DE112019000682T5

DE112019000682T5 - Substratbearbeitungsvorrichtung und Substratbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112019000682T5
Application number: DE112019000682.7T
Authority: DE
Inventors: Yuji TAKANAMI; Kento NOROTA; Naoyuki Okamoto; Yasuo Kato; Yasushi Yasumatsu
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: US20220139686A1; KR20200105696A; JPWO2019155978A1; JP6738976B2; WO2019155978A1; US20200343080A1; CN111684101B; CN111684101A; DE112019000682B4; US11694882B2; KR102415073B1; US11270873B2

Abstract

Eine Substratbearbeitungsvorrichtung (1), die ein Substrat (S) mittels Partikel bearbeitet, weist einen Transportmechanismus (CMA), der so konfiguriert ist, dass er das Substrat (S) entlang einer Transportfläche (CS) transportiert, eine Partikelquelle (T), die so konfiguriert ist, dass sie Partikel emittiert, einen Drehmechanismus (RTM), der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle (T) um eine Drehachse schwenken lässt, und einen Bewegungsmechanismus (RVM) auf, der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle (T) derart bewegt, dass ein Abstand zwischen der Partikelquelle (T) und der Transportfläche (CS) geändert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Substratbearbeitungsvorrichtung und ein Substratbearbeitungsverfahren.
Stand der Technik
Es gibt eine Substratbearbeitungsvorrichtung, die ein Substrat mittels Partikel bearbeitet, die von einer Partikelquelle emittiert werden. Die Partikelquelle kann zum Beispiel ein Target, das von einer Kathode gehalten wird, oder eine Ionenstrahlquelle sein. Wenn die Partikelquelle ein Target ist, kann die Substratbearbeitungsvorrichtung als eine Sputtervorrichtung (Abscheidungsvorrichtung) verwendet werden. Wenn die Partikelquelle eine Ionenstrahlquelle ist, kann die Substratbearbeitungsvorrichtung als eine Ätzvorrichtung oder eine Ionenimplantationsvorrichtung verwendet werden.
Die PTL 1 offenbart eine Abscheidungsvorrichtung, die auf einem Träger, der eine ungleichmäßige Form hat, eine dünne Schicht ausbildet. Die in der PTL 1 beschriebene Abscheidungsvorrichtung weist eine Kathodeneinheit, die in einer Y-Richtung um eine Achse drehbar ist, eine Drehwelle, die einen Trägerhalter dreht, ein Antriebssystem, das die Drehwelle in ihrer Achsenrichtung antreibt, und ein Antriebssystem, das die Drehwelle in einer X-Z-Ebene schwingt, auf.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2005 - 336 535 A
Kurdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn mit einer Anordnung, bei der die Stellung (Neigung) und die Position eines Substrats (eines Trägers) wie bei der Abscheidungsvorrichtung der PTL 1 gesteuert werden, auf einem Substrat, das eine konkave Form hat, eine Schicht ausgebildet wird, ist der Bereich begrenzt, in dem der Abstand zwischen dem Target und dem Substrat und die relative Stellung zwischen dem Substrat und dem Substrat eingestellt werden können. Um den einstellbaren Bereich zu vergrößern, ist es erforderlich, den Einstellbereich der Lage und Position des Substrats und den Schwenkbereich der Kathodeneinheit zu vergrößern, doch kann dies zu einer Größenzunahme der Abscheidungsvorrichtung führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Verfügung zu stellen, die beim Einstellen des Abstands zwischen einer Partikelquelle und einem Substrat und der relativen Stellung zwischen der Partikelquelle und dem Substrat vorteilhaft ist.
Lösung des Problems
Eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Substratbearbeitungsvorrichtung, die mittels Partikel ein Substrat bearbeitet. Die Substratbearbeitungsvorrichtung umfasst einen Transportmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er das Substrat entlang einer Transportfläche transportiert, eine Partikelquelle, die so konfiguriert ist, dass sie Partikel emittiert, einen Drehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle um eine Drehachse schwenken lässt, und einen Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle derart bewegt, dass ein Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Substratbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Substrats. Das Substratbearbeitungsverfahren umfasst einen Bearbeitungsschritt, in dem das Substrat mittels Partikel, die von einer Partikelquelle emittiert werden, bearbeitet wird, während das Substrat entlang einer Transportfläche transportiert wird und eine Stellung und eine Position der Partikelquelle, die Partikel emittiert, gesteuert werden, wobei sich ein Zielbearbeitungsabschnitt des Substrats ändert, wenn das Substrat transportiert wird, und der Bearbeitungsschritt einen Antriebsschritt beinhaltet, in dem die Partikelquelle in Übereinstimmung mit einer Änderung des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats um eine Drehachse schwenken gelassen wird und die Partikelquelle derart bewegt wird, dass ein Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Technik zur Verfügung gestellt, die beim Einstellen des Abstandes zwischen der Partikelquelle und einem Substrat und der relativen Stellung zwischen der Partikelquelle und dem Substrat vorteilhaft ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es ist zu beachten, dass in den beigefügten Zeichnungen gleiche Bezugszahlen gleiche oder ähnliche Komponenten bezeichnen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung einer Sputtervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung der Sputtervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die schematisch die Einstellung oder Steuerung der Stellung und Position eines Targets (Kathode) zeigt, die unter der Steuerung einer Steuereinheit durch einen Drehmechanismus und einen Bewegungsmechanismus durchgeführt werden kann;
4 ist eine Ansicht, die in Zeitreihe einen Prozess zeigt, in dem auf einem Substrat durch Sputtern in der Sputtervorrichtung eine Schicht ausgebildet wird;
5 ist eine Ansicht, die in Zeitreihe den Prozess zeigt, in dem auf dem Substrat durch Sputtern in der Sputtervorrichtung die Schicht ausgebildet wird;
6 ist eine Ansicht, die in Zeitreihe den Prozess zeigt, in dem auf dem Substrat durch Sputtern in der Sputtervorrichtung die Schicht ausgebildet wird; und
7 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung einer Sputtervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Es versteht sich, dass die folgenden Ausführungsbeispiele nicht die Ansprüche der vorliegenden Erfindung beschränken sollen. In den Ausführungsbeispielen wird eine Vielzahl von Merkmalen beschrieben, doch sind nicht alle dieser Merkmale unbedingt notwendig für die vorliegende Erfindung und die Merkmale können beliebig kombiniert werden. In den beigefügten Zeichnungen bezeichnet die gleiche Bezugszahl gleiche oder ähnliche Komponenten und eine wiederholte Beschreibung von ihnen wird weggelassen.
Die vorliegende Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand ihrer exemplarischen Ausführungsbeispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Substratbearbeitungsvorrichtung und ein Substratbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Substrats mittels Partikel, die von einer Partikelquelle emittiert werden. Die Partikelquelle ist zum Beispiel ein Target, das von einer Kathode gehalten wird, und die Substratbearbeitungsvorrichtung kann als eine Sputtervorrichtung konfiguriert sein, die mittels Partikel, die durch Sputtern der Kathode emittiert werden, auf einem Substrat eine Schicht ausbildet. Alternativ ist die Partikelquelle eine Ionenstrahlquelle und die Substratbearbeitungsvorrichtung kann als eine Ätzvorrichtung, die ein Substrat mittels Partikel ätzt, die von der Ionenstrahlquelle emittiert werden, oder als eine Ionenimplantationsvorrichtung konfiguriert sein, die Partikel, die von der Ionenstrahlquelle emittiert werden, in ein Substrat implantiert.
Unten wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Substratbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Sputtervorrichtung angewandt wird. Wenn die Partikelquelle in der folgenden Beschreibung jedoch durch eine Ionenstrahlquelle ersetzt wird, kann die unten beschriebene Substratbearbeitungsvorrichtung als eine Ätzvorrichtung, die ein Substrat ätzt, oder eine Ionenimplantationsvorrichtung, die Ionen in ein Substrat implantiert, fungieren.
1 zeigt schematisch die Anordnung einer Sputtervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sputtervorrichtung 1 kann eine Sputterkammer CA, einen Transportmechanismus CMA, der ein Substrat S in der Sputterkammer CA entlang einer Transportfläche CS transportiert, und eine Kathode C aufweisen, die in der Sputterkammer CA ein Target T (eine Partikelquelle) hält. Die Sputtervorrichtung 1 kann außerdem einen Drehmechanismus RTM, der die Kathode C um eine Drehachse schwenken lässt, und einen Bewegungsmechanismus RVM aufweisen, der die Kathode C derart bewegt, dass der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS geändert wird. Dabei kann der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS durch den Bewegungsmechanismus RVM derart eingestellt oder gesteuert werden, dass der Abstand zwischen dem Target T und einem Schichtausbildungsabschnitt des Substrats S auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt ist.
Das Substrat S weist zum Beispiel eine Oberfläche auf, die eine konkave Form hat, und auf der Oberfläche kann durch Sputtern eine Schicht ausgebildet werden. Die Oberfläche kann zum Beispiel eine Oberfläche, die einen Teil einer zylinderförmigen Oberfläche ausbildet, eine Oberfläche, die einen Teil einer kugelförmigen Oberfläche ausbildet, oder ein Paraboloid sein, doch sie kann auch eine andere Form haben. Die vorliegende Erfindung ist beim Ausbilden einer Schicht auf einer konkaven Oberfläche eines Substrats vorteilhaft, doch kann sie auch angewandt werden, um auf einer konvexen Oberfläche eines Substrats eine Schicht auszubilden.
Das Substrat S kann durch den Transportmechanismus CMA entlang der Transportfläche CS transportiert werden, während es von einem Substrathalter SH gehalten wird. Das Substrat S kann zum Beispiel ein Trägermaterial oder ein Träger eines optischen Elements wie eines Spiegels sein. Der Transportmechanismus CMA kann zum Beispiel ein Rollenförderer sein, doch er kann auch eine andere Art Transportmechanismus sein.
Außerdem kann die Sputtervorrichtung 1 eine Vakuumpumpe (zum Beispiel eine Turbomolekularpumpe, eine Trockenpumpe, eine Kryopumpe oder dergleichen) aufweisen, um den Druck im Innenraum der Sputterkammer CA zu reduzieren. Des Weiteren kann die Sputtervorrichtung 1 eine Gaszufuhreinheit aufweisen, die dem Innenraum der Sputterkammer CA ein Gas (zum Beispiel ein Argongas) zuführt. Darüber hinaus kann die Sputtervorrichtung 1 eine Hochfrequenzzufuhrquelle aufweisen, die zwischen der Kathode C und dem Substrat S und/oder der Sputterkammer CA eine Hochfrequenz zuführt.
Die Sputtervorrichtung 1 kann des Weiteren eine Ladeschleusenkammer CB aufweisen. Die Ladeschleusenkammer CB kann mit der Sputterkammer CA über einen Absperrschieber V1 verbunden sein. In der Ladeschleusenkammer CB kann eine Vakuumpumpe vorgesehen sein, die den Druck im Innenraum der Ladeschleusenkammer CB reduziert. Des Weiteren kann in der Ladeschleusenkammer CB ein Transportmechanismus CMB vorgesehen sein, um das Substrat S in der Ladeschleusenkammer CB zu transportieren. In der Ladeschleusenkammer CB kann eine Heizung HT vorgesehen sein, die das Substrat S erhitzt.
Die Sputtervorrichtung 1 kann eine Ladeluke CC aufweisen, die für eine Zwischenstation sorgt, um das Substrat S in die Ladeschleusenkammer CB zu laden und das Substrat S aus der Ladeschleusenkammer CB zu entladen. Die Ladeluke CC kann mit der Ladeschleusenkammer CB über einen Absperrschieber V2 verbunden sein. In der Ladeluke CC kann ein Transportmechanismus CMC vorgesehen sein, um das Substrat S in der Ladeluke CC zu transportieren. Außerdem kann in der Ladeluke CC ein Messgerät MEAS vorgesehen sein, um die Form der Oberfläche des Substrats S zu messen. Das Messgerät MEAS kann zum Beispiel ein Messgerät für eine dreidimensionale Form sein. Das Messgerät MEAS kann die Form der Oberfläche des Substrats S zum Beispiel in einem Zustand messen, in dem das Substrat S durch den Transportmechanismus CMC hin und her bewegt wird, und Oberflächenforminformationen erzeugen.
Die Sputtervorrichtung 1 kann eine Steuereinheit CNT aufweisen, die die Transportmechanismen CMA, CMB und CMC, den Drehmechanismus RTM, den Bewegungsmechanismus RVM, die Heizung HT und das Messgerät MEAS steuert. Die Steuereinheit CNT kann aus zum Beispiel einer PLD (Abkürzung für „programmierbare logische Schaltung“) wie einem FPGA (Abkürzung für „Field Programmable Gate Array“), einer ASIC (Abkürzung für „anwendungsspezifische integrierte Schaltung“), einem Universalrechner, auf dem ein Programm installiert ist, oder einer Kombination von allen oder einigen dieser Komponenten ausgebildet sein.
In dem in 1 gezeigten Beispiel kann das Substrat S in die Ladeluke CC geladen und durch die Transportmechanismen CMC und CMB über den Absperrschieber V2 zur Ladeschleusenkammer CB transportiert werden. Wenn dabei die Form der Oberfläche des Substrats S unbekannt ist, kann sie durch das Messgerät MEAS vermessen werden. Beruhend auf den Oberflächenforminformationen (den Informationen, die die Form der Oberfläche des Substrats S angeben), die infolge der Messung durch das Messgerät MEAS erzielt werden, oder den Oberflächenforminformationen des Substrats S, die über ein (nicht gezeigtes) Eingabegerät zur Verfügung gestellt werden, kann die Steuereinheit CNT Steuerinformationen erzeugen, um den Drehmechanismus RTM und den Bewegungsmechanismus RVM zu steuern.
Wenn das Substrat S in die Ladeschleusenkammer CB geladen worden ist, kann der Druck im Innenraum der Ladeschleusenkammer CB reduziert werden. Außerdem kann das Substrat S bei Bedarf durch die Heizung HT erhitzt werden. Danach kann das Substrat S durch die Transportmechanismen CMB und CMA über den Sperrschieber V1 zum Innenraum der Sputterkammer CA transportiert werden.
In der Sputterkammer CA kann ein Schichtausbildungsschritt erfolgen, in dem auf dem Substrat S durch Sputtern eine Schicht ausgebildet wird, während das Substrat S entlang der Transportfläche CS in einer ersten Transportrichtung transportiert wird und die Stellung und die Position der Kathode C, die das Target T hält, gesteuert werden. Wenn das Substrat S durch den Transportmechanismus CMA transportiert wird, kann sich ein Schichtausbildungsabschnitt ändern, der ein Abschnitt der Gesamtoberfläche des Substrats S ist, wo eine Schicht ausgebildet wird (ein Abschnitt, wo eine Schicht wächst). Dabei lässt sich sagen, dass ein Schichtausbildungsabschnitt ein zu bearbeitender Abschnitt ist, also ein Zielbearbeitungsabschnitt. Der Schichtausbildungsschritt kann einen Antriebsschritt beinhalten, in dem die Kathode C in Übereinstimmung mit einer Änderung des Schichtausbildungsabschnitts des Substrats S um die Drehachse schwenken gelassen wird und die Kathode C derart bewegt wird, dass der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS geändert wird. Im Antriebsschritt kann der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS durch den Antriebsmechanismus RVM derart eingestellt oder gesteuert werden, dass der Abstand zwischen dem Target T und dem Schichtausbildungsabschnitt des Substrats S auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt ist.
Nachdem die Schicht auf der gesamten Oberfläche (oder dem gesamten Bereich, wo die Schicht ausgebildet werden soll) des Substrats ausgebildet worden ist, wird das Substrat S durch den Transportmechanismus CMA in einer zweiten Transportrichtung, die entgegengesetzt zur ersten Transportrichtung ist, transportiert und weiter durch die Transportmechanismen CMA und CMB über den Absperrschieber V1 zum Innenraum der Ladeschleusenkammer CB transportiert. Danach wird der Druck in der Ladeschleusenkammer CB zum Atmosphärendruck zurückgeführt und das Substrat S kann durch die Transportmechanismen CMB und CMC zur Ladeluke CC transportiert werden.
2 zeigt schematisch ein Beispiel der Anordnungen des Drehmechanismus RTM und des Bewegungsmechanismus RVM. 3 zeigt schematisch eine Einstellung oder Steuerung der Stellung und Position des Targets T (der Kathode C), die unter der Steuerung der Steuereinheit CNT durch den Drehmechanismus RTM und den Bewegungsmechanismus RVM durchgeführt werden kann. Der Bewegungsmechanismus RVM kann zum Beispiel als ein Umdrehungsmechanismus ausgeführt sein, der die Kathode C bewegt, indem er die Kathode C derart entlang einer Umdrehungsbahn OB schwenken lässt, dass der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS (dem Schichtausbildungsabschnitt DP) geändert wird. Der Bewegungsmechanismus RVM kann zum Beispiel einen Motor 12, eine Drehwelle 16, die mit dem Drehmechanismus RTM verbunden ist, ein Lager 18, das die Drehwelle 16 trägt, und einen Getriebemechanismus 14 aufweisen, der eine Ausgabe (Schwenkung) des Motors 12 auf die Drehwelle 16 überträgt. Der Drehmechanismus RTM kann zum Beispiel einen Motor 32, eine Drehwelle 38, die die Kathode C trägt, und einen Getriebemechanismus 36 aufweisen, der eine Ausgabe (Schwenkung) des Motors 32 auf die Drehwelle 38 überträgt.
Die Schichtausbildungsabschnitt DP (siehe 3) des Substrats S kann sich ändern, wenn das Substrat S durch den Transportmechanismus CMA transportiert wird. Der Drehmechanismus RTM und der Bewegungsmechanismus RVM können unter der Steuerung der Steuereinheit CNT die Stellung und Position der Kathode C (des Targets T) derart einstellen oder steuern, dass der Winkel zwischen einer Normalen NS des Schichtausbildungsabschnitts DP des Substrats C und einer Normalen NT (einer Normalen der Partikelquelle) der Oberfläche des Targets T auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt ist. Der Drehmechanismus RTM und der Bewegungsmechanismus RVM können die Stellung und Position der Kathode C (des Targets T) unter der Steuerung der Steuereinheit CNT vorzugsweise derart einstellen oder steuern, dass die Normale NS des Schichtausbildungsabschnitts DP des Substrats C parallel zur Normalen NT der Oberfläche des Targets T wird.
Des Weiteren können der Drehmechanismus RTM und der Bewegungsmechanismus RVM die Stellung und Position der Kathode C (des Targets T) unter der Steuerung der Steuereinheit CNT derart einstellen oder steuern, dass der Winkel zwischen der Normalen NS des Schichtausbildungsabschnitts DP des Substrats S und der Normalen NT der Oberfläche des Targets T auf den vorbestimmten Winkel eingestellt ist und der Abstand zwischen dem Schichtausbildungsabschnitt DP und dem Target T auf den vorbestimmten Abstand eingestellt ist. Der Drehmechanismus RTM und der Bewegungsmechanismus RVM können die Stellung und Position der Kathode C (des Targets T) unter der Steuerung der Steuereinheit CNT vorzugsweise derart einstellen oder steuern, dass die Normale NS des Schichtausbildungsabschnitts DP des Substrats S parallel zur Normalen NT der Oberfläche des Targets T wird und der Abstand zwischen dem Schichtausbildungsabschnitt DP und dem Target T auf den vorbestimmten Abstand eingestellt ist.
Eine Drehachse RTA kann parallel zu einer zweiten Richtung (einer Richtung parallel zur X-Achse) sein, die senkrecht zu einer ersten Richtung ist, die parallel zur Transportrichtung (der Richtung parallel zur Y-Achse) des Substrats S durch den Transportmechanismus CMA ist, und eine Umdrehungsachse RVA der Umdrehungsbahn OB kann parallel zur zweiten Richtung sein.
Die 4 bis 6 zeigen in Zeitreihe einen Prozess, in dem auf dem Substrat S durch Sputtern in der Sputtervorrichtung 1 eine Schicht ausgebildet wird. Der Prozess schreitet in der Reihenfolge der Zustände S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18 und S19 voran. Das Substrat S weist ein Ende E1 in der Transportrichtung durch den Transportmechanismus CMA und ein anderes Ende E2 in der Transportrichtung durch den Transportmechanismus CMA auf und es kann eine Schicht in einem Bereich vom einem Ende E1 bis zum anderen Ende E2 ausgebildet werden.
In dem Prozess, der exemplarisch in den 4 bis 6 gezeigt ist, hat die Oberfläche des Substrats S in einem Schnitt (X-Z-Schnitt) entlang der Transportrichtung eine konkave Form. Während das Substrat S in dem Beispiel, das in den 4 bis 6 gezeigt ist, durch den Transportmechanismus CMA in der Transportrichtung transportiert wird und in dem Bereich vom einen Ende E1 bis zum anderen Ende E2 des Substrats S eine Schicht ausgebildet wird, lässt der Bewegungsmechanismus RVM die Kathode C (das Target T) entlang der Umdrehungsbahn OB in einer ersten Umdrehungsrichtung und dann entlang der Umdrehungsbahn OB in einer zweiten Umdrehungsrichtung entgegengesetzt zur ersten Umdrehungsrichtung schwenken. Während das Substrat S in dem Beispiel, das in den 4 bis 6 gezeigt ist, durch den Transportmechanismus CMA in der Transportrichtung transportiert wird und die Schicht in dem Bereich vom einen Ende E1 bis zum anderen Ende E2 des Substrats S ausgebildet wird, lässt der Drehmechanismus RTM die Kathode C (das Target T) des Weiteren nur in einer Drehrichtung um die Drehachse RTA schwenken.
In einem Anordnungsbeispiel ist die Kathode C oberhalb der Transportfläche CS angeordnet und liegt der tiefste Punkt der Umdrehungsbahn OB tiefer als der zulässige höchste Punkt des Substrats S (der höchste Punkt im Substrat S, der in der Sputtervorrichtung 1 bearbeitet werden kann). In einem anderen Anordnungsbeispiel ist die Kathode C oberhalb der Transportfläche CS angeordnet und liegt der tiefste Punkt der Umdrehungsbahn OB höher als der zulässige höchste Punkt des Substrats S (der höchste Punkt im Substrat S, der in der Sputtervorrichtung 1 bearbeitet werden kann).
Vor Beginn der Schichtausbildung auf dem Substrat S kann das Substrat S in einem Zustand, in dem das Target T und die Kathode C an eine Position zurückgezogen sind, an der sie nicht mit dem Substrat S zusammenstoßen, durch den Transportmechanismus CMA zu einer Position transportiert werden, die als der Zustand S11 angegeben ist. Dann können der Drehmechanismus RTM und der Bewegungsmechanismus RVM unter der Steuerung der Steuereinheit CNT die Stellung und Position der Kathode C (des Targets T) derart steuern, dass die Normale NS des Schichtausbildungsabschnitts DP des Substrats S parallel zur Normalen NT der Oberfläche des Targets T wird und der Abstand zwischen dem Schichtausbildungsabschnitt DP und dem Target T auf einen Zielabstand eingestellt ist. Mit diesem Betrieb werden die relative Position und Stellung zwischen dem Substrat S und dem Target T so eingestellt, wie im Zustand S11 gezeigt ist. In diesem Zustand wird mit dem Prozess begonnen, auf dem Substrat S eine Schicht auszubilden, während das Substrat S durch den Transportmechanismus CMA transportiert wird.
Anschließend schreitet der Vorgang über die Zustände S12, S13, S14, S15, S16, S17 und S18 zum Zustand S19 voran und es wird die Schichtausbildung in dem Bereich vom einem Ende E1 bis zum anderen Ende E2 abgeschlossen. Danach wird das Substrat S in einem Zustand, in dem das Target T und die Kathode C jeweils an die Position zurückgezogen sind, an der sie nicht mit dem Substrat S zusammenstoßen, durch die Transportmechanismen CMA und CMB aus der Sputterkammer CA zur Ladeschleusenkammer CB transportiert und weiter durch die Transportmechanismen CMB und CMC zur Ladeluke CC transportiert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Drehmechanismus RTM, der die Kathode C um die Drehachse schwenken lässt, und der Bewegungsmechanismus RVM vorhanden, der die Kathode C so bewegt, dass der Abstand zwischen der Kathode C und der Transportfläche CS geändert wird, sodass auf der Oberfläche C, die die konkave Form hat, eine Schicht ausgebildet werden kann, während das Substrat S transportiert wird. Eine solche Anordnung ist hinsichtlich der Größenverringerung der Sputtervorrichtung vorteilhafter als die Anordnung, bei der die relative Position und die Stellung zwischen dem Target und dem Substrat eingestellt oder gesteuert werden, indem das Substrat S umlaufen oder schwenken gelassen wird.
7 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einer Sputtervorrichtung 1 oder einer Sputterkammer CA. Komponenten, die nicht als das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben werden, können dem ersten Ausführungsbeispiel folgen, das unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben wurde. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Bewegungsmechanismus RVM vom ersten Ausführungsbeispiel zu einem Bewegungsmechanismus RVM' geändert. Der Bewegungsmechanismus RVM' ist als ein Hebemechanismus ausgeführt, der eine Kathode C anhebt, wodurch die Kathode C derart bewegt wird, dass der Abstand der Kathode C und einer Transportfläche CS (eines Schichtausbildungsabschnitts) geändert wird.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 6. April 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-019569 , die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und es können innerhalb des Grundgedankens und Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden. Um die Öffentlichkeit vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu informieren, werden daher die folgenden Ansprüche gestellt.
Bezugszeichenliste

1: Sputtervorrichtung,
CA: Sputterkammer,
CB: Ladeschleusenkammer,
CC: Ladeluke,
CMA: Transportmechanismus,
CMB: Transportmechanismus,
CMC: Transportmechanismus,
CS: Transportfläche,
C: Kathode,
T: Target,
S: Substrat,
RTM: Drehmechanismus,
RVM: Bewegungsmechanismus (Umdrehungsmechanismus),
RVM': Bewegungsmechanismus (Hebemechanismus),
RTA: Drehachse,
RVA: Umdrehungsachse,
OB: Umdrehungsbahn,
DP: Schichtausbildungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2005 [0004]
JP 336535 A [0004]
JP 2018019569 [0036]

Claims

Substratbearbeitungsvorrichtung, die ein Substrat mittels Partikel bearbeitet, mit: einem Transportmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er das Substrat entlang einer Transportfläche transportiert; einer Partikelquelle, die so konfiguriert ist, dass sie Partikel emittiert; einem Drehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle um eine Drehachse schwenken lässt; und einem Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Partikelquelle derart bewegt, dass ein Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich ein Zielbearbeitungsabschnitt des Substrats ändert, wenn das Substrat durch den Transportmechanismus transportiert wird, und der Drehmechanismus und der Bewegungsmechanismus eine Stellung und eine Position der Partikelquelle derart steuern, dass ein Winkel zwischen einer Normalen des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats und einer Normalen der Partikelquelle auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt ist.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich ein Zielbearbeitungsabschnitt des Substrats ändert, wenn das Substrat durch den Transportmechanismus transportiert wird, und der Drehmechanismus und der Bewegungsmechanismus eine Stellung und eine Position der Partikelquelle derart steuern, dass eine Normale des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats parallel zu einer Normalen der Partikelquelle wird.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Drehmechanismus und der Bewegungsmechanismus die Stellung und die Position der Partikelquelle derart steuern, dass ein Abstand zwischen dem Zielbearbeitungsabschnitt und der Partikelquelle auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt ist.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bewegungsmechanismus die Partikelquelle, indem er die Partikelquelle entlang einer Umdrehungsbahn schwenken lässt, derart bewegt, dass der Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Drehachse parallel zu einer zweiten Richtung ist, die senkrecht zu einer ersten Richtung ist, die parallel zu einer Transportrichtung des Substrats durch den Transportmechanismus ist, und eine Umdrehungsachse der Umdrehungsbahn parallel zur zweiten Richtung ist.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Bewegungsmechanismus die Partikelquelle, während das Substrat durch den Transportmechanismus in der Transportrichtung transportiert wird und in einem Bereich von einem Ende des Substrats in der Transportrichtung bis zum anderen Ende des Substrats in der Transportrichtung eine Schicht ausgebildet wird, entlang der Umdrehungsbahn in einer ersten Umdrehungsrichtung schwenken lässt und die Partikelquelle dann entlang der Umdrehungsbahn in einer zweiten Umdrehungsrichtung entgegengesetzt zur ersten Umdrehungsrichtung schwenken lässt.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Drehmechanismus die Partikelquelle, während das Substrat durch den Transportmechanismus in der Transportrichtung transportiert wird und in einem Bereich von einem Ende des Substrats in der Transportrichtung bis zum anderen Ende des Substrats in der Transportrichtung eine Schicht ausgebildet wird, nur in einer Drehrichtung um die Drehachse schwenken lässt.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bewegungsmechanismus die Partikelquelle, indem er die Partikelquelle anhebt, derart bewegt, dass der Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit außerdem einer Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie beruhend auf Oberflächenforminformationen, die eine Form einer Oberfläche des Substrats angeben, Steuerinformationen zum Steuern des Drehmechanismus und des Bewegungsmechanismus erzeugt.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, mit außerdem einem Messgerät, das so konfiguriert ist, dass es eine Form des Substrats misst, um die Oberflächenforminformationen zu erzeugen.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Partikelquelle ein Target ist, das von einer Kathode gehalten wird, und die Substratbearbeitungsvorrichtung auf dem Substrat mittels Partikel, die durch Sputtern der Kathode emittiert werden, eine Schicht ausbildet.
Substratbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Partikelquelle eine Ionenstrahlquelle ist.
Substratbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Substrats, mit: einem Bearbeitungsschritt, in dem das Substrat mittels Partikel, die von einer Partikelquelle emittiert werden, bearbeitet wird, während das Substrat entlang einer Transportfläche transportiert wird und eine Stellung und eine Position der Partikelquelle, die Partikel emittiert, gesteuert werden, wobei sich ein Zielbearbeitungsabschnitt des Substrats ändert, wenn das Substrat transportiert wird, und der Bearbeitungsschritt einen Antriebsschritt beinhaltet, in dem die Partikelquelle in Übereinstimmung mit einer Änderung des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats um eine Drehachse schwenken gelassen wird und die Partikelquelle derart bewegt wird, dass ein Abstand zwischen der Partikelquelle und der Transportfläche geändert wird.
Substratbearbeitungsverfahren nach Anspruch 14, wobei im Antriebsschritt die Stellung und die Position der Partikelquelle derart gesteuert werden, dass ein Winkel zwischen einer Normalen des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats und einer Normalen der Partikelquelle auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt ist.
Substratbearbeitungsverfahren nach Anspruch 14, wobei im Antriebsschritt die Stellung und die Position der Partikelquelle derart gesteuert werden, dass eine Normale des Zielbearbeitungsabschnitts des Substrats parallel zu einer Normalen der Partikelquelle wird.
Substratbearbeitungsverfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei im Antriebsschritt die Stellung und die Position der Partikelquelle derart gesteuert werden, dass ein Abstand zwischen dem Zielbearbeitungsabschnitt und der Partikelquelle auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt ist.
Substratbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Partikelquelle ein Target ist, das von einer Kathode gehalten wird, und auf dem Substrat mittels Partikel, die durch Sputtern der Kathode emittiert werden, eine Schicht ausgebildet wird.
Substratbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Partikelquelle eine Ionenstrahlquelle ist.