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クランプリング及び、基板処理装置 - セイコーエプソン株式会社
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発明の名称 クランプリング及び、基板処理装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−19088(P2007−19088A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−196412(P2005−196412)
出願日 平成17年7月5日(2005.7.5)
代理人 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
発明者 大和久 健 / 根橋 修 / 武田 賢治
要約 課題
板バネから基板への異物の付着を少なくしたクランプリング及び、基板処理装置を提供する。

解決手段
スパッタリング成膜装置100内でウエーハ支持体1にウエーハ8を押さえ付けることによって当該ウエーハ8を該ウエーハ支持体1に固定するクランプリング10であって、ウエーハ8を固定する際に当該ウエーハ8と接触して断面視でくの字型に曲げられる板バネ50を備え、板バネ50のウエーハ8側の端面51aには、その表面積を増加させる表面積増加加工が施されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
基板処理装置内で基板保持体に基板を押さえ付けることによって当該基板を該基板保持体に固定するクランプリングであって、
前記基板を固定する際に当該基板と接触して断面視でくの字型に曲げられる板バネを備え、
前記板バネの前記基板側の端面には、その表面積を増加させる表面積増加加工が施されていることを特徴とするクランプリング。
【請求項2】
前記板バネは、
前記基板を固定する際に当該基板と接触する第1シートと、
前記第1シートより幅が狭く、前記第1シートの上に配置された第2シートとを有し、
前記第1シートは、当該第1シートを介して前記基板保持体に前記基板を押さえ付けて固定する際に、前記第2シートの端部が支点となって断面視でくの字型に曲げられるようになっており、
前記第1シートの前記基板側の端面に、前記表面積増加加工が施されていることを特徴とする請求項1に記載のクランプリング。
【請求項3】
前記表面積増加加工には、
前記端面を粗面化する粗面化加工が含まれていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクランプリング。
【請求項4】
前記表面積増加加工には、
前記端面を曲面化する曲面化加工が含まれていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のクランプリング。
【請求項5】
前記表面積増加加工には、
前記端面に凹凸を形成する凹凸化加工が含まれていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載のクランプリング。
【請求項6】
基板を処理するチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、前記基板を位置決めする基板リフターと、
前記チャンバー内に配置され、前記基板を保持する基板保持体と、
請求項1から請求項5の何れか一項に記載のクランプリングと、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、クランプリング及び、基板処理装置に関し、特に、クランプリングの板バネから基板への異物の付着を少なくしたしたものである。
【背景技術】
【0002】
従来技術として、特許文献1に開示されたものがある。即ち、この特許文献1には、スパッタリング成膜装置内でウエーハ保持体にウエーハを押さえ付けることによって固定するクランプリングが開示されている。かかるクランプリング(以下、「従来例」という。)によれば、ウエーハを固定する際に当該ウエーハと接触する第1メタルシートと、第1メタルシートより幅が狭く、第1メタルシートの上に配置された第2メタルシートと、第1メタルシート及び第2メタルシートを収容するシート収容部とを具備し、第1メタルシートを介してウエーハ保持体にウエーハを押さえ付けて固定する際に、第2メタルシートの端部が支点となって、第1メタルシートがくの字型に曲げられるようになっていた。
【0003】
このような構成により、従来例は、ウエーハとクランプリングの押さえ部との間で所定の大きさのギャップ(隙間)を正確に確保することができ、さらに、ウエーハとの接触部分を最小限にすることができ、その結果、ウエーハのクランプリングへの貼り付きを防止することができた。
【特許文献1】特開2003−282680号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
確かに、上記従来例によれば、ウエーハのクランプリングへの貼り付きを防止することができ、クランプリングのメンテナンス頻度を少なくする(即ち、長期間使用する)ことが可能であった。しかしながら、本発明者は、上記従来例で開示されたクランプリングを実際に使用した成膜処理を注意深く観察し、そのような観察を繰り返す中で、以前には見られなかった新たな問題に気がついた。
【0005】
その新たな問題とは、図8に示すように、成膜処理を繰り返す中で第1シート11のウエーハ8側の端面にはアルミニウム等のスパッタ膜が付着するが、この付着したスパッタ膜は端面から剥がれ易く、剥がれた膜は異物としてウエーハ8の外周部に付着し易い、ということである。図9に示すように、従来例では、第1シート11aの端面に沿ってアルミニウム等のスパッタ膜が成膜されるが、その厚さが0.2〜0.3mm程度になると、第1シート11の端面11aから剥がれてウエーハの外周部(特に、ウエーハの表面側の外周部)に付着し易かった。
このように、第1シート11の端面11aに付着したスパッタ膜がその端面11aから剥がれて異物としてウエーハの外周部に付着してしまうと、この異物は大きく高さがある(例えば、その長さは第1シート11の寸法幅と同じ3〜4mmであり、その高さは上記したように0.2〜0.3mm程度である。)ので、後工程のウエーハ裏面研削の際にこの異物が起点となってウエーハが割れてしまうおそれがあった。
【0006】
本発明は、このような解決すべき問題に着目してなされたものであって、板バネから基板への異物の付着を少なくしたクランプリング及び、基板処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、発明1のクランプリングは、基板処理装置内で基板保持体に基板を押さえ付けることによって当該基板を該基板保持体に固定するクランプリングであって、前記基板を固定する際に当該基板と接触して断面視でくの字型に曲げられる板バネを備え、前記板バネの前記基板側の端面には、その表面積を増加させる表面積増加加工が施されていることを特徴とするものである。
【0008】
また、発明2のクランプリングは、発明1のクランプリングにおいて、前記板バネは、前記基板を固定する際に当該基板と接触する第1シートと、前記第1シートより幅が狭く、前記第1シートの上に配置された第2シートとを有し、前記第1シートは、当該第1シートを介して前記基板保持体に前記基板を押さえ付けて固定する際に、前記第2シートの端部が支点となって断面視でくの字型に曲げられるようになっており、前記第1シートの前記基板側の端面に、前記表面積増加加工が施されていることを特徴とするものである。
【0009】
また、発明3のクランプリングは、発明1又は発明2のクランプリングにおいて、前記表面積増加加工には、前記端面を粗面化する粗面化加工が含まれていることを特徴とするものである。
【0010】
また、発明4のクランプリングは、発明1から発明3の何れか一のクランプリングにおいて、前記表面積増加加工には、前記端面を曲面化する曲面化加工が含まれていることを特徴とするものである。
【0011】
また、発明5のクランプリングは、発明1から発明4の何れか一のクランプリングにおいて、前記表面積増加加工には、前記端面に凹凸を形成する凹凸化加工が含まれていることを特徴とするものである。
【0012】
発明1から発明5のクランプリングによれば、板バネ(又は、第1シート)の端面の表面積が増えているので、この端面に膜が付着した場合でも、この付着した膜を端面から剥がれにくくすることができ、この端面から基板への膜(即ち、異物)の付着を少なくすることができる。
【0013】
発明6の基板処理装置は、基板を処理するチャンバーと、前記チャンバー内に配置され、前記基板を位置決めする基板リフターと、前記チャンバー内に配置され、前記基板を保持する基板保持体と、発明1から発明5の何れか一のクランプリングと、を備えたことを特徴とするものである。
このような構成であれば、発明1から発明5の何れか一のクランプリングが応用されるので、板バネの端面に付着した膜を剥がれにくくすることができ、この膜(即ち、異物)の基板への付着を少なくすることができる。従って、後工程のウエーハ裏面研削の際に、この異物が起点となってウエーハが割れてしまう、といった不具合を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(1)第1実施形態
図1は、本発明の実施の形態に係るスパッタリング成膜装置100の構成例を示す断面図である。図1に示すように、このスパッタリング成膜装置100は、ウエーハ支持体1と、基板リフター3と、スパッタチャンバー4と、クランプリング10等、を含んだ構成となっている。
【0015】
基板リフター3は、スパッタチャンバー4内に配置されており、このスパッタチャンバー4内でウエーハ8の位置決めを行うものである。ウエハハンドラロボット(図示せず)によってスパッタチャンバー4に搬送されたウエーハ8は、この基板リフター3に載置される。基板リフター3には駆動機構(図示せず)が設けられており、この駆動機構により上下方向への移動が可能となっている。
【0016】
また、ウエーハ支持体1は、スパッタチャンバー4内に配置されており、基板リフター3によって位置決めされたウエーハ8をその裏面側から保持するものである。このウエーハ支持体1にも駆動機構(図示せず)が設けられており、この駆動機構により上下方向への移動が可能となっている。
さらに、クランプリング10は、その押さえ部9によって、ウエーハ8をウエーハ支持体1側に押さえ付けて固定するものである。図1に示すように、この押さえ部9の下にはシート収納部9aが設けられており、このシート収納部9aに板バネ50が挿入されている。
【0017】
図1に示すように、この板バネ50は、例えば第1メタルシート51と、第2メタルシート52とからなり、シート収納部9aにおいて、第1メタルシート51の上に第2メタルシート52が重ねて配置されている。図示しないが、第1メタルシート51は、第2メタルシート52よりもその幅が狭く形成されている。
このスパッタリング成膜装置100では、ウエーハ8をウエーハ支持体1に固定するために、ウエーハ8を載せたウエーハ支持体1を上方向に移動させて、ウエーハ8の側面エッジ(外周)で第1メタルシート51を上方向に押す。すると、第1メタルシート51は第2メタルシート52の内側(即ち、第2メタルシート52のウエーハ8側の角部)を支点として、断面視でくの字型に曲げられる。これは、クランプリング10の自重によるものである。そして、このくの字型に曲げられた第1メタルシート51の元に戻ろうとする力(弾性力)によって、ウエーハ8はウエーハ支持体1側に押さえ付けられる。
【0018】
図2は、板バネ50の配置例を示す平面図である。図2に示すように、シート収納部と、これに収納される板バネ50は、ウエーハ8に対して周方向に等間隔で、例えば8箇所設けられている。このような板バネ50の存在によって、ウエーハ8とクランプリング10の押さえ部9との間に所定のギャップ(隙間)を確保することができると共に、ウエーハ8とクランプリングとの接触部分を最小限にすることが可能となる。
【0019】
また、図1に戻って、第2メタルシート52の大きさを変えることにより、第1メタルシート51を断面視でくの字型に変形させる支点の位置を変えることができる。従って、第1メタルシート51の最適な変形量を適切な値に調整することが可能である。
ところで、このスパッタリング成膜装置100では、第1メタルシート51のウエーハ
8側の端面51aに表面積増加加工が施されている。以下、この点について説明する。
【0020】
図3(A)及び(B)は、第1メタルシート51の構成例を示す概念図である。図3(A)は第1メタルシート51を平面から見た図であり、図3(B)は第1メタルシート51をウエーハ側の端面51a側から見た図である。
図3(A)及び(B)に示すように、この第1メタルシート51には、シート収納部9a(図1参照。)内で第1メタルシート51を固定するためのネジ穴hが設けられている。また、図3(A)及び(B)に示すように、この第1メタルシート51の端面51aには、ブラスト加工が施されており、その表面が粗面化されている。
【0021】
図4は、ブラスト加工の処理例を示す概念図である。図4に示すように、第1メタルシート51に対するブラスト加工は、例えば、ネジ穴hと端面51aとを揃えるようにして、複数枚の第1メタルシート51を重ね合わせ、一方向に揃えられた複数の端面51a
をまとめてブラスト加工することによって行う。このブラスト加工は、例えば、鉄粒、砥粒、ガラス粒等の無数の小さな粒を端面51aにぶつけたり、所定の薬液を用いてエッチングしたりすることによって行う。
【0022】
このように、本発明の実施の形態に係るスパッタリング成膜装置100によれば、クランプリングの端面51aにはブラスト加工が施されており、ブラスト加工が施されていない場合と比べて、その表面積は増えている。従って、端面51aにアルミニウム等のスパッタ膜が付着した場合でも、この付着したスパッタ膜を端面51から剥がれにくくすることができる。これにより、端面51aからウエーハ8へのスパッタ膜(即ち、異物)の付着を少なくすることができる。
【0023】
なお、この実施の形態では、図2で示したように、板バネ50がウエーハ8に対して周方向に等間隔で8箇所配置されている場合について説明したが、8箇所というのは一例であり、これに限定されることはない。例えば、板バネ50の配置箇所の数は6箇所でも、12箇所でも良い。複数個の板バネ50が等間隔に配置されていることで、ウエーハ8とクランプリング10の押さえ部9との間に所定のギャップ(隙間)を確保することができる。
【0024】
(2)その他の実施形態
第1実施形態では、第1メタルシート51の端面51aに対する表面積増加加工として、ブラスト加工を行う場合について説明した。しかしながら、表面積増加加工はブラスト加工に限られることは無く、例えば、端面51aを曲面化する曲面化加工(即ち、R加工)や、端面51aを凹凸化する凹凸化加工であっても良い。
【0025】
R加工としては、例えば、図5で示すように端面51aの左右の角部を削って曲面化したり、図7(A)で示すように端面51aの上下の角部を削って曲面化したりする方法がある。もちろん、これらの方法を組み合わせて、端面51aの上下左右全ての角部を削って曲面化しても良い。
また、凹凸化加工としては、例えば、図6で示すように端面51aに縦方向に沿った凹凸(即ち、縦方向に沿った溝部)を形成したり、図7(B)で示すように端面51aに横方向に沿った凹凸(即ち、横方向に沿った溝部)を形成したり方法がある。もちろん、これらの方法を組み合わせて、格子状の溝部を端面51aに形成しても良い。
【0026】
さらに、ブラスト加工と、局面加工と、凹凸化加工とを任意に組み合わせた処理を端面51aに施しても良い。一例を挙げれば、上下左右全ての角部を削って曲面化した端面51aにブラスト加工を施してその表面を粗面化する。
このような加工処理であっても、端面51aはその表面積が増えるので、端面51に付着したアルミニウム等のスパッタ膜を剥がれにくくすることができ、端面51aからウエーハ8へのスパッタ膜(即ち、異物)の付着を少なくすることができる。
また、特に図6で示したように、端面51aに凹凸を形成した場合には、凹凸のうちの凹の部分51bにはスパッタ粒子が入りにくいので、この部分51bでのスパッタ膜の付着を防ぐ効果も期待される。
【0027】
上記(1),(2)の実施形態では、ウエーハ8が本発明の「基板」に対応し、スパッタチャンバー4が本発明の「チャンバー」に対応している。また、ウエーハ支持体1が本発明の「基板保持体」に対応し、スパッタリング成膜装置100が本発明の「基板処理装置」に対応している。
【0028】
なお、R加工や凹凸化加工の他にも、表面積増加加工として、第1メタルシート51の端面51aに溶射法で所定の膜を形成してその表面積を増やす方法がある。例えば、スパッタ膜がアルミニウムの場合には、溶射法で形成する表面積増加用の膜としては、アルミニウム(同種類)や、カッパ又はアルミナ等(異種類)が挙げられる。特に、スパッタ膜に対してエッチングの選択比が小さな異種類の膜を表面積増加用の膜とした場合には、この異種類の膜をエッチングストッパ層として、第1メタルシート51に付着したスパッタ膜をエッチングできるので、第1メタルシート51の再利用が容易である。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】実施の形態に係るスパッタリング成膜装置100の構成例を示す図。
【図2】板バネ50の配置例を示す図。
【図3】ブラスト加工を施した第1メタルシート51の形状例を示す図。
【図4】ブラスト加工の処理例を示す図。
【図5】R加工を施した第1メタルシート51の平面視での形状例を示す図。
【図6】凹凸化加工を施した第1メタルシート51の平面視での形状例を示す図。
【図7】第1メタルシート51の断面視での形状例を示す図。
【図8】従来例に係るスパッタリング成膜装置100の問題点を示す図。
【図9】第1メタルシート51に対する異物の付きかたを示す図。
【符号の説明】
【0030】
1 ウエーハ支持体、3 基板リフター、4 スパッタチャンバー、8 ウエーハ、9 押さえ部、9a シート収納部、10 クランプリング、50 板バネ、51 第1シート、51a (ウエーハ8側に向いた)端面、51b (凹凸化加工が施された端面51aにおける)凹の部分、52 第2シート、100 スパッタリング成膜装置




 

 


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