used shutter disks, the inner door 82 of the cassette chamber 16 is closed, the outer door 86 is opened, and the cassette 86 is opened. Replace 78. The used shutter disk S taken out of the cassette chamber 16 in this manner is
The deposit may be removed and washed to perform reuse, but in this embodiment, the stainless steel is inexpensive, and therefore, disposal is preferable from the viewpoint of efficiency.
【００３１】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、この実施形態における処理内容や処理手順に
本発明が限定されないことは言うまでもない。例えば、
上記実施形態ではクリーニング処理はＴｉ膜とＴｉＮ膜
の成膜処理の間で行うこととしているが、薄膜の種類は
Ｔｉ膜やＴｉＮ膜に限られず、また、クリーニング処理
も特定の成膜処理の後のみに行うこととしてもよい。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the processing contents and processing procedures in this embodiment. For example,
In the above embodiment, the cleaning process is performed between the Ti film and the TiN film forming process. However, the type of the thin film is not limited to the Ti film and the TiN film, and the cleaning process is performed after the specific film forming process. It may be performed only for the user.
【００３２】また、上記実施形態では使用済みシャッタ
ディスクＳを元の第１のカセットチャンバ１６に戻すこ
ととしているが、新規なシャッタディスクを収容するチ
ャンバ（第１の位置）と使用済みシャッタディスクを収
容するチャンバ（第２の位置）とを別々としてもよい。
更に、本発明の適用可能なスパッタリング装置は、シャ
ッタディスクＳを装置内の所定の位置に配置する際に処
理チャンバ内の真空を維持できるものであれば、マルチ
チャンバ型に限定されない。In the above-described embodiment, the used shutter disk S is returned to the original first cassette chamber 16, but the chamber (first position) for accommodating a new shutter disk and the used shutter disk are stored in the first cassette chamber 16. The accommodating chamber (second position) may be provided separately.
Furthermore, the sputtering apparatus to which the present invention can be applied is not limited to a multi-chamber type, as long as the sputtering disk can be maintained at a predetermined position in the apparatus and a vacuum in the processing chamber can be maintained.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
ャッタディスクをウェハと同形とすることにより、ウェ
ハ搬送装置を用いて自動的にシャッタディスクを取り扱
うことが可能となる。従って、処理チャンバの真空を維
持できるスパッタリング装置内の所定位置にシャッタデ
ィスクを配置した後は、シャッタディスクの交換に際し
て処理チャンバを開放する必要がなく、スパッタリング
装置の運転効率を大幅に向上させることができる。As described above, according to the present invention, by making the shutter disk the same shape as the wafer, the shutter disk can be automatically handled by using the wafer transfer device. Therefore, after arranging the shutter disk at a predetermined position in the sputtering apparatus capable of maintaining the vacuum of the processing chamber, there is no need to open the processing chamber when replacing the shutter disk, thereby greatly improving the operating efficiency of the sputtering apparatus. it can.
【００３４】また、シャッタディスクをステンレス鋼製
等の安価な材料から作り、使い捨て可能とすることで、
シャッタディスクの堆積物除去・洗浄作業を不要とする
ことができ、この点からも作業効率の向上を図ることが
可能となる。更に、本発明によれば、シャッタディスク
がディスク載置アーム上での位置ずれを防止することが
可能となる。Also, by making the shutter disk from an inexpensive material such as stainless steel and making it disposable,
The work of removing and cleaning the deposits on the shutter disk can be made unnecessary, and the work efficiency can be improved from this point as well. Further, according to the present invention, it is possible to prevent the displacement of the shutter disk on the disk mounting arm.
【図１】本発明が適用されるマルチチャンバ型スパッタ
リング装置を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a multi-chamber type sputtering apparatus to which the present invention is applied.
【図２】図１のスパッタリング装置における処理チャン
バの一つを概略的に示す縦断面図であり、図３のII−II
線に沿っての断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing one of processing chambers in the sputtering apparatus of FIG. 1, and is a II-II of FIG.
It is sectional drawing along a line.
【図３】図２のIII-III 線に沿っての断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;
【図４】図３のIV−IV線に沿っての断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
１０…スパッタリング装置、１２…ロードロック室、１
４…処理チャンバ、１６…第１のカセットチャンバ、１
８…第２のカセットチャンバ、３０…ウェハ搬送装置、
３６…ブレード、４２…ターゲット、４４…ウェハ支持
体、６０…リフトピン、６４…シャッタ機構、７０…デ
ィスク載置アーム、７８，８０…カセット、Ｗ…ウェ
ハ、Ｓ…シャッタディスク。10: sputtering apparatus, 12: load lock chamber, 1
4 processing chamber, 16 first cassette chamber, 1
8: second cassette chamber, 30: wafer transfer device,
36: blade, 42: target, 44: wafer support, 60: lift pin, 64: shutter mechanism, 70: disk mounting arm, 78, 80: cassette, W: wafer, S: shutter disk.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−259258（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299355（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−11442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/203 C23C 14/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-259258 (JP, A) JP-A-6-299355 (JP, A) JP-A-7-11442 (JP, A) (58) Field (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/203 C23C 14/00
Claims (2)
ャンバと、前記処理チャンバの上部に設けられたターゲ
ットと、前記処理チャンバ内に前記ターゲットの下面に
対向して設けられたウェハ支持体とを有するスパッタリ
ング装置において用いられるシャッタ装置であって、 処理されるべきウェハと実質的に同形のシャッタディス
クと、 前記処理チャンバ内に配設されており、前記シャッタデ
ィスクが載置される凹形状のディスク載置部分を有して
おり、且つ、前記ウェハ支持体の直上の位置と、その位
置から離れた位置とのいずれか一方に前記ディスク載置
部分を配置すべく水平方向に往復移動可能となっている
ディスク載置アームと、 前記ディスク載置アームを移動させるための駆動手段と
を備え、 前記ディスク載置部分の上面に少なくとも１つの凸部を
設け、前記シャッタディスクの下面に、前記凸部と嵌合
する凹部を形成することにより、前記ディスク載置部分
に載置された前記シャッタディスクの周方向の位置ずれ
を防止するよう構成されている、スパッタリング装置用
のシャッタ装置。1. A sputtering apparatus comprising: a processing chamber for performing a sputtering process; a target provided on an upper portion of the processing chamber; and a wafer support provided in the processing chamber so as to face a lower surface of the target. What is claimed is: 1. A shutter device used in an apparatus, comprising: a shutter disk substantially identical in shape to a wafer to be processed; and a concave disk mounting disposed in the processing chamber and on which the shutter disk is mounted. Portion, and is reciprocally movable in a horizontal direction so as to arrange the disk mounting portion at one of a position immediately above the wafer support and a position away from the position. A disk mounting arm; and driving means for moving the disk mounting arm, wherein a small amount of light is provided on an upper surface of the disk mounting portion. By providing at least one convex portion and forming a concave portion that fits with the convex portion on the lower surface of the shutter disk, positional deviation of the shutter disk mounted on the disk mounting portion in the circumferential direction can be reduced. A shutter device for a sputtering device, the shutter device being configured to prevent it.
記ウェハ支持体上に下降させ或いは前記ウェハ支持体か
ら上昇させるべく垂直方向に昇降可能となっている複数
本のリフトピンを有している場合において、 前記ディスク載置アームが、移動時に前記リフトピンと
干渉することを防止するよう形作られている、請求項１
に記載のスパッタリング装置用のシャッタ装置。2. The method according to claim 1, wherein the sputtering apparatus includes a plurality of lift pins that are vertically movable to lower a wafer on the wafer support or to lift the wafer from the wafer support. It said disk mounting arm is shaped so as to prevent interference with the lift pins during the movement, according to claim 1
Shutter device for sputtering according to.
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