JPH05152425A - Treatment apparatus and sputtering apparatus - Google Patents
Treatment apparatus and sputtering apparatusInfo
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- JPH05152425A JPH05152425A JP33461291A JP33461291A JPH05152425A JP H05152425 A JPH05152425 A JP H05152425A JP 33461291 A JP33461291 A JP 33461291A JP 33461291 A JP33461291 A JP 33461291A JP H05152425 A JPH05152425 A JP H05152425A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造工程
において半導体ウェハを処理する場合などに用いる処理
装置、または、スッパタリング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing device or a spattering device used for processing a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体製造装置においては、例え
ば、被処理体である半導体ウェハの処理が繰り返して行
われる。例えば、スッパッタリング処理の過程では、ウ
ェハは、１ミリトール（ｍＴｏｒｒ）程度に減圧した真
空容器の中に配置された支持台の上に載置され、周辺を
クランプ手段により固定保持される。このウェハの下面
にヒータを近接させて加熱し、ウェハの全面を均等に所
定の温度に維持して処理を行っている。この半導体ウェ
ハを固定保持する手段としては、金属性のクランプリン
グをウェハの周囲に接触させて固定するメカニカルクラ
ンプ方式が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus, for example, a semiconductor wafer, which is an object to be processed, is repeatedly processed. For example, in the process of spattering, the wafer is placed on a support placed in a vacuum container whose pressure is reduced to about 1 millitorr (mTorr), and the periphery is fixed and held by a clamp means. A heater is brought close to the lower surface of the wafer to heat it, and the entire surface of the wafer is uniformly maintained at a predetermined temperature for processing. As a means for fixing and holding this semiconductor wafer, a mechanical clamp system is used in which a metal clamp ring is brought into contact with the periphery of the wafer to fix it.
【０００３】図３は、従来の半導体ウェハのスパッタリ
ング処理装置の概念を示す断面図である。図において、
シリコンなどの半導体ウェハ１は、真空容器２内に上下
に移動可能に配設されたプッシャピンキャリア１７に設
けられたプッシャピン１６の上に載置され、真空容器内
に弾性的に配設された環状のクランプリング１８によっ
てその周縁部を押えられ固定保持されている。ウェハの
裏面にはヒータ５が埋め込まれたヒータブロック３が当
接してウェハを加熱するように構成されている。ヒータ
ブロックは、上下に移動可能に配設されたチャック本体
キャリア１５の上に固定さてれている。真空容器２には
バルブ６を介して例えばアルゴンガスなどのプラズマ生
成ガスが供給されるとともに、排気口７から吸引されて
容器内を例えば１ミリトール程度の真空に保持してい
る。ヒータブロック３上に固定載置された半導体ウェハ
１と対向する位置にはターゲット８が配置される。ター
ゲットに負の電圧を印加することで真空容器内に導入さ
れた雰囲気ガスとしてのスパッタガスをプラズマ化し、
このプラズマ中の陽イオンをターゲットに衝突させて、
ターゲットからターゲット粒子を放出させ、放出させた
ターゲット粒子をウェハ表面上に着膜させて薄膜を形成
させている。このようにして半導体ウェハ１の表面に薄
膜を形成する際に、優れた特性の薄膜を得るためには、
ウェハ面上の全ての個所が成膜に最も適した温度となる
ように、ウェハの全面にわたって均一に加熱制御しなけ
ればならない。FIG. 3 is a sectional view showing the concept of a conventional semiconductor wafer sputtering apparatus. In the figure,
A semiconductor wafer 1 made of silicon or the like is placed on a pusher pin 16 provided on a pusher pin carrier 17 movably arranged in a vacuum container 2 and elastically arranged in the vacuum container. An annular clamp ring 18 presses the peripheral portion of the clamp ring 18 so that it is fixedly held. A heater block 3 having a heater 5 embedded therein contacts the back surface of the wafer to heat the wafer. The heater block is fixed on a chuck body carrier 15 which is arranged so as to be movable up and down. A plasma generating gas such as argon gas is supplied to the vacuum container 2 through a valve 6 and is sucked from an exhaust port 7 to maintain the inside of the container at a vacuum of, for example, about 1 mTorr. A target 8 is arranged at a position facing the semiconductor wafer 1 fixedly mounted on the heater block 3. By applying a negative voltage to the target, the sputtering gas as the atmospheric gas introduced into the vacuum chamber is turned into plasma,
By colliding the positive ions in this plasma with the target,
Target particles are emitted from the target, and the emitted target particles are deposited on the surface of the wafer to form a thin film. When a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer 1 in this way, in order to obtain a thin film having excellent characteristics,
Heating must be uniformly controlled over the entire surface of the wafer so that all the locations on the surface of the wafer have temperatures most suitable for film formation.
【０００４】例えば、半導体ウェハ上にアルミニウムの
薄膜を形成する場合は、通常、半導体ウェハ１の温度を
２００℃程度にする必要があり、ヒータ５を埋設したヒ
ータブロック３をウェハ１の裏面に当接させて加熱して
いる。しかしながら、ウェハ１の裏面には微細な凹凸が
あるのでウェハをヒータブロック３に完全に密着させる
ことは難しく、両者の間には０．１〜０．５ｍｍ程度の
間隙が生じる。また、スパッタ処理は真空容器２内を減
圧にして行うため、半導体ウェハとヒータブロック表面
との間の空隙も同様に減圧下となって、両者の間の熱交
換率が低下し、間隙の大きさによってヒータから伝えら
れる熱量に差が生じてしまい、ウェハの全面にわたって
均一な温度に制御することが困難となっている。そこ
で、ヒータブロック３面と半導体ウェハ１との間の空隙
に、このヒータブロックの中央部に設けられたガス導入
口９より所定のガス圧のガスを導入し、このガスを熱伝
達媒体として用い、半導体ウェハ１の全面を均一に加熱
することが行われている。For example, when forming an aluminum thin film on a semiconductor wafer, it is usually necessary to keep the temperature of the semiconductor wafer 1 at about 200 ° C., and the heater block 3 in which the heater 5 is embedded is applied to the back surface of the wafer 1. It is heated by contacting it. However, since the back surface of the wafer 1 has fine irregularities, it is difficult to completely adhere the wafer to the heater block 3, and a gap of about 0.1 to 0.5 mm is formed between the two. Further, since the sputtering process is performed under reduced pressure in the vacuum container 2, the gap between the semiconductor wafer and the heater block surface is also reduced in pressure, and the heat exchange rate between the two is reduced, resulting in a large gap. This causes a difference in the amount of heat transferred from the heater, making it difficult to control the temperature uniformly over the entire surface of the wafer. Therefore, a gas having a predetermined gas pressure is introduced into the gap between the heater block 3 surface and the semiconductor wafer 1 through the gas introduction port 9 provided in the central portion of the heater block, and this gas is used as the heat transfer medium. The entire surface of the semiconductor wafer 1 is uniformly heated.
【０００５】半導体ウェハ１の裏面から供給する熱伝達
媒体となるアルゴン（Ａｒ）などのガスの圧（たとえば
５〜１０Ｔｏｒｒ）が真空容器中の圧力（たとえば１ｍ
Ｔｏｒｒ）に比べて極めて高いので、このような周縁部
で固定保持するメカニカルクランプ方式にあっては、ウ
ェハの中心部が外側にわん曲し、空隙が大きくなってこ
の部分の熱伝導が低下してしまい、スパッタ粒子のエネ
ルギーによってウェハに生じる温度を熱容量の大きなヒ
ータに十分伝達することができず、ウェハの中心部の温
度が上昇し、ウェハの全面にわたって均一な温度に維持
することが困難となる問題があった。The pressure of a gas such as argon (Ar), which serves as a heat transfer medium supplied from the back surface of the semiconductor wafer 1 (for example, 5 to 10 Torr), is the pressure in the vacuum container (for example, 1 m).
Since it is much higher than that of Torr), in the mechanical clamp method in which the wafer is fixedly held at the peripheral edge portion, the central portion of the wafer is bent outward, the void becomes large, and the heat conduction in this portion decreases. The temperature generated on the wafer by the energy of the sputtered particles cannot be sufficiently transmitted to the heater having a large heat capacity, the temperature of the central portion of the wafer rises, and it becomes difficult to maintain a uniform temperature over the entire surface of the wafer. There was a problem.
【０００６】さらに、ウェハ１のスパッタリング処理な
どを施す過程でクランプリング１８表面にもスパッタリ
ングが施されるため、この処理の後ウェハ１を取り出す
ときに、クランプリングの側面や表面に成膜された金属
などが剥離してウェハ上に付着してしまい、ウェハを不
良とする問題があった。Furthermore, since the surface of the clamp ring 18 is also sputtered in the process of subjecting the wafer 1 to the sputtering process, a film is formed on the side surface or the surface of the clamp ring when the wafer 1 is taken out after this process. There is a problem that the metal and the like are peeled off and adhered to the wafer, which causes the wafer to be defective.
【０００７】また、メカニカルクランプ方式では、ヒー
タブロック表面の全面にわたって均一にウェハを密着さ
せることが困難なため、熱伝導が悪くなってウェハの温
度上昇に長い時間を要し、生産性向上の障害となってい
た。Further, in the mechanical clamp method, it is difficult to bring the wafer into close contact with the entire heater block surface uniformly, so that heat conduction deteriorates and it takes a long time to raise the temperature of the wafer, which is an obstacle to improvement in productivity. It was.
【０００８】さらに、メカニカルクランプ方式では、ウ
ェハはその周辺部のみで固定されるため、熱伝達用のガ
スの漏れが大きくなり、低圧デポジットを行うときに大
きな排気ポンプが必要となるという問題などがある。Further, in the mechanical clamp system, since the wafer is fixed only at the peripheral portion thereof, the leakage of the gas for heat transfer becomes large, and a large exhaust pump is required when performing low pressure deposits. is there.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を取り除き、クランプリングを使用せずに被処理体を
ヒータブロック上に密着固定させるとともに、被処理体
の全面にわたって均一な温度を維持できる載置台を用い
た処理装置またはスパッタリング装置を提供することを
目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned problems, makes it possible to fix an object to be processed in close contact with a heater block without using a clamp ring, and to maintain a uniform temperature over the entire surface of the object to be processed. It is an object of the present invention to provide a processing apparatus or a sputtering apparatus using a mounting table that can be maintained.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】真空容器内に配設された
載置台上に載置した被処理体を処理する処理装置におい
て、該載置台を、ヒータと静電吸着電極を埋設したヒー
タブロックと、該ヒータブロックの上面に設けられガス
供給管につながるガス供給用溝とから構成するととも
に、該静電吸着電極に電圧を印加する静電吸着用電源を
を設けて処理装置を構成する。In a processing apparatus for processing an object to be processed placed on a mounting table arranged in a vacuum container, the mounting table is a heater block in which a heater and an electrostatic adsorption electrode are embedded. And a gas supply groove provided on the upper surface of the heater block and connected to a gas supply pipe, and an electrostatic attraction power supply for applying a voltage to the electrostatic attraction electrode is provided to configure a processing apparatus.
【００１１】第２の発明にあっては、真空容器内に配設
された載置台上に載置した被処理体にスパッタリング処
理を施すスパッタリング装置において、該載置台を、ヒ
ータと静電吸着電極が埋設されたヒータブロックと、該
ヒータブロックの上面に設けられガス供給管につながる
ガス供給用溝とから構成するとともに、該静電吸着電極
に電圧を印加する静電吸着用電源と、該載置台に吸着さ
れた被処理体に対向するターゲットを設けてスパッタリ
ング装置を構成する。According to a second aspect of the present invention, in a sputtering apparatus for subjecting an object to be processed placed on a mounting table provided in a vacuum container to a sputtering process, the mounting table includes a heater and an electrostatic adsorption electrode. And a gas supply groove provided on the upper surface of the heater block and connected to a gas supply pipe, and an electrostatic attraction power supply for applying a voltage to the electrostatic attraction electrode; A sputtering apparatus is configured by providing a target facing the object to be processed adsorbed on the mounting table.
【００１２】[0012]
【作用】ヒータブロック自体に設けた静電吸着手段よっ
て、被処理体を吸着保持させ、ヒータブロックに密着さ
せるとともに、被処理体の背面に熱伝達用のガスを供給
することによって、ウェハ裏面の微細な凹凸に起因する
熱伝達率のバラツキを減少させ、ウェハの全面にわたっ
て均一な温度を維持する。The object to be processed is adsorbed and held by the electrostatic adsorption means provided on the heater block itself so that the object is brought into close contact with the heater block, and the gas for heat transfer is supplied to the back surface of the object to be processed so that the back surface of the wafer Variation in heat transfer rate due to fine irregularities is reduced, and a uniform temperature is maintained over the entire surface of the wafer.
【００１３】[0013]
【実施例】［実施例１］図１に、本発明による処理装置
の概略断面図を示す。処理装置がスパッタリング装置で
あるときには、真空容器内には、上部にターゲット８が
配置され、プラズマ発生用のマグネット８ａが軸８ｂを
中心に回転可能に構成され、下部には、被処理体である
半導体ウェハ１と略同じ大きさで同形状にされた静電吸
着用電極４、および、該ウェハ形状と略同じ形状に配置
されたヒータ５をそれぞれセラミック中に埋設したヒー
タブロック３が位置している。[Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic sectional view of a processing apparatus according to the present invention. When the processing apparatus is a sputtering apparatus, the target 8 is arranged in the upper part of the vacuum container, the magnet 8a for plasma generation is configured to be rotatable around the shaft 8b, and the lower part is the object to be processed. An electrostatic attraction electrode 4 having substantially the same size and shape as the semiconductor wafer 1 and a heater block 3 in which a heater 5 arranged in substantially the same shape as the wafer is embedded in a ceramic are located. There is.
【００１４】ヒータブロック３の上面には、例えば環状
に設けられた例えば幅５ｍｍで深さ０．０１ｍｍのガス
供給溝１０が設けられるとともに、ヒータブロックの底
面の中心部には該ガス供給溝１０に連通するガス供給管
９が設けられ、ウェハ１と該ヒータブロックとの間に生
じる空隙にアルゴンガスなどの熱伝達ガスが供給される
ように構成されている。ヒータブロック３の周縁部には
半導体ウェハ１を少なくとも３ヵ所で支持して図示しな
い昇降機構によりウェハ１を上下動するプッシャピン１
６が設けられている。ヒータブロック３を介してプッシ
ャピンを設けるようにすることは、ウェハ１をヒータブ
ロック３により、ウェハ面内を均一に加熱することがで
きなくなるので好ましくない。ヒータブロック３には、
例えば熱電対などからなる、ヒータブロック３の温度を
検出する温度センサ１１を設け、その温度検出信号は例
えばマイクロコンピュータからなる温度コントローラ１
２へ送りだされる。上記温度コントローラ１２は、ヒー
タブロック３が所望の温度になるよう、電力制御装置１
３を介してヒータ１５への供給電力を制御するように構
成されている。上記真空容器２には、例えばアルゴンガ
スなどのスパッタガスが供給されるバルブ６および図示
しない真空ポンプに接続される排気口７が設けられてい
る。真空容器２内にはバルブ６を介してプラズマ生成ガ
スを供給し、プラズマ生成物および半導体ウェハ１とヒ
ータブロック３の周囲からもれる熱伝達ガスを排気口７
から排出し容器内を所定のガス圧力に維持するようにし
ている。A gas supply groove 10 having a width of 5 mm and a depth of 0.01 mm is provided on the upper surface of the heater block 3, for example, in a ring shape, and the gas supply groove 10 is provided at the center of the bottom surface of the heater block. A gas supply pipe 9 communicating with the heater block is provided, and a heat transfer gas such as argon gas is supplied to a gap formed between the wafer 1 and the heater block. A pusher pin 1 for supporting the semiconductor wafer 1 at at least three places on the peripheral portion of the heater block 3 and moving the wafer 1 up and down by an elevating mechanism (not shown).
6 is provided. Providing the pusher pin via the heater block 3 is not preferable because the heater block 3 cannot uniformly heat the wafer 1 within the wafer surface. In the heater block 3,
A temperature sensor 11 for detecting the temperature of the heater block 3 including, for example, a thermocouple is provided, and the temperature detection signal thereof is, for example, a temperature controller 1 including a microcomputer.
It is sent to 2. The temperature controller 12 controls the power controller 1 so that the heater block 3 reaches a desired temperature.
It is configured to control the power supplied to the heater 15 via the controller 3. The vacuum container 2 is provided with a valve 6 to which a sputtering gas such as argon gas is supplied and an exhaust port 7 connected to a vacuum pump (not shown). A plasma generation gas is supplied into the vacuum container 2 through a valve 6, and a plasma product and heat transfer gas leaked from the periphery of the semiconductor wafer 1 and the heater block 3 are exhausted through an exhaust port 7.
The gas is discharged from the container and the inside of the container is maintained at a predetermined gas pressure.
【００１５】静電チャックを構成する静電電極４には静
電吸着用電源１４から例えば２ＫＶの電圧が印加され、
ウェハ１を静電吸着力によってヒータブロック３上に吸
着するようにしている。半導体ウェハ１とヒータブロッ
ク３の間に生じる間隙に熱伝達ガスが供給されるのでヒ
ータブロックとウェハの間の熱伝達ガスの対流により熱
伝達が良好になされ、処理装置内にウェハをセットし加
熱するときには、ウェハの温度を迅速に所望の温度、例
えば２００℃に上昇させることができる。処理が例えば
スパッタリング処理であるときには、ターゲット８を図
示しない電源により負の電位にして、プラズマ発生用マ
グネット８ａを回転することにより、強度の大きなプラ
ズマがマグネット８ａの下方ターゲット付近でマグネッ
ト８ａの回転と同期して発生する。真空容器２内でプラ
ズマ化されたスパッタガスイオンが加速されターゲット
に衝突し、ターゲットからスパッタ粒子を放出する。放
出されたスパッタ粒子は、ウェハ上に析出して均一な膜
が形成される。処理時にはウェハ１がヒータブロックに
均一に吸着されているので、ヒータブロックからの熱が
ウェハへ均等に伝達され、ウェハの全面にわたって均一
な温度を維持できる。また、処理がスパッタリングなど
のウェハ面内で周期的に熱が加わるような処理のときに
は、ウェハの熱を熱容量の大きなヒータブロックに迅速
に逃がすことができるので、部分的なウェハ温度の上昇
がなくなるので、ウェハの全面にわたる均一な処理がで
きる。A voltage of, for example, 2 KV is applied to the electrostatic electrode 4 constituting the electrostatic chuck from the electrostatic attraction power source 14.
The wafer 1 is attracted onto the heater block 3 by electrostatic attraction. Since the heat transfer gas is supplied to the gap generated between the semiconductor wafer 1 and the heater block 3, the heat transfer gas is satisfactorily transferred by the convection of the heat transfer gas between the heater block and the wafer, and the wafer is set and heated in the processing apparatus. In doing so, the temperature of the wafer can be quickly raised to the desired temperature, for example 200 ° C. When the process is, for example, a sputtering process, the target 8 is set to a negative potential by a power source (not shown), and the plasma generating magnet 8a is rotated, so that plasma having high intensity is rotated near the target below the magnet 8a. It occurs synchronously. Sputtering gas ions plasmatized in the vacuum chamber 2 are accelerated and collide with the target, and sputter particles are emitted from the target. The sputtered particles released are deposited on the wafer to form a uniform film. Since the wafer 1 is uniformly adsorbed on the heater block during processing, heat from the heater block is evenly transferred to the wafer, and a uniform temperature can be maintained over the entire surface of the wafer. Further, when the process is such that heat is periodically applied within the wafer surface such as sputtering, the heat of the wafer can be quickly released to the heater block having a large heat capacity, so that a partial rise in the wafer temperature is eliminated. Therefore, uniform processing can be performed over the entire surface of the wafer.
【００１６】この発明を説明する本実施例では、ＰＶＤ
のスパッタリング装置に例を取って説明したが、この発
明はこれに限定されることなく、均一な吸着と均一な加
熱を必要とする処理、例えば、ＣＶＤ装置、エッチャー
など他の装置にも当然に適用できる。さらに、この実施
例では、ヒータは電熱による加熱手段を用いて示した
が、これに限らず、制御された温度の熱媒体を供給する
経路を備えた熱伝達手段とすることによって、温度を例
えば室温程度の低温に維持するように制御すればエッチ
ャーやＣＶＤなどの処理装置にも用いることができる。
さらに、被処理体の温度を２００℃としたが、成膜する
材質及びスパッタとして用いるかエッチャーとして用い
るかなどによって、室温から６００℃程度まで最適の温
度を採用できることは勿論のことであり、静電チャック
の電圧も必要とする吸着力などにあわせて適宜選択決定
できるものである。In this embodiment for explaining the present invention, PVD is used.
Although the present invention is not limited to this, the present invention is not limited to this, and naturally, other processes such as a CVD device, an etcher, and the like, which require uniform adsorption and uniform heating, can be used. Applicable. Further, in this embodiment, the heater is shown by using the heating means by electric heating, but the present invention is not limited to this, and the temperature may be changed by, for example, a heat transfer means having a path for supplying a heat medium of a controlled temperature. If it is controlled so as to be maintained at a low temperature of about room temperature, it can be used for a processing apparatus such as an etcher or CVD.
Further, although the temperature of the object to be processed is set to 200 ° C., it is needless to say that an optimum temperature from room temperature to about 600 ° C. can be adopted depending on the material to be formed and whether it is used as a sputter or an etcher. The voltage of the electric chuck can be appropriately selected and determined in accordance with the required suction force and the like.
【００１７】［実施例２］図２は、この出願の第２の発
明であるスパッタ装置の概略を示す一部断面図である。
スパッタリング装置は、真空容器２内に構成される。真
空容器内には、上部にターゲット８が配置され、下部に
は、真空容器内の減圧状態を維持したまま図示されない
駆動手段により上下に移動されるチャック本体キャリア
１５、およびこのキャリアとは独立して図示されない駆
動手段により上下に移動されるプッシャピンキャリア１
７が配置されている。このチャック本体キャリア１５上
には、被処理体である半導体ウェハ１と略同じ大きさで
同形状にされた静電吸着用電極４、および、該ウェハ形
状と略同じ形状に配置されたヒータ５がそれぞれセラミ
ック中に埋設されたヒータブロック３が固定される。プ
ッシャピンキャリア１７には、ウェハの周縁近傍の適宜
個所を支持するプッシャピン１６が固定される。静電吸
着用電極には、静電吸着用電源１４から例えば２ＫＶの
直流電圧または交流電圧が印加される。ヒータブロック
３の上面には、例えば環状に設けられた深さ０．０１ｍ
ｍのガス供給溝１０が設けられ、ヒータブロックの底面
の中心部には該ガス供給溝に連通するガス供給管９が設
けられている。チャック本体キャリア１５上に固定され
たヒータブロック３およびプッシャーキャリア１７上に
固定されたプッシャー１６とで、ウェハ１を固定保持す
るチャックを構成している。真空容器２内の上方に設け
られたターゲット８は、チャック上に固定保持された半
導体ウェハ１と対向するように設けらる。ターゲット
は、半導体ウェハ１上に形成する薄膜の材料に応じてそ
の母材が選択され、例えば、アルミニウム、シリコン、
タングステン、チタン、モリブデン、クロム、コバル
ト、ニッケルなど、あるいはこれらを素材とする合金な
どの他、場合によっては焼結金属などの素材が用いられ
る。ターゲット８は実施例１と同様に接地されるか負の
電位が供給されている。真空容器２内には、処理位置に
固定保持されたウェハの周囲からウェハと同じ平面に広
がり周囲で真空容器２内の上方に立ち上がるシールド板
２０が設けられる。ウェハの周囲に位置するシールド板
の底面付近には、冷却媒体が供給されてシールド板を冷
却する冷却プレート１９が設けられ、ウェハ以外の真空
容器２内面にスパッタ粒子が付着することを防いでい
る。チャック本体キャリア１５の中心には、ヒータブロ
ック３のガス供給管９に続くガス供給管９が設けられ、
ブロックの表面に設けられたガス供給溝１０へ熱媒体ガ
スが供給される。真空容器２にはウェハを出し入れする
ための開閉口が設けられる。装置にウェハをローディン
グするときは、この開閉口からウェハを載置したローデ
ィングアーム２１が挿入されチャック上にウェハを載置
する。スパッタ処理が終了するとチャック上にあるウェ
ハをローディングアームに移し装置外に取り出す。ター
ゲット８には、スパッタガン機構２２が接続され、スパ
ッタ粒子の発生を制御する。[Embodiment 2] FIG. 2 is a partial sectional view schematically showing a sputtering apparatus according to the second invention of the present application.
The sputtering device is configured in the vacuum container 2. In the vacuum container, a target 8 is arranged in the upper part, and in the lower part, a chuck body carrier 15 which is moved up and down by a driving means (not shown) while maintaining the decompressed state in the vacuum container, and is independent of the carrier. Pusher pin carrier 1 which is moved up and down by a driving means (not shown)
7 are arranged. On the chuck body carrier 15, an electrostatic attraction electrode 4 having substantially the same size and shape as the semiconductor wafer 1 to be processed, and a heater 5 arranged in substantially the same shape as the wafer shape. The heater blocks 3 embedded in the ceramic are fixed. The pusher pin carrier 17 is fixed with a pusher pin 16 that supports an appropriate portion near the periphery of the wafer. A DC voltage or an AC voltage of 2 KV, for example, is applied to the electrostatic attraction electrode from the electrostatic attraction power supply 14. On the upper surface of the heater block 3, for example, a ring-shaped depth of 0.01 m
m gas supply groove 10 is provided, and a gas supply pipe 9 communicating with the gas supply groove is provided at the center of the bottom surface of the heater block. The heater block 3 fixed on the chuck body carrier 15 and the pusher 16 fixed on the pusher carrier 17 constitute a chuck for fixing and holding the wafer 1. The target 8 provided above the vacuum container 2 is provided so as to face the semiconductor wafer 1 fixedly held on the chuck. The base material of the target is selected according to the material of the thin film formed on the semiconductor wafer 1, and, for example, aluminum, silicon,
In addition to tungsten, titanium, molybdenum, chromium, cobalt, nickel, etc., or alloys of these materials, a sintered metal or other material may be used. The target 8 is grounded or is supplied with a negative potential as in the first embodiment. Inside the vacuum container 2, there is provided a shield plate 20 that extends from the periphery of the wafer fixedly held at the processing position to the same plane as the wafer and rises up inside the vacuum container 2 at the periphery. A cooling plate 19 for supplying a cooling medium to cool the shield plate is provided near the bottom surface of the shield plate located around the wafer to prevent the sputtered particles from adhering to the inner surface of the vacuum container 2 other than the wafer. .. A gas supply pipe 9 following the gas supply pipe 9 of the heater block 3 is provided at the center of the chuck body carrier 15.
The heat medium gas is supplied to the gas supply groove 10 provided on the surface of the block. The vacuum container 2 is provided with an opening / closing port for loading / unloading a wafer. When loading a wafer on the apparatus, the loading arm 21 on which the wafer is placed is inserted through this opening / closing port and the wafer is placed on the chuck. When the sputtering process is completed, the wafer on the chuck is transferred to the loading arm and taken out of the apparatus. A sputter gun mechanism 22 is connected to the target 8 to control the generation of sputter particles.
【００１８】実施例１と同様に、ヒータブロック３に設
けられた温度センサで検出した温度信号が入力される温
度コントローラによって、ヒータ５に供給されるエネル
ギーが制御されるとともに、真空容器２内にはバルブを
介してプラズマ生成ガスが供給され、半導体ウェハ１の
周囲からもれる熱伝達ガスを排出し容器内を所定のガス
圧力に維持するための排気口が設けられている。As in the first embodiment, the energy supplied to the heater 5 is controlled by the temperature controller to which the temperature signal detected by the temperature sensor provided in the heater block 3 is input, and the temperature inside the vacuum container 2 is controlled. A plasma generating gas is supplied via a valve, and an exhaust port is provided for discharging the heat transfer gas leaking from the periphery of the semiconductor wafer 1 and maintaining the inside of the container at a predetermined gas pressure.
【００１９】このような構成のスパッタリング装置にお
いて、半導体ウェハ１はローディングアーム２１上にの
せられ開閉口から真空容器２内に挿入される。このと
き、チャック本体キャリア１５およびプッシャーピンキ
ャリア１７は下方に降下しており、プッシャーピン１６
の上方にまで挿入される。ここでプッシャーピンキャリ
アが上方に移動を開始しウェハがローディングアームか
らプッシャーピン上に移される。するとローディングア
ームは退行しチャンバー外の位置に移行する。ここで、
チャック本体キャリア１５が上昇を開始し、プッシャピ
ン１６に支えられたウェハ１に接するまでヒータブロッ
ク３を上昇させる。ここで、ヒータブロック内に埋設さ
れた静電吸着電極４に静電吸着用電源から例えば２ＫＶ
の直流電圧または交流電圧が印加され、ウェハはヒータ
ブロック上に全面にわたって均等に吸着される。In the sputtering apparatus having such a structure, the semiconductor wafer 1 is placed on the loading arm 21 and inserted into the vacuum container 2 through the opening / closing port. At this time, the chuck body carrier 15 and the pusher pin carrier 17 are descending downward, and the pusher pin 16
Is inserted above. Here, the pusher pin carrier starts moving upward, and the wafer is transferred from the loading arm onto the pusher pin. Then, the loading arm retracts and moves to a position outside the chamber. here,
The chuck body carrier 15 starts to move up, and the heater block 3 is moved up until it comes into contact with the wafer 1 supported by the pusher pin 16. Here, from the electrostatic attraction power source, for example, 2 KV is applied to the electrostatic attraction electrode 4 embedded in the heater block.
DC voltage or AC voltage is applied to the wafer, and the wafer is evenly adsorbed on the entire surface of the heater block.
【００２０】次いで、真空容器２内には真空引きされる
とともに、図示しないバルブからアルゴンなどの不活性
ガスからなるプラズマ生成ガスが供給され、例えば１ミ
リトル程度の圧力にされる。一方ガス供給管９からは、
熱伝達ガスが供給され、ヒータブロック３の表面に設け
たガス供給溝１０から、ウェハ１とヒータブロック３の
間に生じた間隙中に供給され、間隙内の圧力は５〜１０
ミリトル程度に維持される。この間、ヒータ５に電力が
供給されウェハ１２を加熱する。このような過程によ
り、外から真空容器２内に搬入された半導体ウェハ１
は、所定の処理位置に配置されるとともに、熱伝達ガス
の存在によってヒータブロック３から確実に熱が供給さ
れ、迅速に所定の温度に加熱されるとともに、スパッタ
粒子の衝突によってウェハに加えられる熱も熱容量の大
きなヒータブロックに伝達され、ウェハの温度が上昇し
すぎることが防げる。また、半導体ウェハ１は静電吸着
によってヒータブロック上に均一に吸着されるので、ヒ
ータブロック３からの熱がウェハの全面に等しく伝達さ
れ全面を均一の温度に制御できる。Next, the inside of the vacuum container 2 is evacuated, and a plasma generating gas consisting of an inert gas such as argon is supplied from a valve (not shown) to a pressure of, for example, about 1 mtorr. On the other hand, from the gas supply pipe 9,
Heat transfer gas is supplied and supplied from the gas supply groove 10 provided on the surface of the heater block 3 into the gap formed between the wafer 1 and the heater block 3, and the pressure in the gap is 5 to 10
It will be maintained at the level of Miritor. During this time, electric power is supplied to the heater 5 to heat the wafer 12. Through such a process, the semiconductor wafer 1 carried into the vacuum container 2 from the outside
Is placed at a predetermined processing position, heat is surely supplied from the heater block 3 due to the presence of the heat transfer gas, and is quickly heated to a predetermined temperature, and the heat applied to the wafer by the collision of sputtered particles. Is also transferred to the heater block having a large heat capacity, which prevents the wafer temperature from rising too high. Further, since the semiconductor wafer 1 is uniformly attracted onto the heater block by electrostatic attraction, the heat from the heater block 3 is evenly transferred to the entire surface of the wafer, and the entire surface can be controlled to have a uniform temperature.
【００２１】スパッタ処理が終了すると、静電吸着電極
４への電圧の印加が遮断され、チャックによる吸着が解
除される。次ぎに、チャック本体キャリア１５が下方に
移動し半導体ウェハ１は、プッシャピン１６の上に残さ
れる。次いで、ウェハを乗せたプッシャピンキャリア１
７が下方に移行し、ウェハはウェハローディング位置に
配置されたローディングアーム２１上に移し変えられ
る。ローディングアームは真空容器から外に引き出さ
れ、アーム上に移されたウェハも容器から取り出されて
全ての処理工程が終了する。ターゲットの母材としては
例示されたものほかタングステン、チタン−タングステ
ン合金、モリブデン、チタンなどのナイトライドなどの
ほか必要に応じて各種の材質を用いることができる。ま
た、真空容器内に供給するガスとしてアルゴンガスを例
示したが、その他、スパッタリングに用いられるクリプ
トン、ヘリウム、ネオンなどの不活性ガスなどを用いる
ことができることは勿論である。When the sputtering process is completed, the voltage application to the electrostatic attraction electrode 4 is cut off and the attraction by the chuck is released. Next, the chuck body carrier 15 moves downward, and the semiconductor wafer 1 is left on the pusher pins 16. Next, the pusher pin carrier 1 on which the wafer is placed
7 moves downward, and the wafer is transferred onto the loading arm 21 arranged at the wafer loading position. The loading arm is pulled out of the vacuum container, and the wafer transferred onto the arm is also taken out of the container, and all processing steps are completed. As the base material of the target, in addition to the exemplified materials, nitride, nitride such as tungsten, titanium-tungsten alloy, molybdenum, and titanium, and various other materials can be used as necessary. In addition, although the argon gas is illustrated as the gas supplied into the vacuum container, it is needless to say that an inert gas such as krypton, helium, or neon used for sputtering can be used.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明のチャックを用いた処理装置また
はスパッタリング装置は、（１）静電吸着手段を用いた
ことによって、ウェハの全面にわたって均一な吸着力を
得られ、ウェハとヒータブロックの間の間隙を極めて微
小なものとすることができるので、速やかにヒータブロ
ックからウェハへ熱が移動しウェハの昇温が迅速に行
え、処理効率を向上できる、（２）ウェハとヒータブロ
ックの表面の間の間隙に熱伝達ガスを供給するようにし
たので、ウェハ裏面の凹凸の存在に係わらず、ウェハ全
面にわたって均一に熱を伝達することができてウェハ全
面を均一に加熱することができるとともに、（３）スパ
ッタ粒子の衝突によるウェハの温度上昇が迅速に熱容量
の大きなヒータブロックに伝達されるので、スパッタ処
理時にウェハ全面を所定の温度に容易に維持することが
できる、（４）ウェハとヒータブロックの間には極めて
微小で均一な間隙が形成されるだけであるので、ウェハ
の背面に供給される熱伝達ガスの量は少なくてすみ真空
容器中に漏れるガスが少なくなり、真空容器内の圧力を
極めて低いものとしても大きな排気ポンプを必要としな
い、（５）ウェハの上面に接するクランプリングなどの
夾雑物がなくなるので、ゴミの発生がなくなり製品の歩
留まりを顕著に向上させることができる、などの優れた
効果を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION The processing apparatus or sputtering apparatus using the chuck of the present invention uses (1) electrostatic attraction means to obtain a uniform attracting force over the entire surface of the wafer, and thus to secure a uniform attraction force between the wafer and the heater block. Since the gap between the wafer and the heater block can be made extremely small, the heat can be quickly transferred from the heater block to the wafer, the temperature of the wafer can be quickly raised, and the processing efficiency can be improved. Since the heat transfer gas is supplied to the gap between the wafers, heat can be transferred uniformly over the entire surface of the wafer regardless of the presence of unevenness on the back surface of the wafer, and the entire surface of the wafer can be heated uniformly. (3) Since the temperature rise of the wafer due to the collision of the sputtered particles is quickly transmitted to the heater block having a large heat capacity, the entire surface of the wafer is sputtered during the sputtering process. (4) The amount of heat transfer gas supplied to the backside of the wafer can be easily maintained at a constant temperature. (4) Only a very small and uniform gap is formed between the wafer and the heater block. The amount of gas leaking into the vacuum container is small, and even if the pressure inside the vacuum container is extremely low, a large exhaust pump is not required. (5) Since there are no impurities such as clamp rings contacting the upper surface of the wafer, Further, it is possible to obtain excellent effects such as generation of dust and significant improvement in product yield.
【図１】本発明の加熱兼チャック手段を用いた処理装置
の構成を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a processing apparatus using a heating and chucking means of the present invention.
【図２】本発明の加熱権チャック手段を用いたスパッタ
処理装置の構成を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering processing apparatus using the heating right chuck means of the present invention.
【図３】従来のメカニカルクランプによるチャックを用
いた処理装置の構成を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a processing apparatus using a chuck with a conventional mechanical clamp.
１ ウェハ、 ２ 真空容器、 ３ ヒータブロック、
４ 静電吸着電極、５ヒータ、 ６ バルブ、 ７
排気口、 ８ ターゲット、 ９ ガス供給管、１０
ガス供給溝、 １１ 温度センサ、 １２ 温度コント
ローラ、１３ 電力制御装置、 １４ 静電吸着用電
源、 １５ チャック本体キャリア、 １６プッシャピ
ン、 １７ プッシャピンキャリア、 １８ クランプ
リング。 １９ 冷却プレート、 ２０ シールド板、
２１ ローディングアーム、 ２２ スパッタガン機
構。1 wafer, 2 vacuum container, 3 heater block,
4 Electrostatic adsorption electrodes, 5 heaters, 6 valves, 7
Exhaust port, 8 target, 9 gas supply pipe, 10
Gas supply groove, 11 temperature sensor, 12 temperature controller, 13 power controller, 14 electrostatic chuck power supply, 15 chuck body carrier, 16 pusher pin, 17 pusher pin carrier, 18 clamp ring. 19 cooling plate, 20 shield plate,
21 loading arm, 22 spatter gun mechanism.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 浩洋 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 東京 エレクトロン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Hirohiro Kumagai 2-3-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Tokyo Electron Limited
Claims (2)
した被処理体を所定の温度に制御して処理する処理装置
において、 該載置台を、 ヒータと静電吸着電極を埋設したヒータブロックと、 該ヒータブロックの上面に設けられガス供給管につなが
るガス供給用溝とから構成するとともに、 該静電吸着電極に電圧を印加する静電吸着用電源を備え
たことを特徴とする処理装置。1. A processing apparatus for controlling an object to be processed placed on a mounting table provided in a vacuum container at a predetermined temperature for processing, wherein the mounting table is embedded with a heater and an electrostatic adsorption electrode. And a gas supply groove provided on the upper surface of the heater block and connected to a gas supply pipe, and an electrostatic attraction power source for applying a voltage to the electrostatic attraction electrode. Processing equipment.
した被処理体を所定温度に制御してスパッタリング処理
を施すスパッタリング装置において、 該載置台を、 ヒータと静電吸着電極が埋設されたヒータブロックと、 該ヒータブロックの上面に設けられガス供給管につなが
るガス供給用溝とから構成するとともに、 該静電吸着電極に電圧を印加する静電吸着用電源と、 該載置台に吸着された被処理体に対向するターゲットを
設けたことを特徴とするスパッタリング装置。2. A sputtering apparatus for performing a sputtering process by controlling a temperature of an object to be processed placed on a mounting table arranged in a vacuum container, wherein the mounting table comprises a heater and an electrostatic adsorption electrode. An electrostatic attraction power supply for applying a voltage to the electrostatic attraction electrode, and a mounting table, the heater block being embedded and a gas supply groove provided on the upper surface of the heater block and connected to a gas supply pipe. A sputtering apparatus comprising a target facing the object to be treated adsorbed on the target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33461291A JPH05152425A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Treatment apparatus and sputtering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33461291A JPH05152425A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Treatment apparatus and sputtering apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152425A true JPH05152425A (en) | 1993-06-18 |
Family
ID=18279327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33461291A Pending JPH05152425A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Treatment apparatus and sputtering apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152425A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0635870A1 (en) * | 1993-07-20 | 1995-01-25 | Applied Materials, Inc. | An electrostatic chuck having a grooved surface |
| US5925227A (en) * | 1996-05-21 | 1999-07-20 | Anelva Corporation | Multichamber sputtering apparatus |
| EP1282157A3 (en) * | 2001-07-27 | 2004-03-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for controlling the temperature of a substrate |
| JP2010157776A (en) * | 2010-04-14 | 2010-07-15 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Electrostatic chuck |
| JP2010177701A (en) * | 2010-04-14 | 2010-08-12 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Electrostatic chuck |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP33461291A patent/JPH05152425A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0635870A1 (en) * | 1993-07-20 | 1995-01-25 | Applied Materials, Inc. | An electrostatic chuck having a grooved surface |
| US5522131A (en) * | 1993-07-20 | 1996-06-04 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck having a grooved surface |
| US5925227A (en) * | 1996-05-21 | 1999-07-20 | Anelva Corporation | Multichamber sputtering apparatus |
| EP1282157A3 (en) * | 2001-07-27 | 2004-03-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for controlling the temperature of a substrate |
| US7024266B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate processing apparatus, method of controlling substrate, and exposure apparatus |
| JP2010157776A (en) * | 2010-04-14 | 2010-07-15 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Electrostatic chuck |
| JP2010177701A (en) * | 2010-04-14 | 2010-08-12 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Electrostatic chuck |
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