(57)【要約】【課題】スパッタ膜によるクランプと基板との癒着に起因する基板の搬送不良を防止することができるスパッタ装置を提供する。【解決手段】ステージ２１上に載置された基板１００の表面をクランプ２２でステージ２１側に押圧し、基板１００をステージ２１上に固定した状態で基板１００の表面に薄膜を形成するスパッタ装置１０であって、クランプ２２の基板１００との当接位置よりも外側で基板１００の表面に当接するサブクランプ２３を具備し、サブクランプ２３の先端部が、基板１００に当接した状態でクランプ２２によって覆われるようにする。【選択図】図３
2011214034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された基板表面をクランプで前記ステージ側に押圧し、前記基板を前
記ステージ上に固定した状態で当該基板表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、
前記クランプの前記基板との当接位置よりも外側で当該基板表面に当接するサブクラン
プを具備し、
該サブクランプは、前記基板に当接した状態で前記クランプによって先端部が覆われる
ように構成されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記サブクランプが、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体ウエハー等の基板表面に金属膜等の薄膜を形成するスパッタ
装置に関し、特に、基板のクランプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ装置は、一般的に、基板が載置されるステージと、このステージに基板を保持
するためのクランプとを備えている。基板のクランプ構造は、様々あるが、例えば、基板
の外周部をリング状のクランプで押圧することで基板をステージに保持するようにしたも
のがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０９９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなスパッタ装置では、基板の上方からスパッタ粒子が飛来するため、基板だけ
でなくクランプ上部にもスパッタ粒子が堆積してスパッタ膜（薄膜）が形成される。この
ため、クランプの先端部と基板とがスパッタ膜で癒着されてしまい、基板の搬送不良等の
問題が生じる虞がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載されているように、このような問題を解決するためにクラン
プの先端部にヒサシを設け、クランプの先端部と基板との間に隙間を確保するようにした
ものがある。これにより、スパッタ粒子がクランプの基板との接触面に届きにくくなり、
クランプと基板との癒着をある程度抑制することはできる。
【０００６】
しかしながら、スパッタ粒子は隙間に回りこむ性質があるため、上記のような構成だけ
では、クランプの基板との癒着を十分に抑制することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スパッタ膜によるクランプと
基板との癒着に起因した基板の搬送不良を防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明は、ステージ上に載置された基板表面をクランプで前記ステ
ージ側に押圧し、前記基板を前記ステージ上に固定した状態で当該基板表面に薄膜を形成
するスパッタ装置であって、前記クランプの前記基板との当接位置よりも外側で当該基板
表面に当接するサブクランプを具備し、該サブクランプは、前記基板に当接した状態で前
記クランプによって先端部が覆われるように構成されていることを特徴とするスパッタ装
置にある。
かかる本発明では、クランプが基板と癒着した場合でも、サブクランプによって両者が
引き離される。したがって、基板とクランプとの癒着に伴う基板の搬送不良を防止するこ
とができる。
【０００９】
また前記サブクランプが、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されていることが好ましい。
これにより、クランプに癒着した基板を、サブクランプによってより確実にクランプから
引き剥がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板ホルダーの要部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板ホルダーの動作を説明する断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板ホルダーの変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るスパッタ装置の概略構成を示す断面図であり、図２
は、基板ホルダーの構成を示す断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、スパッタ装置１０は、チャンバ１１、カソードユニット１
２、ターゲット１３と、被成膜対象である基板（ウエハー）１００を保持する基板ホルダ
ー２０とを備える。またチャンバ１１には、放電ガスの供給系１４及び排気系１５が接続
されている。カソードユニット１２は、薄膜が成膜される基板１００に向かい合うように
チャンバ１１内に配置されている。ターゲット１３は、このカソードユニット１２におけ
る基板１００に臨む側の面に固定されている。また本実施形態では、カソードユニット１
２は、その内部にマグネットを備えている。
【００１３】
このようなスパッタ装置１０では、チャンバ１１を真空状態に排気して放電用ガス（Ａ
ｒ）を導入し、電源１６によってカソードユニット１２と基板１００との間に電圧を印加
してマグネトロン放電によるプラズマを発生させることで、ターゲット１３の表面の原子
がはじき飛ばされ、基板１００の表面に付着して薄膜が形成される。
【００１４】
またスパッタ装置１０が備える基板ホルダー２０は、図２に示すように、基板１００が
載置されるステージ２１と、ステージ２１上に載置された基板１００の表面の外周部に当
接して基板１００をステージ２１側に向かって押圧するクランプ２２とを有する。さらに
本発明では、基板ホルダー２０は、クランプ２２と共に基板１００の表面に当接して基板
１００を押圧するサブクランプ２３を備える。
【００１５】
ステージ２１は、鉛直方向に移動可能に構成されている。そしてステージ２１の外側に
は、ステージ２１を移動させた際に、クランプ２２を支持する複数の第１のクランプ支持
部材２６と、サブクランプ２３を支持する複数の第２のクランプ支持部材２７と、基板１
００を支持する複数の基板支持部材２８とが設けられている。なおステージ２１を含む基
板ホルダー２０の動作については、詳しく後述する。
【００１６】
クランプ２２は、ステージ２１上の基板１００の表面の外周部をステージ２１側に向か
って押圧するためのものであり、本実施形態では、基板１００の外周部に対応するリング
状に形成されている。またクランプ２２の内周側の端部近傍は、外周側の端部よりもステ
ージ２１側に突出する爪部２９となっている。爪部２９は、本実施形態では、その先端側
（基板１００の中央側）に向かって厚さが漸小する形状を有する。また爪部２９の先端部
には庇部３０が設けられており、爪部２９が基板１００に当接した状態で、この庇部（爪
部２９の先端部）３０と基板１００との間に空間が確保されるようになっている。これに
より、スパッタ粒子が、爪部２９の基板１００に当接する当接部２９ａには届きにくくな
り、スパッタ膜によるクランプ２２と基板１００との癒着が抑えられる。ただし、スパッ
タ膜によるクランプ２２と基板１００との癒着を完全に防止することは難しい。
【００１７】
サブクランプ２３は、クランプ２２の基板１００との当接部２９ａよりも外側で基板１
００の表面に当接して基板１００をステージ２１側に押圧する。またサブクランプ２３は
、基板１００に当接した状態で、その先端部がクランプ２２によって覆われるように構成
されている。すなわち、クランプ２２が基板１００に当接した状態では、サブクランプ２
３の先端部は、クランプ２２によって基板１００の成膜領域（薄膜が形成される領域）か
ら遮断された状態となる。本実施形態では、サブクランプ２３はクランプ２２の爪部２９
の外側に配されている。言い換えれば、サブクランプ２３は、爪部２９によって画成され
たクランプ２２の凹部２２ａ内に収容されるようになっている。したがって、基板１００
にスパッタによって薄膜を形成する際にも、サブクランプ２３の先端部に薄膜（スパッタ
膜）が形成されることはない。つまりサブクランプ２３と基板１００とがスパッタ膜によ
って癒着することはない。
【００１８】
なおサブクランプ２３の下面には、ステージ２１側に突出する凸部３１が設けられてい
る。この凸部３１は、クランプ２２及びサブクランプ２３によって基板１００を押圧する
際の位置決めのために設けられている。
【００１９】
このようなサブクランプ２３は、詳しくは後述するが重量が比較的重いことが好ましい
。このため、サブクランプ２３の材料は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が好適に用
いられる。勿論、サブクランプ２３の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ア
ルミニウムやチタン等を用いることもできる。
【００２０】
以下、このような基板ホルダー２０の動作について説明する。図３は、スパッタ後にお
ける基板ホルダーの動作を説明する概略図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、基板１００の表面にスパッタ膜（薄膜）１０１を形成する際
には、ステージ２１上に載置された基板１００の表面の外周部が、クランプ２２及びサブ
クランプ２３によって押圧されて保持されている。このとき、上述したようにスパッタ膜
１０１によるクランプ２２と基板１００との癒着が生じることはあるが、サブクランプ２
３と基板１００との癒着が生じることはない。
【００２２】
成膜が終了して基板１００を搬送する際には、基板１００が載置されたステージ２１を
下降させることで、クランプ２２及びサブクランプ２３による基板１００の固定を解除す
る。ステージ２１の下降を開始すると、ステージ２１と共にクランプ２２及びサブクラン
プ２３も下降し、図３（ｂ）に示すように、クランプ２２が第１のクランプ支持部材２６
に当接する。すなわちクランプ２２が第１のクランプ支持部材２６によって支持されてク
ランプ２２の下降が停止する。
【００２３】
ここで、クランプ２２と基板１００との癒着が生じていると、さらにステージ２１を下
降させたときに、基板１００がステージ２１から離れてしまう虞がある。しかしながら、
本発明に係るスパッタ装置１０の基板ホルダー２０は、サブクランプ２３を備えているた
め、基板１００がステージ２１上に載置された状態が確実に維持される。
【００２４】
クランプ２２が第１のクランプ支持部材２６によって支持された後も、サブクランプ２
３は基板１００に当接した状態が維持されている。このため、クランプ２２と基板１００
との癒着が生じていても、ステージ２１をさらに下降させると、サブクランプ２３の自重
によってクランプ２２と基板１００とが引き離される。
【００２５】
例えば、基板１００として６インチのウエハー（外周４７１ｍｍ）を用いる場合、癒着
したクランプ２２と基板１００とを引き離すには、基板１００に約０．７ｋｇ以上の荷重
をかければよい。この条件を満たすためには、サブクランプ２３をＳＵＳ（８．０ｇ／ｃ
ｍ３）で形成した場合、外径２００ｍｍ、内径１５０ｍｍ、厚さ７ｍｍのリング状に形成
すればよい。
【００２６】
基板ホルダー２０の動作説明に戻り、ステージ２１をさらに下降させると、図３（ｃ）
に示すように、基板１００がステージ２１上に載置された状態が維持されたまま、サブク
ランプ２３が第２のクランプ支持部材２７に当接する。すなわちサブクランプ２３が第２
のクランプ支持部材２７によって支持され、サブクランク２３の下降が停止する。上述の
ようにサブクランプ２３と基板１００との癒着が生じることはないため、この段階で基板
１００がステージ２１から離れてしまうことはない。
【００２７】
そして、ステージ２１をさらに下降させることにより、図３（ｄ）に示すように、基板
１００が基板支持部材２８に当接する。つまり基板１００が基板支持部材２８によって支
持されて基板１００がステージ２１から引き離される。その後、基板支持部材２８によっ
て支持されている基板１００を図示しないロボットアーム等によって搬送する。
【００２８】
以上説明したように、本発明のスパッタ装置１０では、基板ホルダー２０がサブクラン
プ２３を備えるようにしたので、スパッタ膜によるクランプ２２と基板１００との癒着が
生じた場合でも、クランプ２２と基板１００とを確実に引き離すことができ、搬送不良等
の発生を防止することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、クランプ２２及びサブクランプ２３は、基板１００の外周部に
全周に亘って連続的に設けられているが、基板１００の外周部に断続的に設けられていて
もよい。例えば、図４に示すように、クランプ２２及びサブクランプ２３が、基板１００
の外周部の複数箇所（例えば、４箇所）に、それぞれ独立して設けられていてもよい。こ
のような構成としても、各サブクランプ２３の先端部が各クランプ２２によって覆われて
いれば、上述したように基板１００の搬送不良の発生を防止することができる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限
定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。また
本発明は、スパッタ装置の基板ホルダーの構成に特徴を有するものであり、スパッタ装置
のその他の構成は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１０  スパッタ装置、  １１  チャンバ、  １２  カソードユニット、  １３  ターゲ
ット、  １４  供給系、  １５  排気系、  １６  電源、  ２０  基板ホルダー、  ２１
ステージ、  ２２  クランプ、  ２２ａ  凹部、  ２３  サブクランプ、  ２６  第１
のクランプ支持部材、  ２７  第２のクランプ支持部材、  ２８  基板支持部材、  ２９
爪部、  ２９ａ  当接部、  ３０  庇部、  ３１  凸部、  １００  基板
【図１】
2011214034.tif 000003
【図２】
2011214034.tif 000004
【図３】
2011214034.tif 000005
【図４】
2011214034.tif 000006