JP2012140681A

JP2012140681A - ヤトイ治具

Info

Publication number: JP2012140681A
Application number: JP2010294315A
Authority: JP
Inventors: Zai Kinoshita; 済木下
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Also published as: TW201246289A; CN102569153A

Abstract

【課題】成膜面を下にして上下を逆にして載置したウエハ上の堆積膜にクラック、バリ、剥がれの発生を防止する。
【解決手段】蒸着設備において、下から受けてウエハ２を支えて搭載するウエハ搭載用のヤトイ治具３において、ヤトイ治具３の内周側の先端部に庇状の段差部３ａが平面視リング状に設けられている。リング状のヤトイ治具３の段差部３ｂ上にはウエハ２が搭載され、さらに外周側のヤトイ治具３の段差部３ｃ上には、その下面がウエハ２の上面にと当接してウエハ２を自重で固定するための蓋４が搭載されている。段差部３ｃ上に搭載された蓋４の下面は、段差部３ｂ上に搭載されたウエハ２の上面を多少押圧する段差部３ｂ、３ｃの段差高さ関係を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置の蒸着装置などに使用され、ウエハを囲って保持するウエハ搭載用のヤトイ治具に関する。

従来より半導体製造装置の蒸着装置に使用されているウエハ搭載用のヤトイ治具について図４を用いて説明する。

図４は、蒸着装置に使用されている従来のウエハ固定用のヤトイ治具の要部構成例を簡略化して示す縦断面図である。

図４において、ウエハ搭載用のヤトイ治具１１０の先端部の切り欠き上に、成膜面を下にしてウエハ１１１が載置され、蒸着装置の蒸着源により下方から、ヤトイ治具１１０およびウエハ１１１上に堆積膜１１２を堆積させる。

一方、従来より半導体製造装置に使用され、成膜面を上にして上面より押圧してウエハを保持する従来のウエハクランパが実用新案文献１に提案されている。

図５は、実用新案文献１に開示されている従来のウエハクランパの要部構成例を模式的に示す斜視図である。

図５において、ウエハクランパ１０１は、その爪１０２により、サセプタ１０３上に載置される図示しないウエハを上から押圧して保持するものである。

図６は、図５のウエハクランパ１０１の爪１０２がウエハをクランプするクランプ部分を模式的に示す縦断面図である。

図６において、従来のウエハクランパ１０１の爪１０２がサセプタ１０３上のウエハ１０４をクランプして保持している。その爪１０２の先端部には、その先端部の下面に切り欠き部１０５が設けられており、ウエハ１０４を保持したときに、爪１０２の先端部とウエハ１０４との間に隙間が生じるように為されている。通常、スパッタによりウエハ１０４上に堆積される堆積膜の膜厚は０．５μｍ〜１μｍであるので、切り欠き部１０５の削り落とし量は数μｍ〜数１０μｍで十分である。

実開平４−１０５５４４号公報

上記従来のウエハ搭載用のヤトイ治具１１０では、堆積膜１１２がヤトイ治具１１０とウエハ１１１との間に連続して堆積されてしまうため、ヤトイ治具１１０からウエハ１１１を取り出すときまたは、蒸着中にウエハ１１１がずれたときに、堆積膜１１２がヤトイ治具１１０とウエハ１１１との間の位置Ａで剥がされて、ウエハ１１１上の堆積膜１１２にもクラック、バリ、剥がれが発生するという問題があった。

図５のように、成膜面を上にして上面よりウエハクランパ１０１の爪１０２で一部押圧してウエハを保持する上記従来技術の実用新案文献１のウエハクランパと、図４のように、ヤトイ治具１１０の先端部の切り欠き上に、成膜面を下にしてウエハ１１１を上下を逆にして載置し、上下を逆にしたウエハ１１１の下側の成膜面に、蒸着装置の蒸着源により下方から、ヤトイ治具１１０およびウエハ１１１上に堆積膜１１２を堆積させる構成とは前提構成が全く異なっている。

このような上記従来技術のウエハクランパでは、ウエハ１１１の外周端のほんの一部分を上から押さえてクランプしているだけであるから、ウエハ１１１の外周端縁部に渡って堆積膜が成膜されてしまうことから、ウエハ搬送時やウエハ処理時などに他の部材とウエハ外周端縁部とが接触して発塵することは避けられない。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、成膜面を下にして上下を逆にして載置したウエハ上の堆積膜にクラック、バリ、剥がれの発生さらに発塵を防止することができるヤトイ治具を提供することを目的とする。

本発明のヤトイ治具は、蒸着設備において下から受けて、成膜面を下にした基板を搭載する基板搭載用のヤトイ治具において、堆積膜が該基板との間に連続して堆積しないように内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のヤトイ治具における段差部の庇と前記基板とのクリアランスは、該基板上に成膜する堆積膜の膜厚の２倍以上２０倍以下である。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具における段差部の庇の奥行きは、該基板上に成膜する堆積膜の膜厚の２倍以上２０倍以下である。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具における段差部の庇の奥側に周りよりも広い空間部が設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具において、前記基板におけるリング状の外周端縁部を下方から受けて支持すると共に、この支持された該基板の外周端縁部に沿って前記庇状の段差部が平面視リング状に設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具において、前記内径側の先端部に設けられた庇状の段差部の外周側に前記基板を下から受けて搭載するための段差部が設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具において、前記基板を下から受けて搭載する段差部には、圧縮ばねが穴内に複数箇所セットされており、該基板上の蓋部を取り去ったときに、該圧縮ばねにより該基板を段差部から浮かせる構成としている。

さらに、好ましくは、本発明のヤトイ治具において、前記基板を搭載するための段差部の外周側に蓋部の外周縁部を下から受けて搭載するための段差部が設けられ、該蓋部の下面が該基板の上面に当接して該基板を押さえる当該段差部の高さを有している。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、蒸着設備において下から受けて、成膜面を下にした基板を搭載する基板搭載用のヤトイ治具において、堆積膜が該基板との間に連続して堆積しないように内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられている。

これによって、内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられているので、庇状の段差部により堆積膜が基板とヤトイ治具との間で途切れることから、成膜面を下にして上下を逆にして載置した基板上の堆積膜にクラック、バリ、剥がれの発生さらに発塵を防止することが可能となる。

以上により、本発明によれば、内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられているため、庇状の段差部により堆積膜の成膜時に基板とヤトイ治具との間で堆積膜が途切れることから、成膜面を下にして上下を逆にして載置した基板上の堆積膜にクラック、バリ、剥がれの発生さらに発塵を防止することができる。

本発明の実施形態におけるヤトイ治具を含む周辺構成の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。図１のドームに装着されたヤトイ治具にウエハが搭載された状態を下方から見た背面図である。図１のヤトイ治具およびウエハ上に堆積膜を蒸着させた場合を概略的に示す要部縦断面図である。蒸着装置に使用されている従来のウエハ固定用のヤトイ治具の要部構成例を簡略化して示す縦断面図である。実用新案文献１に開示されている従来のウエハクランパの要部構成例を模式的に示す斜視図である。図５のウエハクランパの爪がウエハをクランプするクランプ部分を模式的に示す縦断面図である。

以下に、本発明のヤトイ治具の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態におけるヤトイ治具を含む周辺構成の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。図２は、図１のドームに装着されたヤトイ治具にウエハが搭載された状態を下方から見た背面図である。

図１および図２において、本実施形態の蒸着装置１０には、なべのふた状の複数の円形穴が開いたドーム１に、成膜面を下側にしてウエハ２がその穴にそれぞれ各ヤトイ治具３を介して載置されている。ドーム１は、蒸着中はその円形中心を中心として回動するようになっている。ドーム１には図２のように複数の穴が開いており、その穴の段差部１ａに対してリング状のヤトイ治具３のリング外周側の段差部３ｄが着脱自在に嵌合して装着されている。３ｄは無くても良い。リング状のヤトイ治具３の内周側の先端部には、ウエハ２側から見て庇状の段差部３ａが形成されている。リング状のヤトイ治具３の庇状の段差部３ａからリング外周側に段差部３ｂ，３ｃが順次形成されている。リング状のヤトイ治具３の段差部３ｂ上にはウエハ２が搭載され、ヤトイ治具３の段差部３ｂの外周側には段差部３ｃが形成されており、リング状のヤトイ治具３の段差部３ｃ上には、その下面がウエハ２の上面にと当接してウエハ２を自重で固定するための蓋部４（裏板）が搭載されている。段差部３ｃ上に搭載された蓋部４（裏板）の下面は、段差部３ｂ上に搭載されたウエハ２の上面を多少押圧する段差部３ｂ、３ｃの段差高さ関係を有している。３ｃは無くても良い。蓋部４（裏板）は、ここでは図示していないがドーム１に取り付けられた板バネで押さえられており、ここでは図示していないが、円形の蓋部４（裏板）の中央部には取り外し用の取っ手が設けられている。

蒸着設備（蒸着装置１０）において、下から受けてウエハ２を支えて搭載するウエハ搭載用のヤトイ治具３において、堆積膜がヤトイ治具３の裏面３ｅとウエハ２との間に連続して堆積しないように、ヤトイ治具３の内周側の先端部に庇状の段差部３ａが平面視リング状に設けられている。この場合、ウエハ２におけるリング状の外周端縁部を下方からヤトイ治具３の段差部３ｂで受けて支持すると共に、この支持されたウエハの外周端縁部の内周側に沿って庇状の段差部３ａが平面視リング状に設けられている。このように、ヤトイ治具３の先端部には庇状の段差部３ａが設けられたことにより、図３に示すように、成膜面を下にして載置されたウエハ２上および、ヤトイ治具３の裏面３ｅ上に、蒸着装置１０により下方の蒸着源から、堆積膜５が堆積されるときに、ウエハ２からの段差部３ａの庇の高さが高ければ高いほど、堆積膜５がヤトイ治具３とウエハ２の間に連続して堆積することを防止することができる。段差部３ａの庇とウエハ２とのクリアランスが堆積膜５の膜厚よりも小さければ、当然、堆積膜５がヤトイ治具３とウエハ２の間に連続して堆積することになる。段差部３ａの庇とウエハ２とのクリアランス（高さ）と段差部３ａの庇の奥行きがあるが、段差部３ａの庇とウエハ２とのクリアランス（高さ）は堆積膜５の膜厚の２倍以上２０倍以下（堆積膜５の膜厚が１μｍとした場合にクリアランス（高さ）は２μｍ以上２０μｍ以下）で、段差部３ａの庇の奥行きも堆積膜５の膜厚の２倍以上２０倍以下（堆積膜５の膜厚が１μｍとした場合に庇の奥行きは２μｍ以上２０μｍ以下）を必要とする。ここでは、段差部３ａの庇とウエハ２とのクリアランス（高さ）は堆積膜５の膜厚の１０倍程度で、段差部３ａの庇の奥行きも堆積膜５の膜厚の１０倍としている。

堆積膜５は、蒸着膜であって、電極や配線に用いる金属、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどの金属膜または合金膜または複合膜であるが、金属膜以外の材料膜であってもよい。また、ヤトイ治具３の段差部３ｂには所々に圧縮ばね（図示せず）が穴内にセットされており、蓋部４（裏板）を取り去ったときに、圧縮ばね（図示せず）がウエハ２を上に付勢してウエハ２を浮かせるように構成することもできる。即ち、ウエハ２を下から受けて搭載する段差部３ｂには、圧縮ばねが穴内にセットされており、ウエハ２上の蓋部４を取り去ったときに、圧縮ばねによりウエハ２を段差部３ｂ上から浮かせるようになっている。要するに、圧縮ばねはウエハ２と蓋部４の自重および板バネによって、段差部３ｂに複数形成された穴内に押されて入っており、ウエハ２上の蓋部４を取り去ると、圧縮ばねによりウエハ２を段差部３ｂ上に浮かせるようになっている。

ヤトイ治具３の先端部に庇状の段差部３ａを設けているが、段差部３ａの庇の奥に周りよりも広い空間部（部屋）を設けてもよく、斜めから飛んできた材料が回り込んで段差部３ａの庇下に積もり難くなって、先端部に庇状の段差部３ａの掃除期間を長くできる。

以上により、本実施形態によれば、ヤトイ治具３の先端部に庇状の段差部３ａを設けたことにより、堆積膜５が庇状の段差部３ａで途切れてヤトイ治具３とウエハ２の間に連続して堆積することがなく、ドーム回転時の信号によるウエハずれ発生時または、リング状のヤトイ治具３からウエハ２を外すときなどに、ウエハ２上の堆積膜５のクラック、バリ、剥がれを防止することができて、これによる発塵をも防止することができる。

ウエハ２におけるリング状の外周端縁部はヤトイ治具３で下方から受けて支持されていることから、ウエハ２の外周端縁部には堆積膜５が成膜されておらず、しかも、ヤトイ治具３の先端部に庇状の段差部３ａにより堆積膜５が徐々に薄くなっていることから、堆積膜５が剥がれ難く、ウエハ２の外周端縁部がウエハ搬送時やウエハ処理時などに他の部材と接触して発塵することを抑制することができる。これに対して、図５の上記従来技術のウエハクランパでは、ウエハの外周のほんの一部分を上から押さえてクランプしているだけであるから、ウエハ２の外周端縁部に渡って堆積膜が成膜されることから、ウエハ搬送時やウエハ処理時などに他の部材とウエハ外周端縁部とが接触して発塵することは避けられない。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体製造装置の蒸着装置に使用されているウエハ搭載用のヤトイ治具の分野において、内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられているため、庇状の段差部により堆積膜の成膜時に基板とヤトイ治具との間で堆積膜が途切れることから、成膜面を下にして上下を逆にして載置した基板上の堆積膜にクラック、バリ、剥がれの発生さらに発塵を防止することができる。

１ドーム
１ａ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ段差部
２ウエハ
３ヤトイ治具
３ｅ裏面
４蓋部
５堆積膜
１０蒸着設備（蒸着装置）

Claims

蒸着設備において下から受けて、成膜面を下にした基板を搭載する基板搭載用のヤトイ治具において、堆積膜が該基板との間に連続して堆積しないように内径側の先端部に庇状の段差部が平面視リング状に設けられているヤトイ治具。
前記段差部の庇と前記基板とのクリアランスは、該基板上に成膜する堆積膜の膜厚の２倍以上２０倍以下である請求項１に記載のヤトイ治具。
前記段差部の庇の奥行きは、該基板上に成膜する堆積膜の膜厚の２倍以上２０倍以下である請求項１に記載のヤトイ治具。
前記段差部の庇の奥側に周りよりも広い空間部が設けられている請求項１に記載のヤトイ治具。
前記基板におけるリング状の外周端縁部を下方から受けて支持すると共に、この支持された該基板の外周端縁部に沿って前記庇状の段差部が平面視リング状に設けられている請求項１に記載のヤトイ治具。
前記内径側の先端部に設けられた庇状の段差部の外周側に前記基板を下から受けて搭載するための段差部が設けられている請求項１に記載のヤトイ治具。
前記基板を下から受けて搭載する段差部には、圧縮ばねが穴内に複数箇所セットされており、該基板上の蓋部を取り去ったときに、該圧縮ばねにより該基板を段差部から浮かせる構成としている請求項６に記載のヤトイ治具。
前記基板を搭載するための段差部の外周側に蓋部の外周縁部を下から受けて搭載するための段差部が設けられ、該蓋部の下面が該基板の上面に当接して該基板を押さえる当該段差部の高さを有している請求項６に記載のヤトイ治具。