JP2000355762A - 析出装置 - Google Patents

析出装置

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JP2000355762A JP2000142308A JP2000142308A JP2000355762A JP 2000355762 A JP2000355762 A JP 2000355762A JP 2000142308 A JP2000142308 A JP 2000142308A JP 2000142308 A JP2000142308 A JP 2000142308A JP 2000355762 A JP2000355762 A JP 2000355762A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークピースの縁部および背面に材料が析出
するのを妨げる析出装置を提供する。 【解決手段】 本発明は材料の層をワークピース上に析
出させる析出装置に関する。析出装置は、室１１と、ス
パッタ用ターゲット１２と、ウェハー用支持部１３と、
ウェハー用搬送用開口部１４と、ウェハー用搬送機構部
１５とを有している。ウェハー用搬送機構部１５はウェ
ハーを搬送経路１６に沿って供給する。環状シールド１
９はウェハー用支持部１３とスパッタ用ターゲット１２
との間に配置されて、ウェハー用搬送経路１６内に配置
される。ピン３０を設けることによって、環状シールド
を搬送経路１６から上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料からなる層を
ワークピース上に析出させる析出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置、センサ、およびメモリの製
造を含む多数の製造工程において、材料の層または薄膜
をワークピース上に析出させることが要求される。物理
蒸着法においては、室の内部に材料の源が存在してお
り、それにより、材料が源からワークピース上に排出さ
れて、層を形成する。材料の源はスパッタ用ターゲッ
ト、蒸着源（ｅｖａｐｏｒａｔｅｄ ｓｏｕｒｃｅ）、
または析出層の少なくとも一部を形成する他の材料の源
である場合がある。これらの場合においては、材料はワ
ークピース上に析出されるだけでなく、析出処理が行わ
れる室の外側部分上にも析出されるようになる。従来
は、この問題に対する解決法は、露出される表面の全て
を、着脱可能なシールドによって長期間にわたって被覆
することであった。ワークピースは通常は支持部上に配
置されており、シールドを形成するのに費用を要すると
共にシールドを配置するのが困難であるので、シールド
部分を支持部周りおよび支持部の下方に設けることによ
って複雑な形状となり、損傷させうる粒子を形成する危
険性があるために、ネジ固定具を室の内部で使用しない
のが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】支持部とワークピース
とに関連する特別な問題が存在している。二つの製造問
題が存在する。第一の製造問題は、ワークピースが支持
部よりも小さくて、支持部の周囲部内に配置されている
問題である。この場合には、余分に析出された材料によ
ってワークピースが支持部に固定され、あるいは余分に
析出された材料が支持部の表面上に付着することによっ
て、ワークピースは結果的に適切でない位置に配置され
るようになる。第二の製造問題は、ワークピースが支持
部から張出している問題である。この配置においては、
ワークピースが支持部を効果的にシールドするが、望ま
れていない析出作用がワークピースの縁部および背面の
両方に生ずる。（或る状況においては、製造業者は縁部
に析出させることを必要とする。）この問題に対して初
めて提案された最良の解決法は、ワークピースおよび支
持部の縁部に重なり合う固定されたシールドを設けるこ
とであるが、このことは多数の欠点を包含している。こ
の解決法においては、第一に、ウェハーの縁部における
析出作用が要求される場合にこれを行うことができず、
第二にワークピースを支持部上に搭載させることを極め
て複雑にする。ウェハーを支持部から上昇させて、次い
で搬送機構部によって取り除くのに十分な余裕を与える
ために、支持部全体をシールドから移動させる必要があ
る。ほとんどの場合において、支持部は電気的な冷却部
と機械的連結部とを有しているので、支持部を移動させ
るためには、かなりの費用を必要とすると共に、析出装
置が複雑になる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】一つの態様においては、
本発明は、材料の層をワークピース上に析出させる析出
装置であって、室と、材料の源と、前記材料の源に対面
していて層が析出される露出面を備えたワークピースを
支持するワークピース用支持部と、前記ワークピースを
搬送経路に沿って搭載および排出する搭載排出手段と、
前記支持部または前記ワークピース上もしくはこれらに
隣接して析出される材料の量を制限するために前記支持
部と前記材料の源との間に配置されるシールドとを具備
する析出装置において、前記シールドが前記搬送経路に
配置され、前記析出装置が、搭載時および排出時に前記
シールドを前記搬送経路から移動させる移動機構部をさ
らに具備する析出装置を構成する。
【０００５】析出装置は、ワークピースの周囲の背面を
シールドするために支持部を取り囲む追加シールドを具
備しうる。或る実施態様においては、追加シールドはワ
ークピースの縁部をシールドしうる。シールド位置にあ
る場合には、前記シールドは支持部、追加シールド、お
よび／またはワークピースと共に迷路状経路を形成す
る。この迷路状経路を強調するために、追加シールドは
半径方向延長部を有してもよい。
【０００６】析出装置は、ワークピースを搬送経路へと
上昇させて搬送経路から下降させる昇降手段も具備して
もよく、これら昇降手段はシールドを移動させる移動機
構部に組み入れるかまたは移動機構部に連接され、それ
により、ワークピースが支持部から上昇されるときに、
シールドは搬送経路から移動するようになる。昇降手段
は、前記ワークピースに係合するための第一の組のピン
と前記シールドに係合するための第二の組のピンとを担
持する上昇可能なフレームを有している。析出装置がシ
ールド位置にあるときおよびシールドが移動していると
きには、第二の組のピンは前記シールドを支持する支持
部としての役目を果たす。
【０００７】前記追加シールドが半径方向外側に延びて
いて、ワークピースの背面に接触するかまたはワークピ
ースの搬送作用に干渉する高さまで付着する前に、この
追加シールド上に材料が多量に析出されうる。前記室が
レッジ形状部を有するかまたは形成しており、前記シー
ルドは対応して協動するレッジ形状部を有しており、そ
れにより、前記シールドがシールド位置にあるときにこ
れらレッジ形状部が迷路状部分を形成する。
【０００８】前記シールドの形状は、ワークピースの周
囲形状、例えばほぼ円形の半導体用ウェハーに影響され
る。前記シールドの形状はほぼ環状である。本発明の別
の態様においては、本発明は、層を析出させる析出装置
が、材料の源と、ワークピース支持部と、前記支持部上
のワークピースの背面の周囲をシールドする第一のシー
ルドと、前記第一のシールドをシールドするために前記
源と前記第一のシールドとの間に介在する第二のシール
ドとを有する析出装置を構成する。
【０００９】本発明は前述したように形成されている
が、本発明は前述した内容および以下の説明において示
される特徴の組み合わせを有することもできるのが理解
される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を種々の方法で実施するこ
とができて、特定の実施態様は添付図面を参照して説明
される。はじめに、図７および図８を参照すると、析出
装置１０は、室１１と、スパッタ用ターゲット１２と、
ウェハー用支持部１３と、ウェハー搬送用開口部１４と
ウェハー用搬送機構部１５とを有しており、これらは略
して示されている。ウェハー用搬送機構部１５はウェハ
ーを搬送経路１６に沿って搬送させる。
【００１１】後述するように、半導体用ウェハー１７を
上昇機構部１８によって支持部１３から上昇させられ
る。このようにして、ウェハーを搬送経路１６内まで上
昇させて、搬送経路から支持部１３上まで下降させられ
る。環状シールド１９は、ウェハー用支持部１３とスパ
ッタ用ターゲット１２との間に配置されて、後述する理
由のためにウェハー用搬送経路１６内に配置される。
【００１２】次いで、図１から図３を参照すると、環状
シールド１９とウェハー１７とウェハー用支持部１３と
の間の関係が詳細に分かる。すなわち、図１および図２
において、環状シールド１９の導入用縁部２０がウェハ
ー１７上に張出していて、次いで支持部１３上に張出し
ている。図から分かるように、析出材料からなる層２１
はサイクル時に環状シールド１９上に付着する。このこ
とによって、ウェハー上の析出物２２に過剰な影響を与
えること無しにシールド領域が増す。
【００１３】図１および図２におけるシミュレーション
を、本発明の実施態様および前述した従来技術の配列に
対して同様に或る程度まで適用することができる。しか
しながら、前述したように環状シールド１９の位置は搭
載排出問題を含み、迷路状経路２３がウェハー１７と環
状シールド１９との間に形成されるが、この環状シール
ド１９の位置はウェハーの背面への析出作用を妨げるの
に必ずしも十分でない。
【００１４】図３から分かるように、環状の追加シール
ド２４を支持部１３の周囲周りに設けて、それにより環
状シールド２４がウェハー１７の張出し部分２５の下方
に位置して、従って張出し部分２５における析出作用が
妨げられることによって、出願人はこれら問題のうちの
二番目の問題を克服できる。環状の追加シールドは半径
方向延長部２６を有していて、この延長部２６はウェハ
ー１７の縁部２７を保護するように直立していて、迷路
状経路２３の有効性を高めるためにシールド１９の下面
に沿って延びている。
【００１５】図３から分かるように、開口２８が背面の
追加シールド２４内に形成されており、上昇用ピン２９
はこの開口２８内を通過してウェハー１７を支持部１３
から上昇させられる。図８から分かるように、環状シー
ルド１９は他の組のピン３０に支持されており、これら
両方の組のピンはリング３１に担持されている。リング
を上昇させ、それにより第一の組のピン２９がウェハー
１７を上昇させて第二の組のピン３０が環状シールド１
９を搬送経路１６から上昇させることによって、ウェハ
ー用搬送機構部１５が、上昇したウェハー１７を取り除
いて、次のウェハーに置き換えることができるようにな
る。一旦、次のウェハーが第一の組のピン２９に搭載さ
れると、リング３１を下降させ、それによりウェハー１
７が支持部１３上に配置され、環状シールド１９は動作
位置まで戻るようになる。
【００１６】環状シールド１９は環状シールドの外側縁
部においてＬ字形状断面要素すなわちレッジ３２を担持
しており、このレッジ３２は内側室のシールド部３４上
のレッジ３３と協動するように配置されている。これら
二つのレッジ３２、３３によって、材料が環状シールド
１９の下方に通過するのがほぼ妨げられ、図７において
矢印で示されるような曲がりくねった経路（ｓｅｒｐｅ
ｎｔｉｎｅ ｐｕｍｐｄｏｗｎ ｐａｔｈ）が形成され
る。
【００１７】図４から図６、および図８を参照すると、
ウェハー１７の縁部において材料を析出させることが望
まれる状況の場合の、対応する配列体が図示されてい
る。この場合において、環状シールド１９はウェハーの
縁部を覆うようには延びず、露出した縁部から離れた段
差を具備する半径方向延長部２６’上に材料が析出する
のを制限するシールドとして働くと共に、迷路状経路を
維持している。
【００１８】延長部２６’が段差を有する形状であるこ
とによって、延長部上に析出する材料がウェハー１７の
取付部分またはウェハー１７の搬送部分に干渉する高さ
にまで付着するのにかなりの長時間を要することにな
る。他の部分に関しては、この配列体は、図１から図２
および図７に示される配列体と同様に動作する。余分の
シールド部分を３４と３５とに設ける。
【００１９】前述した配列体によって、前述した問題を
極めて簡潔に解決できる。実際に、ターゲットはシール
ド部分を置き換える必要性を有することなしに、および
要求されない析出作用がシールドされている背面または
縁部に生ずることなしに、シールド部分によって、再現
可能であって一定の析出作用がウェハー上に達成されう
ることが分かっている。支持部をターゲットに向かわせ
る前進運動によって、ターゲットが消費されるのを補う
ことができるが、この配列体によって、各ウェハー間に
おいて支持部を移動させる必要性を避けることができ
る。単にリングの静止位置を変更することによってシー
ルドの位置を調節することができるので、この場合の配
列体は特に便利である。搬送経路の位置も同様に調節す
ることができる。
【００２０】特定の処理のための配列体の場合には、支
持部と環状シールド１９との所定位置を選択して、特別
の処理段階に適するようにすることができる。特に図４
から図６および図８の配列体のような前述の配列体は背
面シールド部分のシールド作用を提供することができて
搬送面における環状シールドの位置を選択することがで
きるので、前述の配列体は依然として有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】単一の析出用サイクルの後における、縁部用シ
ールド、ワークピース、およびワークピース用支持部の
コンピュータシミュレーションを示す図である。
【図２】スパッタ用ターゲットが消費された後の対応す
るシミュレーションを示す図である。
【図３】本発明の一つの実施態様における、支持部の縁
部領域および対応するシールド部分の詳細断面図であ
る。
【図４】本発明の異なる実施態様における図１に対応す
る図である。
【図５】本発明の異なる実施態様における図２に対応す
る図である。
【図６】本発明の異なる実施態様における図３に対応す
る図である。
【図７】図３の実施態様を採用した際の室の一部の断面
図である。
【図８】図６の実施態様における図７に対応する図であ
る。
【符号の説明】
１０…析出装置 １１…室 １２…スパッタ用ターゲット １３…ウェハー用支持部 １４…ウェハー搬送用開口部 １５…ウェハー用搬送機構部 １６…搬送経路 １７…ウェハー １８…上昇機構部 １９…シールド ２０…導入用縁部 ２１…層 ２２…析出物 ２３…迷路状経路 ２４…追加シールド ２５…張出し部分 ２６…延長部 ２７…縁部 ２８…開口 ２９…上昇用ピン ３０…ピン ３２…レッジ ３３…レッジ
フロントページの続き (72)発明者 ロバート ウィリアム ティーグル イギリス国，ティーエー６ ７アールエ フ，ブリッジウォーター，ウェムドン，グ リーネーカー 87 (72)発明者 アンソニー ウィリアム バラス イギリス国，ビーエス９ ４ジェイワイ, ブリストル，ヘンリーズ，ヘンリーズ ロ ード 86

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料の層をワークピース上に析出させる
    析出装置であって、室と、材料の源と、前記材料の源に
    対面していて層が析出される露出面を備えたワークピー
    スを支持するワークピース用支持部と、前記ワークピー
    スを搬送経路に沿って搭載および排出する搭載排出手段
    と、前記支持部または前記ワークピース上もしくはこれ
    らに隣接して析出される材料の量を制限するために前記
    支持部と前記材料の源との間に配置されるシールドとを
    具備する析出装置において、前記シールドが前記搬送経
    路に配置され、前記析出装置が、搭載時および排出時に
    前記シールドを前記搬送経路から移動させる移動機構部
    をさらに具備する析出装置。
  2. 【請求項２】 前記ワークピースの周囲の背面をシール
    ドするために前記支持部を取り囲む追加シールドをさら
    に具備する請求項１に記載の析出装置。
  3. 【請求項３】 前記析出装置のシールド位置において、
    前記シールドが、前記支持部、前記追加シールド、およ
    び／または前記ワークピースと共に迷路状経路を形成す
    る請求項１または２に記載の析出装置。
  4. 【請求項４】 前記追加シールドが半径方向延長部を有
    している請求項２、または請求項２に従属する場合には
    請求項３に記載の析出装置。
  5. 【請求項５】 前記ワークピースを前記搬送経路内へと
    上昇させて前記搬送経路から下降させる昇降手段をさら
    に具備する請求項１から４のいずれか一項に記載の析出
    装置。
  6. 【請求項６】 前記昇降手段が、前記ワークピースを移
    動させる前記移動機構部を組み入れているか、または前
    記移動機構部に連接されている請求項５に記載の析出装
    置。
  7. 【請求項７】 前記昇降手段が、前記ワークピースに係
    合するための第一の組のピンと前記シールドに係合する
    ための第二の組のピンとを担持する上昇可能なフレーム
    を有する請求項６に記載の析出装置。
  8. 【請求項８】 前記追加シールドが前記ワークピースの
    縁部をシールドする請求項２、または請求項２に従属す
    る場合には請求項３から７のいずれか一項に記載の析出
    装置。
  9. 【請求項９】 前記追加シールドが半径方向に延びてい
    てワークピースの縁部上に析出できるように、前記追加
    シールドに段差が設けられている請求項２、または請求
    項２に従属する場合には請求項３から７のいずれか一項
    に記載の析出装置。
  10. 【請求項１０】 前記室がレッジ形状部を有するかまた
    は形成しており、前記シールドが対応していて協動する
    レッジ形状部を有しており、それにより、前記シールド
    がシールド位置にあるときにこれらレッジ形状部が迷路
    状部分を形成する請求項１から９のいずれか一項に記載
    の析出装置。
  11. 【請求項１１】 層を析出させる析出装置が、材料の源
    と、ワークピース支持部と、前記支持部上のワークピー
    スの背面の周囲をシールドする第一のシールドと、前記
    第一のシールドをシールドするために前記源と前記第一
    のシールドとの間に介在する第二のシールドとを有する
    析出装置。
JP2000142308A 1999-05-11 2000-05-10 析出装置 Expired - Lifetime JP4741053B2 (ja)

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GB9910724:5 1999-05-11
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