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JP2009135522A - Substrate processing apparatus and method for manufacturing ic - Google Patents

Substrate processing apparatus and method for manufacturing ic Download PDF

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Publication number
JP2009135522A
JP2009135522A JP2009055012A JP2009055012A JP2009135522A JP 2009135522 A JP2009135522 A JP 2009135522A JP 2009055012 A JP2009055012 A JP 2009055012A JP 2009055012 A JP2009055012 A JP 2009055012A JP 2009135522 A JP2009135522 A JP 2009135522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
substrate
milling
electrode
processing chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009055012A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Shirako
賢治 白子
Norihiro Niimura
憲弘 新村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2009055012A priority Critical patent/JP2009135522A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact substrate processing apparatus with excellent space efficiency. <P>SOLUTION: There is provided a substrate processing apparatus including a sputtering chamber 12 for applying sputtering to a wafer; a wafer chuck 20 for holding a wafer 1 stored in the sputtering chamber 12; a rotation mechanism 21 for rotating the wafer chuck 20 holding the wafer 1; and a milling ion source 30 for emitting ion beam 36 toward the wafer 1, wherein the short side of a milling electrode 32 of the milling ion source 30 is formed into a rectangular shape with a short side smaller than the outer diameter of the wafer, and an aperture ratio of an opening part 33 of the milling electrode 32 is set to be greater on the peripheral side than on the center side of the wafer. When the wafer is irradiated with the ion beam, while rotating the wafer in milling, milling processing amount is made uniform on an entire surface of the wafer. A size of the milling ion source is made small, and therefore miniaturization of the sputtering device is realized by improving space efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)
の製造方法においてICが作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)の一主面
の上に金属をスパッタリングによって成膜するのに利用して有効なものに関する。
The present invention relates to a substrate processing apparatus, for example, a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC).
In this manufacturing method, the semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on which an IC is fabricated is effectively used for forming a metal film on one main surface of the semiconductor wafer by sputtering.

ICの製造方法において、ウエハの一主面の上に金属膜を形成する薄膜形成方法として
、スパッタリング装置を使用した薄膜形成方法が、広く使用されている。
一般に、スパッタリング装置はスパッタリング室に配設された一対の電極を備えており
、一方の電極はウエハに被着させるべき金属膜と同質の材料が用いられて形成されたター
ゲットが装着されるように構成され、もう一方の電極はウエハが保持されるように構成さ
れている。例えば、特許文献1参照。
In an IC manufacturing method, a thin film forming method using a sputtering apparatus is widely used as a thin film forming method for forming a metal film on one main surface of a wafer.
In general, a sputtering apparatus includes a pair of electrodes disposed in a sputtering chamber, and one of the electrodes is mounted with a target formed using the same material as the metal film to be deposited on the wafer. And the other electrode is configured to hold the wafer. For example, see Patent Document 1.

特開2005−93789号公報JP 2005-93789 A

例えば、スパッリングする前にウエハにイオンビームを照射してプレクリーニングする
場合において、ウエハに均一なイオンビームを照射するためには、イオンビームはウエハ
よりも広い範囲に照射する必要があるために、ウエハが大きくなると、イオン供給部が大
きくなり、装置全体が大きくなるという問題点がある。
For example, when pre-cleaning is performed by irradiating a wafer with an ion beam before sputtering, in order to irradiate the wafer with a uniform ion beam, the ion beam needs to be irradiated over a wider area than the wafer. As the wafer becomes larger, there is a problem that the ion supply section becomes larger and the entire apparatus becomes larger.

本発明の目的は、スペース効率が良好でコンパクトな基板処理装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a compact substrate processing apparatus with good space efficiency.

本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)基板を処理する処理室と、
該処理室内に収納され前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に収納され前記基板保持具に前記基板を保持しつつ回転させる回転機構と

前記処理室に隣接し該処理室内にイオンビームを照射するイオン供給部とを備え、
前記イオン供給部は、前記基板保持具に保持された前記基板が該イオン供給部と対向す
るように配置された際に、該イオン供給部の短辺側が前記基板の外径より小さく、該イオ
ン供給部の長辺側が前記基板の外径より大きい矩形形状に形成されていることを特徴とす
る基板処理装置。
(2)基板を処理する処理室と、
該処理室内に収納され前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に収納され前記基板保持具に前記基板を保持しつつ回転させる回転機構と

前記処理室に隣接し該処理室内にイオンビームを照射するイオン供給部とを備え、
前記イオン供給部には、前記処理室内にイオンビームを引き出す開口部を有する電極を
備えており、
前記電極は前記基板保持具に保持された前記基板が該電極と対向するように配置された
際に、該電極の短辺側が前記基板の外径より小さい矩形形状であって、前記開口部の開口
率が前記基板の中心側より前記基板端側が大きくなるように設定されていることを特徴と
する基板処理装置。
(3)基板を処理する処理室と、
該処理室内に収納され前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に収納され前記基板保持具に前記基板を保持しつつ回転させる回転機構と

前記処理室に隣接し該処理室内に電極に設けられた開口部からイオンビームを照射する
イオン供給部とを備え、
前記電極は、前記基板保持具に保持された前記基板が該電極と対向するように配置され
た際に、該電極の短辺側が前記基板の外径より小さく、該電極の長辺側が前記基板の外径
より大きい矩形形状に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
(4)基板を処理する処理室と、
該処理室内に収納され前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に収納され前記基板保持具に前記基板を保持しつつ回転させる回転機構と

前記処理室に隣接し該処理室内にイオンビームを照射するイオン供給部とを備え、
該イオン供給部は、前記基板保持具に保持された前記基板が該イオン供給部と対向する
ように配置されつつ前記基板が1回転する間に、前記イオン供給部から照射されたイオン
ビームが該イオン供給部の前記基板面の中心と前記基板端とで略同量の照射量となるよう
に構成されていることを特徴とする基板処理装置。
Representative inventions disclosed in the present application are as follows.
(1) a processing chamber for processing a substrate;
A substrate holder stored in the processing chamber and holding the substrate;
A rotating mechanism that is housed in the processing chamber and rotates while holding the substrate in the substrate holder;
An ion supply unit that is adjacent to the processing chamber and irradiates the processing chamber with an ion beam;
The ion supply unit is configured such that when the substrate held by the substrate holder is arranged to face the ion supply unit, the short side of the ion supply unit is smaller than the outer diameter of the substrate, and the ion supply unit A substrate processing apparatus, wherein a long side of the supply unit is formed in a rectangular shape larger than the outer diameter of the substrate.
(2) a processing chamber for processing a substrate;
A substrate holder stored in the processing chamber and holding the substrate;
A rotating mechanism that is housed in the processing chamber and rotates while holding the substrate in the substrate holder;
An ion supply unit that is adjacent to the processing chamber and irradiates the processing chamber with an ion beam;
The ion supply unit includes an electrode having an opening for extracting an ion beam into the processing chamber,
When the electrode is disposed so that the substrate held by the substrate holder faces the electrode, the short side of the electrode has a rectangular shape smaller than the outer diameter of the substrate, and the opening The substrate processing apparatus, wherein an aperture ratio is set so that the substrate end side is larger than the center side of the substrate.
(3) a processing chamber for processing a substrate;
A substrate holder stored in the processing chamber and holding the substrate;
A rotating mechanism that is housed in the processing chamber and rotates while holding the substrate in the substrate holder;
An ion supply unit that irradiates an ion beam from an opening provided in an electrode in the processing chamber adjacent to the processing chamber;
When the electrode is arranged so that the substrate held by the substrate holder faces the electrode, the short side of the electrode is smaller than the outer diameter of the substrate, and the long side of the electrode is the substrate A substrate processing apparatus, wherein the substrate processing apparatus is formed in a rectangular shape larger than the outer diameter.
(4) a processing chamber for processing the substrate;
A substrate holder stored in the processing chamber and holding the substrate;
A rotating mechanism that is housed in the processing chamber and rotates while holding the substrate in the substrate holder;
An ion supply unit that is adjacent to the processing chamber and irradiates the processing chamber with an ion beam;
The ion supply unit is arranged such that the ion beam irradiated from the ion supply unit is rotated while the substrate is rotated once while the substrate held by the substrate holder is arranged to face the ion supply unit. A substrate processing apparatus, wherein the irradiation amount is substantially the same at the center of the substrate surface of the ion supply unit and at the substrate end.

前記した手段によれば、イオン供給部をコンパクトに設定することにより、スペース効
率を向上させることができるので、装置全体をコンパクトに設計することができる。
According to the above-described means, since the space efficiency can be improved by setting the ion supply portion compact, the entire apparatus can be designed compactly.

本発明の一実施の形態である基板処理装置のスパッタリング装置を示す正面図である。It is a front view which shows the sputtering device of the substrate processing apparatus which is one embodiment of this invention. その側面断面図である。FIG. ミリング加工時を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the time of milling. (a)はミリング用電極とウエハとの関係を示す斜視図、(b)は比較例の照射範囲を示す模式図、(c)は本実施の形態の照射範囲を示す模式図である。(A) is a perspective view which shows the relationship between the electrode for milling, and a wafer, (b) is a schematic diagram which shows the irradiation range of a comparative example, (c) is a schematic diagram which shows the irradiation range of this Embodiment. スパッタリング時を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the time of sputtering.

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図1および図2に示されたスパ
ッタリング装置10を備えている。
In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention includes the sputtering apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2.

スパッタリング装置10は直方体の筐体形状に形成された真空容器11を備えている。
真空容器11は処理室としてのスパッタリング室12を構成しており、スパッタリング室
12は真空ポンプ(図示せず)によって真空排気されるようになっている。
スパッタリング室12には基板としてのウエハ1を出し入れするための搬入搬出口13
が開設されており、搬入搬出口13はゲートバルブ14によって開閉されるように構成さ
れている。
また、スパッタリング室12にはイオンを生成するための不活性で質量の大きい放電ガ
スとしてのアルゴンガスを供給するガス供給管(図示せず)が設けられている。
The sputtering apparatus 10 includes a vacuum container 11 formed in a rectangular parallelepiped housing shape.
The vacuum vessel 11 constitutes a sputtering chamber 12 as a processing chamber, and the sputtering chamber 12 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
Loading / unloading port 13 for loading / unloading wafer 1 as a substrate into / from sputtering chamber 12.
And the carry-in / out port 13 is configured to be opened and closed by a gate valve 14.
Further, the sputtering chamber 12 is provided with a gas supply pipe (not shown) for supplying argon gas as a discharge gas having an inert and large mass for generating ions.

スパッタリング室12の上部にはターゲット15が、例えば45度の傾斜角をもって配
置されており、ターゲット15は姿勢制御装置(図示せず)によって姿勢を制御されるよ
うに構成されている。なお、ターゲット15の材質に応じ、傾斜角を異ならせるように制
御されるようになっている。
ターゲット15は後述するようにアルゴンイオンによってスパッタリングされてその組
成物を飛び出させ、ウエハ1の上にスパッタリング膜を形成させるものであり、所望の金
属によって円板形状に形成されている。なお、ターゲット15は円板形状であるのみなら
ず、角型形状であってもよい。
A target 15 is disposed at an upper portion of the sputtering chamber 12 with an inclination angle of, for example, 45 degrees, and the posture of the target 15 is configured to be controlled by a posture control device (not shown). It should be noted that the tilt angle is controlled to be different depending on the material of the target 15.
As will be described later, the target 15 is sputtered by argon ions to eject the composition and form a sputtering film on the wafer 1, and is formed into a disk shape from a desired metal. The target 15 is not only disk-shaped but may be square-shaped.

ターゲット15の中心を通る水平線が交差する真空容器11の一対の側壁のうち一方の
側壁(以下、左側壁とする。)には、スパッタリング用イオン源16が水平に設置されて
いる。スパッタリング用イオン源16はバケット型イオン源と呼ばれるもので、アルゴン
イオンを生成するイオン生成部と、イオン生成部によって生成されたアルゴンイオンをイ
オンビームとしてターゲット15に向けて照射する引出電極とを備えている。
A sputtering ion source 16 is horizontally installed on one of the pair of side walls (hereinafter referred to as the left side wall) of the vacuum vessel 11 where a horizontal line passing through the center of the target 15 intersects. The sputtering ion source 16 is called a bucket ion source, and includes an ion generation unit that generates argon ions and an extraction electrode that irradiates the target 15 with the argon ions generated by the ion generation unit as an ion beam. ing.

スパッタリング室12におけるターゲット15の中心を通る垂直線上には、基板保持具
としてのウエハチャック20が配置されており、ウエハチャック20は回転機構21によ
って回転されるように構成されているとともに、チルト機構(図示せず)によって水平姿
勢(保持面が水平の姿勢)と垂直姿勢(保持面が垂直の姿勢)との間で姿勢を変更(チル
ト)されるように構成されている。
A wafer chuck 20 as a substrate holder is disposed on a vertical line passing through the center of the target 15 in the sputtering chamber 12. The wafer chuck 20 is configured to be rotated by a rotation mechanism 21, and a tilt mechanism. (Not shown) is configured such that the posture is changed (tilted) between a horizontal posture (a posture where the holding surface is horizontal) and a vertical posture (a posture where the holding surface is vertical).

垂直姿勢(図3参照)の時のウエハチャック20の中心を通る水平線が交差する真空容
器11の右側壁には、イオンを照射するミリング用イオン源30が水平に設置されている

図3に示されているように、ミリング用イオン源30は、バケット型イオン源と呼ばれ
るもので、内部にイオン供給部としてのアルゴンイオンを生成するイオン生成部31と、
イオン生成部31によって生成されたアルゴンイオンをイオンビームとしてウエハチャッ
ク20上のウエハ1に向けて引き出す引出電極(以下、ミリング用電極という。)32と
を備えている。
図4(a)に示されているように、ミリング用電極32はイオンビームを透過させる開
口部33を備えており、開口部33の開口率はウエハチャック20に保持されたウエハ1
がミリング用イオン源30に対向する垂直姿勢に配置された際に、ウエハ1の中心側より
ウエハ1の端側が大きくなるように設定されている。
すなわち、ミリング用電極32は垂直方向がウエハ1の外径より短く水平方向がウエハ
1の外径より長い矩形形状に形成されており、矩形のミリング用電極32には上下で一対
のブランクエリア34、34と、左右で一対の開口部エリア35、35とがそれぞれ形成
されており、この左右で一対の開口部エリア35、35により開口部が形成されている。
図4(c)に示されているように、 両ブランクエリア34、34はミリング用電極3
2の上下の長辺と、ミリング用イオン源30に対向する垂直姿勢に配置された際のウエハ
1の円周との四つの交点a、b、c、dのそれぞれa、c間とb、d間とを結ぶ対角線が
画成するエリアと略同じエリアとなるように、上下で一対の二等辺三角形のエリアとして
それぞれ設定されている。
左右の開口部エリア35、35は矩形のミリング用電極32における上下のブランクエ
リア34、34を除いた一対の細長い五角形形状(ハウス形状)のエリアとしてそれぞれ
設定されており、両開口部エリア35、35には円形(好ましくは略真円形)の開口(以
下、小孔という。)33aが複数個、マトリックス(格子)形状に形成されている。
A milling ion source 30 for irradiating ions is horizontally installed on the right side wall of the vacuum vessel 11 where a horizontal line passing through the center of the wafer chuck 20 in the vertical posture (see FIG. 3) intersects.
As shown in FIG. 3, the milling ion source 30 is a so-called bucket ion source, and includes an ion generation unit 31 that generates argon ions as an ion supply unit therein,
An extraction electrode (hereinafter, referred to as a milling electrode) 32 that extracts argon ions generated by the ion generation unit 31 toward the wafer 1 on the wafer chuck 20 as an ion beam is provided.
As shown in FIG. 4A, the milling electrode 32 includes an opening 33 through which an ion beam is transmitted, and the opening ratio of the opening 33 is the wafer 1 held by the wafer chuck 20.
Is set so that the end side of the wafer 1 is larger than the center side of the wafer 1 when the is placed in a vertical posture facing the milling ion source 30.
That is, the milling electrode 32 is formed in a rectangular shape whose vertical direction is shorter than the outer diameter of the wafer 1 and whose horizontal direction is longer than the outer diameter of the wafer 1. , 34 and a pair of opening areas 35, 35 are formed on the left and right, respectively, and an opening is formed by the pair of opening areas 35, 35 on the left and right.
As shown in FIG. 4 (c), both blank areas 34, 34 are milling electrodes 3
2 and four intersections a, b, c, d between the upper and lower long sides and the circumference of the wafer 1 when arranged in a vertical posture facing the milling ion source 30, and b, They are respectively set as a pair of isosceles triangle areas on the upper and lower sides so that the diagonal line connecting d is substantially the same as the area defined by the diagonal line.
The left and right opening areas 35, 35 are respectively set as a pair of elongated pentagonal (house-shaped) areas excluding the upper and lower blank areas 34, 34 in the rectangular milling electrode 32. 35 has a plurality of circular (preferably substantially circular) openings (hereinafter referred to as small holes) 33a formed in a matrix (lattice) shape.

次に、作用を説明する。
スパッタリングすべきウエハ1は予め所定の圧力に減圧されたスパッタリング室12に
搬入搬出口13から搬入されて、図1に破線で示された水平姿勢のウエハチャック20の
上に受け渡される。
Next, the operation will be described.
A wafer 1 to be sputtered is loaded into a sputtering chamber 12 previously depressurized to a predetermined pressure from a loading / unloading port 13 and transferred onto a wafer chuck 20 in a horizontal position indicated by a broken line in FIG.

次いで、図3に示されているように、ウエハチャック20がチルト機構によって垂直姿
勢にチルトされる。
続いて、ウエハチャック20が回転機構21によって回転されつつ、ミリング用イオン
源30からイオンビーム36がウエハ1に照射され、ウエハ1はイオンミリング加工され
る。これによりウエハ1の酸化膜が除去される。
ここで、イオンミリング加工とは、イオンビームを対象物(ウエハ)に照射することに
より、対象物を削る加工方法を言う。
この際、図4(a)で参照されるように、矩形のミリング用電極32の開口部33の開
口率がウエハ1の中心側よりウエハ1の周辺側が大きくなるように設定され、かつ、ウエ
ハ1が回転されているので、イオンビーム36のウエハ1に対する照射量は、ウエハ1の
照射面の中心と周辺部とで略同一となる。
したがって、ミリング用イオン源30のイオンビーム36によるウエハ1に対するミリ
ング加工量は、ウエハ1の全面にわたって均一な分布となる。
Next, as shown in FIG. 3, the wafer chuck 20 is tilted to a vertical posture by a tilt mechanism.
Subsequently, while the wafer chuck 20 is rotated by the rotating mechanism 21, the ion beam 36 is irradiated onto the wafer 1 from the ion source 30 for milling, and the wafer 1 is subjected to ion milling. As a result, the oxide film on the wafer 1 is removed.
Here, the ion milling process refers to a processing method for cutting an object by irradiating the object (wafer) with an ion beam.
At this time, as shown in FIG. 4A, the opening ratio of the opening 33 of the rectangular milling electrode 32 is set so that the peripheral side of the wafer 1 is larger than the center side of the wafer 1, and the wafer Since 1 is rotated, the irradiation amount of the ion beam 36 to the wafer 1 is substantially the same at the center and the peripheral portion of the irradiation surface of the wafer 1.
Therefore, the milling amount of the wafer 1 by the ion beam 36 of the milling ion source 30 is uniformly distributed over the entire surface of the wafer 1.

ところで、図4(b)に示されているように、ミリング用電極がウエハ1より大径の円
板形状に形成されており、円板形状のミリング用電極32’に開口部の開口率を全体に均
一に設定した場合においては、イオンビームが照射されるウエハ1以外の範囲は斜線の範
囲で示されるように、ウエハ1の円周外側の全周照射範囲37’になる。
これに対して、本実施の形態においては、イオンビーム36が照射されるウエハ1以外
の範囲は、図4(c)に斜線の範囲で示されているように、ウエハ1の円周外側の矩形の
ミリング用電極32における両開口部エリア35、35にそれぞれ対応する狭小の照射範
囲37、37だけになる。
したがって、本実施の形態によれば、スパッタリング室12内のウエハ1以外の範囲に
余分なイオンビーム36が照射されてパーティクルが発生する現象を、円板形状のミリン
グ用電極32’の場合に比べて抑制することができる。
By the way, as shown in FIG. 4B, the milling electrode is formed in a disk shape having a diameter larger than that of the wafer 1, and the opening ratio of the opening is set in the disk-shaped milling electrode 32 ′. In the case where the entire surface is uniformly set, the range other than the wafer 1 to which the ion beam is irradiated is an all-round irradiation range 37 ′ outside the circumference of the wafer 1 as indicated by the hatched area.
On the other hand, in the present embodiment, the range other than the wafer 1 irradiated with the ion beam 36 is outside the circumference of the wafer 1 as shown by the hatched range in FIG. There are only narrow irradiation ranges 37 and 37 corresponding to both opening areas 35 and 35 in the rectangular milling electrode 32, respectively.
Therefore, according to the present embodiment, the phenomenon in which particles are generated by irradiating an area other than the wafer 1 in the sputtering chamber 12 with the excess ion beam 36 is compared with the case of the disk-shaped milling electrode 32 ′. Can be suppressed.

その後、図5に示されているように、ウエハチャック20がチルト機構によって水平姿
勢にチルトされる。
続いて、ウエハチャック20が回転機構21によって回転されつつ、スパッタリング用
イオン源16からアルゴンイオンのイオンビーム17がターゲット15に照射される。イ
オンビーム17がターゲット15に照射されると、ターゲット15からスパッタ粒子18
が飛び出す。
そして、飛び出したスパッタ粒子18がウエハ1の表面に蒸着し、ウエハ1の表面はス
パッタ粒子18によってコーティングされる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the wafer chuck 20 is tilted to a horizontal posture by a tilt mechanism.
Subsequently, the ion beam 17 of argon ions is irradiated from the ion source 16 for sputtering to the target 15 while the wafer chuck 20 is rotated by the rotating mechanism 21. When the target 15 is irradiated with the ion beam 17, the sputtered particles 18 from the target 15.
Jumps out.
The sputtered particles 18 that jump out are deposited on the surface of the wafer 1, and the surface of the wafer 1 is coated with the sputtered particles 18.

以上のようにして、ウエハ1に所望の厚さのスパッタリング膜が形成されると、前述し
たスパッタリング作動が停止されるとともに、搬入搬出口13がゲートバルブ14によっ
て開放されて、ウエハチャック20に保持されたウエハ1が搬入搬出口13から搬出され
る。
When a sputtering film having a desired thickness is formed on the wafer 1 as described above, the above-described sputtering operation is stopped, and the carry-in / out port 13 is opened by the gate valve 14 and held by the wafer chuck 20. The processed wafer 1 is unloaded from the loading / unloading port 13.

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。   According to the embodiment, the following effects can be obtained.

1) ミリング用電極を短辺側がウエハの外径より小さく、長辺側がウエハの外径より大き
い矩形形状に形成することにより、ミリング用イオン源のサイズを小さくすることができ
るので、スペース効率を向上させることにより、例えば、同一のスパッタリング室内で酸
化膜除去後に直ちに本処理であるスパッタリングを施すことができる。
1) The size of the milling ion source can be reduced by forming the milling electrode into a rectangular shape whose shorter side is smaller than the outer diameter of the wafer and whose longer side is larger than the outer diameter of the wafer. By improving, for example, sputtering which is the main treatment can be performed immediately after removing the oxide film in the same sputtering chamber.

2) ミリング用電極を短辺側がウエハの外径より小さく、長辺側がウエハの外径より大き
い矩形形状に形成することにより、イオンビームが照射されるウエハ以外の範囲を矩形の
ミリング用電極におけるウエハの円周外側の狭小の範囲に限定することができるので、ス
パッタリング室内のウエハ以外の範囲に余分なイオンビームが照射されてパーティクルが
発生する現象を抑制することができる。
2) By forming the milling electrode in a rectangular shape whose shorter side is smaller than the outer diameter of the wafer and whose longer side is larger than the outer diameter of the wafer, the area other than the wafer irradiated with the ion beam can be Since it can be limited to a narrow range outside the circumference of the wafer, it is possible to suppress a phenomenon in which particles are generated by irradiating a region other than the wafer in the sputtering chamber with an extra ion beam.

3) 矩形のミリング用電極の開口部の開口率をウエハの中心側より周辺側が大きくなるよ
うに設定し、かつ、ウエハを回転させることにより、イオンビームのウエハに対する照射
量をウエハの照射面の中心部と周辺部とで略同量とすることができるので、ミリング用イ
オン源のイオンビームによるウエハに対するミリング加工量をウエハの全面にわたって均
一化することができる。
3) By setting the aperture ratio of the opening of the rectangular milling electrode so that the peripheral side is larger than the center side of the wafer, and rotating the wafer, the irradiation amount of the ion beam to the wafer can be set on the irradiation surface of the wafer. Since the center portion and the peripheral portion can be set to substantially the same amount, the milling amount of the wafer by the ion beam of the milling ion source can be made uniform over the entire surface of the wafer.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、矩形のミリング用電極の開口部の開口率をウエハの中心側より周辺側が大きく
なるように設定する構成は、開口部を構成する複数個の小孔を一対の細長い五角形形状の
エリアに均一に配置する構成に限らず、開口部における隣り合う小孔のピッチを中心部と
周辺部とで変更する(中心部のピッチよりも周辺部のピッチを外側に行くほど広くする。
)構成であってもよいし、開口部における小孔の口径を中心部と周辺部とで変更する(中
心部の小孔の口径よりも周辺部の小孔の口径を外側に行くほど大きくする。)構成であっ
てもよい。
要するに、ミリング用イオン源はウエハが1回転する間にミリング用イオン源から照射
されたイオンビームがウエハの照射面の中心部と照射面の周辺部とで略同量の照射量とな
るように構成すればよい。
For example, in the configuration in which the opening ratio of the opening portion of the rectangular milling electrode is set to be larger on the peripheral side than the center side of the wafer, a plurality of small holes constituting the opening portion are uniformly formed in a pair of elongated pentagonal areas. However, the pitch of the adjacent small holes in the opening is changed between the central portion and the peripheral portion (the pitch of the peripheral portion is made wider toward the outside than the pitch of the central portion).
The diameter of the small hole in the opening may be changed between the central part and the peripheral part (the diameter of the small hole in the peripheral part is made larger toward the outside than the diameter of the small hole in the central part) .) Configuration may also be used.
In short, the ion source for milling is such that the ion beam irradiated from the milling ion source during one rotation of the wafer has substantially the same dose at the central portion of the irradiation surface of the wafer and the peripheral portion of the irradiation surface. What is necessary is just to comprise.

前記実施の形態においては、スパッタリング装置について説明したが、本発明はこれに
限らず、基板処理装置全般に適用することができる。
Although the sputtering apparatus has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this and can be applied to all substrate processing apparatuses.

また、基板はウエハに限らず、プリント配線基板、液晶パネル、磁気ディスクやコンパ
クトディスク等であってもよい。
The substrate is not limited to a wafer, and may be a printed wiring board, a liquid crystal panel, a magnetic disk, a compact disk, or the like.

1…ウエハ(基板)、10…スパッタリング装置、11…真空容器、12…スパッタリ
ング室(処理室)、13…搬入搬出口、14…ゲートバルブ、15…ターゲット、16…
スパッタリング用イオン源、17…イオンビーム、18…スパッタ粒子、20…ウエハチ
ャック(基板保持具)、21…回転機構、30…ミリング用イオン源(イオン供給部)、
31…イオン生成部、32、32’…ミリング用電極(引出電極)、33…開口部、33
a…小孔(開口)、34…ブランクエリア、35…開口部エリア、36…イオンビーム、
37、37’…照射範囲。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 10 ... Sputtering apparatus, 11 ... Vacuum container, 12 ... Sputtering chamber (processing chamber), 13 ... Loading / unloading port, 14 ... Gate valve, 15 ... Target, 16 ...
Ion source for sputtering, 17 ... ion beam, 18 ... sputtered particles, 20 ... wafer chuck (substrate holder), 21 ... rotating mechanism, 30 ... ion source for milling (ion supply unit),
31 ... Ion generating part, 32, 32 '... Milling electrode (extraction electrode), 33 ... Opening part, 33
a ... small hole (opening), 34 ... blank area, 35 ... opening area, 36 ... ion beam,
37, 37 '... irradiation range.

Claims (2)

基板を処理する処理室と、
該処理室内に収納され前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に収納され前記基板保持具に前記基板を保持しつつ回転させる回転機構と
、前記処理室に隣接し該処理室内にイオンビームを照射するイオン供給部とを備え、
前記イオン供給部には、前記処理室内にイオンビームを引き出す開口部を有する電極を
備えており、
前記電極は前記基板保持具に保持された前記基板が該電極と対向するように配置された
際に、該電極の短辺側が前記基板の外径より小さい矩形形状であって、前記開口部の開口
率が前記基板の中心側より前記基板端側が大きくなるように設定されていることを特徴と
する基板処理装置。
A processing chamber for processing the substrate;
A substrate holder stored in the processing chamber and holding the substrate;
A rotation mechanism that is housed in the processing chamber and rotates while holding the substrate in the substrate holder; and an ion supply unit that irradiates an ion beam into the processing chamber adjacent to the processing chamber;
The ion supply unit includes an electrode having an opening for extracting an ion beam into the processing chamber,
When the electrode is disposed so that the substrate held by the substrate holder faces the electrode, the short side of the electrode has a rectangular shape smaller than the outer diameter of the substrate, and the opening The substrate processing apparatus, wherein an aperture ratio is set so that the substrate end side is larger than the center side of the substrate.
処理室内で基板保持具に保持された基板を回転しつつ、
前記基板と対向する位置に配置されたイオンビーム供給部の開口部に有する電極であって、
短辺側が前記基板の外径より小さい矩形形状に形成され、前記開口部の開口率が前記基板の中心側より前記基板端側が大きく設定された電極の前記開口部からイオンビームを前記基板に照射する工程とを有するICの製造方法。













While rotating the substrate held by the substrate holder in the processing chamber,
An electrode having an opening of an ion beam supply unit disposed at a position facing the substrate,
The substrate is irradiated with an ion beam from the opening of the electrode, the short side of which is formed in a rectangular shape smaller than the outer diameter of the substrate, and the opening ratio of the opening is set to be larger on the substrate end side than the center side of the substrate IC manufacturing method comprising the steps of:













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