CN110029321A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置。一实施方式的基板处理装置具备支承台。支承台提供基板载置区域。支承着遮板的旋转轴与支承台分开并沿着铅垂方向延伸。利用旋转轴绕中心轴线的旋转，遮板在支承台的上方的第1区域和远离支承台的第2区域之间移动。遮板具有管。管提供有朝向下方开口的多个气体输出孔。在遮板配置于第1区域内时，多个气体输出孔的排列在从第2区域朝向第1区域的旋转方向上相对于载置区域位于外侧。中心轴线与多个气体输出孔之间的最小距离是中心轴线与载置区域之间的最小距离以下。中心轴线与多个气体输出孔之间的最大距离是中心轴线与载置区域之间的最大距离以上。

Description

基板处理装置
技术领域
本公开的实施方式涉及基板处理装置。
背景技术
在电子器件的制造中，进行基板处理。在基板处理中，基板被载置在设置到腔室内的支承台上。并且，气体被向支承台上的基板供给。在基板处理中，为了对基板的整个面、即与支承台侧的背面相反的一侧的基板的表面进行处理，需要向基板的整个面供给气体。
用于基板处理的基板处理装置被记载于专利文献1和专利文献2。在专利文献1的基板处理装置中，基板被载置于作为支承台的基板保持件上。从多个气体输出孔向基板保持件上的基板供给气体。多个气体输出孔的开口端与基板面对，排列于直线上。基板保持件被旋转，以便来自多个气体输出孔的气体被向基板的整个面供给。
专利文献2的基板处理装置是基于物理蒸镀的成膜装置。在专利文献2的基板处理装置中，具备腔室、支承台以及头。支承台设置于腔室内。利用物理蒸镀在载置到支承台上的基板上形成金属膜。另外，通过氧化气体被从头的多个气体输出孔向基板供给，由金属膜形成为金属氧化膜。多个气体输出孔的开口端排列于直线上。支承台被旋转，以便来自多个气体输出孔的气体被向基板的整个面供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-76150号公报
专利文献2：国际公开第2015/064194号
发明内容
发明要解决的问题
基板处理装置存在无法具有用于使支承台旋转的机构、即旋转机构的情况。在这样的情况下，也谋求能够向基板的整个面、即与支承台侧的背面相反的一侧的基板的表面的整体供给气体。
用于解决问题的方案
在一形态中，提供基板处理装置。基板处理装置具备腔室、支承台、遮板(日文：シャッター)、旋转轴以及驱动装置。腔室提供有内部空间。支承台具有载置区域。具有圆盘形状的基板能够载置于载置区域上。支承台配置于内部空间中。遮板具有管。管提供有多个气体输出孔，多个气体输出孔朝向下方开口。遮板构成为，在配置于支承台的上方的第1区域内时，覆盖载置区域。旋转轴与支承台分开，并沿着铅垂方向延伸。旋转轴支承着遮板。驱动装置构成为，使旋转轴绕其中心轴线旋转，而使遮板在第1区域与第2区域之间移动。第2区域远离支承台。多个气体输出孔相对于包括遮板内的基准点和中心轴线的基准平面设置于从第2区域朝向第1区域的旋转方向(以下，称为“第1旋转方向”)那一侧。基准点在遮板配置于第1区域内时面对载置区域的中心。多个气体输出孔的开口端排列在向第1旋转方向突出的曲线、或、向第1旋转方向突出的折线上。包括基准点且沿着铅垂方向延伸的基准线与多个气体输出孔的各气体输出孔之间的距离比载置区域的半径大。中心轴线与多个气体输出孔之间的最小距离是中心轴线与载置区域之间的最小距离以下。中心轴线与多个气体输出孔之间的最大距离是中心轴线与载置区域之间的最大距离以上。
在一形态的基板处理装置中，多个气体输出孔中的最靠近旋转轴的中心轴线的气体输出孔由于旋转轴的旋转而移动的轨迹的半径是该中心轴线与载置区域之间的最小距离以下。另外，多个气体输出孔中的离旋转轴的中心轴线最远的气体输出孔由于旋转轴的旋转而移动的轨迹的半径是旋转轴的中心轴线与载置区域之间的最大距离以上。因而，若旋转轴旋转，则来自多个气体输出孔的气体被向基板的整个面、即与支承台侧的背面相反的一侧的基板的表面的整体照射。
另外，在遮板配置于第1区域内时，多个气体输出孔的开口端在第1旋转方向上相对于载置区域位于外侧。因而，不使遮板越过第1区域而向第1旋转方向移动，就能够将来自多个气体输出孔的气体向基板的整个面供给。即、通过使遮板从第1区域向与第1旋转方向相反的第2旋转方向移动，和/或、使遮板向第1旋转方向移动到第1区域，从而能够将来自多个气体输出孔的气体向基板的整个面供给。所以，即使相对于第1区域而言位于第1旋转方向那一侧的内部空间的尺寸缩小，也能够将来自多个气体输出孔的气体向基板的整个面供给。
在一实施方式中，遮板的管是沿着圆弧延伸的管。多个气体输出孔的开口端排列在具有基准线作为其曲率中心的圆弧上。
在一实施方式中，管在相对于多个气体输出孔靠中心轴线的一侧提供有入口，气体被从该入口向该管中导入。作为多个气体输出孔中的任意的两个相邻的气体输出孔的两个第1气体输出孔间的预定方向上的距离比两个第2气体输出孔间的预定方向上的距离小，该两个第2气体输出孔为多个气体输出孔中的与两个第1气体输出孔相比在管内靠近入口的任意的两个相邻的气体输出孔。预定方向是与基准平面平行且与所述中心轴线正交的方向。从距入口较远的气体输出孔输出的气体的流量比从靠近入口的气体输出孔输出的气体的流量少。在该实施方式中，与靠近入口的部分相比，气体输出孔在距入口较远的部分沿着预定方向设置得较密。因而，根据该实施方式，从多个气体输出孔输出的气体的量的、与中心轴线正交的方向上的分布成为比较均匀的分布。其结果，基板处理的面内均匀性被提高。
在一实施方式中，基板处理装置还具备：保持件，其在支承台和第1区域的上方保持靶；以及电源，其对保持件施加电压。在该实施方式中，基板处理装置是成膜装置。在遮板退避到第2区域内的状态下，利用从靶释放的粒子在基板上形成膜。在遮板配置于第1区域内的状态下，基板上的膜被从多个气体输出孔供给的气体处理。
发明的效果
如以上说明那样，在不具有支承台的旋转机构的基板处理装置中，能够向基板的整个面、即与支承台侧的背面相反的一侧的基板的表面的整体供给气体。
附图说明
图1是表示一实施方式的基板处理装置的图，是表示遮板配置于第1区域的状态的图。
图2是表示一实施方式的基板处理装置的图，是表示遮板配置于第2区域的状态的图。
图3是沿着图2的III-III线所获得的剖视图。
图4是表示图1～图3所示的基板处理装置的遮板和旋转轴的俯视图。
图5是图1～图3所示的基板处理装置的遮板、旋转轴以及驱动装置的侧视图。
图6是表示图4和图5所示的遮板的管的俯视图。
图7是表示多个气体输出孔、旋转轴以及载置区域的位置关系的俯视图。
图8是表示图4和图5所示的遮板的管扫描着的情形的俯视图。
附图标记说明
10、基板处理装置；12、腔室；IS、内部空间；R1、第1区域；R2、第2区域；14、支承台；MR、载置区域；CM、中心；16、遮板；18、旋转轴；AXC、中心轴线；20、驱动装置；46、管；46d、气体输出孔；RD1、第1旋转方向；RD2、第2旋转方向；RC、基准点；RL、基准线；RP、基准平面。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明各种实施方式。此外，在各附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记。
图1是表示一实施方式的基板处理装置的图，是表示遮板配置于第1区域的状态的图。图2是表示一实施方式的基板处理装置的图，是表示遮板配置于第2区域的状态的图。图3是沿着图2的III-III线所获得的剖视图。在图3中，基板处理装置的遮板、旋转轴以及驱动装置被省略。图1～图3所示的基板处理装置10具备腔室12、支承台14、遮板16、旋转轴18以及驱动装置20。
腔室12提供有内部空间IS。内部空间IS包括第1空间S1和第2空间S2。第1空间S1是在其中进行基板处理的空间。第2空间S2提供于第1空间S1的侧方。如随后论述那样，从第1空间S1内退避开的遮板16配置于第2空间S2内的第2区域R2内。
在一实施方式中，腔室12具有腔室主体22和盖24。腔室主体22由铝这样的金属形成。腔室主体22的上端局部地开口。盖24由铝这样的金属形成。盖24以使腔室主体22的上端的开口封闭的方式设置于腔室主体22上。第1空间S1由腔室主体22和盖24划分形成。第2空间S2由腔室主体22划分形成。腔室主体22包括分隔壁22p。分隔壁22p在第1空间S1与第2空间S2之间延伸。在分隔壁22p形成有开口22a。遮板16在第1空间S1与第2空间S2之间移动之际穿过开口22a。在基板处理装置10中，也可以设置有构成为能够使该开口22a开闭的构件。
支承台14设置于内部空间IS的第1空间S1中。支承台14被构件26支承着。构件26从腔室主体22的底部向上方延伸。支承台14的上表面包括载置区域MR。载置区域MR是能够将基板W载置于其上的区域。基板W被以大致水平的状态载置于载置区域MR上。基板W如晶圆那样具有圆盘形状。载置区域MR具有圆形状。载置区域MR具有与基板W的直径大致相同的直径。
在一实施方式中，基板处理装置10是成膜装置。在该实施方式中，基板处理装置10构成为，利用物理蒸镀在基板W上形成膜。具体而言，在该实施方式中，基板处理装置10具备一个以上的保持件30。一个以上的保持件30分别由金属形成。一个以上的保持件30分别借助构件32支承于盖24。构件32具有绝缘性。一个以上的保持件30分别在支承台14和随后论述的第1区域R1的上方保持靶34。靶34由应该向基板W上堆积的材料形成。
在一个例子中，基板处理装置10能具备四个保持件30。在该例子中，四个保持件30以沿着轴线AXM中心的圆锥面排列四个靶34的方式设置。轴线AXM包括载置区域MR的中心CM，沿着铅垂方向延伸。
在一个以上的保持件30分别电连接有一个以上的电源36。一个以上的电源36分别产生要向对应的保持件30施加的电压。来自一个以上的电源36的电压经由一个以上的保持件30向一个以上的靶34施加。一个以上的电源36也可以分别是直流电源，也可以是高频电源。在一个以上的电源36分别是高频电源的情况下，一个以上的电源36分别经由匹配器与保持件30连接。匹配器构成为，使其负荷侧的阻抗与匹配点靠近或一致。此外，也可以是，单个的电源36与多个保持件30电连接，电压被从该单个的电源36向多个保持件30施加。
基板处理装置10还能具备一个以上的阴极磁体38。一个以上的阴极磁体38分别以隔着对应的保持件30与对应的靶34对峙的方式设置于盖24的外侧。在一个以上的阴极磁体38分别连接有磁体驱动部38d。
在腔室12设置有端口12p。在一实施方式中，端口12p设置于盖24。端口12p提供有用于向内部空间IS的第1空间S1导入气体的流路。气体供给部40与端口12p连接。气体被从气体供给部40经由端口12p向内部空间IS的第1空间S1供给。向第1空间S1供给的气体可以是稀有气体或氮气这样的非活性气体。
在腔室12连接有排气装置42。排气装置42构成为，将内部空间IS中的压力设定成所指定的压力。排气装置42具有压力调整阀这样的压力控制器、和涡轮分子泵、干式泵这样的减压泵。
在基板处理装置10中，在利用物理蒸镀在基板W上形成膜之际，遮板16配置于第2空间S2内的第2区域R2内。并且，基板W被载置于载置区域MR上。然后，气体被从气体供给部40向内部空间IS的第1空间S1供给，内部空间IS的压力被排气装置42设定成所指定的压力。另外，电压被从一个以上的电源36向一个以上的靶34施加。另外，阴极磁体38被一个以上的磁体驱动部38d驱动。其结果，等离子体在一个以上的靶34的附近形成。并且，等离子体中的正离子与一个以上的靶34碰撞，从而粒子被从一个以上的靶34释放。从一个以上的靶34释放出来的粒子堆积于基板W上。其结果，在基板W上形成膜。
以下，与图1～图3一起参照图4和图5，对遮板16、旋转轴18以及驱动装置20进行说明。图4是表示图1～图3所示的基板处理装置的遮板和旋转轴的俯视图。在图4中，示出有从遮板的上方观察该遮板的状态。图5是图1～图3所示的基板处理装置的遮板、旋转轴以及驱动装置的侧视图。在图5中，以主体部被剖切的状态示出有遮板。
遮板16具有主体部16m和管46。遮板16构成为，在配置于第1区域R1内时，覆盖载置区域MR。第1区域R1是第1空间S1内的区域，是支承台14的上方的区域。遮板16的主体部16m在配置于第1区域R1内时覆盖载置区域MR。主体部16m的最小的宽度比载置区域MR的直径大。在一实施方式中，主体部16m具有大致圆盘形状。在该实施方式中，主体部16m的直径比载置区域MR的直径和基板W的直径大。
管46被固定于主体部16m的下表面。管46提供有多个气体输出孔46d。多个气体输出孔46d朝向下方开口。多个气体输出孔46d将来自气体供给部50(参照图1或图2)的气体从它们的开口端输出。在一实施方式中，主体部16m的下表面提供有凹部。管46配置于该凹部中。此外，管46也可以是主体部16m的一部分。随后论述管46的详细情况。
遮板16被旋转轴18支承着。旋转轴18与支承台14分开地设置。旋转轴18沿着铅垂方向延伸。在一实施方式中，旋转轴18设置于第2空间S2内。旋转轴18可以具有例如大致圆柱形状。遮板16借助连接部48固定于旋转轴18。连接部48沿着与旋转轴18的中心轴线AXC正交的方向延伸。
驱动装置20构成为，使旋转轴18绕中心轴线AXC旋转，使遮板16在第1区域R1与第2区域R2之间移动。驱动装置20是例如电动机，配置于腔室12的外侧。
在基板处理装置10中，如上所述，在利用物理蒸镀在基板W上形成膜之际，遮板16配置于第2区域R2内。另外，在对基板W上的膜进行处理之际，从多个气体输出孔46d输出气体，同时利用驱动装置20使旋转轴18旋转，而使遮板16在基板W的上方向第1旋转方向RD1和/或第2旋转方向RD2移动。如图1和图2所示，第1旋转方向RD1是利用旋转轴18绕中心轴线AXC的旋转使遮板16从第2区域R2向第1区域R1移动的方向。第2旋转方向RD2是利用旋转轴18绕中心轴线AXC的旋转使遮板16从第1区域R1向第2区域R2移动的方向。在一个例子中，在基板处理装置10中，利用物理蒸镀在基板W上形成的膜是镁膜这样的金属膜。另外，在一个例子中，从多个气体输出孔46d输出的气体是含氧气体(例如O2气体)。在该例子中，基板W上的金属膜变化成金属氧化膜。
以下，除了参照图1～图5之外，还参照图6～图8，详细地说明管46和多个气体输出孔46d。图6是表示图4和图5所示的遮板的管的俯视图。在图6中，示出有从下方观察管46的状态。图7是表示多个气体输出孔、旋转轴以及载置区域的位置关系的俯视图。在图7中，示出有从上方观察多个气体输出孔46d、旋转轴18以及载置区域MR的状态。图8是表示图4和图5所示的遮板的管扫描着的情形的俯视图。
如图4和图6所示，管46提供有流路46p。流路46p从管46的一端侧向另一端侧延伸。管46的一端侧与其另一端侧相比，位于旋转轴18的中心轴线AXC的附近。多个气体输出孔46d从流路46p向下方延伸。管46还提供有入口46i。入口46i与流路46p连接。入口46i相对于多个气体输出孔46d设置于管46的一端侧。来自气体供给部50的气体被向入口46i导入。导入到入口46i的气体从入口46i向流路46p流动，从多个气体输出孔46d输出。
多个气体输出孔46d相对于基准平面RP(图4等参照)设置于第1旋转方向RD1那一侧。基准平面RP是包括遮板16内的基准点RC和旋转轴18的中心轴线AXC的平面。基准点RC是遮板16内的点。基准点RC在遮板16以覆盖载置区域MR或基板W的方式配置于第1区域R1内时面对载置区域MR的中心CM。在一实施方式中，基准点RC是遮板16(或主体部16m)的中心点。
多个气体输出孔46d的开口端排列在线46L(参照图6)上。多个气体输出孔46d的开口端是多个气体输出孔46d的下侧的开口端。在一实施方式中，线46L是向第1旋转方向RD1突出的曲线。在一个例子中，线46L是具有基准线RL作为其曲率中心的圆弧。基准线RL是包括基准点RC、且沿着铅垂方向延伸的线。在该例子中，管46和流路46p也可以沿着作为圆弧的线46L延伸。此外，线46L也可以是向第1旋转方向RD1突出的折线。
多个气体输出孔46d的各气体输出孔46d(或其开口端)与基准线RL之间的距离比载置区域MR的半径大。在一个例子中，作为圆弧的线46L的曲率半径比载置区域MR的半径和基板W的半径大。另外，如图7所示，中心轴线AXC与多个气体输出孔46d(或它们的开口端)之间的最小距离HS是中心轴线AXC与载置区域MR(或基板W)之间的最小距离MS以下。另外，中心轴线AXC与多个气体输出孔46d(或它们的开口端)之间的最大距离HL是中心轴线AXC与载置区域MR(或基板W)之间的最大距离ML以上。
在基板处理装置10中，多个气体输出孔46d中的最靠近旋转轴18的中心轴线AXC的气体输出孔由于旋转轴18的旋转而移动的轨迹(以下，称为“第1轨迹”)的半径是中心轴线AXC与载置区域MR(或基板W)之间的最小距离MS以下。另外，多个气体输出孔46d中的距旋转轴18的中心轴线AXC最远的气体输出孔46d由于旋转轴18的旋转而移动的轨迹(以下，称为“第2轨迹”)的半径是中心轴线AXC与载置区域MR(或基板W)之间的最大距离ML以上。多个气体输出孔46d中的其他气体输出孔由于旋转轴18的旋转而在第1轨迹与第2轨迹之间移动。因而，若旋转轴18旋转，则来自多个气体输出孔46d的气体被向基板W的整个面、即与支承台14侧的背面相反的一侧的基板W的表面的整体照射。
另外，在遮板16配置于第1区域R1内时，多个气体输出孔46d的开口端在第1旋转方向RD1上相对于载置区域MR(或基板W)位于外侧(参照图1、图4以及图8)。因而，不会使遮板16超过第1区域R1而向第1旋转方向RD1移动，能够将来自多个气体输出孔46d的气体向基板W的整个面供给。即、如图8所示，使遮板16从第1区域R1向第2旋转方向RD2移动，和/或、使遮板向第1旋转方向RD1移动到第1区域R1，从而能够将来自多个气体输出孔46d的气体向基板W的整个面供给。所以，即使缩小相对于第1区域R1而言位于第1旋转方向RD1那一侧的内部空间IS的尺寸，也能够将来自多个气体输出孔46d的气体向基板W的整个面供给。
在一实施方式中，在相对于中心轴线AXC放射的方向上，设定了相邻的气体输出孔46d的间隔，以使从多个气体输出孔46d输出的气体的量的分布变得均匀。具体而言，如图6和图7所示，作为多个气体输出孔46d中的任意的两个相邻的气体输出孔的两个第1气体输出孔间的预定方向PD上的距离比两个第2气体输出孔之间的预定方向PD上的距离小，该两个第2气体输出孔为多个气体输出孔46d中的与两个第1气体输出孔相比在管46内靠近入口46i的任意的两个相邻的气体输出孔。此外，预定方向PD是与基准平面RP平行且与中心轴线AXC正交的方向。
换言之，多个气体输出孔46d的排列中的最靠近入口46i的一端侧的两个相邻的气体输出孔46d之间的间隔最大。多个气体输出孔46d的排列中的距入口46i最远的另一端侧的两个相邻的气体输出孔46d之间的间隔第二大。多个气体输出孔46d的排列中的中央的两个相邻的气体输出孔46d之间的间隔最小。随着从多个气体输出孔46d的排列的一端侧靠近中央，两个相邻的气体输出孔46d之间的间隔减少。另外，随着从多个气体输出孔46d的排列的另一端侧靠近中央，两个相邻的气体输出孔46d之间的间隔减少。
从距入口46i较远的气体输出孔46d输出的气体的流量比从靠近入口46i的气体输出孔46d输出的气体的流量少。在上述实施方式中，与靠近入口46i的部分相比，气体输出孔46d在距入口46i较远的部分沿着预定方向PD设置得较密。因而，从多个气体输出孔46d输出的气体的量的、与中心轴线AXC正交的方向(即、预定方向PD)上的分布成为比较均匀的分布。其结果，由从多个气体输出孔46d输出的气体进行的基板处理的面内均匀性被提高。
以上，对各种实施方式进行了说明，但并不限定于上述的实施方式，能够构成各种变形形态。例如，基板处理装置10也可以是与成膜装置不同的基板处理装置。即、基板处理装置10只要具有遮板16，也可以是用于任意的基板处理的装置。

Claims (4)

1.一种基板处理装置，其具备：
腔室，其提供内部空间；
支承台，其具有载置区域，能够将具有圆盘形状的基板载置于该载置区域上，该支承台被配置到所述内部空间中；
遮板，其构成为，具有提供朝向下方开口的多个气体输出孔的管，在配置于所述支承台的上方的第1区域内时，覆盖所述载置区域；
旋转轴，其是支承所述遮板的旋转轴，该旋转轴与所述支承台分开，并沿着铅垂方向延伸；以及
驱动装置，其构成为，使所述旋转轴绕所述旋转轴的中心轴线旋转，而使所述遮板在所述第1区域与第2区域之间移动，该第2区域远离所述支承台，
所述多个气体输出孔相对于包括所述遮板内的基准点和所述中心轴线的基准平面设置于从所述第2区域朝向所述第1区域的旋转方向那一侧，
所述基准点在所述遮板配置于所述第1区域内时面对所述载置区域的中心，
所述多个气体输出孔的开口端排列在向所述旋转方向突出的曲线、或、向该旋转方向突出的折线上，
包括所述基准点且沿着铅垂方向延伸的基准线与所述多个气体输出孔的各气体输出孔之间的距离比所述载置区域的半径大，
所述中心轴线与所述多个气体输出孔之间的最小距离是所述中心轴线与所述载置区域之间的最小距离以下，
所述中心轴线与所述多个气体输出孔之间的最大距离是所述中心轴线与所述载置区域之间的最大距离以上。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述管是沿着圆弧延伸的管，
所述多个气体输出孔的开口端排列在具有所述基准线作为其曲率中心的圆弧上。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，
所述管在相对于所述多个气体输出孔靠所述中心轴线的一侧提供有入口，气体被从该入口向该管中导入，
作为所述多个气体输出孔中的任意的两个相邻的气体输出孔的两个第1气体输出孔间的预定方向上的距离比两个第2气体输出孔间的所述预定方向上的距离小，所述预定方向是与所述基准平面平行且与所述中心轴线正交的方向，该两个第2气体输出孔为所述多个气体输出孔中的与所述两个第1气体输出孔相比在所述管内靠近所述入口的任意的两个相邻的气体输出孔。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置还具备：
保持件，其在所述支承台和所述第1区域的上方保持靶；以及
电源，其对所述保持件施加电压。
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