JP7246148B2 - sputtering equipment - Google Patents
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Description
本開示は、スパッタ装置に関する。 The present disclosure relates to sputtering apparatus.
ターゲット材から放出される粒子を基板に入射させて成膜を行うスパッタ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、基板の表面に対して傾斜して配置されたターゲット材から基板にスパッタ粒子を放射させ、ターゲット材と基板との間に設けられたスリット板の開口部を通過させて基板に膜を形成するスパッタ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art A sputtering apparatus is known that forms a film by causing particles emitted from a target material to enter a substrate (see, for example, Patent Document 1). Sputtered particles are emitted onto the substrate from a target material arranged at an angle with respect to the surface of the substrate, and are passed through an opening of a slit plate provided between the target material and the substrate to form a film on the substrate. There is known a sputtering apparatus that does this (see, for example, Patent Document 2).
本開示は、開口部の形状を容易に変更することができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technology capable of easily changing the shape of the opening.
本開示の一態様によるスパッタ装置は、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内をターゲット材が設けられる第1空間と前記基板が設けられる第2空間とに区画するスリット板と、を備え、前記スリット板は、板厚方向に貫通する開口部を有する内側部材と、前記内側部材の周囲に設けられる外側部材と、を有し、前記内側部材は、前記外側部材に対して着脱可能であり、前記内側部材と前記外側部材との接続箇所は、ラビリンス構造を有し、前記内側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第1テーパ部と、前記第1テーパ部の外周に沿って形成される内側肉厚部と、前記内側肉厚部の外周に沿って形成され、前記内側肉厚部よりも薄い板厚を有する肉薄部と、を有し、前記第1テーパ部の中心側の角がR加工されており、前記外側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第2テーパ部を有し、前記第2テーパ部の中心側の角がR加工されている。
A sputtering apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a processing container that accommodates a substrate, and a slit plate that divides the inside of the processing container into a first space in which a target material is provided and a second space in which the substrate is provided. The slit plate has an inner member having an opening penetrating in a plate thickness direction, and an outer member provided around the inner member, and the inner member is detachable from the outer member. a connecting portion between the inner member and the outer member has a labyrinth structure; and a thin portion formed along the outer periphery of the inner thick portion and having a thinner thickness than the inner thick portion, the first tapered portion The corner on the center side of the outer member has a second tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner on the center side of the second tapered portion is rounded. ing.
本開示によれば、開口部の形状を容易に変更することができる。 According to the present disclosure, the shape of the opening can be easily changed.
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。 Non-limiting exemplary embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the accompanying drawings. In all the attached drawings, the same or corresponding members or parts are denoted by the same or corresponding reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
〔第1の実施形態〕
(スパッタ装置)
第1の実施形態のスパッタ装置の構成例について説明する。図1は、第1の実施形態のスパッタ装置の構成例を示す断面図である。図2は、スリット板の構成例を示す断面図であり、図1に示すスパッタ装置のスリット板を含む一部を拡大して示す図である。図3は、スリット板の構成例を示す断面図であり、図2における一点鎖線III-IIIにおいて切断した断面を示す図である。図4は、スリット板の構成例を示す平面図であり、上方から見たときのスリット板を示す。
[First embodiment]
(sputtering device)
A configuration example of the sputtering apparatus of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the sputtering apparatus of the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the slit plate, and is an enlarged view showing a part including the slit plate of the sputtering apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the slit plate, and is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line III--III in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the slit plate, showing the slit plate when viewed from above.
図1に示されるように、スパッタ装置10は、処理容器12、スリット板14、ホルダ16、ステージ18、移動機構20、及び制御部80を有する。
As shown in FIG. 1, the
処理容器12は、本体12a及び蓋体12bを有する。本体12aは、例えば略円筒形状を有する。本体12aの上端は開口されている。蓋体12bは、本体12aの上端の上に設けられており、本体12aの上端の開口を閉じる。
The
処理容器12の底部には、排気口12eが形成されている。排気口12eには、排気装置22が接続されている。排気装置22は、例えば圧力制御装置、減圧ポンプを有する。減圧ポンプは、例えばドライポンプ、ターボ分子ポンプであってよい。
An
処理容器12の側壁には、開口12pが形成されている。処理容器12内への基板Wの搬入、及び処理容器12内からの基板Wの搬出は、開口12pを介して行われる。開口12pは、ゲートバルブ12gによって開閉される。
A side wall of the
処理容器12には、処理容器12内にガスを導入するポート12iが設けられており、ガス供給部からのガス(例えば、不活性ガス)がポート12iを介して処理容器12内に導入される。
The
スリット板14は、処理容器12内に設けられている。スリット板14は、処理容器12の高さ方向の中間位置において水平に延在する。スリット板14は、別体として製造された複数の部材を組み合わせることにより形成されている。図1の例では、スリット板14は、別体として製造された内側部材141と外側部材142とを組み合わせることにより形成されている。
The
内側部材141は、略板状の部材であり、例えばアルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料により形成されている。内側部材141には、開口部14sが形成されている。
The
開口部14sは、スリット板14をその板厚方向(図中では、Z方向)に貫通する。スパッタ装置10における成膜時には、基板Wは開口部14sの下方を水平な一方向であるX方向に移動する。開口部14sは、水平な別の一方向であるY方向に沿って長く延びており、例えば図4に示されるように、平面視で略矩形状を有する。Y方向は、開口部14sの長手方向であり、X方向に直交する方向である。開口部14sのY方向における中心は、成膜時における基板WのY方向における中心と略一致している。
The opening 14s penetrates the
Y方向における開口部14sの幅Lyは、成膜時における基板WのY方向の幅(最大幅)よりも長い。Y方向における開口部14sの幅Lyは、成膜時における基板WのY方向の幅(最大幅)の1.06倍以上であることが好ましく、1.33倍以上であることが特に好ましい。例えば、基板Wが直径300mmのウエハである場合、幅Lyは320mm以上であることが好ましく、400mm以上であることが特に好ましい。これにより、基板Wの端部における膜の付き回りが向上し、面内均一性が改善する。 The width Ly of the opening 14s in the Y direction is longer than the width (maximum width) of the substrate W in the Y direction during film formation. The width Ly of the opening 14s in the Y direction is preferably at least 1.06 times the width (maximum width) of the substrate W in the Y direction during film formation, and particularly preferably at least 1.33 times. For example, when the substrate W is a wafer with a diameter of 300 mm, the width Ly is preferably 320 mm or more, particularly preferably 400 mm or more. As a result, the coverage of the film at the edge of the substrate W is improved, and the in-plane uniformity is improved.
X方向における開口部14sの幅Lxは、成膜時における基板WのX方向の幅(最大幅)よりも短い。X方向における開口部14sの幅Lxは、生産性の観点から、成膜時における基板WのX方向の幅(最大幅)の0.16倍以上であることが好ましい。 The width Lx of the opening 14s in the X direction is shorter than the width (maximum width) of the substrate W in the X direction during film formation. From the viewpoint of productivity, the width Lx of the opening 14s in the X direction is preferably 0.16 times or more the width (maximum width) of the substrate W in the X direction during film formation.
内側部材141は、外側部材142に対して着脱可能である。内側部材141は、図2及び図3に示されるように、テーパ部141a、内側肉厚部141b、肉薄部141c、及び外側肉厚部141dを有する。
The
テーパ部141aは、内側から外側に向かって板厚が厚くなる部位である。テーパ部141aは、内側部材141の全周にわたって形成されている。テーパ部141aにおける水平面と傾斜面との間の角度は、テーパ部141aと後述するターゲット材24との間の位置関係に応じて定めることができる。テーパ部141aの先端は、曲面形状(例えば、R面形状)であることが好ましい。これにより、テーパ部141aに膜が堆積したときに、テーパ部141aの先端で膜剥がれが生じることを抑制できる。
The
内側肉厚部141bは、テーパ部141aの外側に位置し、第1の板厚を有する部位である。内側肉厚部141bは、テーパ部141aの外周に沿って形成されている。内側部材141は、内側肉厚部141bを有することで高い強度を備える。内側肉厚部141bの上面とテーパ部141aの傾斜面との境界部141xは、曲面形状(例えば、R面形状)であることが好ましい。これにより、角部が削減されるため、境界部141xに膜が堆積した場合でも、境界部141xで膜剥がれが生じることを抑制できる。
The inner
肉薄部141cは、内側肉厚部141bの外側に位置し、第1の板厚よりも薄い第2の板厚を有する部位である。肉薄部141cは、内側肉厚部141bの外周に沿って形成されている。
The thin portion 141c is located outside the inner
外側肉厚部141dは、肉薄部141cの外側に位置し、第2の板厚よりも厚い第3の板厚を有する部位である。外側肉厚部141dは、肉薄部141cの外周に沿って形成されている。これにより、内側肉厚部141bの外側面、肉薄部141cの上面、及び外側肉厚部141dの内側面によって、内側部材141の全周にわたる凹部141yが形成される。外側肉厚部141dは、長辺の側においては後述する壁部材28の第1部材52に固定されており、固定箇所は基板Wより外側に設定されている。一方、外側肉厚部141dは、短辺の側においては壁部材28の第1部材52に固定されていない。言い換えると、内側部材141は、平面視で成膜時における基板Wと重ならない位置において壁部材28に固定されている。これにより、熱膨張又は熱収縮により外側肉厚部141dと壁部材28とが擦れることによりパーティクルが発生した場合であっても基板W上にパーティクルが付着することを抑制できる。
The outer thick portion 141d is located outside the thin portion 141c and has a third thickness greater than the second thickness. The outer thick portion 141d is formed along the outer periphery of the thin portion 141c. As a result, the outer surface of the inner
外側部材142は、内側部材141の周囲に設けられた略板状の部材であり、例えばアルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料により形成されている。外側部材142の材料は、内側部材141の材料と同一であってもよく、異なっていてもよいが、温度が変化したときの熱膨張、熱収縮による変形量が同一となるという観点から、内側部材141の材料と同一であることが好ましい。外側部材142の縁部は処理容器12に固定されており、第1空間S1と第2空間S2とを区画する。第1空間S1は、処理容器12内の一部の空間であり、スリット板14の上方にある。第2空間S2は、処理容器12内の別の一部の空間であり、スリット板14の下方にある。外側部材142は、図2及び図3に示されるように、テーパ部142a、凸部142b、及び支持部142cを有する。
The
テーパ部142aは、内側から外側に向かって板厚が厚くなる部位である。テーパ部142aは、外側部材142の全周にわたって形成されている。テーパ部142aにおける水平面と傾斜面との間の角度は、テーパ部142aと後述するターゲット材24との間の位置関係に応じて定めることができ、例えばテーパ部141aと同一又は略同一の角度であってよい。テーパ部142aの先端は、曲面形状(例えば、R面形状)であることが好ましい。これにより、テーパ部142aに膜が堆積したときに、テーパ部142aの先端で膜剥がれが生じることを抑制できる。テーパ部142aの先端の側には、内側部材141の凹部141yに向かって突出する凸部142bが形成されている。
The tapered
凸部142bは、テーパ部142aの先端の側に下方に突出して形成された部位である。凸部142bは、テーパ部142aの全周にわたって形成されている。凸部142bと凹部141yとの間には隙間が形成されており、隙間により形成される経路が折り曲げられてラビリンス構造を形成する。このように凸部142bと凹部141yとによりラビリンス構造が形成されているので、後述するターゲット材24からの粒子が内側部材141と外側部材142との間を通過して第2空間S2に進入することを抑制できる。また、凸部142bと凹部141yとの間に隙間が形成されているので、熱膨張又は熱収縮により内側部材141及び外側部材142が変形した場合であっても凸部142bと凹部141yとが接触しないので擦れによるパーティクルの発生を防止できる。
The protruding
支持部142cは、テーパ部142aの外側に位置する部位である。支持部142cは、テーパ部142aの外周に沿って形成されている。支持部142cの外端は本体12aの内壁に固定されている。
The
ホルダ16は、スリット板14の上方に設けられている。ホルダ16は、導電性材料により形成されている。ホルダ16は、絶縁性部材17を介して蓋体12bに取り付けられている。ホルダ16は、第1空間S1内に配置されたターゲット材24を保持する。ホルダ16は、例えば開口部14sに対して斜め上方にターゲット材24が位置するようにターゲット材24を保持する。但し、ホルダ16は、開口部14sの直上にターゲット材24が位置するようにターゲット材24を保持してもよい。ターゲット材24は、例えば平面視で略矩形状である。ターゲット材24をスリット板14に投影した投影像24aのY方向における幅Ltは、例えば図4に示されるように、成膜時における基板WのY方向の幅(最大幅)よりも大きい。例えば、基板Wが直径300mmのウエハである場合、幅Ltは450mm以上であることが好ましい。
The
ホルダ16には、電源26が接続されている。電源26は、ターゲット材24が金属材料である場合、直流電源であってよい。電源26は、ターゲット材24が誘電体又は絶縁体である場合、高周波電源であってよく、整合器を介してホルダ16に電気的に接続される。
A
ステージ18は、処理容器12内において基板Wを支持する。ステージ18は、移動可能に構成されている。ステージ18は、成膜時には、移動エリアS21内において移動方向(図1のX方向)に沿って移動する。移動エリアS21は、第2空間S2に含まれるエリアであり、開口部14sの直下の空間及びスリット板14の直下の空間を含むエリアである。ステージ18は、ターゲット材24からの粒子が開口部14sを介して移動エリアS21以外の第2空間S2内の他のエリアS22に飛散することを抑制するために、1つ以上の凸部を有する。ステージ18の1つ以上の凸部は、開口部14sとエリアS22との間のステージ18の周囲の経路に上方及び/又は下方に折れ曲がった部分を形成する。即ち、ステージ18は、開口部14sとエリアS22との間のステージ18の周囲の経路として、ラビリンス構造の経路を形成する。
The
移動エリアS21は、壁部材28によって画成されている。壁部材28は、移動エリアS21とエリアS22との間の境界に沿って延在する。壁部材28は、ステージ18と共に、開口部14sとエリアS22との間の経路を形成する。壁部材28及びステージ18により、開口部14sとエリアS22との間の経路は、折れ曲がった狭い経路、即ち、ラビリンス構造の狭い経路となる。
The movement area S21 is defined by the
ステージ18は、移動機構20に取り付けられている。移動機構20は、ステージ18を移動させる。移動機構20は、駆動装置20a、駆動軸20b、及び多関節アーム20cを有する。
The
駆動装置20aは、処理容器12の外側に設けられている。駆動装置20aは、例えば処理容器12の底部に取り付けられている。駆動装置20aには、駆動軸20bの下端が接続されている。駆動軸20bは、駆動装置20aから本体12aの底部を貫通し、処理容器12内の上方に延在する。駆動装置20aは、駆動軸20bを上下動させ、且つ回転させるための駆動力を発生する。駆動装置20aは、例えばモータであってよい。
The driving
駆動軸20bの上端には、多関節アーム20cの一端が軸支されている。多関節アーム20cの他端は、ステージ18に取り付けられている。駆動装置20aによって駆動軸20bが回転されると、多関節アーム20cの他端はX方向に沿って直線的に移動する。これにより、移動エリアS21でのステージ18の移動が実現される。また、駆動装置20aによって駆動軸20bが上下動されると、多関節アーム20c及びステージ18は上下動する。
One end of a
第2空間S2のエリアS22のうち開口12pの近傍のエリアには、基板リフトアップ機構30が設けられている。基板リフトアップ機構30は、複数のリフトピン30a、支持部材30b、駆動軸30c、及び駆動装置30dを有する。複数のリフトピン30aは、鉛直方向に延びる円柱形状を有する。複数のリフトピン30aの各々の上端の鉛直方向における高さは、略同一である。複数のリフトピン30aの個数は、例えば3本であってよい。複数のリフトピン30aは、支持部材30bに支持されている。支持部材30bは、略馬蹄形状を有する。複数のリフトピン30aは、支持部材30bの上方で延在している。支持部材30bは、駆動軸30cによって支持されている。駆動軸30cは、支持部材30bの下方に延びて、駆動装置30dに接続されている。駆動装置30dは、複数のリフトピン30aを上下動させる駆動力を発生する。駆動装置30dは、例えばモータであってよい。
A substrate lift-up
基板リフトアップ機構30は、処理容器12の外部から搬送装置(図示せず)によって処理容器12内に基板Wが搬送されて、ステージ18上に基板Wを搭載する前に、搬送装置から複数のリフトピン30aそれぞれの上端の上に基板Wを受け取る。また、基板リフトアップ機構30は、処理容器12の外部へ基板Wを搬出する際、ステージ18から複数のリフトピン30aそれぞれの上端の上に基板Wを受け取る。なお、ステージ18には、複数のリフトピン30aが挿入される複数の貫通孔が形成されているが、図1ではこれらの貫通孔の図示を省略している。
The substrate lift-up
壁部材28は、X方向の一端において開口している。ステージ18は、エリアS22から移動エリアS21に移動する際、壁部材28のX方向の一端の開口を通過して移動エリアS21に進入する。また、ステージ18は、移動エリアS21からエリアS22に退避する際、壁部材28のX方向の一端の開口を通過する。
The
スパッタ装置10は、壁部材28の一端の開口を開閉するための蓋部32を備える。蓋部32は、駆動軸34によって支持されている。駆動軸34は、蓋部32から下方に延びて駆動装置36に接続されている。駆動装置36は、蓋部32を上下動させるための駆動力を発生する。駆動装置36は、例えばモータであってよい。駆動装置36は、後述する図6に示されるように、蓋部32を上方へ移動させることにより、蓋部32を第2空間S2から第1空間S1に退避させる。スリット板14には、蓋部32が第2空間S2から第1空間S1に退避する際に通過する開口14pが形成されている。蓋部32は、壁部材28の一端の開口28pを閉じているときには、同時にスリット板14の開口14pを閉じる。なお、スリット板14、蓋部32、及び駆動装置36等の部品は、蓋部32がY方向へ移動して壁部材28のX方向の一端の開口28pを開閉するように構成されていてもよい。また、スリット板14、蓋部32、及び駆動装置36等の部品は、蓋部32がX方向へ移動して壁部材28のX方向の一端の開口28pを開閉するように構成されていてもよい。
The
制御部80は、スパッタ装置10の各部の動作を制御する。制御部80は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)を有する。CPUは、RAM等の記憶領域に格納されたレシピに従って、所望の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報が設定されている。制御情報は、例えばガス流量、圧力、温度、プロセス時間であってよい。レシピ及び制御部80が使用するプログラムは、例えばハードディスク、半導体メモリに記憶されてもよい。レシピ等は、CD-ROM、DVD等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定の位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
The
以下、ステージ18、壁部材28、及び蓋部32について詳細に説明する。
The
ステージ18は、搭載部40及び支持部42を有する。
The
搭載部40は、例えばX方向及びY方向に延びる略板状に形成されている。搭載部40は、上面に基板Wが載置される搭載領域40rを有する。搭載部40は、搭載領域40rを囲むように搭載領域40rよりも上方に突出する凸部40aを有する。
The mounting
支持部42は、搭載部40の下方に設けられている。支持部42は、搭載部40を支持する。支持部42は、上部44、接続部46、中空部48、及び下部50を有する。
The
上部44は、平板形状を有し、X方向及びY方向に延在する。搭載部40は、上部44の上面に搭載部40の下面が接した状態で、上部44に固定されている。
The
接続部46は、上部44の下面から下方に延びて中空部48に接続している。接続部46は、一対の平板部を有する。平板部の各々は、平板形状を有しており、X方向及びZ方向に延在する。接続部46の一対の平板部の上端は上部44の下面に接続しており、接続部46の一対の平板部の下端は中空部48に接続している。
The connecting
中空部48は、中空形状を有する。中空部48は、複数の箇所で折れ曲がった板材から形成されており、その内側の空間と当該空間と外側との境界に沿って延在する。ステージ18が移動エリアS21に配置されているときに、中空部48の内側の空間内には後述する遮蔽部材60が位置する。中空部48は、X方向における両端において開口している。
The
中空部48は、Y方向の両側に二つの縁部48a,48bを有する。二つの縁部48a,48bは、X方向に延在している。縁部48aは、Y方向において外側に向いた開口を形成する。縁部48aの開口は、中空部48の内側の空間に繋がっている。一方、縁部48bは、中空部48の内側の空間を閉じている。
The
中空部48は、二つの平板部48c,48dを有する。平板部48c,48dは、縁部48aと縁部48bとの間に設けられており、X方向及びY方向に延びている。平板部48c,48dは互いに略平行に設けられている。平板部48cは、平板部48dから上方に離間している。平板部48cには上述した接続部46の下端が接続している。
The
縁部48aは、凸部48f,48gを形成する。縁部48bは、凸部48h,48iを形成する。凸部48f,48hは、Y方向において平板部48cの両側に設けられている。凸部48f,48hは平板部48cよりも上方に突出しており、X方向に延在している。凸部48g,48iは、Y方向において平板部48dの両側に設けられている。凸部48g,48iは、平板部48dよりも下方に突出しており、X方向に延在している。
The
下部50は、平板部48dの下面に接続しており、X方向の一端及び他端において開口された角筒形状を平板部48dと共に形成している。下部50には、移動機構20の多関節アーム20cの他端が接続されている。
The
壁部材28は、移動エリアS21とエリアS22との間の境界に沿って延在しており、移動エリアS21を画成する。壁部材28は、第1部材52、第2部材54,56、及び第3部材58を有する。
The
第1部材52は、移動エリアS21のうち、搭載部40と支持部42の上部44が移動するエリアを画成する。第1部材52は、複数の箇所で折り曲げられた板材により形成されている。第1部材52は、X方向の一端に蓋部32の一部によって開閉される開口を形成する。第1部材52は、底部52a、中間部52b、及び上端部52cを有する。
The
底部52aは、スリット板14から下方に離間しており、X方向及びY方向に延在している。底部52aには、開口が形成されており、底部52aの開口には、移動エリアS21にステージ18が配置されているときに、ステージ18の支持部42の接続部46が配置される。中間部52bは、X方向の一端側を除く底部52aの縁部から上方に延びている。上端部52cは、中間部52bの上端から鍔状に延在しており、スリット板14に接続されている。
The
第2部材54は、第2部材54と中空部48の縁部48aとの間に僅かな間隙を形成するように縁部48aを囲んでいる。具体的には、第2部材54は、凸部48f,48gを囲んでいる。第2部材54は、複数の箇所で折り曲げられた板材に形成されている。第2部材54は、凹部54a,54bを形成する。凹部54aには、ステージ18の凸部48fが挿入される。凹部54bには、ステージ18の凸部48gが挿入される。
The
第2部材56は、第2部材56と中空部48の縁部48bとの間に僅かな間隙を形成するように縁部48bを囲んでいる。具体的には、第2部材56は、凸部48h,48iを囲んでいる。第2部材56は、複数の箇所で折り曲げられた板材に形成されている。第2部材56は、凹部56a,56bを形成する。凹部56aには、ステージ18の凸部48hが挿入される。凹部56bには、ステージ18の凸部48iが挿入される。
The
第2部材54,56の各々の上部は、X方向及びY方向に延びる平板形状を有する。第2部材54,56の各々の上部は、第1部材52の底部52aの開口内に配置されている。第2部材54,56の各々の上部は、第1部材52の底部52aの開口を画成する端面に接続されている。
Each upper portion of the
第2部材54,56は、Y方向において互いに離間している。第2部材54の上部と第2部材56の上部との間には、移動エリアS21にステージ18が配置されているときに、ステージ18の支持部42の接続部46が配置される。第2部材54の下部と第2部材56の下部との間には、移動エリアS21にステージ18が配置されているときに、ステージ18の支持部42の下部50が配置される。
The
第2部材54,56は、X方向における一端及び他端において開口している。第2部材54,56のX方向における一端の開口は、壁部材28のX方向における一端の開口の一部である。第2部材54,56のX方向の他端には、移動エリアS21のX方向の他端を閉じるように、第3部材58が接続されている。
The
蓋部32は、壁部材28のX方向における一端の開口を開閉する。蓋部32は、上部32a及び下部32bを有する。上部32aは、箱形である。上部32aは、蓋部32が移動エリアS21のX方向の一端を閉じているときに、その内部の空間が移動エリアS21と繋がるように開口を形成する。下部32bは、上部32aの上記開口を形成する端部から下方に延びている。下部32bは、蓋部32が移動エリアS21のX方向の一端を閉じているときに、第2部材54,56の各々のX方向の一端の開口、及び第2部材54のX方向の一端と第2部材56のX方向の一端との間の開口を閉じる。蓋部32の下部32bは、Y方向及びZ方向に延びる平板形状を有する。
The
スパッタ装置10は、遮蔽部材60を更に有する。遮蔽部材60は、移動エリアS21内に設けられている。ステージ18が移動エリアS21内に配置されているときには、遮蔽部材60は部分的にステージ18の中空部48の内側の空間に配置される。
The sputtering
遮蔽部材60は、平板部60a及び凸部60b,60c,60dを有する。平板部60aは、開口部14sに対して略平行に延在する。平板部60aは、X方向及びY方向に延在する。凸部60b,60cは、平板部60aに対してY方向の両側に設けられており、平板部60aよりも上方に突出している。凸部60dは、凸部60cよりもY方向において外側に設けられており、平板部60aよりも下方に突出している。凸部60b,60c,60dは、X方向及びZ方向に延びる平板形状を有する。遮蔽部材60は、X方向において凸部60dと反対側にある端部において、第2部材54に固定されている。凸部60bは、ステージ18が移動エリアS21内に配置されているときには、凸部48fの内側の空間内に部分的に配置される。凸部60cは、ステージ18が移動エリアS21内に配置されているときには、凸部48hの内側の空間内に部分的に配置される。凸部60dは、ステージ18が移動エリアS21内に配置されているときには、凸部48iの内側の空間内に部分的に配置される。
The shielding
スパッタ装置10では、ステージ18に設けられた凸部48f,48g,48h,48iにより、開口部14sとエリアS22との間のステージ18の周囲の経路が折り曲げられてラビリンス構造になる。これにより、ターゲット材24からの粒子がエリアS22に飛散することが抑制され、ターゲット材24からの粒子の不必要な堆積が抑制される。また、凸部48f,48g,48h,48iがステージ18に設けられているので、部品点数を増加させることなく、ターゲット材24からの粒子の不必要な飛散及び不必要な堆積が抑制される。
In the
また、スパッタ装置10は上述の壁部材28を有する。壁部材28により、開口部14sとエリアS22と間の経路の幅がより狭くなり、ターゲット材24からの粒子がエリアS22に飛散することが更に抑制される。また、スパッタ装置10は、遮蔽部材60を有する。遮蔽部材60により、ターゲット材24からの粒子がエリアS22に飛散することが更に抑制される。また、ステージ18が移動エリアS21に配置されていない状態で成膜処理を行うような場合においても、ターゲット材24からの粒子がエリアS22に飛散することが遮蔽部材60によって抑制される。
The
(スパッタ装置の動作)
第1の実施形態のスパッタ装置10の動作について、図1、図5、及び図6を参照して説明する。図5は、第1の実施形態のスパッタ装置10の構成例を示す断面図であり、基板Wがステージ18上に搭載された状態を示す図である。図6は、第1の実施形態のスパッタ装置10の構成例を示す断面図であり、移動エリアS21に基板Wを配置するために蓋部32が上方に移動された状態を示す図である。以下に示すスパッタ装置10の動作は、制御部80がスパッタ装置10の各部を制御することで実行される。
(Operation of sputtering device)
Operation of the
まず、ゲートバルブ12gを開くことにより開口12pを開放する。続いて、スパッタ装置10に接続された搬送モジュールの搬送装置により基板Wを処理容器12内に搬入する。基板Wを搬入する際、複数のリフトピン30a及びステージ18は、基板Wに干渉しないように、基板Wが搬入される領域の下方に退避している。
First, the
次いで、複数のリフトピン30aを上方に移動させて、搬送モジュールの搬送装置から基板Wを受け取る。このとき、基板Wは、複数のリフトピン30aの上端の上に支持される。なお、基板Wが複数のリフトピン30aによって支持された後、搬送モジュールの搬送装置は処理容器12内から処理容器12の外部に退避する。続いて、ゲートバルブ12gを閉じることにより開口12pを閉じる。
Then, the plurality of
次いで、図5に示されるように、ステージ18を上方に移動させ、若しくは複数のリフトピン30aを下降させることにより、複数のリフトピン30aからステージ18に基板Wが受け渡される。続いて、図6に示されるように、蓋部32が第1空間S1に退避するように蓋部32を上方に移動させる。続いて、ステージ18を移動エリアS21内に移動させて、蓋部32によって壁部材28の一端の開口28pを閉じる。
Next, as shown in FIG. 5, the
次いで、処理容器12内にポート12iからガスを導入し、排気装置22により処理容器12内の圧力を所定の圧力に設定する。また、電源26によりホルダ16に電圧を印加する。ホルダ16に電圧が印加されると、処理容器12内のガスが解離し、イオンがターゲット材24に衝突する。イオンがターゲット材24に衝突すると、ターゲット材24から、その構成材料の粒子が放出される。ターゲット材24から放出された粒子は、開口部14sを通過して基板W上に堆積する。このとき基板WをX方向に移動させる。これにより、基板Wの表面にターゲット材24の構成材料の膜が形成される。
Next, gas is introduced into the
以上に説明したように、第1の実施形態のスパッタ装置10は、処理容器12内をターゲット材24が設けられる第1空間S1と基板Wが設けられる第2空間S2とに区画するスリット板14を有する。そして、スリット板14は、板厚方向に貫通する開口部14sを有する内側部材141と、内側部材141の周囲に設けられる外側部材142と、を有し、内側部材141は、外側部材142に対して着脱可能である。これにより、スリット板14の一部分である内側部材141のみを交換することで、開口部14sの形状を変更することができる。そのため、開口部の形状を容易に変更することができる。
As described above, the
また、第1の実施形態のスパッタ装置10によれば、内側部材141と外側部材142との接続箇所がラビリンス構造を有する。これにより、ターゲット材24からの粒子が内側部材141と外側部材142との間を通過して第2空間S2に進入することを抑制できる。また、凸部142bと凹部141yとの間に隙間が形成されているので、熱膨張又は熱収縮により内側部材141及び外側部材142が変形した場合であっても凸部142bと凹部141yとが接触しないので擦れによるパーティクルの発生を防止できる。
Further, according to the
また、第1の実施形態のスパッタ装置10によれば、内側部材141が開口部14sの長辺側において壁部材28に接続されている。これにより、熱膨張又は熱収縮により外側肉厚部141dと壁部材28とが擦れることによりパーティクルが発生した場合であっても基板W上にパーティクルが付着することを抑制できる。
Further, according to the
また、第1の実施形態のスパッタ装置10によれば、内側部材141は、外周から中心に向かって板厚が小さくなるテーパ部141aを有し、テーパ部141aの中心側の角がR加工されている。これにより、テーパ部141aに膜が堆積したときに、テーパ部141aの先端で膜剥がれが生じることを抑制できる。
Further, according to the
〔第2の実施形態〕
第2の実施形態のスパッタ装置の構成例について説明する。図7は、第2の実施形態のスパッタ装置を説明するための図であり、図3と同様、開口部14sの長手方向に沿った断面を示している。図8は、図7のスパッタ装置のガス供給部の一例を示す図である。
[Second embodiment]
A configuration example of the sputtering apparatus of the second embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining the sputtering apparatus of the second embodiment, and shows a cross section along the longitudinal direction of the
図7に示されるように、第2の実施形態のスパッタ装置10Aは、内側部材141の内部から基板Wに向けてガスを供給するガス供給部210,220を有する点で、第1の実施形態のスパッタ装置10と異なる。なお、その他の構成については第1の実施形態のスパッタ装置10と同様の構成であってよい。以下、第1の実施形態のスパッタ装置10と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 7, the
ガス供給部210は、ガス吐出孔211と、ガス流路212と、ガス導入フランジ213と、を有する。
The
ガス吐出孔211は、内側部材141のうちの開口部14sの長手方向の一方の側(図中では、-Y方向の側)の部分に形成されており、開口部14sに向けてガスを吐出する。ガス吐出孔211は、例えば図8に示されるように、開口部14sの短手方向(図中では、X方向)に沿って延びる長孔として形成されている。ガス吐出孔211の長手方向の長さは、例えば開口部14sの幅Lxと略同一であってよい。これにより、開口部14sに対して均一にガスを供給できる。但し、ガス吐出孔211の長手方向の長さは、開口部14sの幅Lxより長くてもよく、短くてもよい。また、ガス吐出孔211は、開口部14sの短手方向に沿って配列された複数の孔として形成されていてもよい。この場合、複数の孔の各々の大きさを調整することで、開口部14sに供給されるガスの分布を調整できる。
The
ガス流路212は、第1部材52をその板厚方向(図中では、Z方向)に貫通する貫通孔により形成されている。ガス流路212は、一端がガス吐出孔211と連通し、他端がガス導入フランジ213と連通する。
The
ガス導入フランジ213は、第1部材52の下面にシール部材214を介して取り付けられており、ガス供給源(図示せず)から供給されるガスをガス流路212に導入する。ガス供給源から供給されるガスとしては、例えば酸素(O2)ガスや窒素(N2)ガス、これらのガスの混合ガスといった反応性ガスが挙げられる。
The
ガス供給部220は、開口部14sを挟んでガス供給部210と対向して形成されている。ガス供給部220は、ガス吐出孔221と、ガス流路222と、ガス導入フランジ223と、を有する。
The
ガス吐出孔221は、内側部材141のうちの開口部14sの長手方向の他方の側(図中では、+Y方向の側)の部分に形成されており、開口部14sに向けてガスを吐出する。ガス吐出孔221は、例えば図8に示されるように、開口部14sの短手方向(図中では、X方向)に沿って延びる長孔として形成されている。ガス吐出孔221の長手方向の長さは、例えばガス吐出孔211の長手方向の長さと同一であってよい。また、ガス吐出孔221は、ガス吐出孔211と同様、開口部14sの短手方向に沿って配列された複数の孔として形成されていてもよい。この場合、複数の孔の各々の大きさを調整することで、開口部14sに供給されるガスの分布を調整できる。
The
ガス流路222は、第1部材52をその板厚方向(図中では、Z方向)に貫通する貫通孔により形成されている。ガス流路222は、一端がガス吐出孔221と連通し、他端がガス導入フランジ223と連通する。
The
ガス導入フランジ223は、第1部材52の下面にシール部材224を介して取り付けられており、ガス供給源(図示せず)から供給されるガスをガス流路222に導入する。ガス供給源から供給されるガスとしては、例えばO2ガスやN2ガス、これらのガスの混合ガスといった反応性ガスが挙げられる。
The
係るガス供給部210,220を有するスパッタ装置10Aにおいては、ガス供給源から供給されるガスは、ガス導入フランジ213,223によりガス流路212,222に供給されてガス吐出孔211,221から基板Wに向かって吐出される。
In the
以上に説明したように、第2の実施形態のスパッタ装置10Aによれば、第1の実施形態のスパッタ装置10により奏される効果に加えて、以下の効果が奏される。
As described above, according to the
スパッタ装置10Aによれば、開口部14sの下方を水平な一方向であるX方向に移動する基板Wに近接した位置にガス吐出孔211,221が設けられているので、基板Wに対して効率よくガスを供給できる。
According to the
また、スパッタ装置10Aによれば、内側部材141は外側部材142と分離可能である。これにより、ガス吐出孔211,221の孔径を変更した内側部材141を複数種類用意しておくことにより、内側部材141を交換するだけで、プロセス条件に適合したガスの流量や分圧を容易に実現できる。
Moreover, according to the
なお、上記の例では、ガス吐出孔211の中心軸211cとガス吐出孔221の中心軸221cとが一致している場合を説明したが、これに限定されない。図9は、図7のスパッタ装置のガス供給部の別の例を示す図である。図9に示されるように、ガス吐出孔211の中心軸211cとガス吐出孔221の中心軸221cとが重ならないように互い違いとなるように、ガス吐出孔211及びガス吐出孔221が形成されていてもよい。
In the above example, the case where the central axis 211c of the
また、内側部材141のうちの開口部14sの長手方向のいずれかの側のみにガス吐出孔が形成されていてもよい。図10は、図7のスパッタ装置のガス供給部の更に別の例を示す図である。図10では、一例として、内側部材141のうちの開口部14sの長手方向の他方の側(図中では、+Y方向の側)の部分のみにガス吐出孔が形成されている場合を示している。言い換えると、図10の例では、内側部材141に、ガス吐出孔211は形成されておらず、ガス吐出孔221のみが形成されている。
Alternatively, gas discharge holes may be formed only on one side of the
さらに、上記ではガス吐出孔は開口部14sの長手方向の一方、若しくは両方の側に形成されている例を開示したが、これに限定されず、開口部14sの短手方向の一方、若しくは両方の側に形成されていてもよい。この場合においては、内側部材141の内部にガス流路を形成することにより実現でき、ガス吐出孔の形状、数量、配置箇所はプロセス条件に応じて設定することができる。
Furthermore, although the above has disclosed an example in which the gas discharge holes are formed on one side or both sides of the
〔第3の実施形態〕
第3の実施形態のスパッタ装置の構成例について説明する。図11は、第3の実施形態のスパッタ装置を説明するための図であり、図3と同様、開口部14sの長手方向に沿った断面を示している。
[Third embodiment]
A configuration example of the sputtering apparatus of the third embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the sputtering apparatus of the third embodiment, and shows a cross section along the longitudinal direction of the
図11に示されるように、第3の実施形態のスパッタ装置10Bは、第1部材52及び内側部材141によりラビリンス構造に形成された隙間A1,A2にガスを供給するガス供給部230,240を有する点で、第1の実施形態のスパッタ装置10と異なる。なお、その他の構成については第1の実施形態のスパッタ装置10と同様の構成であってよい。以下、第1の実施形態のスパッタ装置10と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 11, the
ガス供給部230は、ガス流路232と、ガス導入フランジ233と、を有する。
The
ガス流路232は、第1部材52の内部に、断面視でL字状の孔により形成されている。ガス流路232は、一端が隙間A1と連通し、他端がガス導入フランジ233と連通する。
The
ガス導入フランジ233は、第1部材52の下面にシール部材234を介して取り付けられており、ガス供給源(図示せず)から供給されるガスをガス流路232に導入する。ガス供給源から供給されるガスとしては、例えばO2ガスやN2ガス、これらのガスの混合ガスといった反応性ガスが挙げられる。
The
ガス供給部240は、開口部14sを挟んでガス供給部230と対向して形成されている。ガス供給部240は、ガス流路242と、ガス導入フランジ243と、を有する。
The
ガス流路242は、第1部材52の内部に、断面視でL字状の孔により形成されている。ガス流路242は、一端が隙間A2と連通し、他端がガス導入フランジ243と連通する。
The
ガス導入フランジ243は、第1部材52の下面にシール部材244を介して取り付けられており、ガス供給源(図示せず)から供給されるガスをガス流路242に導入する。ガス供給源から供給されるガスとしては、例えばO2ガスやN2ガス、これらのガスの混合ガスといった反応性ガスが挙げられる。
The
係るガス供給部230,240を有するスパッタ装置10Bにおいては、ガス供給源から供給されるガスは、ガス導入フランジ233,243によりガス流路232,242に供給されて隙間A1,A2から基板Wに向かって吐出される。
In the
以上に説明したように、第3の実施形態のスパッタ装置10Bによれば、第1の実施形態のスパッタ装置10により奏される効果に加えて、以下の効果が奏される。
As described above, according to the
スパッタ装置10Bによれば、開口部14sの下方を水平な一方向であるX方向に移動する基板Wに近接した位置である隙間A1,A2から基板Wに向けてガスが吐出されるので、基板Wに対して効率よくガスを供給できる。
According to the
また、スパッタ装置10Bによれば、ガス供給源からガス導入フランジ233,243を介してガス流路232,242に導入されるガスは、ラビリンス構造に形成された隙間A1,A2を経由して基板Wに供給されるので、ガスの流速を小さくできる。これにより、基板Wとガスとの反応をより促進できる。
Further, according to the
さらに、スパッタ装置10Bにおいては、内側部材141の形状を変更して隙間A1,A2のラビリンス構造の幅を太くしたり細くしたりすることにより、隙間A1,A2を通過するガスの流速を調整できる。そのため、複数種類の内側部材141を用意しておくことにより、内側部材141を交換するだけで容易にプロセス条件に適合したガスを供給できる。
Furthermore, in the
加えて、上記実施例においては、内側部材141と第1部材52とで形成されたラビリンス構造部にガスを供給する例を開示したが、これに限定されず、例えば、内側部材141と外側部材142とで形成されるラビリンス構造部にガスを供給してもよい。内側部材141と外側部材142とで形成されるラビリンス構造は開口部14sの周囲を全周にわたって形成されているため、流速が調整されたガスを開口部14sに向けて開口部14sの全周から供給することができ、ガス流れの偏りを効果的に抑制できる。
In addition, in the above embodiment, an example of supplying gas to the labyrinth structure formed by the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
上記の実施形態では、処理容器12内で基板Wを移動させる方法として、多関節アーム20cを有する移動機構20によりステージ18を移動させる場合を説明したが、これに限定されない。例えば、スパッタ装置10に接続された搬送モジュールの搬送装置により基板Wを処理容器12内で移動させてもよい。
In the above-described embodiment, as a method of moving the substrate W within the
10 スパッタ装置
12 処理容器
14 スリット板
14s 開口部
141 内側部材
141a テーパ部
142 外側部材
24 ターゲット材
28 壁部材
210,220 ガス供給部
211,221 ガス吐出孔
230,240 ガス供給部
S1 第1空間
S2 第2空間
W 基板
10
Claims (9)
前記処理容器内をターゲット材が設けられる第1空間と前記基板が設けられる第2空間とに区画するスリット板と、
を備え、
前記スリット板は、
板厚方向に貫通する開口部を有する内側部材と、
前記内側部材の周囲に設けられる外側部材と、
を有し、
前記内側部材は、前記外側部材に対して着脱可能であり、
前記内側部材と前記外側部材との接続箇所は、ラビリンス構造を有し、
前記内側部材は、
外周から中心に向かって板厚が小さくなる第1テーパ部と、
前記第1テーパ部の外周に沿って形成される内側肉厚部と、
前記内側肉厚部の外周に沿って形成され、前記内側肉厚部よりも薄い板厚を有する肉薄部と、
を有し、前記第1テーパ部の中心側の角がR加工されており、
前記外側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第2テーパ部を有し、前記第2テーパ部の中心側の角がR加工されている、
スパッタ装置。 a processing container that houses the substrate;
a slit plate that divides the inside of the processing container into a first space in which a target material is provided and a second space in which the substrate is provided;
with
The slit plate is
an inner member having an opening penetrating in the plate thickness direction;
an outer member provided around the inner member;
has
The inner member is detachable with respect to the outer member,
A connecting portion between the inner member and the outer member has a labyrinth structure,
The inner member is
a first tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center;
an inner thick portion formed along the outer circumference of the first tapered portion;
a thin portion formed along the outer periphery of the inner thick portion and having a plate thickness thinner than the inner thick portion;
and the corner on the center side of the first tapered portion is rounded,
The outer member has a second tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner of the second tapered portion on the center side is rounded.
sputtering equipment.
請求項1に記載のスパッタ装置。 a third gas supply unit that supplies gas to the gap of the labyrinth structure formed at the connection point between the inner member and the outer member;
A sputtering apparatus according to claim 1 .
前記処理容器内をターゲット材が設けられる第1空間と前記基板が設けられる第2空間とに区画するスリット板と、
を備え、
前記スリット板は、
板厚方向に貫通する開口部を有する内側部材と、
前記内側部材の周囲に設けられる外側部材と、
を有し、
前記内側部材は、前記外側部材に対して着脱可能であり、
前記内側部材の内部から前記基板に向けてガスを供給する第1のガス供給部を有し、
前記内側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第1テーパ部を有し、前記第1テーパ部の中心側の角がR加工されており、
前記外側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第2テーパ部を有し、前記第2テーパ部の中心側の角がR加工されている、
スパッタ装置。 a processing container that houses the substrate;
a slit plate that divides the inside of the processing container into a first space in which a target material is provided and a second space in which the substrate is provided;
with
The slit plate is
an inner member having an opening penetrating in the plate thickness direction;
an outer member provided around the inner member;
has
The inner member is detachable with respect to the outer member,
a first gas supply unit that supplies gas from the inside of the inner member toward the substrate;
The inner member has a first tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner of the first tapered portion on the center side is rounded,
The outer member has a second tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner of the second tapered portion on the center side is rounded.
sputtering equipment.
請求項3に記載のスパッタ装置。 The first gas supply unit has a gas discharge hole formed in at least one of the longitudinal direction and the lateral direction of the opening of the inner member.
The sputtering apparatus according to claim 3.
前記処理容器内をターゲット材が設けられる第1空間と前記基板が設けられる第2空間とに区画するスリット板と、
を備え、
前記スリット板は、
板厚方向に貫通する開口部を有する内側部材と、
前記内側部材の周囲に設けられる外側部材と、
を有し、
前記内側部材は、前記外側部材に対して着脱可能であり、
前記開口部の長辺側において、前記内側部材との間にラビリンス構造の隙間を形成して前記内側部材を支持する壁部材を有し、
前記隙間にガスを供給する第2のガス供給部を有し、
前記内側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第1テーパ部を有し、前記第1テーパ部の中心側の角がR加工されており、
前記外側部材は、外周から中心に向かって板厚が小さくなる第2テーパ部を有し、前記第2テーパ部の中心側の角がR加工されている、
スパッタ装置。 a processing container that houses the substrate;
a slit plate that divides the inside of the processing container into a first space in which a target material is provided and a second space in which the substrate is provided;
with
The slit plate is
an inner member having an opening penetrating in the plate thickness direction;
an outer member provided around the inner member;
has
The inner member is detachable with respect to the outer member,
a wall member supporting the inner member by forming a gap of a labyrinth structure with the inner member on the long side of the opening;
Having a second gas supply unit that supplies gas to the gap,
The inner member has a first tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner of the first tapered portion on the center side is rounded,
The outer member has a second tapered portion whose plate thickness decreases from the outer periphery toward the center, and the corner of the second tapered portion on the center side is rounded.
sputtering equipment.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のスパッタ装置。 The opening has a substantially rectangular shape whose long sides are larger than the width of the substrate in the direction of the long side during film formation and whose short sides are smaller than the width of the substrate in the direction of the short side during film formation. have
A sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のスパッタ装置。 The target material is provided obliquely above the opening,
A sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のスパッタ装置。 A wall member supporting the inner member on the long side of the opening,
The sputtering apparatus according to claim 7.
請求項8に記載のスパッタ装置。 The inner member is fixed to the wall member only on the long side of the opening.
A sputtering apparatus according to claim 8 .
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