JP2023032920A - Vacuum treatment apparatus and substrate treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空処理装置及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a vacuum processing apparatus and a substrate processing method.
特許文献1には、真空容器内の載置部上の基板に向くように配置されたターゲットを、プラズマ発生用のガスをプラズマ化して得たプラズマ中のイオンによりスパッタして基板上に金属膜を形成し、次いでこの金属膜を酸化する真空処理装置において、基板を覆う遮蔽位置と基板を覆う位置から退避した退避位置との間で移動自在な遮蔽部材と、基板の上方位置と上方位置から退避した退避位置との間で移動自在に構成され、酸素を含むガスを供給するための酸素供給部と、を備える真空処理装置が開示されている。
In
ところで、酸素は反応性に富むため、基板から遠い位置から、基板に酸素を含むガスを供給した場合、酸素を含むガスは、基板に到達する前に、例えばターゲットをスパッタして基板上に金属膜を成膜する際にチャンバ内壁等に付着した金属等と反応・吸着することにより、基板上に成膜された金属膜に安定供給ができなくなる。 By the way, since oxygen is highly reactive, when a gas containing oxygen is supplied to the substrate from a position distant from the substrate, the gas containing oxygen will, for example, sputter a target and deposit metal on the substrate before reaching the substrate. When the film is formed, it reacts with and adsorbs the metal adhered to the inner wall of the chamber, etc., and thus the metal film formed on the substrate cannot be stably supplied.
また、特許文献1に開示された真空処理装置に示すように、遮蔽部材を遮蔽位置に移動させるとともに、酸素供給部を上方位置に移動させ、基板に酸素を含むガスを供給した場合、基板の中心付近と外縁との間に圧力差が生じる。
Further, as shown in the vacuum processing apparatus disclosed in
上記課題に対して、一側面では、基板に供給される酸素を含むガスの圧力分布を調整可能な真空処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus and a substrate processing method capable of adjusting the pressure distribution of a gas containing oxygen supplied to a substrate.
上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板を載置する回転可能な載置部と、前記載置部に載置された前記基板を遮蔽する遮蔽位置と前記基板から退避する退避位置との間を移動可能なシャッターと、前記シャッターを移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記シャッターは、前記載置部との間に処理空間を形成する遮蔽部材と、前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、を有し、前記制御部は、前記遮蔽位置と前記退避位置の間のガス供給位置に前記シャッターを移動させ、前記ガスを供給する、真空処理装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect, there is provided a rotatable mounting portion for mounting a substrate, a shielding position for shielding the substrate mounted on the mounting portion, and a retracting position from the substrate. A shutter movable between a retracted position, a driving unit for moving the shutter, and a control unit for controlling the driving unit, wherein the shutter forms a processing space between the mounting unit and the mounting unit. and a gas supply unit for supplying gas to the processing space, wherein the control unit moves the shutter to a gas supply position between the shielding position and the retracted position to supply the gas. A vacuum processing apparatus is provided.
一の側面によれば、基板に供給される酸素を含むガスの圧力分布を調整可能な真空処理装置及び基板処理方法を提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a vacuum processing apparatus and a substrate processing method capable of adjusting the pressure distribution of oxygen-containing gas supplied to the substrate.
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 are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
<基板処理システム100>
基板処理システム100の全体構成の一例について、図1を用いて説明する。図1は、基板処理システム100の一例の構成を示す平面図である。
<
An example of the overall configuration of the
図1に示す基板処理システム100は、クラスタ構造(マルチチャンバタイプ)のシステムである。基板処理システム100は、複数の処理室111~115、真空搬送室120、ロードロック室131,132、大気搬送室140、ロードポート150及び制御部200を備えている。
The
処理室(真空処理装置)111~115は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にてウエハ(基板)Wに所望の処理(クリーニング処理、エッチング処理、成膜処理等)を施す。処理室111~115は、真空搬送室120に隣接して配置される。処理室111~115と真空搬送室120とは、ゲートバルブ(図2で後述するゲートバルブ24参照)の開閉により連通する。処理室111~115は、ウエハWを載置する載置部(図2で後述する載置部6参照)を有する。なお、処理室111~115における処理のための各部の動作は、制御部200によって制御される。
The processing chambers (vacuum processing apparatuses) 111 to 115 are depressurized to a predetermined vacuum atmosphere, and perform desired processing (cleaning processing, etching processing, film forming processing, etc.) on the wafer (substrate) W therein. Processing chambers 111 - 115 are arranged adjacent to
真空搬送室120は、ゲートバルブを介して、複数の室(処理室111~115、ロードロック室131,132)と連結され、所定の真空雰囲気に減圧されている。また、真空搬送室120の内部には、ウエハWを搬送する真空搬送装置121が設けられている。真空搬送装置121は、処理室111~115のゲートバルブの開閉に応じて、処理室111~115と真空搬送室120との間でウエハWの搬入及び搬出を行う。また、真空搬送装置121は、ロードロック室131,132のゲートバルブの開閉に応じて、ロードロック室131,132と真空搬送室120との間でウエハWの搬入及び搬出を行う。なお、真空搬送装置121の動作、ゲートバルブの開閉は、制御部200によって制御される。
The
ロードロック室131,132は、真空搬送室120と大気搬送室140との間に設けられている。ロードロック室131,132は、ウエハWを載置する載置部(図示せず)を有する。ロードロック室131,132は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるようになっている。ロードロック室131,132と真空雰囲気の真空搬送室120とは、ゲートバルブの開閉により連通する。ロードロック室131,132と大気雰囲気の大気搬送室140とは、ドアバルブの開閉により連通する。なお、ロードロック室131,132内の真空雰囲気または大気雰囲気の切り替えは、制御部200によって制御される。
The
大気搬送室140は、大気雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。また、大気搬送室140の内部には、ウエハWを搬送する大気搬送装置141が設けられている。また、大気搬送室140には、ウエハWの位置合わせを行うアライナ142が設けられている。
The
また、大気搬送室140の壁面には、ロードポート150が設けられている。ロードポート150は、ウエハWが収容されたキャリアF又は空のキャリアFが取り付けられる。キャリアFとしては、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)等を用いることができる。
A
大気搬送装置141は、ドアバルブの開閉に応じて、ロードロック室131,132と大気搬送室140との間でウエハWの搬入及び搬出を行う。また、大気搬送装置141は、アライナ142と大気搬送室140との間でウエハWの搬入及び搬出を行う。また、
大気搬送装置141は、ロードポート150に取り付けられたキャリアFと大気搬送室140との間でウエハWの搬入及び搬出を行う。なお、大気搬送装置141の動作、ドアバルブの開閉は、制御部200によって制御される。
The
The
制御部200は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びHDD(Hard Disk Drive)を有する。制御部200は、HDDに限らずSSD(Solid State Drive)等の他の記憶領域を有してもよい。HDD、RAM等の記憶領域には、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件が設定されたレシピが格納されている。
The
CPUは、レシピに従って各処理室111~115におけるウエハWの処理を制御し、ウエハWの搬送を制御する。HDDやRAMには、各処理室111~115におけるウエハWの処理やウエハWの搬送を実行するためのプログラムが記憶されてもよい。プログラムは、記憶媒体に格納して提供されてもよいし、ネットワークを通じて外部装置から提供されてもよい。
The CPU controls the processing of the wafer W in each of the
図2は、本実施形態に係る基板処理システム100で形成される素子の断面図の一例である。ここでは、垂直磁化型MTJ(Magnetic Tunnel Junction:磁気トンネル接合)素子(磁気抵抗素子)を形成する場合を例に説明する。
FIG. 2 is an example of a cross-sectional view of elements formed in the
基板301は、例えばSi基板である。下部電極302は、基板301の上に形成される。下地層303は、下部電極302の上に形成される。下地層303は、例えばTa膜、Ru膜を積層して形成される。
The
下地層303の上には、SAF(Synthetic Antiferromagnet:人工反強磁性体)構造の固定層307が形成される。固定層307は、第1磁性層304と、スペーサー層305と、第2磁性層306と、を有する。
A fixed
第1磁性層304は、下地層303の上に形成される。第1磁性層304は、非磁性のスペーサー層305を介して、第2磁性層306と反強磁性結合を形成し、第2磁性層306の磁化方向を固定する。第1磁性層304は、例えばCo膜とPt膜を交互に積層した多層膜として形成される。
A first
非磁性のスペーサー層305は、第1磁性層304の上に形成される。スペーサー層305は、例えばRu、Rh、Ir等で形成される。
A
第2磁性層306は、スペーサー層305の上に形成される。第2磁性層306は、例えばCoFeB膜で形成される。また、第2磁性層306は、例えばCo膜とPt膜を交互に積層した多層膜、Ta膜、CoFeB膜を積層して形成される。
A second
トンネルバリア層310は、第2磁性層306の上に形成される。トンネルバリア層310は、MgO膜で形成される。
A
自由層321は、トンネルバリア層310の上に形成される。自由層321は、例えばCoFeB膜で形成される。これにより、固定層307(第2磁性層306)のCoFeB膜、トンネルバリア層310のMgO膜、自由層321のCoFeB膜で、MTJ素子が形成される。
A
キャップ層322は、自由層321の上に形成される。キャップ層322は、例えばTa膜、Ru膜を積層して形成される。
A
図1に示す基板処理システム100において、処理室111は、下部電極302が形成されたウエハWに対して、プリクリーン処理(エッチング処理)を施す処理室である。また、処理室112は、処理室111で処理が施されたウエハWに対して、下地層303、第1磁性層304、スペーサー層305を形成する処理室である。また、処理室113は、処理室112で処理が施されたウエハWに対して、第2磁性層306を形成する処理室である。また、処理室114は、トンネルバリア層310を形成する処理室である。また、処理室115は、自由層321及びキャップ層322を形成する処理室である。
In the
この様な基板処理システム100において、制御部200は、大気搬送装置141及び真空搬送装置121を制御して、ロードポート150に取り付けられたキャリアFに収容されたウエハWを、アライナ142で位置調整を行い、ロードロック室131,132を介して、処理室111に搬送する。次に、制御部200は、処理室111を制御して、ウエハWにプリクリーン処理を施す。次に、制御部200は、真空搬送装置121を制御して、処理室111で処理が施されたウエハWを、処理室111から処理室112に搬送する。次に、制御部200は、処理室112を制御して、ウエハWに下地層303、第1磁性層304及びスペーサー層305を形成する。次に、制御部200は、真空搬送装置121を制御して、処理室112で処理が施されたウエハWを、処理室112から処理室113に搬送する。次に、制御部200は、処理室113を制御して、ウエハWに第2磁性層306を形成する。
In the
次に、制御部200は、真空搬送装置121を制御して、処理室113で処理が施されたウエハWを、処理室113から処理室114に搬送する。制御部200は、処理室114を制御して、ウエハWにトンネルバリア層310を形成する。
Next, the
次に、制御部200は、真空搬送装置121を制御して、処理室114で処理が施されたウエハWを、処理室114から処理室115に搬送する。次に、制御部200は、処理室115を制御して、ウエハWに自由層321及びキャップ層322を形成する。これにより、ウエハWに図2に示す垂直磁化型MTJ素子が形成される。最後に、制御部200は、真空搬送装置121及び大気搬送装置141を制御して、処理室115で処理が施されたウエハWを、ロードロック室131,132を介して、ロードポート150に取り付けられたキャリアFに収容する。
Next, the
<処理室114>
次に、ウエハWに金属酸化膜を成膜する処理室(真空処理装置)114について、図3を用いて更に説明する。図3は、本実施形態に係る処理室(真空処理装置)114の構成を示す断面図の一例である。ここでは、処理室114は、ウエハWにトンネルバリア層310としてのMgO膜を成膜するものとして説明する。
<
Next, the processing chamber (vacuum processing apparatus) 114 for forming a metal oxide film on the wafer W will be further described with reference to FIG. FIG. 3 is an example of a cross-sectional view showing the configuration of the processing chamber (vacuum processing apparatus) 114 according to this embodiment. Here, the
真空容器2は、ステンレス等の導電性の素材で形成され、接地されている。真空容器2は、円筒部2aと、突出部2bと、を有する。
The
真空容器2の突出部2bの底部には、排気路21が接続されている。排気路21は、圧力調整部21aを介して、真空排気装置22に接続されている。また、真空容器2の円筒部2aの側面部には、ウエハWの搬入出口23を開閉するゲートバルブ24が設けられている。なお、処理室114は、ゲートバルブ24を介して、真空搬送室120(図1参照)と接続されている。
An
真空容器2の円筒部2aの天井部には、ターゲット電極32a,32bが設けられている。ターゲット電極32a,32bは、平面視して円形に形成され、大きさも略同一である。また、ターゲット電極32a,32bは、左右に並んで(X軸方向に並んで)水平に設けられている。
ターゲット電極32aは、リング状の保持体33aに保持される。保持体33aは、リング状の絶縁体25aを介して、円筒部2aの天井部に接合される。同様に、ターゲット電極32bは、リング状の保持体33bに保持される。保持体33bは、リング状の絶縁体25bを介して、円筒部2aの天井部に接合される。これにより、ターゲット電極32a,32bは、真空容器2とは電気的に絶縁された状態で、円筒部2aの上面より低く落とし込まれた位置に配置されている。
The
ターゲット電極32aは、スイッチ35aを介して、電源部34aと接続される。ターゲット31aのスパッタリング実行時において、電源部34aは、ターゲット電極32aに対して、例えば負の直流電圧を印加する。同様に、ターゲット電極32bは、スイッチ35bを介して、電源部34bと接続される。ターゲット31bのスパッタリング実行時に、電源部34bは、ターゲット電極32bに対して、例えば負の直流電圧を印加する。
The
ターゲット電極32aの下面には、ターゲット31aが接合されている。ターゲット31aの材料としては、例えば、酸素や水分を吸収する部材(以下、ゲッタリング部材とも称する。)からなり、例えばチタン(Ti)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)またはハフニウム(Hf)、あるいはこれらの合金などが用いられる。
A
ターゲット電極32bの下面には、ターゲット31bが接合されている。ターゲット31bの材料としては、ウエハWに成膜される金属膜(MgO膜、トンネルバリア層310)の成膜材であるマグネシウム(Mg)が用いられる。
A
ターゲット31a,31bの直下には、シャッター41が備え付けられている。シャッター41は、両方のターゲット31a,31bの投影領域をカバーする大きさを持つ円形の板であり、円筒部2aの上面中心部に回転軸43を介して回転自在に取り付けられている。真空容器2の天井部上方における回転軸43と対応する位置にはマグネット44aを有する回転駆動部44が設けられ、このマグネット44aと回転軸43側に設けられたマグネット43aとの間の磁気結合により、回転軸43が回転するようになっている。
A
また、シャッター41には、ターゲット31a,31bよりも少し大きいサイズの開口部42が1つ形成されている。一方のターゲット31a(または31b)に臨む領域にシャッター41の開口部42を位置させた際、他方のターゲット31b(または31a)はシャッター41により覆われる。これにより、一方のターゲット31a(または31b)にてスパッタリングを実行しているときに、スパッタリングによって発した粒子が他方のターゲット31b(または31a)に付着することを防止できる。
The
ターゲット電極32aの上部には、ターゲット電極32aに近接してマグネット配列体51aが設けられている。マグネット配列体51aは、ターゲット31aのエロージョンの均一性を高める役割を果たす。マグネット配列体51aは、透磁性の高い素材、例えば鉄(Fe)のベース体にN極マグネット群及びS極マグネット群を配列して駆動機構52aによって、回転運動や直進運動(往復運動)をするように構成されている。
Above the
また、真空容器2内のターゲット31a,31bと対向する位置には、ウエハWを水平に載置する載置部6が設けられている。載置部6は、軸部材6aを介して真空容器2の下方側に配置された駆動機構61に接続されている。駆動機構61は、載置部6を回転させる機能を有している。また、駆動機構61は、昇降ピン63を介して真空搬送装置121と載置部6との間でウエハWの受け渡しを行う際の受渡位置と、スパッタ時における処理位置との間で、載置部6を昇降させる機能を有している。
Further, at a position facing the
軸部材6aは、真空容器2の底部を貫通して、駆動機構61に接続されている。軸部材6aが真空容器2を貫通する位置には真空容器2内を気密に保つシール部62が設けられている。
The
昇降ピン63は、ウエハWの下面から3ヶ所で支持するように3本設けられ、昇降部64により支持部材65を介して昇降する。
Three elevating
また、載置部6内には、加熱機構(図示せず)が設けられており、スパッタ時にウエハWを加熱できるように構成されている。
A heating mechanism (not shown) is provided in the mounting
また、真空容器2内部には、ウエハWよりもサイズの大きい円形状のシャッター7が設けられている。シャッター7は、端部に設けられた支柱7aを中心に水平方向に旋回可能に構成され、載置部6に載置されたウエハWを覆う遮蔽位置と、遮蔽位置(ウエハWを覆う位置)から退避した退避位置(二点鎖線参照)との間で旋回する。支柱7aは真空容器2の底部を貫通し、回転駆動部71を介して回転支持部72により回転自在に支持されている。
A
支柱7aは、真空容器2の底部を貫通して、回転駆動部71に接続されている。支柱7aが真空容器2を貫通する位置には真空容器2内を気密に保つシール部73が設けられている。
The
また、シャッター7は、遮蔽機能に加えて、酸素(O2)ガスをウエハWに供給する機能を有している。なお、酸素ガスを供給する機能については、図6及び図7を用いて後述する。
Further, the
また、シャッター7内には、シャッター7を加熱するヒータ(図示せず)が設けられている。電源部72aは、回転支持部72に設けられたスリップリング(図示せず)を介して、シャッター7内のヒータに電力を供給する。これにより、シャッター7は、予備加熱した酸素ガスをウエハWに供給することができる。
A heater (not shown) for heating the
また、真空容器2の上部側壁には、プラズマ発生用のガスである不活性ガス、例えばArガスを真空容器2内に供給するためのArガス供給路28が設けられている。このArガス供給路28は、バルブやフローメータ等のガス制御機器群27を介してArガス供給源26に接続されている。
An Ar
制御部200は、電源部34a,34bからの電源供給動作、Arガス供給源26からのArガスの供給動作、駆動機構61による載置部6の昇降動作及び回転動作、シャッター7の回転動作及び酸素ガス供給動作、マグネット配列体51a,51bの回転動作、シャッター41の回転動作、真空排気装置22による真空容器2内部の排気動作、その他の処理室114に関する動作を制御する。そして制御部200は、ウエハW上に金属酸化膜の成膜を行うために必要な制御について命令群が組まれたプログラムが、外部記憶媒体、例えばハードディスク、テープストレージ、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリーカードなどを介して読み込まれ、当該真空処理装置全体の制御を行う。
The
図4は、本実施形態に係る処理室114による成膜処理を説明するフローチャートである。図5は、本実施形態に係る処理室114の状態を説明する模式図である。ここでは、金属酸化膜の一例として、MgO膜をウエハWに成膜する。
FIG. 4 is a flow chart for explaining film formation processing by the
ステップS101において、ウエハWを準備する。ここでは、処理室113(図1参照)で処理された第2磁性層306まで製膜されたウエハWを処理室114の載置部6に載置する。
In step S101, a wafer W is prepared. Here, the wafer W on which up to the second
ステップS102において、Mg膜成膜処理を行う。図5(a)に示すように、制御部200は、回転駆動部44を制御して、シャッター41の開口部42をターゲット31bに臨む領域に位置させる。また、制御部200は、回転駆動部71を制御して、シャッター7を退避位置に移動させる。そして、制御部200は、ガス制御機器群27を制御してArガス供給路28から真空容器2内にArガスを供給する。また、制御部200は、スイッチ35bを制御して、ターゲット電極32bに電圧を印加する。また、制御部200は、駆動機構52bを制御して、マグネット配列体51bを回転させる。また、制御部200は、駆動機構61を制御して、載置部6を回転させる。これにより、Arガスがプラズマ化し、ターゲット31bがスパッタされ、Mg粒子がウエハW上に付着して、Mg膜が成膜される。
In step S102, a Mg film forming process is performed. As shown in FIG. 5A, the
Mg膜成膜処理が終了すると、制御部200は、ガス制御機器群27を制御して、Arガスの供給を停止する。また、制御部200は、スイッチ35bを制御して、ターゲット電極32bへの電圧の印加を停止する。また、制御部200は、駆動機構52bを制御して、マグネット配列体51bを停止させる。
When the Mg film deposition process is completed, the
ステップS103において、Mg膜酸化処理を行う。図5(b)に示すように、制御部200は、回転駆動部44を制御して、シャッター41の開口部42がターゲット31a,31bに臨まない領域に位置させ、換言すれば、シャッター41がターゲット31a,31bを覆うように位置させる。制御部200は、回転駆動部71を制御して、シャッター7を遮蔽位置に移動させる。これにより、シャッター7と載置部6との間に処理空間を形成する。また、制御部200は、駆動機構61を制御して、載置部6を回転させる。そして、制御部200は、酸素ガス制御機器群(図6で後述する酸素ガス制御機器群82,84)を制御して、処理空間に酸素ガスを供給する。これにより、ウエハWに成膜されたMg膜が酸化されてMgO膜を形成するMg膜酸化処理が終了すると、制御部200は、酸素ガス制御機器群を制御して、ガスの供給を停止させる。
In step S103, an Mg film oxidation process is performed. As shown in FIG. 5(b), the
ステップS104において、制御部200は、所定回数繰り返したか否かを判定する。所定回数繰り返していない場合(S104・No)、制御部200の処理はステップS102に戻る。所定回数繰り返した場合(S104・Yes)、駆動機構61を制御して、載置部6の回転を停止させ、制御部200の処理を終了する。その後、ウエハWは、処理室115(図1参照)に搬送される。
In step S104, the
なお、処理室114による成膜処理は、図5に示すものに限られない。処理室114による成膜処理は、ゲッタリング部材からなるターゲット31aをスパッタして、真空容器2内の酸素や水分を吸収する工程を含んでいてもよい。
Note that the film forming process in the
図6は、本実施形態に係る処理室114が備えるシャッター7を下方から見た模式図である。図7は、本実施形態に係る処理室114における酸素ガスの流れを説明する図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of the
シャッター7は、遮蔽部材701と、ガス供給部材702と、回転軸703と、を有する。遮蔽部材701は板状の部材である。ガス供給部材702は、ガス供給口702aを有する。また、ガス供給部材702は、遮蔽部材701を支持する支持部材を兼ねる。回転軸703は、遮蔽部材701及びガス供給部材702を回転(揺動)させる。
The
図7に示すように、遮蔽部材701を載置部6の上方に配置することにより、遮蔽部材701と載置部6との間に酸素ガスが供給される処理空間を形成する。ウエハWを載置した載置部6は、駆動機構61によって回転する。ガス供給部材702は、処理空間内に酸素ガスを供給する。
As shown in FIG. 7, a processing space to which oxygen gas is supplied is formed between the shielding
図8は、シャッター7の遮蔽位置と退避位置とを説明する図である。なお、図8において、遮蔽位置に配置されたシャッター7Aを実線で図示し、退避位置に配置されたシャッター7Bを二点鎖線で図示している。シャッター7は、回転駆動部71によって駆動され、遮蔽位置と退避位置との間を移動可能に構成されている。ここで、遮蔽位置は、上方から見て、載置部6に載置されたウエハWをシャッター7が覆う位置である。換言すれば、遮蔽位置は、上方から見て、円形の載置部6の中心と円形のシャッター7の中心とが一致する位置である。退避位置は、遮蔽位置から退避した位置である。換言すれば、退避位置は、上方から見て、載置部6に載置されたウエハWをシャッター7が覆わない位置である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the shielding position and retracted position of the
図9は、本実施形態のガス供給位置におけるシャッター7の位置を説明する図である。図9において、ガス供給位置に配置されたシャッター7Cを実線で図示し、遮蔽位置に配置されたシャッター7Aを二点鎖線で図示している。ガス供給時において、シャッター7は、遮蔽位置から開度θで回転したガス供給位置に位置する。なお、図9の例において、開度θ=0°が遮蔽位置に相当し、開度θ=90°が退避位置に相当する。ガス供給位置において、上方から見て、載置部6に載置されたウエハWの一部がシャッター7(7C)で覆われ、ウエハWの残部はシャッター7(7C)から露出するように配置される。また、換言すれば、ガス供給位置において、ガス供給部材702のガス供給口702aがウエハWのエッジ近傍に配置される。
FIG. 9 is a diagram illustrating the position of the
図10は、参考例におけるMTJ素子のRA分布を説明するグラフの一例である。図10に示す参考例においては、シャッター7を遮蔽位置に配置してO2ガスの供給を行った。図10において、横軸はウエハWの中心からの径方向距離である。縦軸は正規化された抵抗面積積(RA)の分布を示す。
FIG. 10 is an example of a graph explaining the RA distribution of the MTJ element in the reference example. In the reference example shown in FIG. 10, the O 2 gas was supplied with the
図10に示すように、RA分布は、ウエハWの外周側よりもウエハWの中心側が高くなる傾向を有する。図10に示す例において、RA分布(1σ,%)は、2.1%となった。なお、RA分布(1σ,%)は、RAの偏差(1σ)をRAの平均で除算して正規化し、100倍してパーセント表示した値である。 As shown in FIG. 10, the RA distribution tends to be higher on the center side of the wafer W than on the outer peripheral side of the wafer W. FIG. In the example shown in FIG. 10, the RA distribution (1σ, %) was 2.1%. The RA distribution (1σ, %) is a value obtained by dividing the deviation (1σ) of RA by the average of RA, normalizing it, multiplying it by 100, and expressing it as a percentage.
図11は、本実施例におけるMTJ素子のRA分布を説明するグラフの一例である。図11に示す本実施例においては、シャッター7を開度θを15°、20°、25°とするガス供給位置に配置してO2ガスの供給を行った。図11において、横軸はウエハWの中心からの径方向距離である。縦軸は正規化された抵抗面積積(RA)の分布を示す。
FIG. 11 is an example of a graph explaining the RA distribution of the MTJ element in this example. In the present embodiment shown in FIG. 11, the O 2 gas was supplied by arranging the
図11に示すように、シャッター7の開度θを調整することで、RA分布を向上させることができる。図11に示す例において、開度θが15°におけるRA分布(1σ,%)は、1.7%となった。開度θが20°におけるRA分布(1σ,%)は、0.96%となった。開度θが25°におけるRA分布(1σ,%)は、1.2%となった。いずれも図10に示す参考例と比較してRA分布を向上させることができた。
As shown in FIG. 11, the RA distribution can be improved by adjusting the opening degree θ of the
即ち、シャッター7の開度θを制御することで、遮蔽部材701と載置部6との間に形成される処理空間の位置及びO2ガスを吐出するガス供給口702aの位置を調整する。これにより、ウエハW上に吐出させるO2ガスの圧力分布を調整することができる。これにより、ウエハWの径方向における酸化処理を調整することができる。また、載置部6が回転することにより、ウエハWの周方向における酸化処理の均一性を確保することができる。
That is, by controlling the opening degree .theta. of the
以上、基板処理システム及び真空処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明に係る基板処理システム及び真空処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 Although the substrate processing system and the vacuum processing apparatus have been described above with reference to the above embodiments, the substrate processing system and the vacuum processing apparatus according to the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. and improvements are possible. The matters described in the above multiple embodiments can be combined within a consistent range.
真空処理装置(処理室114)は、ウエハWにMgO膜を成膜するものとして説明したが、これに限られるものではない。真空処理装置(処理室114)は、ウエハWに金属酸化膜を成膜する構成であってもよい。また、シャッター7からウエハWに供給されるガスは、O2ガスであるものとして説明したが、これに限られるものではなく、他の酸化ガスであってもよい。
Although the vacuum processing apparatus (processing chamber 114) has been described as forming an MgO film on the wafer W, it is not limited to this. The vacuum processing apparatus (processing chamber 114) may be configured to form a metal oxide film on the wafer W. FIG. Also, the gas supplied from the
6 載置部
7 シャッター
71 回転駆動部(駆動部)
701 遮蔽部材
702 ガス供給部材
702a ガス供給口
703 回転軸
81,83 酸素ガス供給源
82,84 酸素ガス制御機器群
91~93 ガスの流れ
100 基板処理システム
111~115 処理室(真空処理装置)
200 制御部
310 トンネルバリア層
W ウエハ
F キャリア
6
701
200
Claims (4)
前記載置部に載置された前記基板を遮蔽する遮蔽位置と前記基板から退避する退避位置との間を移動可能なシャッターと、
前記シャッターを移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記シャッターは、
前記載置部との間に処理空間を形成する遮蔽部材と、
前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、を有し、
前記制御部は、
前記遮蔽位置と前記退避位置の間のガス供給位置に前記シャッターを移動させ、前記ガスを供給する、
真空処理装置。 a rotatable mounting portion for mounting the substrate;
a shutter movable between a shielding position for shielding the substrate placed on the mounting portion and a retraction position for retracting from the substrate;
a driving unit for moving the shutter;
A control unit that controls the driving unit,
The shutter
a shielding member that forms a processing space between itself and the placing unit;
a gas supply unit that supplies gas to the processing space;
The control unit
moving the shutter to a gas supply position between the shielding position and the retracted position to supply the gas;
Vacuum processing equipment.
前記基板の一部が前記シャッターで覆われ、前記基板の残部は前記シャッターから露出する、
請求項1に記載の真空処理装置。 When supplying the gas, the control unit
a portion of the substrate is covered by the shutter and the remainder of the substrate is exposed from the shutter;
The vacuum processing apparatus according to claim 1.
前記ガス供給部が前記基板のエッジ近傍に配置される、
請求項2に記載の真空処理装置。 When supplying the gas, the control unit
the gas supply is arranged near the edge of the substrate;
The vacuum processing apparatus according to claim 2.
前記シャッターの開閉度を制御し、前記基板上へ噴出させるガスの圧力分布を調整する、
基板処理方法。 a rotatable mounting portion for mounting a substrate thereon, a shielding member forming a processing space between the mounting portion and a gas supply portion for supplying gas to the processing space; a shutter movable between a shielding position for shielding the placed substrate and a retraction position for retracting from the substrate; a drive section for moving the shutter; and a control section for controlling the drive section. A substrate processing method for a processing apparatus, comprising:
controlling the opening/closing degree of the shutter to adjust the pressure distribution of the gas ejected onto the substrate;
Substrate processing method.
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