JP6952523B2 - Sputtering equipment - Google Patents
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Description
本発明は、スパッタ装置が備えるシャッターに関するものである。 The present invention relates to a shutter included in a sputtering apparatus.
スパッタ装置は、開口部を介して対向する被処理ウエハと成膜材料となるターゲットが配置されるスパッタチャンバーと、開口部を開閉するシャッターとを備えている。シャッターは、板状であって、開口部の外側に位置する回転軸を中心とする回転運動を利用して開口部を開閉する。 The sputtering apparatus includes a sputtering chamber in which a wafer to be processed and a target as a film forming material are arranged so as to face each other through the opening, and a shutter for opening and closing the opening. The shutter has a plate shape and opens and closes the opening by utilizing a rotational movement about a rotation axis located outside the opening.
装置をコンパクトなものとするため、チャンバーの大きさが制限されるような場合、シャッターの可動範囲が制限されることになる。そのため、シャッターが開いた状態でも、開口部にシャッターの一部が位置するようになっていた。なお、シャッターの一部が開口部に位置する範囲は、被処理ウエハ全面における一様な成膜に影響が生じない範囲である。 In order to make the device compact, if the size of the chamber is limited, the movable range of the shutter will be limited. Therefore, even when the shutter is open, a part of the shutter is located in the opening. The range in which a part of the shutter is located in the opening is a range in which uniform film formation on the entire surface of the wafer to be processed is not affected.
例えば特許文献1には、基板に逆スパッタを行い、ターゲットにはプレスパッタを行うシャッターと、成膜時に基板上の膜厚を均等にするための膜厚補正板とを備えたスパッタリング装置が開示されている。この装置では、成膜時には、基板とターゲットとの間からシャッターを退避させ、基板とターゲットとの間に膜厚補正板を配置させる。 For example, Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus including a shutter that reverse-sputters a substrate and pre-sputters a target, and a film thickness correction plate for equalizing the film thickness on the substrate during film formation. Has been done. In this apparatus, at the time of film formation, the shutter is retracted from between the substrate and the target, and the film thickness correction plate is arranged between the substrate and the target.
上記の装置では、シャッターを動作させ、シャッターが開いた状態でウエハに成膜を行っているが、上記の構造の場合、シャッターが開いた状態でシャッターにおける開口部に位置する部分に、成膜時に膜が付着する。膜が付着、堆積することでこの部分が盛り上がる。開口部と被処理ウエハとの間において開口部の周縁部に渡って、接地されたシールド板が設けられている場合がある。この場合、膜が付着し盛り上がった部分とシールド板が接触し、発塵および搬送トラブルを発生する可能性があった。これは、一回の処理で成膜する膜の厚さが厚くなることに伴って顕在化する傾向にあった。 In the above device, the shutter is operated to form a film on the wafer with the shutter open, but in the case of the above structure, the film is formed on the portion located at the opening of the shutter with the shutter open. Sometimes the film adheres. This part rises as the film adheres and accumulates. A grounded shield plate may be provided between the opening and the wafer to be processed over the peripheral edge of the opening. In this case, there is a possibility that the shield plate may come into contact with the portion where the film adheres and rises, causing dust generation and transport trouble. This tends to become apparent as the thickness of the film formed in one treatment increases.
特許文献1に記載の装置では、シャッターに膜が付着しないものの膜厚補正板に膜が付着するため、上記の装置の場合と同様の問題が発生する可能性があった。 In the device described in Patent Document 1, although the film does not adhere to the shutter, the film adheres to the film thickness correction plate, so that the same problem as in the case of the above device may occur.
そこで、本発明は、シャッターの開閉時にシャッターとシールド板との接触を抑制することができるスパッタ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of suppressing contact between the shutter and the shield plate when the shutter is opened and closed.
本発明に係るスパッタ装置は、開口部を有し、かつ、前記開口部を介して対向する被処理ウエハとターゲットが配置されるスパッタチャンバーと、前記開口部を開閉するシャッターと、前記シャッターの開閉を駆動する駆動部とを備え、前記シャッターは、前記開口部を覆うことが可能な平板状の本体部と、前記本体部と一体的に設けられかつ前記本体部を回動可能に支持する軸部とを有し、前記軸部は、前記駆動部から前記本体部に渡って延在し、前記シャッターが開いた状態で前記本体部の一部が前記開口部に位置し、前記シャッターが開いた状態で前記本体部における前記開口部に位置する部分に、前記本体部の他の部分の厚みより薄い薄肉部が2つ設けられ、一方の前記薄肉部は前記本体部の表面に設けられ、他方の前記薄肉部は前記本体部の裏面に設けられ、2つの前記薄肉部は、前記シャッターの開閉時に、前記開口部と前記被処理ウエハとの間において前記開口部の周縁部に設けられたシールド板との接触を抑制可能な厚みを有し、かつ、前記軸部の延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置するものである。
The sputtering apparatus according to the present invention has an opening, a sputtering chamber in which a wafer to be processed and a target are arranged via the opening, a shutter for opening and closing the opening, and opening and closing of the shutter. The shutter includes a flat plate-shaped main body that can cover the opening, and a shaft that is integrally provided with the main body and rotatably supports the main body. The shaft portion extends from the drive portion to the main body portion, and a part of the main body portion is located in the opening in the state where the shutter is open, and the shutter is opened. Two thin-walled portions thinner than the thickness of the other portion of the main body portion are provided in the portion of the main body portion located at the opening, and one of the thin-walled portions is provided on the surface of the main body portion. The other thin-walled portion is provided on the back surface of the main body portion, and the two thin-walled portions are provided on the peripheral edge portion of the opening between the opening and the wafer to be processed when the shutter is opened and closed. It has a thickness that can suppress contact with the shield plate, and is located at a position that is line-symmetrical with respect to the center line extending in the extending direction of the shaft portion.
本発明によれば、シャッターが開いた状態で本体部の一部が開口部に位置し、シャッターが開いた状態で本体部における開口部に位置する部分に、本体部の他の部分の厚みより薄い薄肉部が設けられた。 According to the present invention, a part of the main body is located in the opening when the shutter is open, and the portion located in the opening in the main body when the shutter is open is larger than the thickness of the other part of the main body. A thin thin wall was provided.
したがって、シャッターが開いた状態で本体部における開口部に位置する部分に膜が付着しても、この部分が本体部の他の部分の厚みより厚くなることを抑制するため、シャッターの開閉時にシャッターとシールド板との接触を抑制することができる。 Therefore, even if a film adheres to a portion of the main body located at the opening when the shutter is open, the shutter is prevented from becoming thicker than the thickness of other parts of the main body when the shutter is opened or closed. And contact with the shield plate can be suppressed.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係るスパッタ装置100の平面図である。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the sputtering
図1に示すように、スパッタ装置100は、ロードロックチャンバー1、ツインローダーチャンバー2、クリーニングチャンバー3、およびスパッタチャンバー4を備えている。
As shown in FIG. 1, the
スパッタチャンバー4は、DCカソード部5,6,7、アーム8、およびシャッター14,15,16を備えている。DCカソード部5はスパッタチャンバー4の前面の外側に設けられている。DCカソード部6はスパッタチャンバー4の右側面の外側に設けられている。また、DCカソード部7はスパッタチャンバー4の後面の外側に設けられている。アーム8は、スパッタチャンバー4の内部に設けられている。アーム8は十字状であり、アーム8の4つの先端に4つのウエハ10,11,12,13がそれぞれ保持されている。なお、ウエハ10,11,12,13が被処理ウエハに相当する。
The sputtering chamber 4 includes
DCカソード部5,6,7の内部にターゲットが配置されている。スパッタチャンバー4の前面、右側面、および後面には円形状の開口部が設けられ、ウエハ10,11,12と、DCカソード部5,6,7の内部に配置されたターゲットは、開口部を介して対向している。また、開口部とウエハ10,11,12,13との間において開口部の周縁部には、接地されたシールド板が設けられている。
The target is arranged inside the
次に、スパッタ装置100で行われる処理について簡単に説明する。はじめにカセット投入口から被処理ウエハが収納されたウエハカセットをロードロックチャンバー1内に取り込み、ロードロックチャンバー1内を真空状態にする。その後、ロードロックチャンバー1からツインローダーチャンバー2のIN側として設けられた収納部に全ウエハが1枚ずつベルト搬送される。ツインローダーチャンバー2のIN側の収納部からクリーニングチャンバー3内のアーム17に1枚ずつベルト搬送される。ここで、ベルト搬送は、ロードロックチャンバー1、ツインローダーチャンバー2、クリーニングチャンバー3、およびスパッタチャンバー4に渡って設けられたベルト18を動作させることで行われる。ベルト18の両端部、すなわちロードロックチャンバー1およびスパッタチャンバー4に配置された部分の両サイドにはガイド19が設けられている。ベルト18におけるスパッタチャンバー4に配置された部分の端部には一対のストッパ19aが設けられている。アーム17に搬送(セット)されたウエハは、アーム17が時計回り(図中矢印方向)、または反時計回りで90度回転することでクリーニングチャンバー3内の加熱領域Hまたはスパッタエッチング領域Eのいずれかに移送され、スパッタ膜形成の前処理が行われる。この前処理について、加熱領域Hではウエハに付着している残留ガス等を除くためにウエハが加熱処理され、スパッタエッチング領域Eではウエハ表面に形成される自然酸化膜を取り除くためにウエハ表面がエッチング処理される。なお、加熱処理は主に単層、または多層金属配線の第1層目を形成する際に行い、エッチング処理は主に多層金属配線の第2層目以降を形成する際に行う。前処理が完了するとアーム17が90度回転し、前処理を終えたウエハがスパッタチャンバー4内のアーム8にベルト搬送される。このとき、図1ではアーム8がウエハを鉛直に立てた状態で保持しているが、クリーニングチャンバー3との間でウエハが搬送される際は、水平な状態でウエハの授受が行われ、そのための機構をアーム8は備えている。そして、アーム8に搬送、保持されたウエハに対してスパッタ膜形成のため、アーム8が反時計回り90度単位で回転し、DCカソード部5,6,7の3箇所にてスパッタリングされる。スパッタリングされたウエハは、クリーニングチャンバー3を通ってツインローダーチャンバー2のOUT側収納部に搬送される。ツインローダーチャンバー2のIN側収納部内全ウエハについてスパッタ膜が形成され、OUT側収納部に全ウエハが搬送されたら、次にロードロックチャンバー1内のウエハカセットに搬送され、全ウエハが搬送された後、ロードロックチャンバー1内を大気圧にしてウエハカセットを取り出して一連の処理が完了する。
Next, the processing performed by the
次に、シャッター14,15,16について説明する。図2は、スパッタ装置100におけるシャッター14を閉じた状態の開口部20の拡大正面図である。図3は、スパッタ装置100におけるシャッター14を開けた状態の開口部20の拡大正面図である。いずれの図も、DCカソード部5側から開口部20を視たもので、開口部20は円形状である。図4は、スパッタ装置100のシャッター14の正面図である。図5は、スパッタ装置100のシャッター14の断面図であり、図4のA−A線断面図である。
Next, the
図1に示すように、シャッター14は、スパッタチャンバー4の内部におけるDCカソード部5に対向する開口部とウエハ10との間に設けられている。シャッター15は、スパッタチャンバー4の内部におけるDCカソード部6に対向する開口部とウエハ11との間に設けられている。シャッター16は、スパッタチャンバー4の内部におけるDCカソード部7に対向する開口部とウエハ12との間に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
次にシャッター14,15,16の構造について説明するが、シャッター14,15,16は同じ構造であるため、ここではシャッター14について説明する。
Next, the structures of the
図2と図3に示すように、シャッター14は、スパッタチャンバー4の前面に設けられた開口部20を開閉する部材である。図4と図5に示すように、シャッター14は、本体部14a、軸部14b、および薄肉部14cを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本体部14aは、スパッタチャンバー4の前面に設けられた開口部20を覆うことが可能なように円形状かつ平板状である。軸部14bは、本体部14aと一体的に設けられ、本体部14aを回動可能に支持する。開口部20の周辺部には、シャッター14の開閉を駆動する駆動部(図示省略)が設けられている。軸部14bの一端部は駆動部に連結されており、軸部14bは駆動部から本体部14aに渡って延在している。
The
シャッター14が開いた状態で本体部14aの一部が開口部20に位置する。より具体的には、シャッター14が開いた状態で本体部14aの周縁部の一部が開口部20に位置する(図3参照)。
A part of the
次に、薄肉部14cを設けた意義について前提技術と対比しながら説明する。図13は、前提技術に係るスパッタ装置のシャッター24の断面図である。なお、図13は、図5に示す断面図と同じ位置で切断した断面図であり、他の断面図においても同様である。
Next, the significance of providing the thin-
図13に示すように、前提技術に係るスパッタ装置では、シャッター24の本体部24aは、均一な厚みを有する平板状である。シャッター24の本体部24aもシャッター14の本体部14aの場合と同様に、シャッター24が開いた状態で本体部24aの周縁部の一部が開口部20に位置する。シャッター24を動作させ、シャッター24が開いた状態でウエハ10に成膜を行っているが、シャッター24が開いた状態で本体部24aの周縁部の一部に、成膜時に膜25が付着しこの部分が盛り上がる。膜25が付着し盛り上がった部分とシールド板が接触し、発塵および搬送トラブルを発生する可能性があった。
As shown in FIG. 13, in the sputtering apparatus according to the prerequisite technique, the
このような問題を解消するために、シャッター14が開いた状態で本体部14aにおける開口部20に位置する部分に、本体部14aの他の部分の厚みより薄い薄肉部14cが設けられた。また、薄肉部14cの厚みは一様である。
In order to solve such a problem, a
以上のように、実施の形態1に係るスパッタ装置100では、シャッター14が開いた状態で本体部14aの一部が開口部20に位置し、シャッター14が開いた状態で本体部14aにおける開口部20に位置する部分に、本体部14aの他の部分の厚みより薄い薄肉部14cが設けられた。また、薄肉部14cの厚みは一様である。
As described above, in the
したがって、シャッター14が開いた状態で本体部14aにおける開口部20に位置する部分に膜が付着しても、この部分が本体部14aの他の部分の厚みより厚くなることを抑制するため、シャッター14の開閉時にシャッター14とシールド板との接触を抑制することができる。
Therefore, even if the film adheres to the portion of the
次に、実施の形態1の変形例について説明する。図6は、実施の形態1の変形例1に係るスパッタ装置100のシャッター14の正面図である。図6に示すように、薄肉部14cは、軸部14bの延在方向の側端部の延長線上に位置し直線状であってもよい。この場合、薄肉部14cを形成するための加工が簡単になり、シャッター14の歩留り向上を図ることができる。
Next, a modified example of the first embodiment will be described. FIG. 6 is a front view of the
また、図7に示すように、薄肉部14cを断面視で斜めに加工してもよい。図7は、実施の形態1の変形例2に係るスパッタ装置100のシャッター14の断面図である。
Further, as shown in FIG. 7, the
薄肉部14cは、本体部14aの周縁部の一部に設けられ、薄肉部14cにおける本体部14aの外周側に対応する部分の厚みは、薄肉部14cにおける本体部14aの内周側に対応する部分の厚みより薄くてもよい。この場合、シャッター14における必要な強度を維持しつつ、シャッター14の開閉時にシャッター14とシールド板との接触を抑制することができる。
The thin-
また、実施の形態1の変形例1と変形例2とを組み合わせて、薄肉部14cは、軸部14bの延在方向の側端部の延長線上に位置し直線状であり、かつ、薄肉部14cにおける本体部14aの外周側に対応する部分の厚みは、薄肉部14cにおける本体部14aの内周側に対応する部分の厚みより薄くてもよい。この場合、薄肉部14cを形成するための加工が簡単になり、シャッター14の歩留り向上を図ることができる。さらに、シャッター14における必要な強度を維持しつつ、シャッター14の開閉時にシャッター14とシールド板との接触を抑制することができる。
Further, by combining the modified example 1 and the modified example 2 of the first embodiment, the thin-
また、図8と図9に示すように、薄肉部14cを本体部14aの両面に設けてもよい。図8は、実施の形態1の変形例3に係るスパッタ装置100のシャッター14の正面図である。図9は、実施の形態1の変形例3に係るスパッタ装置100のシャッター14の断面図である。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, thin-
薄肉部14cは本体部14aにおける両面に設けられ、2つの薄肉部14cは、軸部14bの延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置する。この場合、シャッター14を裏返しでも使用できるため、シャッター14を交換することなく長期使用可能である。
The thin-
また、図10に示すように、2つの薄肉部14cは、軸部14bの延在方向の側端部の延長線上に位置し直線状であり、かつ、軸部14bの延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置してもよい。図10は、実施の形態1の変形例4に係るスパッタ装置100のシャッター14の正面図である。この場合、薄肉部14cを形成するための加工が簡単になり、シャッター14の歩留り向上を図ることができる。さらに、シャッター14を交換することなく長期使用可能である。
Further, as shown in FIG. 10, the two thin-
また、図11に示すように、薄肉部14cにおける本体部14aの外周側に対応する部分の厚みは、薄肉部14cにおける本体部14aの内周側に対応する部分の厚みより薄く、かつ、薄肉部14cは、軸部14bの延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置してもよい。図11は、実施の形態1の変形例4に係るスパッタ装置100のシャッター14の断面図である。この場合、シャッター14における必要な強度を維持しつつ、シャッター14の開閉時にシャッター14とシールド板との接触を抑制することができる。さらに、シャッター14を交換することなく長期使用可能である。
Further, as shown in FIG. 11, the thickness of the portion of the thin-
また、実施の形態1の変形例4と変形例5とを組み合わせて、2つの薄肉部14cは、軸部14bの延在方向の側端部の延長線上に位置し直線状であり、薄肉部14cにおける本体部14aの外周側に対応する部分の厚みは、薄肉部14cにおける本体部14aの内周側に対応する部分の厚みより薄く、かつ、薄肉部14cは、軸部14bの延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置してもよい。この場合、薄肉部14cを形成するための加工が簡単になり、シャッター14の歩留り向上を図ることができる。さらに、シャッター14における必要な強度を維持しつつ、シャッター14の開閉時にシャッター14とシールド板との接触を抑制することができる。さらに、シャッター14を交換することなく長期使用可能である。
Further, by combining the modified example 4 and the modified example 5 of the first embodiment, the two thin-
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係るスパッタ装置について説明する。図12は、実施の形態2に係るスパッタ装置の遮蔽板30の正面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, the sputtering apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 12 is a front view of the shielding
図12に示すように、実施の形態2では、シャッター14の代わりに前提技術のシャッター24を備え、さらに開口部20の周縁部に設けられたシールド板とは別の遮蔽板30を備えている。このシールド板は、開口部20の周縁部に渡って設けられており、開口部20からは露出していない。
As shown in FIG. 12, in the second embodiment, the
遮蔽板30は、シャッターが開いた状態で本体部24aが開口部20に位置する部分に対応する位置に設けられている。より具体的には、遮蔽板30は、開口部20とシャッター24との間に取り付けられるリング状部材31の内周部に設けられている。遮蔽板30は、シャッター24が開いた状態で開口部20に位置する本体部24aの部分を覆うことが可能に、この本体部24aの部分より大きい。
The shielding
以上のように、実施の形態2に係るスパッタ装置では、遮蔽板30は、シャッター24が開いた状態で本体部24aが開口部20に位置する部分に対応する位置に設けられた。
As described above, in the sputtering apparatus according to the second embodiment, the shielding
したがって、遮蔽板30により本体部24aに膜が付着することを抑制することができるため、シャッター24が開いた状態で本体部24aにおける開口部20に位置する部分が本体部24aの他の部分の厚みより厚くなることを抑制できる。これにより、シャッター24の開閉時にシャッター24とシールド板との接触を抑制することができる。
Therefore, since it is possible to prevent the film from adhering to the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
4 スパッタチャンバー、10,11,12,13 ウエハ、14,15,16 シャッター、14a 本体部、14b 軸部、14c 薄肉部、20 開口部、30 遮蔽板、100 スパッタ装置。 4 Sputtering chambers, 10, 11, 12, 13 wafers, 14, 15, 16 shutters, 14a main body, 14b shaft, 14c thin wall, 20 openings, 30 shielding plates, 100 sputtering equipment.
Claims (4)
前記開口部を開閉するシャッターと、
前記シャッターの開閉を駆動する駆動部と、
を備え、
前記シャッターは、前記開口部を覆うことが可能な平板状の本体部と、前記本体部と一体的に設けられかつ前記本体部を回動可能に支持する軸部とを有し、
前記軸部は、前記駆動部から前記本体部に渡って延在し、
前記シャッターが開いた状態で前記本体部の一部が前記開口部に位置し、
前記シャッターが開いた状態で前記本体部における前記開口部に位置する部分に、前記本体部の他の部分の厚みより薄い薄肉部が2つ設けられ、
一方の前記薄肉部は前記本体部の表面に設けられ、
他方の前記薄肉部は前記本体部の裏面に設けられ、
2つの前記薄肉部は、前記シャッターの開閉時に、前記開口部と前記被処理ウエハとの間において前記開口部の周縁部に設けられたシールド板との接触を抑制可能な厚みを有し、かつ、前記軸部の延在方向に延びる中心線を中心に線対称となる位置に位置する、スパッタ装置。 A sputtering chamber having an opening and arranging a wafer to be processed and a target facing each other through the opening.
A shutter that opens and closes the opening,
A drive unit that drives the opening and closing of the shutter,
With
The shutter has a flat plate-shaped main body that can cover the opening, and a shaft that is integrally provided with the main body and rotatably supports the main body.
The shaft portion extends from the drive portion to the main body portion.
With the shutter open, a part of the main body is located in the opening.
Two thin parts thinner than the thickness of the other parts of the main body are provided in the portion of the main body located at the opening in the state where the shutter is open.
One of the thin-walled portions is provided on the surface of the main body portion.
The other thin-walled portion is provided on the back surface of the main body portion.
The two thin-walled portions have a thickness capable of suppressing contact between the opening and the wafer to be processed with a shield plate provided on the peripheral edge of the opening when the shutter is opened and closed. , A sputtering apparatus located at a position symmetrical with respect to a center line extending in the extending direction of the shaft portion.
前記薄肉部における前記本体部の外周側に対応する部分の厚みは、前記薄肉部における前記本体部の内周側に対応する部分の厚みより薄い、請求項1記載のスパッタ装置。 The thin-walled portion is provided on a part of the peripheral edge portion of the main body portion.
The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the portion of the thin-walled portion corresponding to the outer peripheral side of the main body portion is thinner than the thickness of the portion of the thin-walled portion corresponding to the inner peripheral side of the main body portion.
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