CN115874152A - 成膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成膜装置,其减低成膜材料附着于腔室内而维护性得到提高。实施方式的成膜装置(D)包括:腔室(1),能够使内部为真空;成膜部(4a~4d、4f、4g),具有包含成膜材料的靶材(61),在所述腔室内,通过溅射而使成膜材料堆积于工件(W)上来进行成膜;隔断构件(9),与靶材(61)空开间隔地配置,形成用于利用成膜部(4a~4d、4f、4g)进行成膜的成膜室(S),并将腔室(1)内的成膜室(S)与外部隔断;以及抑制部(104),设置于靶材(61)与隔断构件(9)之间,并抑制成膜材料附着于腔室(1)的内表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种成膜装置。
背景技术
在半导体或显示器(display)或者光盘(optical disk)等各种产品的制造工序中,有时要在例如晶片(wafer)或玻璃(glass)基板等工件(work)上形成光学膜等薄膜。薄膜可通过对工件形成金属等的膜的成膜以及对所形成的膜反复进行蚀刻(etching)、氧化或氮化等膜处理而制作。
成膜及膜处理可利用各种方法来进行,作为其一,有使用等离子体的方法。在成膜时,向配置有靶材(target)的真空容器即腔室内导入惰性气体,并施加直流电压。使等离子体化的惰性气体的离子(ion)碰撞到靶材,使从靶材撞出的材料堆积于工件上来进行成膜。在膜处理中,向配置有电极的腔室内导入工艺气体(process gas),对电极施加高频电压。使等离子体化的工艺气体的离子碰撞到工件上的膜,由此进行膜处理。
有一种成膜装置(例如,参照专利文献1),其在一个腔室的内部设置有旋转平台(table),并在支撑有靶材的腔室的顶面即旋转平台的上方构成由被称为屏蔽构件的隔断构件隔断所得的多个成膜室、膜处理室,以便能够连续地进行此种成膜与膜处理。在此种成膜装置中,通过将工件保持于旋转平台上来搬运,并使其通过成膜部与膜处理部的正下方,从而可形成光学膜等。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2019-49018号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在如上所述的成膜装置中,形成成膜室的隔断构件被保持为在与支撑有靶材的腔室的顶面之间空开间隙。即,会在靶材与隔断构件之间产生间隙。于是,从靶材飞散来的成膜材料会从所述间隙泄漏而飞散到腔室内的成膜室的外部,并附着于顶面等腔室内表面。于是,由于成膜材料会附着于腔室内表面而生成膜,因此会耗费去除膜的功夫,维护性恶化。因此,要求减低成膜材料附着于腔室内表面而提高维护性。
本发明的实施方式的目的在于提供一种成膜装置,其减低成膜材料附着于腔室内表面而维护性得到提高。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的,本发明的实施方式的成膜装置设置有:腔室,能够使内部为真空;成膜部,具有包含成膜材料的靶材,在所述腔室内,通过溅射而使成膜材料堆积于工件上来进行成膜;隔断构件,与所述靶材空开间隔地配置,形成用于利用所述成膜部进行成膜的成膜室,并将所述腔室内的所述成膜室与外部隔断;以及抑制部,设置于所述靶材与所述隔断构件之间,并抑制成膜材料附着于所述腔室的内表面。
[发明的效果]
通过本发明的实施方式的成膜装置,可减低成膜材料附着于腔室内表面而提高维护性。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的成膜装置的结构的透视平面图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是表示图1的实施方式的隔断构件的顶面侧的立体图。
图4是表示图1的实施方式的包围构件的底面侧的立体图。
图5是表示图2的靶材周边的包围构件及隔断构件的放大剖面图。
图6是表示图5的包围构件的周边的放大剖面图。
图7的(A)是表示成膜粒子的附着形态的实施方式的说明图,图7的(B)是现有技术的说明图。
图8是表示抑制部的变形例的剖面图。
图9是表示包围构件的变形例的立体图。
图10是表示包围构件的变形例的剖面图。
[符号的说明]
1:腔室
1a:盖体
2:排气部
3:旋转平台
3a:保持部
3b:旋转轴
3c:支柱
3d:滚珠轴承
4a、4b、4c、4d、4f、4g:处理部(成膜部)
4e:处理部(膜处理部)
5:加载互锁部
6:溅射源
61:靶材
62:背板
63:电极
7:DC电源
8:溅射气体导入部
9:隔断构件
91:开口
92:顶面部
92a:靶材孔
92b:相向面
93:侧面部
93a:外周壁
93b:内周壁
93c:分隔壁
93d:分隔壁
94:凹部
95:抑制部
10:筒形电极
11:开口部
12:外部屏蔽
13:内部屏蔽
14:凸缘
15:RF电源
16:工艺气体导入部
20:控制部
21:匹配器
100:包围构件
101:开口
102:相向面
103:凸部
104:抑制部
105:倾斜面
106:槽
107:导通部
α:倾斜角
d:宽度
D:成膜装置
G1、G2、G3:间隔
P:支撑部
IP:内周支撑部
OP:外周支撑部
L:搬运路
PA:溅射粒子
S:成膜室
W:工件
具体实施方式
[结构]
参照附图来具体说明本发明的实施方式。
[腔室]
如图1及图2所示,成膜装置D具有腔室1。腔室1是大致圆筒形状的有底的容器。腔室1能够使内部为真空,并具有能够对上部进行开闭的盖体1a。盖体1a是圆形的板状构件,对腔室1的上部进行气密密封。另外,在腔室1中设置有排气部2,能够将腔室1的内部排气成真空。即,腔室1作为真空容器发挥功能。
[搬运部]
在腔室1内,作为以圆周的轨迹对工件W进行旋转搬运的搬运部而设置有旋转平台3。即,中空的旋转轴3b贯穿腔室1的底部而竖立设置在腔室1的内部,在旋转轴3b上安装有大致圆形的旋转平台3。在旋转轴3b上连结有未图示的驱动机构。通过驱动机构的驱动,旋转平台3以旋转轴3b为中心而旋转。在中空的旋转轴3b的内部配置有不动的支柱3c。支柱3c被固定于设在腔室1外部的未图示的基台,并贯穿腔室1的底部而竖立设置在腔室1的内部。在旋转平台3的中心设置有开口部。支柱3c贯穿旋转平台3的开口部,前端位于旋转平台3的上表面与腔室1的上表面之间。
在旋转平台3的开口部与支柱3c之间配置有滚珠轴承(ball bearing)3d。即,旋转平台3经由滚珠轴承3d而可旋转地支撑于支柱3c。此外,支柱3c的前端构成后述内周支撑部IP。
腔室1、旋转平台3及旋转轴3b在成膜装置D中作为阴极发挥作用,因此优选为包含电阻小的导电性金属构件。旋转平台3例如优选为采用在不锈钢的板状构件的表面喷镀有氧化铝的平台。
在旋转平台3的上表面设置有多个对工件W进行保持的保持部3a。多个保持部3a是沿着旋转平台3的圆周方向而等间隔地设置。通过旋转平台3的旋转,而使由保持部3a保持着的工件W沿旋转平台3的圆周方向移动。换言之,在旋转平台3的面上形成有工件W的圆周的移动轨迹即搬运路径(以下,称为“搬运路L”)。保持部3a例如可采用载置工件W的托盘(tray)。
以下,简称为“圆周方向”的情况是指“旋转平台3的圆周方向”,简称为“半径方向”的情况是指“旋转平台3的半径方向”。另外,在本实施方式中,作为工件W的示例,使用了平板状的基板,但进行等离子体处理的工件W的种类、形状及材料并不限定于特定者。例如,也可使用中心具有凹部或者凸部的弯曲的基板。另外,也可使用下述基板,即,包含金属、碳(carbon)等导电性材料的基板,包含玻璃或橡胶等绝缘物的基板,包含硅等半导体的基板。
在旋转平台3的上方设置有处理部,所述处理部进行成膜装置D中的各工序的处理。各处理部是以下述方式配置:沿着形成于旋转平台3的面上的工件W的搬运路L,彼此空开规定的间隔而邻接。使由保持部3a保持的工件W通过各处理部的下方,由此来进行各工序的处理。
[处理部]
在图1的示例中,沿着旋转平台3上的搬运路L而配置有七个处理部4a~处理部4g。在本实施方式中,处理部4a、处理部4b、处理部4c、处理部4d、处理部4f、处理部4g是对工件W进行成膜处理的成膜部。处理部4e是对通过成膜部而形成于工件W上的膜进行处理的膜处理部。在本实施方式中,成膜部4a、成膜部4b、成膜部4c、成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g作为通过溅射使成膜材料堆积于由旋转平台3搬运的工件W上来进行成膜的处理部而进行说明。另外,膜处理部4e作为进行后氧化的构件来进行说明。所谓后氧化是指:对于通过成膜部而成膜的金属膜,导入由等离子体生成的氧离子等,由此使金属膜氧化的处理。
在处理部4a与处理部4g之间设置有加载互锁(load-lock)部5,所述加载互锁部5在维持着腔室1内的真空的状态下,将未处理的工件W从外部搬入到腔室1的内部,且将已处理完毕的工件W向腔室1的外部搬出。此外,在本实施方式中,将工件W的搬运方向设为沿图1的顺时针方向从处理部4a的位置朝向处理部4g的方向。当然,此为一例,搬运方向、处理部的种类、排列顺序及数量并不限定于特定者,能够适当决定。
[成膜部]
将作为成膜部的处理部4a的结构例示于图2中。其他的成膜部4b、成膜部4c、成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g也可与成膜部4a同样地构成,但也可应用其他结构。
(溅射源)
如图2所示,成膜部4a具有溅射源6。溅射源6是成膜材料的供给源。溅射源6具有靶材61、背板(backing plate)62、电极63。靶材61是包含堆积于工件W上而成为膜的成膜材料的板状构件。靶材61被设置于当工件W通过成膜部4a的下方时与工件W相向的位置。本实施方式的靶材61是圆形并设置有三个。两个靶材61的中心在旋转平台3的半径方向上排列。一个靶材61的中心配置于与其他两个靶材61的中心形成等腰三角形的顶点的位置。
背板62是对靶材61进行保持的构件。电极63是用以从腔室1的外部对靶材61施加电力的导电性构件。此外,在溅射源6中视需要而适当包括磁铁、冷却机构等。
在靶材61上经由电极63而连接有施加直流电压的直流(Direct Current,DC)电源7。另外,在腔室1的底部,在与靶材61相向的位置,设置有将溅射气体导入到腔室1内部的溅射气体导入部8。溅射气体例如可使用氩等惰性气体。
(隔断构件)
在如上所述的溅射源6的下方设置有隔断构件9。隔断构件9是在供工件W通过的一侧具有开口91,且形成用于利用成膜部4a进行成膜的成膜室S的构件。隔断构件9将腔室1内的成膜室S与外部隔断。隔断构件9由于具有防止从靶材飞散来的成膜材料附着于成膜室S外部的构件或防止导入到成膜室S内的溅射气体流出到成膜室S的外部的屏蔽功能,因此也称为屏蔽构件。
隔断构件9具有顶面部92、侧面部93。顶面部92是形成成膜室S的顶面的构件。如图2及图3所示,顶面部92是与旋转平台3的平面平行地配置的大致扇形的板状体。在顶面部92,在与各靶材61相对应的位置形成有与靶材61的大小及形状相同的靶材孔92a,以使各靶材61在成膜室S内露出。另外,在通过隔断构件9而形成的成膜室S的内部,溅射气体导入部8的前端延伸到靶材61的附近。
侧面部93是形成成膜室S的周缘的侧面的构件。侧面部93具有外周壁93a、内周壁93b、分隔壁93c、分隔壁93d。外周壁93a及内周壁93b是呈圆弧状弯曲的长方体形状,且为沿与旋转平台3的平面正交的方向下垂的板状体。外周壁93a的上缘安装于顶面部92的外缘。内周壁93b的上缘安装于顶面部92的内缘。
分隔壁93c、分隔壁93d是呈平坦的长方体形状,且为沿与旋转平台3的平面正交的方向下垂的板状体。分隔壁93c、分隔壁93d的上缘分别安装于顶面部92的一对半径方向的缘部。顶面部92与侧面部93的接合部被气密密封。此外,也可以将顶面部92与侧面部93一体形成,即利用共通的材料连续形成。通过此种隔断构件9而形成上部及周缘的侧面被顶面部92及侧面部93覆盖且朝向工件W的下部进行了开口的成膜室S。
所述成膜室S是进行大部分的成膜的区域,但即使在离开成膜室S的区域,也存在来自成膜室S的成膜材料的泄漏,因此并非完全没有膜的堆积。即,成膜部4a进行成膜的成膜区域成为比由隔断构件9划定的成膜室S稍微宽广的区域。
如图1及图3所示,当从上方观察时,隔断构件9呈从旋转平台3的半径方向上的中心侧朝向外侧扩径的大致扇形。此处所述的大致扇形是指扇子扇面的部分的形状。隔断构件9的开口91也同样地是大致扇形。被保持于旋转平台3上的工件W通过开口91的下方的速度在旋转平台3的半径方向上越朝向中心侧则越慢,越朝向外侧则越快。因此,若开口91是简单的长方形或正方形,则在半径方向上的中心侧与外侧,工件W通过开口91正下方的时间会产生差异。通过使开口91从半径方向上的中心侧朝向外侧扩径,从而可将工件W通过开口91的时间设为固定,可使后述的等离子体处理变得均等。但是,若通过的时间差是不会造成产品方面的问题的程度,则也可为长方形或正方形。作为隔断构件9的材质,例如可使用铝或不锈钢(Stainless Steel,SUS)。
如图2所示,隔断构件9由支撑部P支撑。支撑部P是固定配置于腔室1且独立于盖体1a的构件。在本实施方式中,支撑部P具有外周支撑部OP、内周支撑部IP。外周支撑部OP是从腔室1的底部竖立设置的多个柱状的构件,并在旋转平台3的外侧延伸到比搭载于旋转平台3的工件W稍高的位置。内周支撑部IP是设置于支柱3c的前端的平坦面。所述内周支撑部IP以与外周支撑部OP成为相同的高度的方式设定。
在此种外周支撑部OP及内周支撑部IP的上面搭载有隔断构件9。由此,外周支撑部OP的上端对隔断构件9的外周壁93a的下端进行支撑,内周支撑部IP对隔断构件9的内周壁93b的下端进行支撑。在分隔壁93c、分隔壁93d的下端与旋转平台3之间形成有进行旋转的旋转平台3上的工件W能够通过的间隔。即,以在隔断构件9的下缘与工件W之间产生少许间隙的方式,设定支撑部P的高度。
另一方面,关于隔断构件9的上部即顶面部92,以在关闭了盖体1a的情况下成为不接触盖体1a的高度的方式,对外周支撑部OP、内周支撑部IP的高度、侧面部93的高度、顶面部92的厚度进行了设定。盖体1a与顶面部92的间隔设为使进行了抽真空时挠曲的盖体1a不接触顶面部92的距离。例如,预先利用实验等,对抽真空时盖体1a挠曲而产生的高度方向的位移量即翘曲量进行调查,将大于所述翘曲量的间隙设为盖体1a的下表面与顶面部92的上表面之间产生的距离。
(包围构件)
如图2及图5所示,在靶材61与隔断构件9之间设置有包围构件100。包围构件100是导电性的构件,且具有如下功能:通过相对于成为阴极的靶材61而设定为阳极电位,并捕捉等离子体中的电子来稳定维持放电的功能。因此,包围构件100也被称为阳极环、接地屏蔽、环状阳极、阳极板、阳极电极等。
图4是表示包围构件100的底面侧的立体图。即,是使包围构件100中的、腔室1的底面侧的面即相向面102朝向上方的图。如所述图4所示,包围构件100是板状体,且通过形成使各靶材61露出的多个开口101而包围各靶材61的周围。本实施方式的包围构件100以覆盖溅射源6中的靶材61以外的与成膜室S相向的部分的方式安装于盖体1a上。如图5及图6所示,在开口101的内周与靶材61的外周之间设置有间隔G1的间隙。设置有此种间隙的原因在于:通过防止包围构件100与靶材61的接触来防止被设为阳极电位的包围构件100与靶材61的短路。
此处,构成成膜室S的隔断构件9由于重量比较大,因此非常难以用人手安装于盖体1a上或非常难以在安装于盖体1a上的状态下将盖体1a打开/关闭。因此,如上所述,隔断构件9与盖体1a分开地设置于腔室1内。另一方面,包围构件100通过螺栓等而安装于盖体1a上,以便与设置于腔室1的盖体1a侧的靶材61维持一定间隔且不与靶材接触。即,在安装有靶材61与包围构件100的状态下能够将盖体1a打开/关闭。
包围构件100的安装于盖体1a上的部分与隔断构件9空开间隙并在铅垂方向上重叠。即,包围构件100中的远离靶材61的一侧的部分在与隔断构件9之间形成通气路径,同时由隔断构件9覆盖。考虑到将盖体1a安装于腔室1时的安装误差,为了不使双方碰撞,而需要此种包围构件100与隔断构件9的间隙。此外,将包围构件100的与隔断构件9相向的平坦面设为相向面102。在隔断构件9中,与包围构件100相向的平坦面是顶面部92的一部分,设为相向面92b(参照图5、图6)。
在本实施方式中,在包围构件100与隔断构件9之间的区域(作为一例,与靶材61为相反侧的区域)中形成有经屈曲的通气路径。例如,通过在包围构件100的端部形成凸部103,在与所述包围构件100相向的隔断构件9上形成凹部94,并使双方空开间隔地重叠,从而形成了所谓的迷宫结构。此外,也可在包围构件100上设置凹部,在隔断构件9上设置凸部。
多个开口101是与靶材61同心且沿着靶材61的溅射面的外周的圆形。如上所述,在开口101的内周与靶材61的外周之间设置有间隙,所述间隙的间隔G1被设为如下程度的尺寸:即使有包围构件100的尺寸误差或安装误差,也不与靶材61接触的程度的尺寸,或者即使从靶材61飞散来的成膜粒子(以下,也称为溅射粒子)存在于所述间隙中,介隔成膜粒子而也不使靶材61与包围构件100接触的程度的尺寸。间隔G1例如优选为设为2mm左右。
在开口101的沿着靶材61的外周的位置设置有抑制部104。所述抑制部104设置于靶材61与隔断构件9之间,并抑制成膜材料附着于腔室1的内表面。即,抑制部104设置成阻碍溅射粒子侵入到隔断构件9与包围构件100的间隙中。更具体而言,抑制部104是包围构件100的厚度增加后的部分。抑制部104具有因在远离靶材61侧的方向上渐渐增加厚度而倾斜的倾斜面105。倾斜面105是包围构件100在厚度方向上的剖面逐渐变宽的、朝向成膜室S的内侧的环状的锥面。
倾斜面105相对于与靶材61的表面平行的面的倾斜角α例如优选为设为135°~170°(参照图6)。此处所述的靶材61的表面是指因成膜而消耗前的平坦面,且为与靶材61的轴正交的面。即,倾斜面105是相对于靶材61的溅射面倾斜的面。
抑制部104的表面具有以曲面连接的面。即,在抑制部104的表面上,倾斜面105的两端经由曲面而与其他部分连续。另外,倾斜面105以外的部位也以曲面连续。此外,也可并非曲面,而是以钝角的面连续。此外,抑制部104的表面可进行表面粗糙化处理,进而,可通过形成喷镀膜而进行表面粗糙化。由此,成膜材料容易附着且不易剥离。
在抑制部104形成有槽106。所述槽106具有溅射粒子不易侵入的宽度d。所述宽度d例如优选为设为1mm~5mm。槽106是沿着开口101的环状,深度方向与靶材61的厚度方向平行。此外,宽度d是与靶材61的厚度方向正交的方向上的长度。
在如上所述的抑制部104的外周与隔断构件9的侧面之间设置有间隔G2的间隙。抑制部104的外周与隔断构件9的侧面的间隔G2例如优选为设为8mm左右。若不存在间隙,则溅射粒子侵入到隔断构件9与包围构件100之间,虽不易附着于双方的相向面,尽管如此,但仍设置此种一定间隔的间隙的原因在于:如上所述那样,考虑到安装误差,在安装盖体1a时,不使双方接触。就相同的理由而言,设置于和靶材61为相反侧的包围构件100的相向面102与隔断构件9之间的间隙的间隔G3优选为设为1mm~3mm左右。进而,设置于包围构件100的凸部103与隔断构件9的凹部94之间的间隙的间隔也优选为设为与G3同等。此外,这些间隔G1~间隔G3优选为设定成在后述的腔室1的抽真空时的盖体1a发生挠曲后成为所述值。
进而,在本实施方式中,如图2及图5所示,在包围构件100与隔断构件9之间的区域(作为一例,与靶材61为相反侧的区域)中设置有将包围构件100与隔断构件9电性连接的导通部107。导通部107是由导电性的具有弹性的构件形成,且安装于包围构件100及隔断构件9中的任一个上。导通部107具有弹性的原因在于:吸收安装盖体1a时的包围构件100与隔断构件9的间隔的误差。例如,导通部107可设为铜的压缩螺旋弹簧。
[膜处理部]
膜处理部4e包括设置于腔室1的内部上表面且形成为筒形的电极(以下,称为“筒形电极”)10。筒形电极10是方筒状,一端具有开口部11,另一端被封闭。筒形电极10以下述方式配置:贯穿设置于腔室1的上表面上的贯穿孔,且开口部11侧的端部位于腔室1的内部,封闭的端部位于腔室1的外部。筒形电极10经由绝缘材而支撑于腔室1的贯穿孔的周缘。筒形电极10的开口部11被配置于与旋转平台3上所形成的搬运路L相对的位置。即,旋转平台3作为搬运部来搬运工件W并使其通过开口部11的正下方。而且,开口部11正下方的位置成为工件W的通过位置。
如图1及图2所示,当从上方观察时,筒形电极10及其开口部11与隔断构件9同样地,呈从旋转平台3的半径方向上的中心侧朝向外侧扩径的大致扇形。形成为大致扇形的原因与隔断构件9相同,若通过的时间差是不会造成产品方面的问题的程度,则也可为长方形或正方形。
如上所述,筒形电极10贯穿腔室1的贯穿孔,且一部分露出到腔室1的外部。所述筒形电极10中的露出到腔室1外部的部分如图2所示,被外部屏蔽(shield)12覆盖。通过外部屏蔽12来将腔室1的内部空间保持为气密。筒形电极10的位于腔室1内部的部分的周围由内部屏蔽13覆盖。
内部屏蔽13是与筒形电极10为同轴的方筒状,被支撑于腔室1内部的上表面。内部屏蔽13的筒的各侧面与筒形电极10的各侧面大致平行地设置。内部屏蔽13的下端是在高度方向上与筒形电极10的开口部11相同的位置,在内部屏蔽13的下端设置有与旋转平台3的上表面平行地延伸的凸缘(flange)14。通过所述凸缘14来抑制在筒形电极10的内部产生的等离子体流出到内部屏蔽13的外部。由旋转平台3搬运的工件W通过旋转平台3与凸缘14之间的间隙而搬入到筒形电极10的开口部11的正下方,并再次通过旋转平台3与凸缘14之间的间隙而从筒形电极10的开口部11的正下方予以搬出。
在筒形电极10上连接有用于施加高频电压的射频(Radio Frequency,RF)电源15。在RF电源15的输出侧串联连接有作为匹配电路的匹配器21。RF电源15也连接于腔室1。筒形电极10作为阳极发挥作用,从腔室1竖立设置的旋转平台3作为阴极发挥作用。匹配器21通过使输入侧及输出侧的阻抗匹配,从而使等离子体的放电稳定化。此外,腔室1或旋转平台3接地。具有凸缘14的内部屏蔽13也接地。
另外,在筒形电极10上连接有工艺气体导入部16,从外部的工艺气体供给源经由工艺气体导入部16而向筒形电极10的内部导入工艺气体。工艺气体可以根据膜处理的目的而适当变更。例如,在进行蚀刻的情况下,可使用氩气等惰性气体作为蚀刻气体。在进行氧化处理或后氧化处理的情况下,可使用氧。在进行氮化处理的情况下,可使用氮。RF电源15及工艺气体导入部16均经由设置于外部屏蔽12上的贯穿孔而连接于筒形电极10。
[控制部]
成膜装置D还包括控制部20。控制部20包含可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller,PLC)或中央处理器(Central Processing Unit,CPU)等被称为处理器的运算处理装置。控制部20进行下述控制,即,与溅射气体及工艺气体向腔室1的导入及排气相关的控制、DC电源7及RF电源15的控制、及旋转平台3的转速控制等。
[动作]
对本实施方式的成膜装置D的动作进行说明。在打开了盖体1a的状态下,将隔断构件9搭载于外周支撑部OP、内周支撑部IP。外周支撑部OP、内周支撑部IP设定为如上所述那样的高度,因此隔断构件9的下端空开工件W能够通过的间隔而受到支撑。
其次,利用盖体1a将腔室1密封。由此,安装于盖体1a侧的靶材61位于从设置于隔断构件9的顶面部92上的靶材孔92a面向成膜室S的内部的位置。包围构件100中的抑制部104的倾斜面105进入到靶材孔92a并朝向成膜室S的中央,相向面102与隔断构件9的顶面空开间隔地相向。此时,包围构件100的凸部以进入到隔断构件9的凹部94中的方式空开间隔地重叠,因此可形成迷宫结构的通气路径。另外,导通部107被包围构件100与隔断构件9夹着而与双方接触并被压缩,因此可确保双方的电导通。
在如上所述那样由盖体1a对腔室1进行了密封之后,腔室1的内部由排气部2进行排气而成为真空状态。维持着腔室1内的真空状态而从加载互锁部5将未处理的工件W搬入到腔室1内。所搬入的工件W由依次定位于加载互锁部5的旋转平台3的保持部3a予以保持。进而,通过连续使旋转平台3旋转,从而使工件W沿着搬运路L来旋转搬运,以使其通过各处理部4a~处理部4g的下方。
当进行抽真空时,盖体1a因大气压而挠曲。但是,隔断构件9未安装于盖体1a,而是由独立于盖体1a的外周支撑部OP、内周支撑部IP来进行支撑。而且,隔断构件9的顶面部92位于不接触挠曲了的盖体1a的位置。因此,即使因抽真空而盖体1a发生了挠曲,最初设定的隔断构件9与旋转平台3的间隔也会不发生变化,从而工件W与隔断构件9的下端的间隙得到维持。
在成膜部4a中,从溅射气体导入部8导入溅射气体,从DC电源7对溅射源6施加直流电压。通过直流电压的施加,溅射气体被等离子体化,从而产生离子。当所产生的离子碰撞到靶材61时,靶材61的成膜材料飞出。所飞出的成膜材料堆积于通过成膜部4a的下方的工件W,由此在工件W上形成薄膜。其他的成膜部4b、成膜部4c、成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g中,也以同样的方法来进行成膜。但是,未必需要利用所有的成膜部来进行成膜。作为一例,此处,对于工件W,通过DC溅射来形成硅(Silicon,Si)膜。
在进行此种成膜时,如图7的(A)所示,溅射粒子也会附着于抑制部104的倾斜面105,由此,从靶材61飞散来的铅垂方向与倾斜于所述铅垂方向的方向上的成膜材料会被抑制部104阻碍并捕捉,因此成膜材料不易附着于抑制部104以外的区域即相向面102、腔室1的顶面等。另外,成膜材料不易进入到形成于倾斜面105上的槽106内,因此不易附着。
利用成膜部4a进行了成膜的工件W接着在搬运路L上由旋转平台3予以搬运,并在膜处理部4e中,通过筒形电极10的开口部11的正下方的位置即膜处理位置。如上所述,在本实施方式中对在膜处理部4e中进行后氧化的示例进行说明。在膜处理部4e中,从工艺气体导入部16向筒形电极10内导入工艺气体即氧气,并从RF电源15对筒形电极10施加高频电压。通过高频电压的施加,氧气被等离子体化,从而产生电子、离子及自由基(radical)等。等离子体从阳极即筒形电极10的开口部11流向阴极即旋转平台3。等离子体中的离子碰撞到通过开口部11的下方的工件W上的薄膜,从而使薄膜受到后氧化。此外,由于隔断构件9与包围构件100之间成为迷宫结构的通气路径,因此可抑制来自膜处理部4e的工艺气体侵入到成膜室S内而附着于靶材61的表面,靶材61的表面因氧化等而受到污染。
[效果]
(1)本实施方式的成膜装置D包括:腔室1,能够使内部为真空;成膜部4a~成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g,具有包含成膜材料的靶材61,在所述腔室内,通过溅射而使成膜材料堆积于工件W上来进行成膜;隔断构件9,与靶材61空开间隔地配置,形成用于利用成膜部4a~成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g进行成膜的成膜室S,并将腔室1内的成膜室S与外部隔断;以及抑制部104,设置于靶材61与隔断构件9之间,并抑制成膜材料附着于腔室1的内表面。
如上所述,由于设置有抑制部104,因此即使在隔断构件9与腔室1的内壁面形成了间隙,也可抑制成膜材料从所述间隙飞散到腔室1内的成膜室S的外部,且可抑制成膜材料附着于如腔室1的内表面之类的作为腔室1内的构件的、抑制部104以外的区域。因此,为了去除所附着的膜,可减少腔室1内的构件的应清洗的面积,维护性提高。
(2)设置有包围构件100,所述包围构件100是设置于靶材61与隔断构件9之间的板状体,且通过形成使靶材61露出的开口101来包围靶材61的周围,抑制部104是在开口101的沿着靶材61的外周的位置厚度增加后的部分。
因此,成膜材料附着于设置在靶材61的周围的抑制部104,可抑制成膜材料附着于其他区域,因此通过包围构件100而可抑制膜附着于腔室1内,并且在进行维护时,只要将附着于抑制部104的膜去除即可,因此可减少应清洗的面积,维护性提高。此根据如下情况也明确可知:与图7的(A)所示的本实施方式相比,在图7的(B)所示的包围构件100是平坦的情况下,溅射粒子PA不会受到阻碍而容易进入到包围构件100与隔断构件9之间。
(3)抑制部104具有因朝向远离靶材61的方向渐渐增加厚度而倾斜的倾斜面105。因此,从靶材61飞散来的垂直方向上的成膜材料与倾斜方向上的成膜材料容易被倾斜面105遮蔽、捕捉,成膜材料不易附着于倾斜面105以外的区域。因此,可减少清洗面积,维护性提高。
(4)倾斜面105相对于与靶材61的表面平行的面的倾斜角α是135°~170°。如上所述,通过使倾斜面105的倾斜角α相对于与靶材61的表面平行的面而言变得平缓,成膜材料容易附着,可减低成膜材料附着于其他地方。
(5)抑制部104的表面具有以曲面或钝角连接的面。以锐角连接的面在附着有成膜材料的情况下,容易剥离,但通过设为以曲面或钝角连接的面,成膜材料容易附着,所剥离的成膜材料不易下落到工件W上,因此可减低膜质恶化的可能性。
(6)在抑制部104形成有槽106。因此,溅射粒子不易侵入到槽106内部,因此即使成膜材料堆积于抑制部104的表面上,也可在槽106的内部确保具有导电性的面。因此,在磁通密度高的靶材61周围的抑制部104,能维持可高效地捕捉电子的状态,因此可防止失去包围构件100作为阳极的功能的阳极消失。由此,可防止放电变得不稳定而膜质或膜厚均匀性恶化,可良好地进行溅射。此对于成膜材料是如硅那样的绝缘性高的材料且容易产生阳极消失的情况而言特别有效。
(7)在包围构件100与隔断构件9之间的区域中具有导通部107,所述导通部107将包围构件100与隔断构件9电性连接。因此,通过确保包围构件100与隔断构件9的电性连接,与包围构件100相比,存在未成膜的部位的隔断构件9也可捕捉电子。因此,隔断构件9也作为阳极发挥作用,可防止阳极消失。另外,通过使导通部107介隔存在于包围构件100与隔断构件9之间,而减低来自腔室1内的其他处理部的不同种类的处理气体迂回到成膜室S而污染靶材61的情况。
(8)包括:膜处理部4e,设置于腔室1内,对通过成膜部4a~成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g而形成的膜进行处理;以及旋转平台3,是设置于腔室1内,并在成膜部4a~成膜部4d、成膜部4f、成膜部4g与膜处理部4e之间搬运工件W的搬运部,在包围构件100与隔断构件9之间的区域中,形成有经屈曲的通气路径。因此,可防止来自膜处理部4e的包含氧的工艺气体等各种气体迂回,抑制靶材61的表面污染。
[变形例]
本发明的实施方式并不限定于所述形态,也包含如下形态。此外,关于与所述形态相同的结构,省略说明。
(1)也可省略槽106及导通部107中的任一方或双方。另外,如图8所示,也可在隔断构件9上设置抑制部95。例如,也可将在隔断构件9中的靶材61附近以使靶材61与隔断构件9的间隔变窄的方式突出的部分设为抑制部95。由此,可获得与所述抑制部104相同的效果。另外,例如,此种抑制部95也可形成如上所述的倾斜面、以曲面或钝角连接的面。
(2)作为膜处理部,也可为使通过因感应耦合所产生的等离子体而产生的活性种浸透到堆积于工件W的表面上的膜中,来形成化合物膜的处理部。另外,也可并非是一边旋转搬运一边进行成膜或膜处理的装置,而是在静止的状态下进行成膜部中的成膜、膜处理部中的膜处理的装置,即搬运部在成膜部、膜处理部之间进行搬运的成膜装置。搬运部并不限定于旋转平台3。另外,也可为在静止的状态下仅进行成膜,在其他地方进行膜处理的装置,即不具有搬运部的成膜装置。
(3)也可构成为如图9所示那样将包围构件100对应于每一靶材61而分成多个。进而,如图10所示,例如,通过利用螺栓等紧固构件而将抑制部104设置成能够相对于包围构件100进行拆装,在进行维护时,只要仅将抑制部104拆下即可,因此维护性提高。
[其他实施方式]
以上已对本发明的实施方式及各部的变形例进行了说明,但所述实施方式或各部的变形例仅作为一例而提出,并不意图限定发明的范围。上文所述的这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施,可在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨内,并且包含于权利要求所记载的发明内。如何将各技术方案的发明设为组合形态是自由的,可选择所述任意特征进行组合,也可省略。
Claims (9)
1.一种成膜装置,其特征在于,包括:
腔室,能够使内部为真空;
成膜部,具有包含成膜材料的靶材,在所述腔室内,通过溅射而使成膜材料堆积于工件上来进行成膜;
隔断构件,与所述靶材空开间隔地配置,形成用于利用所述成膜部进行成膜的成膜室,并将所述腔室内的所述成膜室与外部隔断;以及
抑制部,设置于所述靶材与所述隔断构件之间,并抑制成膜材料附着于所述腔室的内表面。
2.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,设置有包围构件,所述包围构件是设置于所述靶材与所述隔断构件之间的板状体,且通过形成使所述靶材露出的开口来包围所述靶材的周围,
所述抑制部是在所述开口的沿着所述靶材的外周的位置厚度增加后的部分。
3.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,所述抑制部是在所述隔断构件中的所述靶材的附近以使所述靶材与所述隔断构件的间隔变窄的方式突出的部分。
4.根据权利要求2或3所述的成膜装置,其特征在于,所述抑制部具有因朝向远离所述靶材的方向渐渐增加厚度而倾斜的倾斜面。
5.根据权利要求4所述的成膜装置,其特征在于,所述倾斜面相对于与所述靶材的表面平行的面的倾斜角是135°~170°。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的成膜装置,其特征在于,所述抑制部的表面具有以曲面或钝角连接的面。
7.根据权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,在所述抑制部形成有槽。
8.根据权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,在所述包围构件与所述隔断构件之间的区域中具有导通部,所述导通部将所述包围构件与所述隔断构件电性连接。
9.根据权利要求2或8所述的成膜装置,其特征在于,包括:
膜处理部,设置于所述腔室内,对通过所述成膜部而形成的膜进行处理;以及
搬运部,设置于所述腔室内,在所述成膜部与所述膜处理部之间搬运工件,并且
在所述包围构件与所述隔断构件之间的区域中形成有经屈曲的通气路径。
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