JP2010047780A - Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method - Google Patents
Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010047780A JP2010047780A JP2008210319A JP2008210319A JP2010047780A JP 2010047780 A JP2010047780 A JP 2010047780A JP 2008210319 A JP2008210319 A JP 2008210319A JP 2008210319 A JP2008210319 A JP 2008210319A JP 2010047780 A JP2010047780 A JP 2010047780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas introduction
- introduction path
- processing
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N C1CCCCC1 Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、減圧雰囲気中で被処理体に対して、成膜、エッチング、アッシング、表面改質などの処理を行う真空処理装置及び真空処理方法に関する。 The present invention relates to a vacuum processing apparatus and a vacuum processing method for performing processing such as film formation, etching, ashing, and surface modification on an object to be processed in a reduced pressure atmosphere.
真空処理装置において処理室の周囲や上部に複数のガス導入孔を設け、それら複数のガス導入孔から放電用ガスや反応ガスなどの各種ガスを処理室内に導入する構造が従来より知られている(例えば特許文献1参照)。
上記構造においては、処理室内へ均等にガスを導入するようにガス導入孔が配置されている。しかし、ガス導入孔は処理室内壁面に対して垂直な方向に延びて形成され、各ガス導入孔から処理室内に吹き出したガスは主として処理室の中心に向かって進む流れを形成する。このようなガス導入方法では、処理室内中心部のガス圧力(濃度)分布が高くなり、また処理室の形状によっては例えば角の部分や壁面近くにはガスが届きにくくなることからも、結果的に被処理体に対する処理の不均一をまねく。 In the above structure, the gas introduction holes are arranged so as to introduce the gas evenly into the processing chamber. However, the gas introduction holes are formed so as to extend in a direction perpendicular to the wall surface of the processing chamber, and the gas blown out from each gas introduction hole into the processing chamber forms a flow mainly proceeding toward the center of the processing chamber. In such a gas introduction method, the gas pressure (concentration) distribution in the central portion of the processing chamber becomes high, and depending on the shape of the processing chamber, for example, it may be difficult to reach the gas near the corner or the wall surface. In addition, this causes non-uniform processing on the object to be processed.
さらに、例えばスパッタ成膜処理する被処理体がドーナツ形状のディスク状記録媒体である場合には、その中央孔及びその周辺部には膜を形成しないため、処理室の中心付近にガスを導入してその部分にプラズマを生成することは、ガスの利用効率や電力の利用効率などの点で効率の悪い処理になってしまう。 Furthermore, for example, when the target object to be sputter-deposited is a donut-shaped disk-shaped recording medium, no film is formed in the central hole and its peripheral part, so a gas is introduced near the center of the processing chamber. The generation of plasma in that part is an inefficient process in terms of gas utilization efficiency and power utilization efficiency.
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、簡単な構造で処理空間内のガス圧力(濃度)分布を制御できる真空処理装置及び真空処理方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a vacuum processing apparatus and a vacuum processing method capable of controlling a gas pressure (concentration) distribution in a processing space with a simple structure.
本発明の一態様によれば、減圧雰囲気を維持可能であり、前記減圧雰囲気中で被処理体に対しての処理が行われる処理空間を内部に有する真空槽と、前記真空槽の壁部を貫通して前記処理空間に通じるガス導入路と、を備えた真空処理装置であって、前記ガス導入路から前記処理空間内へのガス吹き出し方向が、前記ガス導入路が設けられた部分近傍の前記真空槽の内壁面に対して平行もしくは傾いていることを特徴とする真空処理装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、真空槽の内部の処理空間に被処理体を収容し、前記真空槽の壁部を貫通して前記処理空間に通じるガス導入路から、前記処理空間内にガスを導入して前記被処理体の処理を行う真空処理方法であって、前記ガス導入路から、該ガス導入路が設けられた部分近傍の前記真空槽の内壁面に対して平行もしくは傾いた方向に、ガスを吹き出させることを特徴とする真空処理方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, a vacuum chamber capable of maintaining a reduced-pressure atmosphere, and having a processing space in which processing is performed on an object to be processed in the reduced-pressure atmosphere, and a wall portion of the vacuum chamber are provided. A gas introduction path that passes through and leads to the processing space, and a gas blowing direction from the gas introduction path into the processing space is in the vicinity of a portion where the gas introduction path is provided. A vacuum processing apparatus is provided that is parallel or inclined with respect to the inner wall surface of the vacuum chamber.
According to another aspect of the present invention, the processing object is accommodated in a processing space inside the vacuum chamber, and the processing is performed from a gas introduction path that penetrates the wall of the vacuum chamber and communicates with the processing space. A vacuum processing method for introducing a gas into a space to process the object to be processed, wherein the gas introduction path is parallel to an inner wall surface of the vacuum chamber near a portion where the gas introduction path is provided. Alternatively, a vacuum processing method is provided in which gas is blown out in an inclined direction.
本発明によれば、簡単な構造で処理空間内のガス圧力(濃度)分布を制御できる真空処理装置及び真空処理方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vacuum processing apparatus and vacuum processing method which can control the gas pressure (concentration) distribution in processing space with a simple structure are provided.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示す模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態では、真空槽1の内部にターゲット2と被処理体3とを対向配置させ、被処理体3に対してターゲット材料をスパッタ成膜するスパッタ成膜装置を真空処理装置の一例として挙げて説明する。
In the present embodiment, a sputtering film forming apparatus in which the
ターゲット2は真空槽1の上部壁にバッキングプレート等を介して保持されている。被処理体3は例えばドーナツ形状のディスク状記録媒体であり、以下に説明するサセプタに支持されてターゲット2に対向される。
The
図2に被処理体3の支持機構の一例を示す。被処理体3は、真空槽1内で昇降可能に設けられたサセプタ6に支持される。真空槽1の内部は、処理空間10と搬送空間20とに大きく分けられる。処理空間10及び搬送空間20は共に図示しない排気口を介して内部が排気され減圧雰囲気にされる。
FIG. 2 shows an example of a support mechanism for the
サセプタ6の中央部には突起部7が設けられ、その突起部7に被処理体3であるディスク状記録媒体の円形中央孔がはまり込み、被処理体3はサセプタ6上でセンタリングされた状態で略水平に支持される。
A
被処理体3の搬送中は、処理空間10の底に被処理体3が位置せず、処理空間10の底が搬送空間20に対して開放されている。サセプタ6には昇降ロッド8が結合され、そのロッド8の駆動によりサセプタ6が処理空間10に向けて上昇すると、被処理体3は図2に示す処理位置にセットされる。
While the
この処理位置では、被処理体3は処理空間10の底を閉塞し、その被処理体3の被成膜面はターゲット2に対向した状態で処理空間10に臨む。また、処理空間10の底付近の周囲に環状に設けられたアウターマスク9の内周側先端部が、被処理体3の最外周縁部を覆う。スパッタ成膜時、ガス導入路4を介して処理空間10に導入されたガスは、アウターマスク9に形成された排気孔11を介して搬送空間20、さらには図示しない排気口へと排気可能となっている。
In this processing position, the
図1及び図2に示すように、処理空間10の周囲を囲む真空槽1の壁部1aには複数のガス導入路4が形成されている。ガス導入路4は、真空槽1の壁部1aを貫通して処理空間10に通じる貫通孔として形成されている。ガス導入路4は図示しないガス導入管を介してガス供給源に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
図3は、図2におけるA−A断面に対応する模式断面図である。
図4は、図3におけるガス導入路形成部分の拡大図を示す。
なお、ガス導入路4は、図1に示すように処理空間10の周囲を囲むように複数形成されているが、図3においては例えば約90度間隔で位置する4つのガス導入路4のみを図示している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view corresponding to the AA cross section in FIG. 2.
FIG. 4 shows an enlarged view of the gas introduction path forming portion in FIG.
As shown in FIG. 1, a plurality of
ガス導入路4は、真空槽1の内壁面に対して傾斜して、壁部1aを貫通する貫通孔として形成されている。図4は真空槽1の壁部1aの横断面を示し、この図4に示す具体例では、ガス導入路4における側壁を構成する流路壁面4aが、そのガス導入路4が設けられた部分近傍の内壁面1bに対して傾いている。
The
また、図3において、壁部1aに対するガス導入路4の入口12の中心と、処理空間10の中心Cとを結ぶ直線をaとすると、ガス導入路4の出口13の中心は直線a上になく、直線aに対してずれて位置している。
In FIG. 3, if a straight line connecting the center of the
図3において、各ガス導入路4から処理空間10内へのガス吹き出し方向を白矢印bで示す。図4において太線黒矢印で示すように、ガス導入路4から処理空間10内に吹き出すガスは様々な方向成分を有しているが、本実施形態ではガス導入路4の流路壁面4aが傾斜して形成されていることから、その傾斜方向に沿った方向bに進むガス量が最も多くなる。その方向bを本明細書において「ガス吹き出し方向」とする。
In FIG. 3, the gas blowing direction from each
図3に示すように、本実施形態では、すべてのガス導入路4についてガス吹き出し方向bが、各ガス導入路4が設けられた部分近傍の真空槽1内壁面に対して傾いている。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the gas blowing direction b of all the
以上説明したように構成される本実施形態に係るスパッタ成膜装置において、被処理体3の図2に示す処理位置への移動前から、ガス導入路4を介して処理空間10にスパッタ用ガス(例えばアルゴンガス)が導入されている。
In the sputter deposition apparatus according to this embodiment configured as described above, the sputtering gas is introduced into the
そして、被処理体3の上記処理位置へのセット後、図示しない電源からターゲット2に電圧を印加する。この電圧印加により、ターゲット2をカソード、真空槽1の内壁面をアノードとする放電が生じ、導入されたスパッタ用ガスが電離して処理空間10にプラズマが生起され、加速された例えばアルゴンイオンによってターゲット2がスパッタされる。スパッタされた(叩き出された)ターゲット2の構成原子は、被処理体3の被成膜面に付着堆積し、その被成膜面にターゲット材料の膜が形成される。成膜処理が終了すると、ロッド8が下降され、被処理体3は搬送空間20に搬送される。
And after setting the to-
ここで、図17及び図18は比較例の構成を示す。図17は前述した本実施形態の図4に対応する図であり、図18は本実施形態の図3に対応する図である。 Here, FIG.17 and FIG.18 shows the structure of a comparative example. FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the present embodiment described above, and FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 3 of the present embodiment.
この比較例の構成においても、真空槽1の壁部1aを貫通する貫通孔としてガス導入路51が形成されているが、そのガス導入路51の流路壁面51aは、真空槽1の内壁面に対して垂直となっている。このため、ガス導入路51から処理空間10に流出するガスのうち、流路壁面51aに沿った方向bに流出するガス量(真空槽1の内壁面に対して垂直な方向に流出するガス量)が相対的に多くなる。図17において、ガス導入路51から処理空間10に流出するガスの流出方向を太線黒矢印で示し、その矢印の長さが長いほどガス流量が多い。
Also in the configuration of this comparative example, the
結果として、各ガス導入路51から処理空間10内に流出するガスは、図18における白矢印bで示すように、処理空間10の中心に向かう流れが主となり、これら主流は処理空間10の中心付近で互いに衝突し処理空間10内に拡散する。このようなガス導入方法では、処理空間10中心部のガス圧力(濃度)分布が高くなり、処理空間10内に所望のガス圧力(濃度)分布を意図して形成することが困難であり、結果的に被処理体に対する処理の不均一をまねく。
As a result, the gas flowing out from each
さらに、例えば被処理体3がドーナツ形状のディスク状記録媒体である場合には、その中央孔及びその周辺部には膜を形成しないため、処理空間10の中心付近にガスを導入してその部分にプラズマを生成することは、ガスの利用効率や電力の利用効率などの点で効率の悪い処理になってしまう。
Further, for example, in the case where the object to be processed 3 is a donut-shaped disk-shaped recording medium, no film is formed in the central hole and its peripheral part, so that gas is introduced near the center of the
これに対して本実施形態では、図3及び図4を参照して前述したように、真空槽1の壁部1aを貫通して形成されたガス導入路4の流路壁面4aが真空槽1の内壁面に対して傾斜しているため、ガス導入路4から処理空間10に流出するガスのうち、傾斜した流路壁面4aに沿った方向(ガス吹き出し方向b)に流出するガス量が相対的に多くなる。図4において、ガス導入路4から処理空間10に流出するガスの流出方向を太線黒矢印で示し、その矢印の長さが長いほどガス流量が多い。すなわち、各ガス導入路4が形成された部分近傍の真空槽1の内壁面1bに対して垂直な方向もしくは処理空間10の中心Cに進むガス量が相対的に減り、真空槽1の内壁面1bに沿うような流れを形成するガス量が相対的に増える。
On the other hand, in this embodiment, as described above with reference to FIGS. 3 and 4, the flow
例えば、図3の紙面上、最下方位置にあるガス導入路4のガス吹き出し方向bは上記直線aに対して右側に傾いており、最上方位置にあるガス導入路4のガス吹き出し方向bは上記直線aに対して左側に傾いており、最右方位置にあるガス導入路4のガス吹き出し方向bは上記直線aに対して上側に傾いており、最左方位置にあるガス導入路4のガス吹き出し方向bは上記直線aに対して下側に傾いており、各ガス導入路4から吹き出すガスは処理空間10内における同じ1点に集中せず、図3において点線矢印で示す方向(反時計方向)にゆるやかなガスの流れができる。
For example, the gas blowing direction b of the
この結果、処理空間10内に、中心C付近のガス圧力(濃度)は相対的に低く、それよりも外側の部分のガス圧力(濃度)が相対的に高くなるというドーナツ状のガス圧力(濃度)分布が形成される。したがって、ディスク状記録媒体が被処理体3である場合には、成膜の必要がない中央部へのガス供給を抑えて効率的なスパッタ成膜処理を行える。
As a result, the gas pressure (concentration) in the vicinity of the center C in the
また、各ガス導入路4から吹き出すガスは処理空間10内における同じ1点に集中しないため、処理空間10内でのガスの衝突を極力抑えることができる。ガスの衝突を抑制できることで、処理空間10内に予測が難しい流れが形成しずらくなり、意図したガス圧力(濃度)分布を形成しやすくなる。すなわち、ガス圧力(濃度)分布の制御性がよくなる。
Moreover, since the gas blown out from each
本実施形態では、ガス導入路4の流路壁面4aを真空槽1の内壁面に対して傾斜させるという簡単な構造変更だけでよく、その傾斜角を適切に設定するなどしてガス吹き出し方向bを調整することで、被処理体の形状、材質、ターゲットの材質、ガスの種類、処理の内容、処理された製品に要求される仕様などに応じたきめ細かなガス圧力(濃度)分布のコントロールが可能となり、処理品質や処理効率の向上が図れる。
In this embodiment, it is only necessary to make a simple structural change in which the flow
すべてのガス導入路4についてその流路壁面4aの傾斜角を同じにする必要はなく、個別に適切な傾斜角に設定することで、前述したドーナツ状のガス圧力(濃度)分布に限らず、任意にガス圧力(濃度)分布を制御することができる。
It is not necessary to make the inclination angle of the flow
また、反応性ガスを処理空間10に導入してターゲット材と反応性ガスとの反応物を成膜する反応性スパッタ成膜処理を行う場合には、前述した流路壁面が傾斜した構造のガス導入路を通じて反応性ガスを処理空間10内に導入することで、処理空間10内に反応性ガスの所望の圧力(濃度)分布を形成することができ、それに応じて反応プロセスを制御することも可能となる。
In addition, when the reactive sputtering film forming process is performed in which the reactive gas is introduced into the
前述した実施形態では、ガス導入路4の側壁における互いに対向する部分の両方を傾斜させたが、図5(a)に示すガス導入路16のように一方の流路壁面16aだけを傾斜させてもよい。
In the embodiment described above, both of the opposing portions of the side wall of the
また、図5(b)に示すようなガス導入路15としてもよい。このガス導入路15は、真空槽壁部1aを貫通する貫通孔部17と、真空槽壁部1aの内壁面1bから処理空間10内に突出する突出部18とを有する。このガス導入路15において貫通孔部17の流路壁面は壁部1aの内壁面1bに対して垂直であるが、突出部18の流路壁面が壁部1aの内壁面1bに対して傾斜しているため、その傾斜方向に沿った方向bに吹き出すガス量を相対的に多くすることが可能である。
Moreover, it is good also as a
ガス導入路の流路壁面は真空槽壁部1aに対して傾斜させることに限らず、図5(c)に示すように、出口近傍の流路壁面が真空槽壁部1aの内壁面1bに対して平行となる構造のガス導入路19としてもよい。このガス導入路19は、壁部1aを貫通する貫通孔部21と、処理空間10に突出した突出部22とを有する。突出部22は略直角に屈曲もしくは湾曲しており、その出口近傍の流路壁面が壁部1aの内壁面1bに対して平行となっている。したがって、内壁面1bに対して平行な方向bに吹き出すガス量を相対的に多くすることが可能であり、内壁面1bに沿ったガス流れを形成しやすく、処理空間10内における、より外周側部分に偏ったガス圧力(濃度)分布を形成しやすい。
The flow passage wall surface of the gas introduction path is not limited to being inclined with respect to the
被処理体は処理空間10内に1つだけ配置することに限らず、図6に示すように、複数の被処理体23を処理空間10の中心のまわりに配置してもよい。この場合、前述したドーナツ状のガス圧力(濃度)分布を形成することが効率的な処理を行うにあたって有効である。
The number of objects to be processed is not limited to one in the
また、前述した実施形態では、処理空間10を囲む真空槽壁部は円筒形状を例示したが、図7及び図8に示すように四角筒形状の真空槽壁部25であってもよい。この場合、ガス導入路4の流路壁面が真空槽壁部25の内壁面に対して傾いていることで、図8に示すガス吹き出し方向bを実現でき、処理空間10の角部(四隅)に向かうガス流れを形成しやすくなる。この形態では、特に、例えば大型ディスプレイ用の基板や太陽電池の基板に対する処理を行う場合に、その基板四隅に対してもムラなく処理を行うことが可能となる。
In the above-described embodiment, the vacuum chamber wall portion surrounding the
その他、真空槽の形状としては、五角形以上の多角形状、あるいはドーム形状などであってもかまわない。 In addition, the vacuum chamber may have a pentagonal or higher polygonal shape or a dome shape.
ガス導入路において真空槽内壁面に対して傾斜させる流路壁面は側壁を構成する部分に限らず、上部壁や下部壁を構成する流路壁面を真空槽内壁面に対して傾斜させてもよい。図9には真空槽1の壁部1aの縦断面を示す。
In the gas introduction path, the channel wall surface inclined with respect to the inner wall surface of the vacuum chamber is not limited to the portion constituting the side wall, and the channel wall surface constituting the upper wall or the lower wall may be inclined with respect to the inner wall surface of the vacuum chamber. . FIG. 9 shows a longitudinal section of the
例えば、図9(a)にはガス導入路26の上部壁26a及び下部壁26bを処理空間10側に向かって下向き傾斜させた形態を示し、図9(b)にはガス導入路27の上部壁27a及び下部壁27bを処理空間10側に向かって上向き傾斜させた形態を示す。図9(a)のガス導入路26の場合には下向きbに吹き出すガス量を相対的に多くでき、図9(b)のガス導入路27の場合には上向きに吹き出すガス量を相対的に多くできる。
For example, FIG. 9A shows a form in which the
もちろん、図5(c)に示すような真空槽内壁面に対して平行に延びる突出部を設けることで、真空槽内壁面に対して平行に上または下に向くガス導入路を構成してもよい。 Of course, even if a gas introduction path directed upward or downward in parallel to the inner wall surface of the vacuum chamber is formed by providing a protrusion extending parallel to the inner wall surface of the vacuum chamber as shown in FIG. Good.
[第2の実施形態]
次に、図10は、本発明の第2の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態では、例えばリモートプラズマ方式によるアッシング装置を例に挙げて説明する。
[Second Embodiment]
Next, FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, for example, a remote plasma type ashing apparatus will be described as an example.
真空槽31の内部は図示しない排気系により減圧可能にされ、その底部に、被処理体32である例えば半導体ウェーハを支持する支持部33が設けられている。支持部33上に支持された被処理体32はその被処理面を処理空間30に臨ませる。
The inside of the
真空槽31において処理空間30の周囲を囲む壁部31aにはガス導入路36が貫通孔として形成され、このガス導入路36には真空槽31の外部にてガス搬送管34に接続されている。ガス搬送管34には例えば酸素ガス(O2ガス)が供給されるが、その酸素ガスに対してマイクロ波を照射可能な導波管35が設けられている。
In the
ガス搬送管34を搬送される酸素ガスにマイクロ波が照射されるとオゾンや酸素活性種などが生成され、これらは酸素ガスと共に運ばれてガス導入路36を通じて処理空間30内に導入される。そして、それらオゾンや酸素活性種によって被処理体32である半導体ウェーハに形成されたレジスト膜などがアッシング(灰化)され除去される。
When the microwave is irradiated to the oxygen gas transported through the
本実施形態の装置においても、ガス導入路36を前述した実施形態と同様に、真空槽壁部31aの内壁面に対して傾けるもしくは平行にすることで、簡単に処理空間30内に導入されるオゾンや酸素活性種の濃度分布を制御することができる。この結果、処理品質や処理効率の向上が図れる。
Also in the apparatus of the present embodiment, the
前述した実施形態では、真空槽における処理空間の周囲を囲む側壁部にガス導入路を設け、その真空槽側壁面に対してガス導入路の流路壁面を傾斜させたが、これに限らず、以下に説明する第3の実施形態にように、真空槽の上部にガス導入路を設け、真空槽上壁面に対してガス導入路の流路壁面を傾斜させるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the gas introduction path is provided in the side wall portion surrounding the processing space in the vacuum chamber, and the flow wall surface of the gas introduction path is inclined with respect to the side wall surface of the vacuum chamber. As in a third embodiment described below, a gas introduction path may be provided in the upper part of the vacuum chamber, and the flow wall surface of the gas introduction path may be inclined with respect to the upper wall surface of the vacuum chamber.
[第3の実施形態]
図11(a)は、本発明の第3の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示す模式図である。本実施形態では、例えばシャワープレートを用いて原料ガスを導入してCVD(chemical vapor deposition)法による成膜を行うCVD装置を例に挙げて説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 11A is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, a CVD apparatus that performs film formation by a CVD (chemical vapor deposition) method by introducing a source gas using a shower plate, for example, will be described as an example.
真空槽41の内部は図示しない排気系により減圧可能にされ、その底部に、被処理体42である例えば半導体ウェーハを支持する支持部43が設けられている。真空槽41の上部壁にはガス導入ヘッド47が設けられている。
The inside of the
ガス導入ヘッド47は、真空槽41の外部から供給されるガス(放電用ガスや原料ガス)の流入口46と、その流入口46に連通して形成されたバッファ室45と、バッファ室45の下方に設けられたシャワープレート44とを有する。支持部43上に支持された被処理体42は、シャワープレート44に対向して処理空間40に臨む。
The
図11(b)に、バッファ室45側の上面から見たシャワープレート44の模式平面図を示す。シャワープレート44は例えば円盤状に形成され、その厚み方向を貫通する貫通孔として複数のガス導入路48が形成されている。
FIG. 11B is a schematic plan view of the
ガス導入路48から、膜にしたい元素を含む原料ガスを処理空間40に導入して、ガス導入ヘッド47を上部電極、支持部43を下部電極とした対向電極に電圧を印加することで処理空間40にプラズマを生起し、このエネルギーによって被処理体42表面で原料ガスの分解、還元、酸化、置換などの化学反応を起こさせ、被処理体42表面に膜が形成される。
A source gas containing an element to be formed into a film is introduced from the
そして、本実施形態では、シャワープレート44の外周側に形成されたガス導入路48の流路壁面は真空槽41の上壁面に対して垂直ではなく傾いている。すなわち、ガス導入路48の入口48aに対して出口48bの位置が真下になく水平面方向にずれている。例えば、シャワープレート44の上面における外周側に形成された入口48aに対して、出口48bは、図11(b)における反時計方向及び径内方にずれて位置している。
In this embodiment, the flow wall surface of the
このような構成とすることで、ガス導入路48から処理空間40内に吹き出したガスは処理空間40内で螺旋を描くような流れを形成する。
With such a configuration, the gas blown out from the
図12は図11の構造の変形例を示す、図12(a)は図11(a)に対応し、図12(b)は図11(b)に対応する。 12 shows a modification of the structure of FIG. 11, FIG. 12 (a) corresponds to FIG. 11 (a), and FIG. 12 (b) corresponds to FIG. 11 (b).
図12に示す構造では、シャワープレート44の中央部にもガス導入路49が設けられている。この中央部に設けられたガス導入路49は真下にまっすぐ延び、その流路壁面は真空槽41の上壁面に対して垂直となっている。
In the structure shown in FIG. 12, a
このような構成とすることで、中央部のガス導入路49からは真下に向けてガスが吹き出し、外周側のガス導入路48から処理空間40内に吹き出したガスは処理空間40内で螺旋を描くような流れを形成する。これにより、被処理体42の表面における周方向及び径方向のガス濃度分布の均一化を図れ、被処理体42に形成される膜厚の面内均一性の向上が期待できる。
With such a configuration, the gas is blown out from the
[第4の実施形態]
次に、図13は本発明の第4の実施形態に係る真空処理装置における真空槽54を示す模式図である。真空槽54は、図13(a)に示すように、例えば4つの壁部54a〜54dを有する。
[Fourth Embodiment]
Next, FIG. 13 is a schematic view showing a
図13(a)は真空槽54の模式上面図を示し、図13(b)は図13(a)における矢印A方向から見た模式断面図を示し、図13(c)は図13(a)における矢印B方向から見た模式断面図を示す。
13A shows a schematic top view of the
図13(b)に示すように、壁部54aと壁部54cとは略平行に対向し、壁部54aに形成されたガス導入路は、壁部54cに形成されたガス導入路より上方に位置している。同様に、図13(c)に示すように、壁部54bと壁部54dとは略平行に対向し、壁部54bに形成されたガス導入路は、壁部54dに形成されたガス導入路より上方に位置している。
As shown in FIG. 13 (b), the
図13(a)に示すように、壁部54aには、壁部54bとの角部近傍にガス導入路が形成され、そのガス導入路からのガス吹き出し方向aは、壁部54bに対して略平行であり、且つ図13(b)に示すように下方に傾いている。
図13(a)に示すように、壁部54bには、壁部54cとの角部近傍にガス導入路が形成され、そのガス導入路からのガス吹き出し方向bは、壁部54cに対して略平行であり、且つ図13(c)に示すように下方に傾いている。
図13(a)に示すように、壁部54cには、壁部54dとの角部近傍にガス導入路が形成され、そのガス導入路からのガス吹き出し方向cは、壁部54dに対して略平行であり、且つ図13(b)に示すように下方に傾いている。
図13(a)に示すように、壁部54dには、壁部54aとの角部近傍にガス導入路が形成され、そのガス導入路からのガス吹き出し方向dは、壁部54aに対して略平行であり、且つ図13(c)に示すように下方に傾いている。
As shown in FIG. 13A, a gas introduction path is formed in the
As shown in FIG. 13A, a gas introduction path is formed in the
As shown in FIG. 13A, a gas introduction path is formed in the
As shown in FIG. 13A, a gas introduction path is formed in the
このような構成により、本実施形態においても、処理空間10内に螺旋を描くガス流れを形成することが可能となる。なお、本明細書における「螺旋を描くガス流れ」とは、局所的に生じる自然発生的な渦ではなく、前述した第3の実施形態及び第4の実施形態に例示されるようなガス吹き出し方向の設定により、意図的に処理空間10内全体に生じさせる渦をいう。
With such a configuration, it is possible to form a spiral gas flow in the
[第5の実施形態]
次に、図14は本発明の第5の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示す模式図である。
[Fifth Embodiment]
Next, FIG. 14 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態では、例えば貫通孔として形成されたガス導入路4を有する壁部を複数のブロック53に分けて構成し、各ブロック53は真空槽1に対して着脱自在としている。各ブロック53ごとにガス導入路4のガス吹き出し方向を異なるものとすれば、各ブロック53の装着位置を適宜変更したり、あるいはある部分にはブロック53を装着しない(ガス導入路4が形成されていないブロックを装着する)といったことにより、処理空間10内全体に形成されるガスの流れを変え、処理空間10内のガス圧力(濃度)分布の変更が可能となる。
In the present embodiment, for example, a wall portion having the
[第6の実施形態]
次に、図15は本発明の第6の実施形態に係る真空処理装置におけるガス導入路を示す模式図である。
[Sixth Embodiment]
Next, FIG. 15 is a schematic view showing a gas introduction path in a vacuum processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
図15(a)に示すように、本実施形態におけるガス導入路61は、処理空間10内に突出し、真空槽内壁面1bに対して傾斜した傾斜部61bを有する。また、真空槽壁部1aの外部で、ガス導入路61は回転駆動機構62に結合され、その中心軸cのまわりに回転可能となっている。
As shown in FIG. 15A, the
また、真空槽の外部で、ガス導入路61はガス導入管63に結合されている。その部分の拡大図を図15(b)に示す。
Further, the
ガス導入路61において真空槽1の外部に位置する部分の周面には貫通孔61aが形成され、この部分にガス導入管63が結合している。貫通孔61aは、ガス導入管63の内部と連通し、これにより貫通孔61aを介してガス導入路61内にガスを導入させることができる。
A through
また、ガス導入路61の外周面には、貫通孔61aが形成された部分を挟むように一対のシールリング64、65が装着されている。シールリング64、65はガス導入管63内に保持され、その内周面がガス導入路61の外周面に接し、各々のシールリング64、65で挟まれた領域より外側へのガスの漏出が防止されている。また、ガス導入路61は、シールリング64、65に対して摺動しつつ回転可能となっている。
In addition, a pair of seal rings 64 and 65 are mounted on the outer peripheral surface of the
ガス導入路61をその中心軸cのまわりに回転させることで、図15(a)において実線と点線で示すように、傾斜部61bの傾斜角度を変えることができる。これにより、例えば実線で示す傾斜部61bにおいては図において斜め下方にガス吹き出し方向aが設定され、点線で示す傾斜部61bにおいては図において斜め上方にガス吹き出し方向bが設定される。
By rotating the
[第7の実施形態]
次に、図16(a)は本発明の第7の実施形態に係る真空処理装置におけるガス導入路の模式図を示す。
[Seventh Embodiment]
Next, FIG. 16A is a schematic view of a gas introduction path in a vacuum processing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
本実施形態に係るガス導入路70において、処理空間内に臨む先端側には複数のガス吹き出し口71が形成されている。複数のガス吹き出し口71は、概略筒状のガス導入路70の中心軸cを中心としてその周囲を囲む面に形成されている。したがって、各ガス吹き出し口71からは、中心軸cを中心として放射状にガスが吹き出す。
In the
さらに、本実施形態では、複数の吹き出し口71が形成された面に対向して、リング状の回転マスク73が設けられている。回転マスク73には周方向に1つもしくは複数の開口部73aが選択的に形成されている。この回転マスク73は、中心軸cのまわりに回転可能となっており、開口部73aの周方向位置を変更可能となっている。
Furthermore, in the present embodiment, a ring-shaped
その回転マスク73の開口部73aに露出するガス吹き出し口71のみからガスが処理空間内に吹き出す。したがって、回転マスク73を回転させて開口部73aの周方向位置を変えることで、ガスの吹き出し方向を変える(選ぶ)ことができる。
Gas blows out into the processing space only from the
また、図16(b)に示すようなガス導入路80を用いてもよい。このガス導入路80においては、漏斗状部分の先端面81に開口82が形成されている。図示では一つの開口82が形成された例を示すが、複数の開口が形成されていてもよい。
Moreover, you may use the
開口82は、円形の先端面81の中心を通る中心線cに対して偏心した位置に形成され、ガス導入路80全体、もしくは先端面81のみが中心線cのまわりに回転可能となっている。開口82へと通じる内部流路を、中心線cに対して平行ではなく傾けて形成すれば、開口82が中心線cのまわりに回転移動すると、開口82からのガス吹き出し方向が変化する。
The
前述した図15、16にそれぞれ示される第6、7の実施形態においては、ガス導入路や回転マスクを回転させることで、処理中に、ガス吹き出し方向を時間的に変化させることが可能である。 In the sixth and seventh embodiments shown in FIGS. 15 and 16, respectively, the gas blowing direction can be temporally changed during processing by rotating the gas introduction path and the rotary mask. .
処理中に、ガス導入路からのガスの吹き出し方向を時間的に変化させることで、処理の経時変化に応じて、処理空間内を適切なガス圧力(濃度)分布に制御することが可能となり、処理品質や処理効率の向上が期待できる。また、ガス導入路から吹き出すガス流量を時間的に変化させること、あるいは、ガスの吹き出し方向及びガス吹き出し流量の両方を時間的に変化させることで、処理空間内ガス圧力(濃度)分布を時間的に変化させる制御を行ってもよい。 By changing the gas blowing direction from the gas introduction path with time during processing, it becomes possible to control the inside of the processing space to an appropriate gas pressure (concentration) distribution according to the change over time of the processing, Improvement in processing quality and processing efficiency can be expected. Moreover, the gas pressure (concentration) distribution in the processing space is temporally changed by changing the gas flow rate blown out from the gas introduction path with time, or by changing both the gas blowing direction and the gas blowing flow rate with time. You may perform control to change to.
特に、スパッタ成膜において、ターゲットの経時変化(エロージョン形状変化)に応じて、ガス圧力(濃度)分布を変えることは、ターゲットライフ全期間にわたって均一処理やターゲットの有効利用を可能とするのに有効である。 In particular, in sputter deposition, changing the gas pressure (concentration) distribution according to the change with time (erosion shape change) of the target is effective for enabling uniform processing and effective use of the target throughout the target life. It is.
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to them, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
本発明は、被処理体としてディスク状記録媒体や半導体ウェーハに限らず、薄型ディスプレイ用基板、半導体パターン形成用のマスク、自動車用ミラー、携帯電話ケースなどに対しても適用可能である。
また、本発明は、例えば、スパッタ成膜、スパッタエッチング、スパッタクリーニング、プラズマ重合、CDE(Chemical Dry Etching)、CVD(chemical vapor deposition)、アッシング、表面改質など処理空間内へのガス導入を必要とする処理すべてに適用可能である。
また、ガス導入路を通じて処理空間に導入されるものとしては、中性の原子や分子に限らず、イオンや電子などの荷電粒子、中性活性種などを含んでいてもよい。
The present invention is not limited to a disk-shaped recording medium or a semiconductor wafer as an object to be processed, but can also be applied to a thin display substrate, a semiconductor pattern forming mask, an automobile mirror, a mobile phone case, and the like.
In addition, the present invention requires the introduction of gas into the processing space, such as sputter deposition, sputter etching, sputter cleaning, plasma polymerization, CDE (Chemical Dry Etching), CVD (chemical vapor deposition), ashing, and surface modification. It can be applied to all processes.
Moreover, what is introduced into the processing space through the gas introduction path is not limited to neutral atoms and molecules, but may include charged particles such as ions and electrons, neutral active species, and the like.
1…真空槽、1a…真空槽の壁部、2…ターゲット、3…被処理体、4…ガス導入路、10…処理空間、12…ガス導入路の入口、13…ガス導入路の出口
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記真空槽の壁部を貫通して前記処理空間に通じるガス導入路と、
を備えた真空処理装置であって、
前記ガス導入路から前記処理空間内へのガス吹き出し方向が、前記ガス導入路が設けられた部分近傍の前記真空槽の内壁面に対して平行もしくは傾いていることを特徴とする真空処理装置。 A vacuum chamber capable of maintaining a reduced-pressure atmosphere, and having a processing space in which processing is performed on the object to be processed in the reduced-pressure atmosphere;
A gas introduction path that passes through the wall of the vacuum chamber and communicates with the processing space;
A vacuum processing apparatus comprising:
A vacuum processing apparatus, wherein a gas blowing direction from the gas introduction path into the processing space is parallel or inclined with respect to an inner wall surface of the vacuum chamber near a portion where the gas introduction path is provided.
前記ガス導入路から、該ガス導入路が設けられた部分近傍の前記真空槽の内壁面に対して平行もしくは傾いた方向に、ガスを吹き出させることを特徴とする真空処理方法。 An object to be processed is accommodated in a processing space inside the vacuum chamber, and gas is introduced into the processing space from a gas introduction path that penetrates the wall of the vacuum chamber and communicates with the processing space. A vacuum processing method for performing processing,
A vacuum processing method, characterized in that gas is blown out from the gas introduction path in a direction parallel to or inclined with respect to the inner wall surface of the vacuum chamber in the vicinity of a portion where the gas introduction path is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210319A JP2010047780A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210319A JP2010047780A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010047780A true JP2010047780A (en) | 2010-03-04 |
Family
ID=42065097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008210319A Pending JP2010047780A (en) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010047780A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013035377A1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generation device, cvd device and plasma treatment particle generation divice |
WO2013035375A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generator and cvd device |
JP2014070244A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Kojima Press Industry Co Ltd | Plasma cvd device |
WO2023054531A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 京セラ株式会社 | Shower plate |
-
2008
- 2008-08-19 JP JP2008210319A patent/JP2010047780A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013035377A1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generation device, cvd device and plasma treatment particle generation divice |
JPWO2013035377A1 (en) * | 2011-09-08 | 2015-03-23 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generator, CVD apparatus, and plasma processing particle generator |
US10297423B2 (en) | 2011-09-08 | 2019-05-21 | Toshiba Mitsubishi—Electric Industrial Systems Corporation | Plasma generation apparatus, CVD apparatus, and plasma-treated particle generation apparatus |
WO2013035375A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generator and cvd device |
CN103766001A (en) * | 2011-09-09 | 2014-04-30 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | Plasma generator and CVD device |
JPWO2013035375A1 (en) * | 2011-09-09 | 2015-03-23 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Plasma generator and CVD apparatus |
JP2014070244A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Kojima Press Industry Co Ltd | Plasma cvd device |
WO2023054531A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 京セラ株式会社 | Shower plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI751637B (en) | Process chamber for cyclic and selective material removal and etching | |
JP4971930B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP4812991B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2006303309A (en) | Plasma treatment apparatus | |
JPS59143328A (en) | Dry etching device | |
JPH11297673A (en) | Plasma processor and cleaning method | |
JP2011181712A (en) | Plasma processing apparatus, and shower head | |
JPH05251391A (en) | Plasma processing device for semiconductor wafer | |
TWI480919B (en) | A plasma supply unit and a substrate processing device including the same | |
JP2009105431A (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2007043148A (en) | Plasma etching system | |
JP2011071168A (en) | Plasma processing apparatus and shower head | |
JP2000331995A (en) | Flat plate gas introduction device of ccp reaction vessel | |
JP2010047780A (en) | Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method | |
JP2004346406A (en) | Sputtering apparatus | |
KR20160112930A (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium | |
TW201838486A (en) | Plasma processing apparatus | |
KR101411171B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2020010001A (en) | Cleaning method and substrate processing apparatus | |
JP2004349375A (en) | Gas dispersing plate of dry etching apparatus | |
JP2008108811A (en) | Plasma processor | |
JP2018062703A (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
JP2006114933A (en) | Reactive ion etching device | |
JP5150461B2 (en) | Plasma processing equipment | |
KR20090055349A (en) | Apparatus for deposition thin film on substrate using plasma |