JP2020050907A - 成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明では、重力に従う方向を下方、これとは逆に重力に抗する方向を上方とする。
[チャンバ]
図1及び図2に示すように、成膜装置100はチャンバ1を有する。チャンバ1は、略円筒形状の有底の容器である。チャンバ1は、内部を真空とすることが可能である。チャンバ1の開口には、開閉可能な蓋体1aが設けられている。蓋体1aは、円形の板状部材であり、チャンバ1の上部を気密に封止する。また、チャンバ1には排気部2が設けられており、チャンバ1の内部を真空に排気可能になっている。すなわち、チャンバ1は真空容器として機能する。排気部2は、図示しない真空源を含む空気圧回路に接続された配管を有する。この空気圧回路の接続箇所が排気位置である。本実施形態では、排気位置は、チャンバ1の底部である。なお、本実施形態では、チャンバ1の蓋体1aは上、底部は下となっているが、蓋体1aが下、底部が上となってもよい。
チャンバ1内には、回転することにより円周の搬送経路Lに沿ってワークWを搬送する搬送部として、回転テーブル3が設けられている。つまり、中空の回転筒3bが、チャンバ1の底部を貫通してチャンバ1の内部に立設し、回転筒3bには、略円形の回転テーブル3が取り付けられている。回転筒3bには不図示の駆動機構が連結される。駆動機構の駆動によって回転テーブル3は回転筒3bを中心に回転する。中空の回転筒3bの内部には、不動の支柱3cが配置されている。支柱3cは、チャンバ1の外部に設けられた不図示の基台に固定され、チャンバ1の底部を貫通してチャンバ1の内部に立設される。回転テーブル3の中心には開口部が設けられている。支柱3cは回転テーブル3の開口部を貫通し、先端は回転テーブル3の上面と、チャンバ1の上面の間に位置する。なお、以下の説明では、回転筒3bの回転軸を、回転テーブル3の回転の軸とする。また、回転テーブル3の回転軸に近い側を内周側、軸から離れる側を外周側とする。
回転テーブル3の保持部3aに対向する位置には、成膜装置100における各工程の処理を行う処理部4が設けられている。各処理部4は、回転テーブル3の面上に形成されるワークWの搬送経路Lに沿って、互いに所定の間隔を空けて隣接するように配置されている。保持部3aに保持されたワークWが各処理部4に対向する位置を通過することで、各工程の処理が行われる。なお、排気部2は、回転テーブル3を挟んで、処理部4と反対側に設けられている。
成膜部4aは、図2に示すように、スパッタ源6を有する。スパッタ源6は、成膜材料の供給源である。スパッタ源6は、ターゲット61、バッキングプレート62、電極63を有する。ターゲット61は、ワークW上に堆積されて膜となる成膜材料で構成された板状の部材である。ターゲット61は、ワークWが成膜部4aに対向する位置を通過する際に、ワークWと対向する位置に設置される。本実施形態のターゲット61は、円形のものが3つ設けられている。2つのターゲット61は、中心が回転テーブル3の半径方向に並んでいる。1つのターゲット61は、その中心が、他の2つのターゲット61の中心と二等辺三角形の頂点を形成する位置に配置されている(図1参照)。
膜処理部4bは、チャンバ1の蓋体1aに設置され、筒形に形成された電極(以下、「筒形電極」という。)10を備えている。筒形電極10は、プロセスガスG2が導入されるガス空間に、搬送経路Lを通過するワークWをプラズマ処理するためのプラズマを発生させるプラズマ源である。ここでいうガス空間は、膜処理部4bによる膜処理が行われる膜処理室Cpである。
いずれかの一組の処理部4の間には、チャンバ1内の真空を維持した状態で、外部から未処理のワークWをチャンバ1の内部に搬入し、処理済みのワークWをチャンバ1の外部へ搬出するロードロック部5が設けられている。なお、本実施形態では、ワークWの搬送方向を、平面視で時計回りとする。もちろん、これは一例であり、搬送方向、処理部4の種類、並び順及び数は特定のものに限定されず、適宜決定することができる。
バッファ空間BFは、図1及び図4の二点鎖線に示すように、チャンバ1の内部における隣り合うシールド部材Sのガス空間を離隔させる空間である。本実施形態においては、バッファ空間BFは、図1に示すように平面視で略扇形、図4に示すように側面視で長方形状の空間である。ここでいうシールド部材Sは、シールド部材S1及びシールド部材S2も含む。つまり、バッファ空間BFは、隣り合う成膜部4aの間、隣り合う成膜部4aと膜処理部4bの間の空間である。
突出部30は、図4に示すように、バッファ空間BFに、回転テーブル3の回転の軸方向に突出して設けられることにより、バッファ空間BFの容積を低減した部分空間Bfを形成する部材である。また、突出部30は、図1及び図4に示すように、隣り合うシールド部材Sの一方から他方の間に、回転テーブル3の回転方向に延びた部分を有する。回転方向とは、回転テーブル3と同心円の円周に沿う方向又は円周の接線方向である。但し、回転方向に延びた部分を有していればよく、隣り合うシールド部材Sに接していても、接していなくてもよい。本実施形態では、後述するように、隔壁311a〜311dが、回転方向に連続した部分を構成している。
排気部40は、図4に示すように、バッファ空間BFを排気する装置である。本実施形態の排気部40は、真空ポンプである。排気部40は、複数の部分空間Bf1〜Bf3にそれぞれ設けられている。つまり、蓋体1a、接続板312には、部分空間Bf1〜Bf3に対応してそれぞれ貫通孔H1〜H3、h1〜h3が形成され、貫通孔H1〜H3、h1〜h3に排気部40が接続されている。なお、排気部40は、真空ポンプを含む空気圧回路によって構成してもよい。この場合、各貫通孔H1〜H3に空気圧回路の配管の端部が接続される。このように排気部40が接続された箇所が、排気位置である。このように、バッファ空間BF内に形成される複数の部分空間Bfは、バッファ空間BF内の圧力を調整する圧力調整室として機能する。なお、図4では、B−B断面では表れないチャンバ1の排気部2を点線で示している。この排気部2による排気箇所も、バッファ空間BFからの排気位置として機能する。
成膜装置100は、さらに制御部20を備えている。制御部20はPLCやCPUなどを含むプロセッサと呼ばれる演算処理装置から構成される。制御部20は、チャンバ1へのスパッタガスG1およびプロセスガスG2の導入および排気に関する制御、DC電源7及びRF電源15の制御、および、回転テーブル3の回転速度の制御、排気部40の排気の制御などの制御を行う。
本実施形態の成膜装置100の動作を説明する。蓋体1aによって封止されたチャンバ1の内部は、図2の黒塗りの矢印に示すように、排気部2によって排気されて真空状態にされる。チャンバ1内の真空状態を維持しつつ、ロードロック部5から、未処理のワークWをチャンバ1内に搬入する。搬入されたワークWは、ロードロック部5に順次位置決めされる回転テーブル3の保持部3aによって保持される。さらに、回転テーブル3を連続して回転させることにより、ワークWを搬送経路Lに沿って回転搬送して、各処理部4に対向する位置を通過させる。
(1)本実施形態の成膜装置100は、内部を真空とすることが可能なチャンバ1と、チャンバ1内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路Lに沿ってワークWを搬送する搬送部である回転テーブル3と、回転テーブル3により搬送されるワークWに対して、導入された反応ガスGをプラズマ化して所定の処理を行う複数の処理部4と、処理部4に設けられ、反応ガスGが導入されるガス空間の一部を画成し、チャンバ1の内部の搬送経路Lに向かう開口13aを有するシールド部材Sと、チャンバ1の内部における隣り合うシールド部材Sの間に設けられ、隣り合うシールド部材Sのガス空間を離隔させるバッファ空間BFと、バッファ空間BFを排気する排気部40と、を有する。
本発明の実施形態は、上記の態様に限定されるものではなく、以下のような変形例も含む。
1a 蓋体
2 排気部
3 回転テーブル
3a 保持部
3b 回転筒
3c 支柱
3d ボールベアリング
4 処理部
4a 成膜部
4b 膜処理部
5 ロードロック部
6 スパッタ源
7 DC電源
8 スパッタガス導入部
10 筒形電極
11 開口部
12 外部シールド
13 内部シールド
13a 開口
14 フランジ
15 RF電源
16 プロセスガス導入部
20 制御部
21 マッチングボックス
30 突出部
40 排気部
61 ターゲット
62 バッキングプレート
63 電極
91 開口
92 カバー部
92a ターゲット孔
93 側面部
93a 外周壁
93b 内周壁
93c 隔壁
93d 隔壁
316 突出部材
311a〜311e 隔壁
312、313a、313b :接続板
315a 開口
315b 折込部
315 枠
316a 階段面
BF バッファ空間
Bf1〜Bf5 部分空間
Cp 膜処理室
100 成膜装置
Dp 成膜室
G 反応ガス
G1 スパッタガス
G2 プロセスガス
H1、H2、H3 貫通孔
IP 内周支持部
L 搬送経路
OP 外周支持部
P 支持部
S、S1、S2 シールド部材
W ワーク
Claims (8)
- 内部を真空とすることが可能なチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、回転することにより円周の搬送経路に沿ってワークを搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う複数の処理部と、
前記処理部に設けられ、前記反応ガスが導入されるガス空間の一部を画成し、前記チャンバの内部の前記搬送経路に向かう開口を有するシールド部材と、
前記チャンバの内部における隣り合う前記シールド部材の間に設けられ、隣り合う前記シールド部材の前記ガス空間を離隔させるバッファ空間と、
前記バッファ空間を排気する排気部と、
を有し、
少なくとも1つの前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部を含み、
前記バッファ空間に、前記搬送部の回転の軸方向に突出して設けられることにより、前記バッファ空間の容積を低減した部分空間を形成する突出部を有することを特徴とする成膜装置。 - 前記突出部は、隣り合う前記シールド部材の一方から他方の間に、前記搬送部の回転方向に延びた部分を有することを特徴とすることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。
- 前記突出部は、前記バッファ空間を区切ることにより複数の部分空間を形成する隔壁を含むことを特徴とする請求項2記載の成膜装置。
- 前記排気部の排気位置は、前記複数の部分空間にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項3記載の成膜装置。
- 前記突出部は、前記搬送部の回転の軸方向の長さが、前記搬送部の外周から前記搬送部の回転の軸に向かうに従って短く形成される部分を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の成膜装置。
- 前記排気部の排気位置は、前記搬送部の外周よりも前記搬送部の回転の軸に寄った位置に設けられていることを特徴とする請求項5記載の成膜装置。
- 前記突出部は、前記軸方向の長さが、前記搬送部の回転の軸から前記搬送部の外周に向かうに従って短く形成された部分を有することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の成膜装置。
- 前記排気部の排気位置は、前記搬送部の回転の軸よりも前記外周に寄った位置に設けられていることを特徴とする請求項7記載の成膜装置。
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