JP2022029532A - スパッタ装置及び成膜方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022029532000001
【課題】スパッタ粒子の入射角の制御性を向上し、膜の均一性を向上させるスパッタ装置及び成膜方法を提供する。
【解決手段】スパッタ粒子を放出する第1ターゲット及び第2ターゲットと、基板を支持する基板支持部と、前記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スリット部を有するスリットプレートと、を備え、前記スリット部は、前記ターゲット側の第1スリットと、前記基板側の第2スリットと、を有し、前記第2スリットは、該第2スリット内に向かって突出する第1突出部及び第2突出部を有し、前記第1ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第1突出部が隠れるように配置され、前記第2ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第2突出部が隠れるように配置される、スパッタ装置。
【選択図】図1

Description

本開示は、スパッタ装置及び成膜方法に関する。
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。
特許文献1には、基板上に形成される膜を構成する膜材料を供給する膜材料源と、前記膜材料源及び前記基板を設置するための空間を規定すると共に、前記空間を真空に維持することが可能な真空槽と、前記空間において、前記基板の少なくとも一部が前記膜材料源の少なくとも一部と対面するように前記基板を保持する保持手段と、前記基板が一の方向に沿って移動するように前記保持手段を移動する移動手段と、前記基板及び前記膜材料源間に配置され、前記一の方向と交わる方向である他の方向に沿って延在する開口部を有するスリット板とを備え、前記開口部の端部は、前記スリット板の面内において、前記他の方向から、前記開口部を通過する膜材料の前記他の方向の角度分布の広がりを抑制する方向にずれていることを特徴とする製膜装置が開示されている。
特開2011-214123号公報
基板を所定の方向に移動させながら、基板に対して斜めに配置されたターゲットからスパッタ粒子を放出させ、スパッタ粒子をスリット部材の開口部を介して基板に到達させることにより、スパッタ粒子の入射角が制限され、指向性を持った膜を形成することができる。ところで、ターゲットからは全方位にスパッタ粒子が放出されることに対し、スリット部材によってある範囲の指向性を持ったスパッタ粒子が選別されるため、基板のスライド方向に直交する方向の膜の均一性が低下するおそれがある。このため、基板のスライド方向に直交する方向の膜の均一性を向上させることが求められている。
本開示の一態様は、スパッタ粒子の入射角の制御性を向上し、膜の均一性を向上させるスパッタ装置及び成膜方法を提供する。
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ターゲット及び第2ターゲットと、基板を支持する基板支持部と、前記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スリット部を有するスリットプレートと、を備え、前記スリット部は、前記ターゲット側の第1スリットと、前記基板側の第2スリットと、を有し、前記第2スリットは、該第2スリット内に向かって突出する第1突出部及び第2突出部を有し、前記第1ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第1突出部が隠れるように配置され、前記第2ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第2突出部が隠れるように配置される、スパッタ装置を更に備える。
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及び成膜方法を提供することができる。
第1実施形態に係る基板処理装置の断面模式図の一例。 第1実施形態に係る基板処理装置のA-A断面模式図の一例。 第1実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレート、ターゲット及び基板の一例を示す斜視図。 第1実施形態に係る基板処理装置における第1プレート及び第2プレートの平面図の一例。 第1実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレート、ターゲット及び基板WのB-B断面模式図の一例。 第1実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレートを平面視した図の一例。 第1実施形態に係る基板処理装置における各ターゲットから見たスリット部の形状を示す平面図の一例。 第2実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレートの一例を示す斜視図。 第2実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレート、ターゲット及び基板Wの断面模式図の一例。 第3実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレートの一例を示す斜視図。 第3実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレート、ターゲット及び基板Wの断面模式図の一例。 第4実施形態に係る基板処理装置におけるスリットプレート、ターゲット及び基板の一例を示す斜視図。
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。
<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。
基板処理装置1は、処理チャンバ10と、スリットプレート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。
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。
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。
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。
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。
スリットプレート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。スリットプレート20の縁部は、チャンバ本体10aの側壁に固定されている。スリットプレート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、スリットプレート20の上方の空間である。第2空間S2は、スリットプレート20の下方の空間である。
スリットプレート20には、スパッタ粒子を通過させるスリット部21を有する。スリット部21は、スリットプレート20の板厚方向(Z方向)に貫通している。スリット部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。スリット部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。なお、スリットプレート20及びスリット部21については、図3等を用いて後述する。
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。
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。
ターゲットホルダ32a,32bは、導電性を有する材料からなり、スリットプレート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、スリット部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、スリット部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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、スリットプレート20に形成されたスリット部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。
ここで、基板Wの表面にはトレンチ等の凹凸部が形成されている。基板処理装置1は、基板Wを搬送方向に移動させながら、ターゲット31aからスパッタ粒子を放出させて成膜を行い、基板Wの凸部の角部に一の方向から選択的に成膜する。その後、基板処理装置1は、基板Wを搬送方向に移動させながら、ターゲット31bからスパッタ粒子を放出させて成膜を行い、基板Wの凸部の異なる方向から選択的に成膜する。これにより、基板Wの凸部に選択的に成膜することができる。
なお、ターゲット31a,31bの材質は、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
<第1実施形態のスリットプレート20>
次に、第1実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20について、図3から図7を用いて説明する。
図3は、第1実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20、ターゲット31a及び基板Wの一例を示す斜視図である。なお、図3において、ターゲット31bは、図示を省略している。また、ターゲット31aから放射されたスパッタ粒子の軌跡301a,302aの一例を破線矢印で示す。
スリットプレート20は、第1プレート210と、第2プレート220と、を有する。第1プレート210は、ターゲット31a,31bの側に配置される。第2プレート220は、基板Wの側に配置される。第1プレート210は、開口部(第1スリット)211を有する。第2プレート220は、開口部(第2スリット)221を有する。第1プレート210及び第2プレート220は、開口部211及び開口部221が上下(Z方向)に重なるように配置されている。また、スリットプレート20のスリット部21は、第1プレート210に形成された開口部211と、第2プレート220に形成された開口部221と、を有する。ターゲット31aから放出されたスパッタ粒子は破線矢印で示すように、開口部211及び開口部221を通過して、基板W上に堆積される。
次に、第1プレート210の開口部211及び第2プレート220の開口部221について、図4を用いて更に説明する。図4は、第1実施形態に係る基板処理装置1における第1プレート210及び第2プレート220の平面図の一例である。
図4(a)は、第1プレート210の平面図の一例である。なお、図4(a)において、ターゲット31a,31bを第1プレート210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。
開口部211は、Y方向に伸びるエッジ212,213と、X方向に伸びるエッジ214,215と、によって形成される略長方形形状を有している。また、開口部211は、Y方向を長手方向とし、X方向を短手方向とする略長方形形状を有している。エッジ212,213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(第1エッジ)212は、スリット部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(第2エッジ)213は、スリット部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212とエッジ213は、対向して配置されている。エッジ214,215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。また、エッジ212,213間の幅、換言すれば基板Wの搬送方向(X方向)における開口部211の幅(開口部211の短手方向の開口幅)をW1とする。
図4(b)は、第2プレート220の平面図の一例である。なお、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。
開口部221は、Y方向に伸びるエッジ222,223と、X方向に伸びるエッジ224,225と、によって形成される略長方形形状を有している。また、開口部221は、Y方向を長手方向とし、X方向を短手方向とする略長方形形状を有している。エッジ222,223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(第3エッジ)222は、スリット部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(第4エッジ)223は、スリット部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222とエッジ223は、対向して配置されている。エッジ224,225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。また、エッジ222,223間の幅、換言すれば基板Wの搬送方向(X方向)における開口部221の最大幅(開口部221の短手方向の開口幅)を、W2とする。開口部221の最大幅W2は、開口部211の幅W1よりも大きく形成されている(W1<W2)。
また、エッジ222のY方向(基板Wの搬送方向と直交する方向)の中央部には、突出部(第1突出部)226が形成されている。突出部226は、例えば、エッジ222から開口部221に向かって突出するように形成されることにより、開口部221の開口形状(開口面積)を調整する。また、エッジ223のY方向(基板Wの搬送方向と直交する方向)の中央部には、突出部(第2突出部)227が形成されている。突出部227は、例えば、エッジ223から開口部221に向かって突出するように配置されることにより、開口部221の開口形状(開口面積)を調整する。また、突出部226,227間の幅、換言すれば基板Wの搬送方向(X方向)における開口部221の最小幅を、W3とする。開口部221の最小幅W3は、開口部211の幅W1よりも小さく形成されている(W3<W1)。
図5は、第1実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20、ターゲット31a,31b及び基板WのB-B断面模式図の一例である。また、ターゲット31aから放射されたスパッタ粒子の軌跡301a,302aの一例を破線矢印で示す。ターゲット31bから放射されたスパッタ粒子の軌跡301b,302bの一例を破線矢印で示す。
スパッタ粒子の軌跡301aは、ターゲット31aのスパッタ粒子を放出する面の中心位置から、エッジ212を通り、基板Wの表面に入射するスパッタ粒子の軌跡である。ここで、基板Wの表面に垂直な軸をz軸とする。また、z軸と軌跡301aとのなす角度をθとする。即ち、角度θは、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最小入射角である。
ここで、基板Wの搬送方向(X方向)における開口部211のエッジ212からターゲット31aのスパッタ粒子を放出する面の中心位置までの水平距離をxとする。また、第1プレート210の上面からターゲット31aのスパッタ粒子を放出する面の中心位置までの高さをhとする。最小入射角θは、水平距離x及び高さhを用いて式(1)で表される。
tanθ=h/x ・・・(1)
また、スパッタ粒子の軌跡302aは、ターゲット31aのスパッタ粒子を放出する面の中心位置から、エッジ223を通り、基板Wの表面に入射するスパッタ粒子の軌跡である。ここで、z軸と軌跡302aとのなす角度をθとする。即ち、角度θは、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最大入射角である。
同様に、スパッタ粒子の軌跡301bは、ターゲット31bのスパッタ粒子を放出する面の中心位置から、エッジ213を通り、基板Wの表面に入射するスパッタ粒子の軌跡である。ここで、z軸と軌跡301bとのなす角度は、ターゲット31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最小の入射角である。
また、スパッタ粒子の軌跡302bは、ターゲット31bのスパッタ粒子を放出する面の中心位置から、エッジ222を通り、基板Wの表面に入射するスパッタ粒子の軌跡である。ここで、z軸と軌跡302bとのなす角度は、ターゲット31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最大の入射角である。
即ち、第1プレート210の開口部211は、ターゲット31a,31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最小入射角θを規定する。また、第2プレート220の開口部221は、ターゲット31a,31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角のうち最大入射角θを規定する。
ここで、第1プレート210の上面と第2プレート220の上面との間隔をhとする。式(2)の関係を満たすとき、ターゲット31aから見てエッジ222がスリットプレート20(第1プレート210)の影となる。
h≧(W1-W3)/(tanθ) ・・・(2)
図6は、第1実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20を平面視した図の一例である。図6に示す例において、第2プレート220のエッジ222から突出する突出部226は第1プレート210のエッジ212よりも突出している。
ここで、基板Wの搬送方向(X方向)における突出部226のエッジ222からの突出量をP1とする。式(3)の関係を満たすとき、ターゲット31aから見て突出部226がスリットプレート20(第1プレート210)の影となる。
P1≦htanθ ・・・(3)
図7は、第1実施形態に係る基板処理装置1における各ターゲット31a,31bから見たスリットプレート20のスリット部21の形状を示す平面図の一例である。ここでは、スリットプレート20は、式(2)及び式(3)の関係を満たしている場合を例に説明する。
図7(a)は、ターゲット31aからスリットプレート20のスリット部21を見た際におけるスリット部形状21aを示す。ここで、エッジ212aは、ターゲット31aから見たエッジ212を第2プレート220の上面に投影したものと一致する。図7(a)に示すように、ターゲット31aから見て、エッジ222及び突出部226は隠されている。スリット部形状21aにおいて、基板Wの搬送方向(X方向)における最大幅W4は、エッジ212aとエッジ223との間隔となる。
図7(b)は、ターゲット31bからスリットプレート20のスリット部21を見た際におけるスリット部形状21bを示す。ここで、エッジ213aは、ターゲット31bから見たエッジ213を第2プレート220の上面に投影したものと一致する。図7(b)に示すように、ターゲット31bから見て、エッジ223及び突出部227は隠されている。スリット部形状21bにおいて、基板Wの搬送方向(X方向)における最大幅W5は、エッジ213aとエッジ222との間隔となる。
以上、第1実施形態に係る基板処理装置1によれば、エッジ212及びエッジ223を調整することで、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲を調整することができる。また、エッジ213及びエッジ222を調整することで、ターゲット31bから基板Wに放出されるスパッタ粒子の入射角の範囲を調整することができる。
また、第1実施形態に係る基板処理装置1によれば、ターゲット31aからの入射角を調整するエッジ212,223と、ターゲット31bからの入射角を調整するエッジ213,222とが、異なっている。このため、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲の調整と、ターゲット31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲の調整と、を独立して調整することができる。即ち、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲を調整した際、ターゲット31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲に影響を及ぼすことを防止することができる。ターゲット31bから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲を調整した際、ターゲット31aから基板Wに入射するスパッタ粒子の入射角の範囲に影響を及ぼすことを防止することができる。これにより、第1実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20は、入射角の調整の制御性を向上することができる。
また、基板処理装置1では、ターゲット31a,31bから全方位にスパッタ粒子が放出され、スリットプレート20のスリット部21を通過したスパッタ粒子が搬送方向(X方向)に移動する基板Wに入射する。このため、基板Wの搬送方向(X方向)と直交する方向(Y方向)において、入射量の不均一が生じる。具体的には、Y方向において、中央部はスパッタ粒子が堆積することによる膜厚が厚く、外側は膜厚が薄くなる。
これに対し、ターゲット31aからスリット部21(スリット部形状21a)を通過して基板Wに堆積するスパッタ粒子において、エッジ223の中央部に突出部227を形成することにより、Y方向における中央部のスパッタ粒子の入射量を減少させることができる。これにより、Y方向における中央部と外側との膜厚の均一性を向上させることができる。また、ターゲット31bからスリット部21(スリット部形状21b)を通過して基板Wに堆積するスパッタ粒子において、エッジ222の中央部に突出部226を形成することにより、Y方向における中央部のスパッタ粒子の入射量を減少させることができる。これにより、Y方向における中央部と外側との膜厚の均一性を向上させることができる。
また、第1実施形態に係る基板処理装置1によれば、ターゲット31aからのスパッタ粒子による膜厚の均一性を調整する突出部226と、ターゲット31bからのスパッタ粒子による膜厚の均一性を調整する突出部227とが、異なっている。このため、ターゲット31aからのスパッタ粒子による膜厚の均一性の調整と、ターゲット31bからのスパッタ粒子による膜厚の均一性の調整と、を独立して調整することができる。
換言すれば、ターゲット31bから見て突出部227は隠れている。このため、突出部227を調整して、ターゲット31aからのスパッタ粒子による膜厚の均一性を調整した際、ターゲット31bからのスパッタ粒子による膜厚の均一性に影響を及ぼすことを防止することができる。同様に、ターゲット31aから見て突出部226は隠れている。このため、突出部226を調整して、ターゲット31bからのスパッタ粒子による膜厚の均一性を調整した際、ターゲット31aからのスパッタ粒子による膜厚の均一性に影響を及ぼすことを防止することができる。これにより、第1実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20は、膜厚の均一性の調整の制御性を向上することができる。
なお、突出部226,227は、第2プレート220の開口部221に形成するものとして説明したが、これに限られるものではなく、第1プレート210の開口部211に形成される構成であってもよい。また、突出部226,227は、基板Wに近い側、ここでは、第2プレート220の開口部221に設けることが好ましい。突出部226,227の突出量に対する膜厚の変動量は、基板Wから突出部226,227までの高さ方向の間隔が長くなるほど、変動量が大きくなる。このため、基板Wに近い側、ここでは、第2プレート220の開口部221に突出部226,227を形成することにより、膜厚の均一性の調整の分解能を向上させることができる。
なお、スリットプレート20の形状は、2枚のプレート(第1プレート210、第2プレート220)で構成されるものを例に説明したが、これに限られるものではない。
<第2実施形態のスリットプレート20A>
次に、第2実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20Aについて、図8及図9を用いて説明する。図8は、第2実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20Aの一例を示す斜視図である。図9は、第2実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20A、ターゲット31a,31b及び基板Wの断面模式図の一例である。
スリットプレート20Aは、肉厚の板部材で形成される。スリットプレート20Aは、板厚方向に貫通するスリット部21を有する。スリット部21の上面側には、開口部211が形成される。スリット部21の下面側には、基板Wの搬送方向(X方向)に拡径しており、開口部221が形成される。
<第3実施形態のスリットプレート20B>
次に、第3実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20Bについて、図10及図11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1におけるスリットプレート20Bの一例を示す斜視図である。図11は、第3実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20B、ターゲット31a,31b及び基板Wの断面模式図の一例である。
スリットプレート20Bは、板部と、板部から上方向に突出するボス部が形成される。スリットプレート20Bは、板部及びボス部を板厚方向に貫通するスリット部21を有する。スリット部21の上面側には、開口部211が形成される。スリット部21の下面側には、基板Wの搬送方向(X方向)に拡径しており、開口部221が形成される。
<第4実施形態のスリットプレート20C>
次に、第4実施形態に係る基板処理装置1のスリットプレート20Cについて、図12を用いて説明する。図12は、第4実施形態に係る基板処理装置1におけるスリットプレート20C、ターゲット31a及び基板Wの一例を示す斜視図である。なお、図12において、ターゲット31bは、図示を省略している。
スリットプレート20Cは、第1プレートアセンブリ210Cと、第2プレートアセンブリ220Cと、を有する。第1プレートアセンブリ210Cは、同一平面状に配置された2枚のプレートを有する。2枚のプレートは、基板Wの搬送方向(X方向)に離間して配置されており、その間に開口部211が形成される。また、第2プレートアセンブリ220Cは、同一平面状に配置された2枚のプレートを有する。2枚のプレートは、基板Wの搬送方向(X方向)に離間して配置されており、その間に開口部221が形成される。
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。
基板処理装置1は、2つのターゲット31a,31bを備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。3つ以上のターゲットを備える構成であってもよい。
1 基板処理装置
20,20A~20C スリットプレート
21 スリット部
21a,21b スリット部形状
210 第1プレート
210C 第1プレートアセンブリ
211 開口部(第1スリット)
212 エッジ(第1エッジ)
213 エッジ(第2エッジ)
220 第2プレート
220C 第2プレートアセンブリ
221 開口部(第2スリット)
222 エッジ(第3エッジ)
223 エッジ(第4エッジ)
226 突出部(第1突出部)
227 突出部(第2突出部)
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
W 基板
θ 最大入射角
θ 最小入射角

Claims (12)

  1. スパッタ粒子を放出する第1ターゲット及び第2ターゲットと、
    基板を支持する基板支持部と、
    前記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スリット部を有するスリットプレートと、を備え、
    前記スリット部は、前記ターゲット側の第1スリットと、前記基板側の第2スリットと、を有し、
    前記第2スリットは、該第2スリット内に向かって突出する第1突出部及び第2突出部を有し、
    前記第1ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第1突出部が隠れるように配置され、
    前記第2ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第2突出部が隠れるように配置される、スパッタ装置。
  2. 前記基板支持部に支持された前記基板をスライド方向に移動させる基板移動機構を備え、
    前記第1及び第2ターゲットは、前記基板のスライド方向に並べられ、前記スリット部を指向するように傾斜して配置される、
    請求項1に記載のスパッタ装置。
  3. 前記第1スリットは、前記ターゲットから前記基板に入射する前記スパッタ粒子の入射角の最小入射角を制限し、
    前記第2スリットは、前記ターゲットから前記基板に入射する前記スパッタ粒子の入射角の最大入射角を制限する、
    請求項1または請求項2に記載のスパッタ装置。
  4. 前記第1スリットの短手方向の開口幅をW1とし、前記第2スリットの短手方向の開口幅をW2とし、前記第2スリットの前記突出部間の開口幅をW3として、
    W2>W1、かつ、W3<W1を満たす、
    請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  5. 前記最小入射角をθとし、前記スリット間の間隔をhとして、
    h≧(W1-W3)/(2tanθ)を満たす、
    請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  6. 前記スリットプレートは、
    前記第1スリットを有する第1プレートと、前記第2スリットを有する第2プレートと、を有する、
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  7. 前記スリットプレートは、
    前記第1スリット及び前記第2スリットを有する一体部材で形成される、
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  8. 前記スリットプレートは、
    間隔を有して配置され前記第1スリットを形成する第1プレートアセンブリと、
    間隔を有して配置され前記第2スリットを形成する第2プレートアセンブリと、を有する、
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  9. 前記第1スリットは、前記基板のスライド方向と交差する第1エッジ及び第2エッジを有し、
    前記第2スリットは、前記基板のスライド方向と交差する第3エッジ及び第4エッジを有し、
    前記第1エッジは、前記第2エッジに対向し、
    前記第3エッジは、前記第4エッジに対向し、
    前記第1突出部は、前記第3エッジから突出し、
    前記第2突出部は、前記第4エッジから突出し、
    前記第1ターゲットから見た前記スリットプレートの前記スリット部の形状は、前記第1エッジ、前記第2突出部を有する前記第4エッジで規定され、
    前記第2ターゲットから見た前記スリットプレートの前記スリット部の形状は、前記第2エッジ、前記第1突出部を有する前記第3エッジで規定される、
    請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のスパッタ装置。
  10. スパッタ粒子を放出する第1ターゲット及び第2ターゲットと、基板を支持する基板支持部と、前記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スリット部を有するスリットプレートと、を備え、前記スリット部は、前記ターゲット側の第1スリットと、前記基板側の第2スリットと、を有し、前記第2スリットは、該第2スリット内に向かって突出する第1突出部及び第2突出部を有し、前記第1ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第1突出部が隠れるように配置され、前記第2ターゲットから前記スリット部を見た場合、前記第2突出部が隠れるように配置される、スパッタ装置の成膜方法であって、
    前記第1ターゲットからスパッタ粒子を放出させ、前記基板に選択的に成膜するステップを有する、
    成膜装置の成膜方法。
  11. 前記第2ターゲットからスパッタ粒子を放出させ、前記基板に選択的に成膜するステップを更に有する、
    請求項10に記載の成膜装置の成膜方法。
  12. 前記第1ターゲットと前記第2ターゲットとは、材料が異なる、
    請求項10または請求項11に記載の成膜装置の成膜方法。
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