JP2021152204A - Sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、スパッタ装置に関する。 The present disclosure relates to a sputtering apparatus.
ターゲットから放出されるスパッタ粒子をウエハ等の基板に入射させて成膜を行うスパッタ装置が知られている。 A sputtering apparatus is known in which sputtered particles emitted from a target are incident on a substrate such as a wafer to form a film.
特許文献1には、処理空間で互いに異なる斜め方向にスパッタ粒子を放出させるターゲットをそれぞれ有する第1のスパッタ粒子放出部および第2のスパッタ粒子放出部と、第1のスパッタ粒子放出部および第2のスパッタ粒子放出部から放出された前記スパッタ粒子が通過する通過孔を有するスパッタ粒子遮蔽板と、を備える成膜装置が開示されている。
ところで、スパッタ粒子を放出するターゲットを複数備える構成において、それぞれのターゲットから放出されるスパッタ粒子による膜厚分布を調整するために通過孔の形状を修正すると、両方のターゲットからの膜厚分布に影響を与えるため、調整が難しい。 By the way, in a configuration having a plurality of targets that emit sputtered particles, modifying the shape of the passing holes in order to adjust the film thickness distribution due to the sputtered particles emitted from each target affects the film thickness distribution from both targets. It is difficult to adjust because it gives.
本開示の一態様は、好適に膜厚分布を調整できるスパッタ装置を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a sputtering apparatus capable of suitably adjusting the film thickness distribution.
本開示の一態様に係るスパッタ装置は、スパッタ粒子を放出する第1及び第2のターゲットと、基板を支持する基板支持部と、前記第1及び第2のターゲットと前記基板との間に配置され、前記スパッタ粒子が通過する通過孔を有する遮蔽板と、を備え、前記通過孔は、前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第1の開口領域と、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第2の開口領域と、を有し、前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第2の開口領域を通過することを阻害し、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第1の開口領域を通過することを阻害する阻害機構を更に備える。 The sputtering apparatus according to one aspect of the present disclosure is arranged between the first and second targets that emit sputtered particles, a substrate support portion that supports the substrate, and the first and second targets and the substrate. A shielding plate having a through hole through which the sputtered particles pass is provided, and the through hole comprises a first opening region through which the sputtered particles released from the first target are passed, and the second target. It has a second opening region through which the sputtered particles emitted from the first target pass, and prevents the sputtered particles emitted from the first target from passing through the second opening region, so that the second target has. It further comprises an inhibitory mechanism that prevents the sputtered particles emitted from the particles from passing through the first opening region.
本開示の一態様によれば、好適に膜厚分布を調整できるスパッタ装置を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of suitably adjusting the film thickness distribution.
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.
<第1実施形態>
第1実施形態に係る基板処理装置(スパッタ装置)1について、図1から図2を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る基板処理装置1の断面模式図の一例である。図2は、第1実施形態に係る基板処理装置1のA−A断面模式図の一例である。なお、以下の説明において、水平な一方向をX方向とし、水平かつX方向と直交する方向をY方向とし、垂直方向をZ方向として説明する。
<First Embodiment>
The substrate processing apparatus (sputtering apparatus) 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 2. FIG. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of the
基板処理装置1は、処理チャンバ10と、スパッタ粒子遮蔽板20と、スパッタ粒子放出部30a,30bと、基板支持部40と、基板移動機構50と、排気装置60と、を備える。基板処理装置1は、例えば、PVD(Physical Vapor Deposition)装置であって、処理チャンバ10内で、スパッタ粒子放出部30a,30bから放出されたスパッタ粒子(成膜原子)を基板支持部40に載置された半導体ウエハ等の基板Wの表面に付着させ、成膜するスパッタ装置である。
The
処理チャンバ10は、上部が開口されたチャンバ本体10aと、チャンバ本体10aの上部開口を塞ぐように設けられた蓋体10bと、を有する。蓋体10bは、側面が傾斜面として形成されている。処理チャンバ10の内部は、成膜処理が行われる処理空間Sとなる。
The
処理チャンバ10の底部には、排気口11が形成されている。排気口11には、排気装置60が接続されている。排気装置60は、圧力制御弁、および真空ポンプを含む。処理空間Sは、排気装置60により、所定の真空度まで真空排気される。
An
処理チャンバ10の頂部には、処理空間S内にガスを導入するためのガス導入ポート12が挿入されている。ガス導入ポート12には、ガス供給部(図示せず)が接続されている。ガス供給部からガス導入ポート12に供給されたスパッタガス(例えば、不活性ガス)は、処理空間S内に導入される。
At the top of the
処理チャンバ10の側壁には、基板Wを搬入出するための搬入出口13が形成されている。搬入出口13は、ゲートバルブ14により開閉される。処理チャンバ10は、搬送チャンバ80に隣接して設けられており、ゲートバルブ14が開かれることにより、処理チャンバ10と搬送チャンバ80が連通するようになっている。搬送チャンバ80内は所定の真空度に保持され、その中に基板Wを処理チャンバ10に対して搬入出するための搬送装置(図示せず)が設けられている。
An carry-in / out
スパッタ粒子遮蔽板20は、略板状の部材として構成されており、処理空間Sの高さ方向の中間位置に水平に配置されている。スパッタ粒子遮蔽板20の縁部は、チャンバ本体10aの側壁に固定されている。スパッタ粒子遮蔽板20は、処理空間Sを第1空間S1と第2空間S2に区画している。第1空間S1は、スパッタ粒子遮蔽板20の上方の空間である。第2空間S2は、スパッタ粒子遮蔽板20の下方の空間である。
The sputter
スパッタ粒子遮蔽板20には、スパッタ粒子を通過させるスリット状をなす通過孔21が形成されている。通過孔21は、スパッタ粒子遮蔽板20の板厚方向(Z方向)に貫通している。通過孔21は、図中の水平な一方向であるY方向を長手方向にして細長く形成されている。通過孔21のY方向の長さは基板Wの直径よりも長く形成される。また、通過孔21には、阻害板22が設けられている。また、通過孔21には、通過孔21の開口形状(開口面積)を調整するための調整部材23a,23bが設けられている。なお、阻害板22及び調整部材23a,23bについては、図3及び図4を用いて後述する。
The sputtered
スパッタ粒子放出部30aは、ターゲット31aと、ターゲットホルダ32aと、絶縁部材33aと、電源34aと、マグネット35aと、マグネット走査機構36aと、を有する。また、スパッタ粒子放出部30bは、ターゲット31bと、ターゲットホルダ32bと、絶縁部材33bと、電源34bと、マグネット35bと、マグネット走査機構36bと、を有する。
The sputtered
ターゲット31a,31bは、成膜しようとする膜の構成元素を含む材料からなり、導電性材料であっても誘電体材料であってもよい。また、ターゲット31a,31bは、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
The
ターゲットホルダ32a,32bは、導電性を有する材料からなり、スパッタ粒子遮蔽板20の上方に配置され、絶縁部材33a,33bを介して、処理チャンバ10の蓋体10bの傾斜面の、互いに異なる位置に取り付けられている。図1に示す例において、ターゲットホルダ32a,32bは、通過孔21を挟んで、互いに対向する位置に設けられているが、これに限るものではなく、任意の位置に設けることができる。ターゲットホルダ32a,32bは、通過孔21に対して斜め上方にターゲット31a,31bが位置するように、ターゲット31a,31bを保持する。
The
電源34a,34bは、それぞれターゲットホルダ32a,32bに電気的に接続されている。電源34a,34bは、ターゲット31a,31bが導電性材料である場合には、直流電源であってよく、ターゲット31a,31bが誘電性材料である場合には、高周波電源であってよい。電源34a,34bが高周波電源である場合には、整合器を介してターゲットホルダ32a,32bに接続される。ターゲットホルダ32a,32bに電圧が印加されることにより、ターゲット31a,31bの周囲でスパッタガスが解離する。そして、解離したスパッタガス中のイオンがターゲット31a,31bに衝突し、ターゲット31a,31bからその構成材料の粒子であるスパッタ粒子が放出される。
The power supplies 34a and 34b are electrically connected to the
マグネット35a,35bは、ターゲットホルダ32a,32bの裏面側に配置され、マグネット走査機構36a,36bによってY方向に往復運動(揺動)することができるように構成されている。マグネット走査機構36a,36bは、例えば、ガイド37a,37bと、駆動部38a,38bと、を有する。マグネット35a,35bは、ガイド37a,37bによりY方向に往復運動することができるように案内されている。駆動部38a,38bは、ガイド37a,37bに沿って、マグネット35a,35bを往復運動させる。
The
解離したスパッタガス中のイオンは、マグネット35a,35bの磁界によって引き込まれ、ターゲット31a,31bに衝突する。マグネット走査機構36a,36bがマグネット35a,35bをY方向に往復運動させることにより、イオンがターゲット31a,31bに衝突する位置、換言すれば、スパッタ粒子が放出される位置が変化する。
The ions in the dissociated sputter gas are attracted by the magnetic fields of the
基板支持部40は、処理チャンバ10のチャンバ本体10a内に設けられ、支持ピン41を介して基板Wを水平に支持する。基板支持部40は、基板移動機構50により水平な一方向であるX方向に直線的に移動可能となっている。したがって、基板支持部40に支持された基板Wは、基板移動機構50により水平面内で直線移動される。基板移動機構50は、多関節アーム部51と、駆動部52とを有しており、駆動部52により多関節アーム部51を駆動することにより、基板支持部40をX方向に移動可能となっている。
The
即ち、マグネット35a,35bの移動方向(Y方向)と、基板Wの移動方向(X方向)とは、直交している。また、スパッタ粒子放出部30aとスパッタ粒子放出部30bとは、基板Wの移動方向(X方向)にみて、両端に配置されている。
That is, the moving directions (Y direction) of the
制御部70は、コンピュータからなり、基板処理装置1の各構成部、例えば、電源34a,34b、駆動部38a,38b、駆動部52、排気装置60等を制御する。制御部70は、実際にこれらの制御を行うCPUからなる主制御部と、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置とを有している。記憶装置には、基板処理装置1で実行される各種処理のパラメータが記憶されており、また、基板処理装置1で実行される処理を制御するためのプログラム、すなわち処理レシピが格納された記憶媒体がセットされるようになっている。制御部70の主制御部は、記憶媒体に記憶されている所定の処理レシピを呼び出し、その処理レシピに基づいて基板処理装置1に所定の処理を実行させる。
The
次に、第1実施形態に係る基板処理装置1における成膜方法について説明する。
Next, the film forming method in the
まず、処理チャンバ10内の処理空間Sを排気した後、ガス導入ポート12から処理空間Sにスパッタガス(例えば、不活性ガス)を導入して所定圧力に調圧する。
First, after the processing space S in the
次いで、基板支持部40を基板受け渡し位置に位置させ、ゲートバルブ14を開け、搬送チャンバ80の搬送装置(図示せず)により、基板Wを基板支持部40(支持ピン41上)に載置する。次いで、搬送装置を搬送チャンバ80に戻し、ゲートバルブ14を閉じる。
Next, the
次いで、制御部70は、基板移動機構50(駆動部52)を制御して、基板支持部40上の基板WをX方向に移動させるとともに、スパッタ粒子放出部30a,30b(電源34a,34b、駆動部38a,38b)を制御して、ターゲット31a,31bからスパッタ粒子を斜めに放出させる。
Next, the
ここで、スパッタ粒子の放出は、電源34a,34bからターゲットホルダ32a,32bに電圧を印加して、ターゲット31a,31bの周囲で解離したスパッタガス中のイオンがターゲット31a,31bに衝突することによりなされる。また、マグネット走査機構36a,36bによりマグネット35a,35bがY方向に往復運動することで、イオンがターゲット31a,31bに衝突する位置、換言すれば、スパッタ粒子の放出される位置が変化する。
Here, the sputter particles are released by applying a voltage from the
スパッタ粒子放出部30a,30bのターゲット31a,31bから斜めに放出されたスパッタ粒子は、スパッタ粒子遮蔽板20に形成された通過孔21を通過して基板Wに斜めに入射され、基板W上に堆積される。
Sputtered particles obliquely emitted from the
図3は、スパッタ粒子遮蔽板20の通過孔21を上方から見た平面図の一例である。なお、図3において、ターゲット31a,31bをスパッタ粒子遮蔽板20上に投影した位置を破線で示している。また、阻害板22をスパッタ粒子遮蔽板20上に投影した位置を破線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの一例を二点鎖線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの搬送経路の軌跡500の一例を二点鎖線で示している。
FIG. 3 is an example of a plan view of the
通過孔21は、Y方向に伸びるエッジ101,102と、X方向に伸びるエッジ103,104と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ101,102は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ101は、通過孔21の中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ102は、通過孔21の中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ103,104は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The
エッジ101には、調整部材23aが設けられている。調整部材23aは、例えば、エッジ101から通過孔21に向かって突出するように配置されることにより、通過孔21の開口形状(開口面積)を調整する。また、エッジ102には、調整部材23bが設けられている。調整部材23bは、例えば、エッジ102から通過孔21に向かって突出するように配置されることにより、通過孔21の開口形状(開口面積)を調整する。
The
阻害板22は、通過孔21を分割するように配置される。例えば、調整部材23aが設けられるエッジ101と、調整部材23bが設けられるエッジ102と、を分割するようにY方向に伸びる板として配置されている。
The blocking
図4は、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子の軌跡を模式的に示す図である。なお、図4においては、調整部材23a,23bの図示を省略している。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a trajectory of sputtered particles emitted from the
阻害板22は、通過孔21を、開口領域201及び開口領域202に分割する。これにより、図4の破線で示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ101と阻害板22との間に形成される開口領域201を通過して、基板Wに入射する。同様に、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ102と阻害板22との間に形成される開口領域202を通過して、基板Wに入射する。
The blocking
このような構成によれば、エッジ101の調整部材23aを調整することにより、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。また、エッジ102の調整部材23bを調整することにより、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
According to such a configuration, the film thickness distribution of the film formed by the sputtered particles emitted from the
換言すれば、図4の二点鎖線で示すように、阻害板22は、ターゲット31aからみて、エッジ102を隠すように配置される。同様に、阻害板22は、ターゲット31bからみて、エッジ101を隠すように配置される。このような構成により、エッジ102の調整部材23bを調整しても、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。また、エッジ101の調整部材23aを調整しても、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
In other words, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4, the
なお、阻害板22は、ターゲット31aからみてエッジ102を隠すように配置され、かつ、ターゲット31bからみてエッジ101を隠すように配置されていればよい。このため、阻害板22の下端は、スパッタ粒子遮蔽板20の上面よりも上に形成されていてもよく、通過孔21を通ってスパッタ粒子遮蔽板20の下面よりも下まで形成されていてもよい。なお、スパッタ粒子遮蔽板20の下面よりも下まで形成すると、基板Wに入射するスパッタ粒子が減り、成膜レートが低下する。このため、成膜レートの点においては、阻害板22の下端は、スパッタ粒子遮蔽板20の上面よりも上に形成されることが好ましい。
The
なお、阻害板22は、エッジ101,102のうち、ターゲット31aからみて遠い側のエッジ102を隠すように配置される。また、阻害板22は、エッジ101,102のうち、ターゲット31bからみて遠い側のエッジ101を隠すように配置される。このため、阻害板22は、ターゲット31a,31bから基板Wへ入射するスパッタ粒子のうち、入射角が低い成分を遮断する。これにより、阻害板22は、スパッタ粒子の入射角を制限することができる。
The
<第2実施形態>
第2実施形態に係る基板処理装置(スパッタ装置)1Aについて、図5を用いて説明する。図5は、第2実施形態に係る基板処理装置1Aの断面模式図の一例である。ここで、第2実施形態に係る基板処理装置1Aは、第1実施形態に係る基板処理装置1(図1参照)と比較して、スパッタ粒子遮蔽板20Aの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
<Second Embodiment>
The substrate processing apparatus (sputtering apparatus) 1A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an example of a schematic cross-sectional view of the
スパッタ粒子遮蔽板20Aには、スパッタ粒子を通過させる通過孔21が形成されている。具体的には、通過孔21は、スリット状をなす2つの通過孔21a,21bとして形成されている。通過孔21a,21bは、スパッタ粒子遮蔽板20Aの板厚方向(Z方向)に貫通している。通過孔21a,21bは、図中の水平な一方向であるY方向を長手方向にして細長く形成されている。通過孔21a,21bのY方向の長さは基板Wの直径よりも長く形成される。また、通過孔21aには、ひさし部材24aが設けられている。通過孔21bには、ひさし部材24bが設けられている。通過孔21aには、通過孔21aの開口形状(開口面積)を調整するための調整部材23aが設けられている。通過孔21bには、通過孔21bの開口形状(開口面積)を調整するための調整部材23bが設けられている。
The sputtered
図6は、スパッタ粒子遮蔽板20Aの通過孔21a,21bを上方から見た平面図の一例である。なお、図6において、ターゲット31a,31bをスパッタ粒子遮蔽板20A上に投影した位置を破線で示している。また、ひさし部材24a,24bをスパッタ粒子遮蔽板20A上に投影した位置を破線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの一例を二点鎖線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの搬送経路の軌跡500の一例を二点鎖線で示している。
FIG. 6 is an example of a plan view of the passage holes 21a and 21b of the sputtered
通過孔21aは、Y方向に伸びるエッジ111,112と、X方向に伸びるエッジ113,114と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ111,112は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ111は、通過孔21aの中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ112は、通過孔21aの中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ113,114は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The
通過孔21bは、Y方向に伸びるエッジ121,122と、X方向に伸びるエッジ123,124と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ121,122は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ121は、通過孔21bの中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ122は、通過孔21bの中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ123,124は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The
エッジ111には、調整部材23aが設けられている。調整部材23aは、例えば、エッジ111から通過孔21aに向かって突出するように配置されることにより、通過孔21aの開口形状(開口面積)を調整する。また、エッジ121には、調整部材23bが設けられている。調整部材23bは、例えば、エッジ121から通過孔21bに向かって突出するように配置されることにより、通過孔21bの開口形状(開口面積)を調整する。
The
ひさし部材24aは、スパッタ粒子遮蔽板20Aと離間して配置される板部24a1と、スパッタ粒子遮蔽板20Aの上面から立設して板部24a1を支持する脚部24a2と、を有する。ひさし部材24aの板部24a1は、ターゲット31aから見て、通過孔21aの少なくとも一部を覆うように配置される。
The
また、ひさし部材24bは、ターゲット31bから見て、通過孔21bの少なくとも一部を覆うように配置される。ひさし部材24bは、スパッタ粒子遮蔽板20Aと離間して配置される板部24b1と、スパッタ粒子遮蔽板20Aの上面から立設して板部24b1を支持する脚部24b2と、を有する。ひさし部材24bの板部24b1は、ターゲット31bから見て、通過孔21bの少なくとも一部を覆うように配置される。
Further, the
図7は、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子の軌跡を模式的に示す図である。なお、図7においては、調整部材23a,23bの図示を省略している。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a trajectory of sputtered particles emitted from the
ひさし部材24a,24bは、通過孔21(21a,21b)を、開口領域203及び開口領域204に分割する。これにより、図7の破線で示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ121とエッジ122との間に形成される開口領域203を通過して、基板Wに入射する。同様に、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ111とエッジ112との間に形成される開口領域204を通過して、基板Wに入射する。
The
このような構成によれば、エッジ111の調整部材23aを調整することにより、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。また、エッジ121の調整部材23bを調整することにより、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
According to such a configuration, the film thickness distribution of the film formed by the sputtered particles emitted from the
換言すれば、図7の二点鎖線で示すように、ひさし部材24aは、ターゲット31aからみて、エッジ111を隠すように配置される。このような構成により、エッジ111の調整部材23aを調整しても、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。また、ひさし部材24bは、ターゲット31bからみて、エッジ121を隠すように配置される。このような構成により、エッジ121の調整部材23bを調整しても、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
In other words, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7, the
なお、図7に示す例においては、ひさし部材24aは、ターゲット31aから見て、通過孔21aを隠し、ひさし部材24bは、ターゲット31bから見て、通過孔21bを隠すものとして示しているが、これに限られるものではない。ひさし部材24aは、ターゲット31aから見て、調整部材23aが設けられるエッジ111を隠し、ひさし部材24bは、ターゲット31bから見て、調整部材23bが設けられるエッジ121を隠す構成であればよい。このような構成においても、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
In the example shown in FIG. 7, the
また、第2実施形態に係る基板処理装置1Aでは、ひさし部材24a,24bによって遮られたスパッタ粒子は、板部24a1,24b1の上面に付着して成膜する。このような構成により、板部24a1,24b1の上面に成膜された膜で膜剥がれを生じたとしても、剥がれた膜が基板Wに付着することを防止することができる。
Further, in the
なお、ひさし部材24aは、エッジ111,121のうち、ターゲット31aからみて近い側のエッジ111を隠すように配置される。また、ひさし部材24bは、エッジ111,121のうち、ターゲット31bからみて近い側のエッジ121を隠すように配置される。このため、ひさし部材24a,24bは、ターゲット31a,31bから基板Wへ入射するスパッタ粒子のうち、入射角が高い成分を遮断する。これにより、ひさし部材24a,24bは、スパッタ粒子の入射角を制限することができる。
The
以上、基板処理装置1について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
Although the
図1に示す阻害板22を有する基板処理装置1において、1つの通過孔21が形成されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、複数の通過孔21a,21bが形成される構成であってもよい。図8は、第1の変形例に係る基板処理装置におけるターゲット31aから放出されるスパッタ粒子の軌跡を模式的に示す図である。ここで、第1の変形例に係る基板処理装置は、スパッタ粒子遮蔽板20Bの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
Although it has been described that one
スパッタ粒子遮蔽板20Bには、スパッタ粒子を通過させる通過孔21が形成されている。具体的には、通過孔21は、スリット状をなす2つの通過孔21a,21bとして形成されている。なお、通過孔21aには、通過孔21aの開口形状(開口面積)を調整するための調整部材(図8において図示せず)が設けられている。通過孔21bには、通過孔21bの開口形状(開口面積)を調整するための調整部材(図8において図示せず)が設けられている。
The sputtered
阻害板22は、通過孔21を、開口領域203及び開口領域204に分割する。これにより、図8の破線で示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ111とエッジ112との間に形成される開口領域204を通過して、基板Wに入射する。同様に、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ121とエッジ122との間に形成される開口領域203を通過して、基板Wに入射する。
The blocking
このような構成によれば、エッジ111の調整部材を調整することにより、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。また、エッジ121の調整部材を調整することにより、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
According to such a configuration, the film thickness distribution of the film formed by the sputtered particles emitted from the
換言すれば、図8の二点鎖線で示すように、阻害板22は、ターゲット31aからみて、エッジ121を隠すように配置される。このような構成により、エッジ121の調整部材を調整しても、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。また、阻害板22は、ターゲット31bからみて、エッジ111を隠すように配置される。このような構成により、エッジ111の調整部材を調整しても、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
In other words, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, the
図5に示すひさし部材24a,24bを有する基板処理装置1Aにおいて、複数の通過孔21(21a、21b)が形成されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、1つの通過孔21が形成される構成であってもよい。図9は、第2の変形例に係る基板処理装置におけるターゲット31a,31bから放出されるスパッタ粒子の軌跡を模式的に示す図である。ここで、第2の変形例に係る基板処理装置は、スパッタ粒子遮蔽板20Cの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
Although it has been described that a plurality of passage holes 21 (21a, 21b) are formed in the
スパッタ粒子遮蔽板20Cには、スパッタ粒子を通過させるスリット状をなす通過孔21が形成されている。なお、通過孔21のエッジ101には、通過孔21の開口形状(開口面積)を調整するための調整部材(図9において図示せず)が設けられている。通過孔21のエッジ102には、通過孔21の開口形状(開口面積)を調整するための調整部材(図9において図示せず)が設けられている。
The sputtered particle shielding plate 20C is formed with slit-shaped passing holes 21 through which sputtered particles pass. The
ひさし部材24a,24bは、通過孔21を、開口領域205及び開口領域206に分割する。これにより、図9の破線で示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ102とひさし部材24aとの間に形成される開口領域205を通過して、基板Wに入射する。同様に、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ101とひさし部材24bとの間に形成される開口領域206を通過して、基板Wに入射する。
The
このような構成によれば、エッジ101の調整部材を調整することにより、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。また、エッジ102の調整部材を調整することにより、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
According to such a configuration, the film thickness distribution of the film formed by the sputtered particles emitted from the
換言すれば、図9の二点鎖線で示すように、ひさし部材24aは、ターゲット31aからみて、エッジ101を隠すように配置される。このような構成により、エッジ101の調整部材を調整しても、ターゲット31aから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。また、ひさし部材24bは、ターゲット31bからみて、エッジ102を隠すように配置される。このような構成により、エッジ102の調整部材を調整しても、ターゲット31bから放出されるスパッタ粒子による成膜に影響を及ぼすことを阻止することができる。即ち、ターゲット31a,31bによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
In other words, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 9, the
<第3実施形態>
第3実施形態に係る基板処理装置(スパッタ装置)について、図10から図12を用いて説明する。図10は、第3実施形態に係る基板処理装置におけるスパッタ粒子遮蔽板20D及びターゲット31a,31bから放出されるスパッタ粒子の軌跡を模式的に示す図である。ここで、第3実施形態に係る基板処理装置は、第1実施形態に係る基板処理装置1(図1参照)及び第2実施形態に係る基板処理装置1A(図5参照)と比較して、スパッタ粒子遮蔽板20Dの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
<Third Embodiment>
The substrate processing apparatus (sputtering apparatus) according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG. 10 is a diagram schematically showing the loci of sputtered particles emitted from the sputtered
スパッタ粒子遮蔽板20Dには、スパッタ粒子を通過させる通過孔21が形成されている。具体的には、通過孔21は、スリット状をなす4つの通過孔21a1,21b1,21a2,21b2として形成されている。通過孔21a1,21b1,21a2,21b2は、−X方向(基板Wの搬送方向)に見て、通過孔21a1、通過孔21b1、通過孔21a2、通過孔21b2の順番で設けられている。通過孔21a1,21b1,21a2,21b2は、スパッタ粒子遮蔽板20Dの板厚方向(Z方向)に貫通している。通過孔21a1,21b1,21a2,21b2は、図中の水平な一方向であるY方向を長手方向にして細長く形成されている。通過孔21a1,21b1,21a2,21b2のY方向の長さは基板Wの直径よりも長く形成される。また、通過孔21には、スパッタ粒子遮蔽板20Dから立設する阻害板25a,25bが設けられている。また、通過孔21には、ひさし部材26a,26bが設けられている。また、通過孔21a1,21b1,21a2,21b2には、通過孔の開口形状(開口面積)を調整するための調整部材(図示せず)が設けられていてもよい。
The sputtered
図11は、スパッタ粒子遮蔽板20Dの通過孔21a1,21b1,21a2,21b2を上方から見た平面図の一例である。なお、図11において、ターゲット31a,31bをスパッタ粒子遮蔽板20D上に投影した位置を破線で示している。また、ひさし部材26a,26bをスパッタ粒子遮蔽板20D上に投影した位置を破線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの一例を二点鎖線で示している。また、基板移動機構50により搬送される基板Wの搬送経路の軌跡500の一例を二点鎖線で示している。
FIG. 11 is an example of a plan view of the passage holes 21a1,21b1,21a2,21b2 of the sputtered
通過孔21a1は、Y方向に伸びるエッジ131,132と、X方向に伸びるエッジ133,134と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ131,132は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ131は、通過孔21a1の中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ132は、通過孔21a1の中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ133,134は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The passage hole 21a1 has a substantially rectangular shape formed by
通過孔21b1は、Y方向に伸びるエッジ141,142と、X方向に伸びるエッジ143,144と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ141,142は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ141は、通過孔21b1の中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ142は、通過孔21b1の中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ143,144は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The passage hole 21b1 has a substantially rectangular shape formed by
通過孔21a2は、Y方向に伸びるエッジ151,152と、X方向に伸びるエッジ153,154と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ151,152は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ151は、通過孔21a2の中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ152は、通過孔21a2の中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ153,154は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The passage holes 21a2 have a substantially rectangular shape formed by
通過孔21b2は、Y方向に伸びるエッジ161,162と、X方向に伸びるエッジ163,164と、によって形成される略長方形形状を有している。エッジ161,162は、基板Wの搬送経路の軌跡500と交差するエッジである。また、エッジ161は、通過孔21b2の中心よりもターゲット31aの側に形成されている。エッジ162は、通過孔21b2の中心よりもターゲット31bの側に形成されている。エッジ163,164は、基板Wの搬送方向と同方向に伸びるエッジであり、基板Wの搬送経路の軌跡500よりも外側に形成されている。
The passage hole 21b2 has a substantially rectangular shape formed by
エッジ131及び/又はエッジ132には、通過孔21a1の開口形状(開口面積)を調整する調整部材(図示せず)が設けられていてもよい。また、エッジ141及び/又はエッジ142には、通過孔21b1の開口形状(開口面積)を調整する調整部材(図示せず)が設けられていてもよい。また、エッジ151及び/又はエッジ152には、通過孔21a2の開口形状(開口面積)を調整する調整部材(図示せず)が設けられていてもよい。また、エッジ161及び/又はエッジ162には、通過孔21b2の開口形状(開口面積)を調整する調整部材(図示せず)が設けられていてもよい。調整部材は、例えば、エッジから通過孔に向かって突出するように配置されることにより、通過孔の開口形状(開口面積)を調整する。
The
図10に戻り、さらに説明する。図10の二点鎖線で示すように、阻害板25aは、ターゲット31bからみて通過孔21a2(エッジ151,152)を隠すように配置される。同様に、阻害板25bは、ターゲット31aからみて通過孔21b1(エッジ141,142)を隠すように配置される。
Returning to FIG. 10, a further description will be given. As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 10, the blocking
ひさし部材26aは、スパッタ粒子遮蔽板20Dと離間して配置される板部26a1と、スパッタ粒子遮蔽板20Dの上面から立設して板部26a1を支持する脚部26a2と、を有する。図10の二点鎖線で示すように、ひさし部材26aの板部26a1は、ターゲット31aから見て、通過孔21b2を覆うように配置される。また、ひさし部材24bは、スパッタ粒子遮蔽板20Dと離間して配置される板部25b1と、スパッタ粒子遮蔽板20Dの上面から立設して板部26b1を支持する脚部26b2と、を有する。図10の二点鎖線で示すように、ひさし部材26bの板部26b1は、ターゲット31bから見て、通過孔21a1を覆うように配置される。
The
阻害板25a,25b及びひさし部材26a,26bは、通過孔21(21a1,21b1,21a2,21b2)を、開口領域207〜210に分割する。これにより、図7の破線で示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ131とエッジ132との間に形成される開口領域207を通過して、基板Wに入射する。また、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ141とエッジ142との間に形成される開口領域208を通過して、基板Wに入射する。また、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、エッジ151とエッジ152との間に形成される開口領域209を通過して、基板Wに入射する。また、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、エッジ161とエッジ162との間に形成される開口領域210を通過して、基板Wに入射する。
The blocking
図12は、基板Wの凸部600に入射するスパッタ粒子の入射方向の一例を示す模式図である。ここでは、基板Wを−X方向(図10において右側から左側)に搬送するものとする。また、基板Wの表面には、トレンチ等の凸部600が形成されている。
FIG. 12 is a schematic view showing an example of the incident direction of the sputtered particles incident on the
基板Wを−X方向に搬送すると、最初に、基板Wは通過孔21a1の下を通過する。図10に示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、通過孔21a1を通過して、基板Wに入射する。一方、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、ひさし部材26bの板部26b1で遮られる。このため、図12(a)に示すように、ターゲット31aから放出された入射角の大きいスパッタ粒子が通過孔21a1(開口領域207)を通過して凸部600に入射する。
When the substrate W is conveyed in the −X direction, the substrate W first passes under the passage holes 21a1. As shown in FIG. 10, the sputtered particles emitted from the
更に、基板Wを−X方向に搬送すると、基板Wは通過孔21b1の下を通過する。図10に示すように、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、通過孔21b1を通過して、基板Wに入射する。一方、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、遮蔽板25bで遮られる。このため、図12(b)に示すように、ターゲット31bから放出された入射角の小さいスパッタ粒子が通過孔21b1(開口領域208)を通過して凸部600に入射する。
Further, when the substrate W is conveyed in the −X direction, the substrate W passes under the passage hole 21b1. As shown in FIG. 10, the sputtered particles emitted from the
更に、基板Wを−X方向に搬送すると、基板Wは通過孔21a2の下を通過する。図10に示すように、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、通過孔21a2を通過して、基板Wに入射する。一方、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、遮蔽板25aで遮られる。このため、図12(c)に示すように、ターゲット31aから放出された入射角の小さいスパッタ粒子が通過孔21a2(開口領域209)を通過して凸部600に入射する。
Further, when the substrate W is conveyed in the −X direction, the substrate W passes under the passage holes 21a2. As shown in FIG. 10, the sputtered particles emitted from the
更に、基板Wを−X方向に搬送すると、基板Wは通過孔21b2の下を通過する。図10に示すように、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子は、通過孔21b2を通過して、基板Wに入射する。一方、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は、ひさし部材26aの板部26a1で遮られる。このため、図12(d)に示すように、ターゲット31dから放出された入射角の大きいスパッタ粒子が通過孔21d2(開口領域210)を通過して凸部600に入射する。
Further, when the substrate W is conveyed in the −X direction, the substrate W passes under the passage hole 21b2. As shown in FIG. 10, the sputtered particles emitted from the
以上、第3実施形態に係る基板処理装置によれば、基板Wの1回の移動(1スキャン)で、ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子による成膜と、ターゲット31bから放出されたスパッタ粒子による成膜と、を交互に繰り返し(図10の例では2度)行うことができる。また、通過孔21a1,21b1,21a2,21b2の位置や開口形状を調整することにより、ターゲット31a,31bの材料の特性に合わせて基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角及び通過量を調整することができる。これにより、基板Wに形成されたパターンの凸部600の両側(基板Wの搬送方向の前側及び後側)に対称形状の膜を効率よく成膜することができる。
As described above, according to the substrate processing apparatus according to the third embodiment, the film formation by the sputtered particles emitted from the
また、通過孔21a1の開口形状を調整することにより、ターゲット31aから放出される入射角の大きいスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。通過孔21b1の開口形状を調整することにより、ターゲット31bから放出される入射角の小さいスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。通過孔21a2の開口形状を調整することにより、ターゲット31aから放出される入射角の小さいスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。通過孔21b2の開口形状を調整することにより、ターゲット31bから放出される入射角の大きいスパッタ粒子による成膜の膜厚分布を調整することができる。即ち、ターゲット31a,31bの違い及び入射角の違いによる成膜を、それぞれ独立して調整(制御)することができる。
Further, by adjusting the opening shape of the passing hole 21a1, the film thickness distribution of the film formed by the sputtered particles having a large incident angle emitted from the
W 基板
1 基板処理装置
10 処理チャンバ
20,20A〜20D スパッタ粒子遮蔽板
21,21a,21b,21a1,21b1,21a2,21b2 通過孔
22,25a,25b 阻害板(阻害機構)
23a,23b 調整部材
24a,24b,26a,26b ひさし部材(阻害機構)
30a,30b スパッタ粒子放出部
31a,31b ターゲット
40 基板支持部
50 基板移動機構
60 排気装置
70 制御部
80 搬送チャンバ
101〜104,111〜114,121〜124,131〜134,141〜144,151〜154,161〜164 エッジ
201〜210 開口領域
500 搬送経路の軌跡
600 凸部
23a,
30a, 30b Sputtered
Claims (7)
基板を支持する基板支持部と、
前記第1及び第2のターゲットと前記基板との間に配置され、前記スパッタ粒子が通過する通過孔を有する遮蔽板と、を備え、
前記通過孔は、前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第1の開口領域と、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第2の開口領域と、を有し、
前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第2の開口領域を通過することを阻害し、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第1の開口領域を通過することを阻害する阻害機構を更に備える、
スパッタ装置。 The first and second targets that emit sputtered particles,
The board support part that supports the board and
A shielding plate arranged between the first and second targets and the substrate and having a through hole through which the sputtered particles pass is provided.
The passage hole has a first opening region through which the sputtered particles emitted from the first target pass, and a second opening region through which the sputtered particles emitted from the second target pass. ,
Inhibition of preventing the sputtered particles emitted from the first target from passing through the second opening region and preventing the sputtered particles emitted from the second target from passing through the first opening region. Further equipped with a mechanism,
Sputtering equipment.
前記第1の開口領域は、前記第1のエッジを含み、前記第2のエッジを含まないで形成され、
前記第2の開口領域は、前記第2のエッジを含み、前記第1のエッジを含まないで形成される、
請求項1に記載のスパッタ装置。 The passing hole includes a first edge provided with a first adjusting member for adjusting the opening area of the passing hole and a second edge provided with a second adjusting member for adjusting the opening area of the passing hole. Have,
The first opening region is formed to include the first edge and not to include the second edge.
The second opening region is formed including the second edge and not including the first edge.
The sputtering apparatus according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のスパッタ装置。 The inhibitory mechanism is an inhibitory plate placed above the passage hole.
The sputtering apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1または請求項2に記載のスパッタ装置。 The inhibition mechanism is a eaves member that is disposed apart from the shielding plate and has a plate portion that covers at least a part of the passage hole.
The sputtering apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第3の開口領域と、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子を通過させる第4の開口領域と、を更に有し、
前記基板の搬送方向において、前記第1の開口領域、前記第2の開口領域、前記第3の開口領域、前記第4の開口領域の順番に配置され、
前記阻害機構は、
前記第1のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第4の開口領域を通過することを阻害し、前記第2のターゲットから放出されたスパッタ粒子が第3の開口領域を通過することを阻害する、
請求項1に記載のスパッタ装置。 The passage hole is
It further has a third opening region through which the sputtered particles emitted from the first target pass, and a fourth opening region through which the sputtered particles emitted from the second target pass.
In the transport direction of the substrate, the first opening region, the second opening region, the third opening region, and the fourth opening region are arranged in this order.
The inhibition mechanism is
It prevents the sputtered particles emitted from the first target from passing through the fourth opening region and prevents the sputtered particles emitted from the second target from passing through the third opening region.
The sputtering apparatus according to claim 1.
請求項5に記載のスパッタ装置。 The inhibition mechanism has an inhibition plate erected from the shielding plate.
The sputtering apparatus according to claim 5.
請求項5または請求項6に記載のスパッタ装置。 The inhibition mechanism has a eaves member that is disposed away from the shielding plate and has a plate portion that covers at least a part of the passage hole.
The sputtering apparatus according to claim 5 or 6.
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