(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に配置されたウェハートレーと、
前記ウェハートレーに配置されたウェハー表面に真空中で導電性膜を形成する成膜源とを有する成膜装置であって、
前記ウェハートレーの前記ウェハーが配される部分の表面には、前記導電性膜と同じ組成の導電性膜が形成され、前記ウェハーに生じた静電気を、前記導電膜を介して逃がせるように構成された成膜装置。
【請求項２】
前記ウェハートレーは、前記ウェハーが配される面の裏面と側面にも導電性膜が形成され、各面に形成された導電膜が電気的に接続され、
前記静電気は、前記ウェハートレーの裏面の導電性膜から前記真空槽に流れるように構成された請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記ウェハートレーは、前記ウェハーの外周にはみ出た部分の表面にも前記導電性膜が形成された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項４】
前記ウェハートレーは、ウェハーが配された状態で前記真空槽内に搬出入できるように構成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
温度差によって帯電する熱電性ウェハーを、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜装置の前記ウェハートレーに配し、前記熱電性ウェハーを加熱しながら真空雰囲気中で前記ウェハー表面に前記導電性薄膜を成膜する成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェハーを真空雰囲気内で処理する真空技術分野にかかり、特に、ウェハーに生じた静電気を除去するウェハートレーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ウェハーをスパッタリング装置や蒸着装置等の真空槽内への搬出入したり、真空槽内で保持するために、図３(ａ)の符号１１２や同図(ｂ)の符号１２２で示すウェハートレーが用いられている。
【０００３】
ウェハートレー１１２、１２２は、それぞれ保持板１１４、１２４を有しており、ウェハートレー１１２の保持板１１４上には、３本のピン１１１が正角形の頂点位置に設けられ、各ピン１１１の内側にウェハーを収納できるように構成されている。
【０００４】
このウェハートレー１１２によれば、各ピン１１１の内側にウェハーを置き、ウェハーごとウェハートレー１１２を移動させると、ウェハーを落とすことなく真空槽への搬出入を行うことができる。
【０００５】
他方、ウェハートレー１２２では、その保持板１２４の中央位置に凹部１２５が設けられており、凹部１２５内にウェハーを収納すると、同様に、ウェハーを落とすことなく真空槽への搬出入を行える。
【０００６】
これら従来技術のウェハートレー１１２、１２２は高温に曝されるため、その保持板は耐熱性物質で構成されており、種々の真空槽置に対応するため、その耐熱性物質が装置側の要求する寸法、形状に切削加工されて用いられている。
【０００７】
しかしながらＳＡＷデバイスに使用されるウェハーは、ＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3等の熱電性素材(加熱、冷却による温度差により帯電する材料)で構成されており、そのような熱電性のウェハーを従来技術のウェハートレー１１２、１２２上に置いてスパッタリングや蒸着を行うと、薄膜形成に伴うウェハーの温度上昇やヒーター加熱による温度上昇によってそのウェハーが帯電し、そのため、ウェハーがウェハートレーに貼り付いてしまったり、自己放電を起こし、そのショックによって破損してしまうことがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたもので、その目的は、熱電性のウェハーを帯電させないで真空処理できるウェハートレーを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明装置は、真空槽と、前記真空槽内に配置されたウェハートレーと、前記ウェハートレーに配置されたウェハー表面に真空中で導電性膜を形成する成膜源とを有する成膜装置であって、前記ウェハートレーの前記ウェハーが配される部分の表面には、前記導電性膜と同じ組成の導電性膜が形成され、前記ウェハーに生じた静電気を、前記導電膜を介して逃がせるように構成された成膜装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明装置は、請求項１記載の成膜装置であって、前記ウェハートレーは、前記ウェハーが配される面の裏面と側面にも導電性膜が形成され、各面に形成された導電膜が電気的に接続され、前記静電気は、前記ウェハートレーの裏面の導電性膜から前記真空槽に流れるように構成された成膜装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明装置は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜装置であって、前記ウェハートレーは、前記ウェハーの外周にはみ出た部分の表面にも前記導電性膜が形成された成膜装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置であって、前記ウェハートレーは、ウェハーが配された状態で前記真空槽内に搬出入できるように構成された成膜装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明方法は、温度差によって帯電する熱電性ウェハーを、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜装置の前記ウェハートレーに配し、前記熱電性ウェハーを加熱しながら真空雰囲気中で前記ウェハー表面に前記導電性薄膜を成膜する成膜方法である。
【００１４】
上述した本発明の構成によれば、真空槽内に配置できるように構成されたウェハートレーの電気絶縁性の耐熱板について、その表面のうちの少なくともウェハーが配される面に導電性膜を形成したので、ウェハーに生じた静電気をその導電性膜から逃がすことができる。
【００１５】
この場合、耐熱板の側面と裏面にも導電性膜を形成し、耐熱板の各面に形成された導電膜が電気的に接続されるようにしておくと、ウェハーに生じた静電気を裏面の導電膜から逃がすことができるので都合がよい。
【００１６】
熱電性のウェハーは薄く、直接保持して搬送すると割れるおそれがあるので、ウェハートレーを、ウェハーを配した状態で真空槽内に搬出入できるように構成しておくとウェハーには力が加わらず、割れや欠けが生じることがなくなる。
【００１７】
このようなウェハートレーは真空槽内ではトレー保持治具に配されており、ウェハートレーの裏面はそのトレー保持治具と接触しているのが普通なので、そのウェハー保持治具に電気導電性を持たせ、真空槽と電気的に接続しておけば、真空槽は接地電位に置かれているので、ウェハートレーに形成された導電膜の電位をウェハーの処理中も接地電位に維持し、ウェハーに生じた静電気をトレー保持治具から逃がすことが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明装置を本発明方法と共に図面を用いて説明する。
図１の符号２に示すものは、本発明装置のウェハートレーの一例であり、耐熱性を有し、切削加工可能なマセライトで構成された耐熱板４を有している。その耐熱板４は円盤状に成形され、表面中央部に３インチウェハーの直径よりも僅かに大きい円形の凹部５が設けられている。
【００１９】
この耐熱板４には、アルミニウムのスパッタリングが２回に分けて行われており、耐熱板４の表面と裏面とに膜厚１〜２μｍのアルミニウム膜で構成された導電性膜６1、６2が形成されている。そのスパッタリングの際には、アルミニウム粒子の回り込みにより、耐熱板４の側面にも導電性膜６3が形成されており、各導電性膜６1〜６3によって耐熱板４の周囲を覆うように導電性膜６が構成されている。
【００２０】
このウェハートレー２を、図２に示すような真空装置３に用いる場合を説明する。
この真空装置３はスパッタリング装置であり、接地電位に置かれた真空槽３１を有している。該真空槽３１は、真空ポンプ３５によって高真空状態にできるように構成されており、その天井には、カソード電極３２が真空槽３１とは絶縁した状態で取り付けられ、カソード電極３２の真空槽３１内に位置する面にはアルミニウム材料から成るターゲット３３が設けられている。
【００２１】
ターゲット３３の真下には、金属材料が中空円筒形状に成形されて成るトレー保持治具８が、真空槽３１に鉛直に固定されており、該トレー保持治具８の上端のフランジ状に成形された部分には、真空槽３１内に搬入されたウェハートレー２を載置できるように構成されている。
【００２２】
このトレー保持治具８の内部には赤外線ヒーター３７が設けられており、該赤外線ヒーター３７への通電によってトレー保持治具８上に載置されたウェハートレー２を加熱できるように構成されている。
【００２３】
この真空槽置３によって熱電性のあるＬｉＴａＯ2基板から成るウェハー９の表面にアルミニウム薄膜を成膜した。先ず、ウェハートレー２の凹部５内にそのウェハー９を納め、その状態で真空槽３１内に搬入し、トレー保持治具８上に載置し、真空槽３１内を真空状態にした。次いで、赤外線ヒーター３７によってウェハートレー２を介してウェハー９を加熱し、同時にガス導入口３６からアルゴンガスを導入した。
【００２４】
このときのアルゴンガス流量は４０ｓｃｃｍであり、真空槽３１内の圧力が０．４Ｐａで安定し、ウェハー温度が２００℃に達したところで電源３８を起動してカソード電極３２に電圧を印加し、１．０ｋＷの投入電力でターゲット３３をスパッタリングし、ウェハー９の表面へアルミニウム薄膜を形成した。
【００２５】
このウェハー９は直径３インチ、厚さ３５０μｍであり、熱電性を有しているので、薄膜形成に伴う温度上昇があったり、赤外線ヒーター３７の加熱による温度上昇があると、浮遊電位に置かれている状態では発生した静電気が蓄積され、帯電してしまう。上記ウェハートレー２はトレー保持治具８上に載置されており、そのトレー保持治具８は接地電位に置かれた真空槽３１に設けられているので、ウェハー９に生じた静電気はウェハートレー２に形成された導電性膜６を介してトレー保持治具８へ逃がされる。
【００２６】
このように、ウェハー９は帯電しないようにされており、その状態でウェハー９へのスパッタリングを５０秒間行った後、ウェハートレー２ごと真空槽３１から搬出した。
【００２７】
真空槽３１から取り出したウェハートレー２では、その上からウェハー９を容易に離すことができ、静電気は帯びていなかった。また、そのウェハー９には、割れやクラックは発生していなかった。上記スパッタリングによりウェハー９表面に形成されたアルミニウム薄膜の膜厚を測定したところ１００ｎｍであった。
【００２８】
ＬｉＴａＯ3のウェハー９に替え、同様に熱電性を有するＬｉＮｂＯ3のウェハーを上記ウェハートレー２上に乗せ、真空槽３１内に搬入してスパッタリングによるアルミニウム薄膜の形成を行ったが、このＬｉＮｂＯ3のウェハーでも帯電は生じなかった。
【００２９】
以上説明したように、本発明のウェハートレー２によればウェハー９に生じた静電気を逃がすことができるので、ウェハーを帯電させることなく真空処理を行うことができる。また、耐熱板４に導電性膜６を形成しているので、ウェハートレー２を繰り返し使用した場合でも、反りや歪みが生じることはない。使用回数が増え、ウェハートレー２に薄膜が付着した場合には、それが剥離してダストになる前に洗浄することができる。その洗浄によって導電性膜が除去されてしまった場合には、スパッタリングや蒸着によって導電性膜を形成し直して再生することができるので経済的である。
【００３０】
なお、上記ウェハートレー２の耐熱板４を構成する材料はマセライトであったが、導電性膜を形成する対象はそれに限定されるものではなく、耐熱性を有し、繰り返し高温に曝されても変形や歪みが生じない材質であればよい。但し、熱膨張係数がウェハーと同程度であり、また、切削加工できるものが望ましい。そのような材料にはマセライトの他、例えばＳｉＯ2等があるが、金属材料は温度上昇による変形が無視できないので不適当である。他方、カーボン材料は耐熱性があり、変形や歪みが生じないが、擦れた場合、表面から微粒子が脱落し、ダストになるので望ましくない。
【００３１】
耐熱板上に形成する導電性膜はアルミニウム膜(Ａｌ膜)に限定されるものではなく、ＡｌＳｉ膜、ＡｌＳｉＣｕ膜等、成膜対象であるウェハー表面に形成する薄膜と同じ組成の膜か、その薄膜に近い材料の導電性膜を用いることができる。耐熱板への導電性膜の形成方法もスパッタリング法に限定されるものではなく、蒸着法等の種々の成膜技術を用いることができる。
【００３２】
なお、上記ウェハートレー２は、凹部５内にウェハー９を乗せた状態で、水平にして真空槽３１内に搬出入するものであったが、ピンを設けたものであってもよいし、ウェハーを鉛直に保持して真空槽内に搬出入するものであってもよい。また、必ずしもウェハーと一緒に真空槽内に搬出入されるものでなくてもよい。例えば真空槽内に固定されるものであっても、静電気が生じるウェハーが配されるものであれば本発明に含まれる。その静電気も、熱電性により生じるものに限定されるものではない。
【００３３】
上記真空装置はスパッタリング装置であったが、本発明のウェハートレーは蒸着装置やＣＶＤ装置等、プロセス処理中にウェハーが帯電するおそれがある真空装置に広く使用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
熱電性のウェハーを真空雰囲気に置いて処理しても帯電することがない。
熱電性のウェハーが帯電しないので、ウェハーがウェハートレーに貼り付いてしまったり、自己放電によって割れたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェハートレーの一例を示す断面図
【図２】本発明の真空装置の一例を示す断面図
【図３】(ａ)、(ｂ)：従来技術のウェハートレー
【符号の説明】
２……ウェハートレー      ３……真空槽置
４……耐熱板    ６……導電膜    ８……トレー保持治具
９……熱電性ウェハー    ３１……真空槽
【図１】
0003775858.tif 000002
【図２】
0003775858.tif 000003
【図３】
0003775858.tif 000004