JP2023146567A - 基板処理装置及びカバーリングアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】 発塵源を抑制し基板上へのパーティクルの付着を低減できるカバーリングアセンブリを提供する。
【解決手段】 内部空間の処理粒子に曝して基板を処理する基板処理装置用のカバーリングアセンブリは、基板の外側面で終端する外周下面に接する内周上面と内周上面の周りにある外周上面とを有する環状平板と、環状平板の外周上面に接する当接面を有する下部表面を有する環状のカバーリングと、を有する。カバーリングには、処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が当接面を除き設けられている。
を有する。
【選択図】図１
【解決手段】 内部空間の処理粒子に曝して基板を処理する基板処理装置用のカバーリングアセンブリは、基板の外側面で終端する外周下面に接する内周上面と内周上面の周りにある外周上面とを有する環状平板と、環状平板の外周上面に接する当接面を有する下部表面を有する環状のカバーリングと、を有する。カバーリングには、処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が当接面を除き設けられている。
を有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、スパッタ装置等の基板処理装置及びカバーリングアセンブリに関する。
例えば、特許文献１では、スパッタリング装置のチャンバ内の装置の代表的な構成を開示している。特許文献２はスパッタ装置のカバーリング等に溶射膜を形成する方法が記載されている。
特許文献２に示されているようにスパッタ装置ではカバーリングやペデスタルリング部に、金属スパッタ膜の膜剥がれを抑制するために、アルミ溶射膜が形成されている。しかしながら、カバーリングとペデスタルリングのように接触を繰り返す構造の箇所では、溶射膜同士がこすれあうことで、パーティクルが発生するという問題があった。
本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、基板上へのパーティクルの付着を低減できる基板処理装置及びカバーリングアセンブリを提供することを目的の一例とする。
本発明の基板保持アセンブリは、基板処理装置の処理室によって形成される内部空間に収容されかつ鉛直方向に移動可能でありかつ基板を保持する上面を有する盤状の基板支持体において、前記基板支持体の上面の外周部に着脱自在に取り付けられる環状平板と、
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状平板に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有するカバーリングと、
前記環状平板及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記環状平板及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状平板に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有するカバーリングと、
前記環状平板及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記環状平板及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
本発明の基板処理装置は、処理室と、
前記処理室内に配されかつ鉛直方向に移動可能でありかつ、基板に接し保持する基板保持領域と前記基板保持領域の周縁の環状に配された環状領域とを有する基板保持面を上面に有する基板支持体と、
前記処理室内に配され、前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
前記基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
前記処理室内に配されかつ鉛直方向に移動可能でありかつ、基板に接し保持する基板保持領域と前記基板保持領域の周縁の環状に配された環状領域とを有する基板保持面を上面に有する基板支持体と、
前記処理室内に配され、前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
前記基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
本発明の基板保持アセンブリは、基板処理装置の処理室によって形成される内部空間に収容され、鉛直方向に移動可能でありかつ、基板に接し保持する基板保持領域と前記基板保持領域の周縁の環状に配された環状領域とを有する基板保持面を上面に有する基板支持体と、
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする。
本発明のカバーリングアセンブリは、内部空間の処理粒子に曝して基板を処理する基板処理装置用のカバーリングアセンブリであって、
前記基板の外側面で終端する外周下面に接する内周上面と前記内周上面の周りにある外周上面とを有する環状平板と、
前記環状平板の前記外周上面に接する当接面を有する下部表面を有する環状のカバーリングと、を有し、
前記カバーリングには、前記処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が前記当接面を除き設けられていることを特徴とする。
前記基板の外側面で終端する外周下面に接する内周上面と前記内周上面の周りにある外周上面とを有する環状平板と、
前記環状平板の前記外周上面に接する当接面を有する下部表面を有する環状のカバーリングと、を有し、
前記カバーリングには、前記処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が前記当接面を除き設けられていることを特徴とする。
本発明の基板保持アセンブリ、基板処理装置及びカバーリングアセンブリによれば、カバーリングとペデスタルリング（環状平板）が接触する箇所には、溶射膜を形成しないので、発塵源を抑制し、基板上へのパーティクルの付着を低減できるという効果が得られる。
以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の基板処理装置について説明する。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は本実施例であるカバーリングアセンブリを含む基板処理装置１を示す。図２は基板処理装置１において下位位置の状態にある基板支持体１６を示す。
（処理室１０）
基板処理装置１において、底部及びこれから立ち上がる側壁部を有する略円筒形状の中空の処理室１０は、蓋体１１で閉じられて、排気可能な内部空間ＰＳを画定する。
基板処理装置１において、底部及びこれから立ち上がる側壁部を有する略円筒形状の中空の処理室１０は、蓋体１１で閉じられて、排気可能な内部空間ＰＳを画定する。
蓋体１１は、処理室１０の内部空間ＰＳに露出しているターゲット１２を含む。蓋体１１と処理室１０の側壁部とは所定の機構（図示せず）により気密的に封止されている。蓋体１１のターゲット１２の裏には例えばマグネトロン（図示せず）を含むことができる。
ターゲット１２から絶縁されて蓋体１１又は処理室１０の側壁部に支持された円筒形状のシールド１３が、内部空間ＰＳを囲むように設けられている。
処理室１０の内部空間ＰＳに露出しているターゲット１２は、アルゴン等の稀ガスをガス供給源（図示せず）から内部空間ＰＳに供給する状態の下で、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）処理中に基板１４上に堆積される材料の処理粒子を供給する。ターゲット１２及び基板支持体１６には所定電位が互いにバイアス印加されている（ＤＣ放電、ＲＦ放電でも使用可能である）。プラズマは基板１４とターゲット１２との間で稀ガスにより形成される。プラズマ内のイオンはターゲット１２に向かって加速して進み、ターゲット材料がターゲット１２から処理粒子として出て、基板１４上に堆積される。
筒形状のシールド１３は、その下方端の開口部の裾部分は外側に所定形状の略Ｕ字型断面となる折り返し部１３Ｐを備える。
筒形状のシールド１３の折り返し部１３Ｐは、上方へ向かう環状の開放端１３Ｅを有している。当該開放端１３Ｅは所定タイミング（図２、図３の基板支持体１６が下方位置にある場合を参照）で後述のカバーリング１８を係合支持できる。
シールド１３の内部空間ＰＳ側の表面はアルミニウム等の金属の膜材料で溶射法により成膜された溶射膜１３Ｙで覆われる。ただし、シールド１３の折り返し部１３Ｐの環状の開放端１３Ｅには、溶射膜剥離防止のため、溶射膜１３Ｙを設けない。
処理室１０の側壁部に設けられた排気ポートを介して、内部空間ＰＳの排気とその圧力制御を行う高真空ポンプ排気システムＥＸＳに連通されている。
（基板支持体１６）
基板１４を環状平板１５と共に上面で保持する基板支持体１６は、処理室１０の底部に設けられた昇降機構１７よって下から支持されている。環状平板１５は基板支持体１６の頂部に嵌合され、それらの上面は面一となるように構成されている。これにより、環状平板１５と基板１４との間への粒子、スパッタ材料の侵入が抑制される。
基板１４を環状平板１５と共に上面で保持する基板支持体１６は、処理室１０の底部に設けられた昇降機構１７よって下から支持されている。環状平板１５は基板支持体１６の頂部に嵌合され、それらの上面は面一となるように構成されている。これにより、環状平板１５と基板１４との間への粒子、スパッタ材料の侵入が抑制される。
基板支持体１６は昇降機構１７によって処理室１０の底部に連結されており、昇降機構１７は基板支持体１６を上方位置と下方位置との間で移動するように構成されている。
基板支持体１６は、例えば基板１４を固定する静電チャック（図示せず）、ヒータ又は冷却機構やその組み合わせの温度管理システム（図示せず）を含むことができる。静電チャックや温度管理システムと、昇降機構１７や高真空ポンプ排気システムは図示しない配線により、それぞれの制御部（図示せず）により制御される。
図１に示す、基板支持体１６の上方位置において、基板支持体１６に伴う環状平板１５はカバーリング１８に係合し、基板支持体１６が基板１４を上方向へと処理位置に移動させるにつれ、シールド１３からカバーリング１８を持ち上げる。
図２に示す、基板支持体１６の下方位置において、基板支持体１６はシールド１３の下方に位置しているため、基板１４を処理室１０の側壁部に配置された出し入れ口（図示せず）を通して処理室１０から取り出すことが可能となる。処理室１０の底部近傍から伸縮自由なベローズ部ＢＬＷは、基板支持体１６と処理室１０の底部との間に配置され、処理室１０の内部空間ＰＳを昇降機構１７の内部から隔離している。
環状平板１５は基板支持体１６によって支持され、基板１４を取り囲み、処理中、基板支持体１６の周囲領域を保護している。環状平板１５は、基板支持体１６が上昇してカバーリング１８がシールド１３から持ち上げられるにつれ、カバーリング１８と係合するように構成されている（図１を参照）。
（カバーリング１８）
図３は図２に示す破線丸内の部分拡大断面図であり、基板支持体１６と環状平板１５とカバーリング１８を含む一部を図示している。カバーリング１８は、半径方向内側に延びる内側リング部１８ａと該内側リング部１８ａから下方向に向かって延びる外側管部１８ｂからなる。
図３は図２に示す破線丸内の部分拡大断面図であり、基板支持体１６と環状平板１５とカバーリング１８を含む一部を図示している。カバーリング１８は、半径方向内側に延びる内側リング部１８ａと該内側リング部１８ａから下方向に向かって延びる外側管部１８ｂからなる。
カバーリング１８の下部表面１８ＬＦ（内側リング部１８ａの下面と外側管部１８ｂの下面及び内側面）は、環状平板１５の外周上面１５ｂによって支持される内側リング部１８ａの下面の一部の当接面１８Ｔ（基材が露出している）を含む。カバーリング１８はセラミック材料、例えば石英、酸化アルミニウム又はその他の適した絶縁材料から作製することができる。
カバーリング１８の上部表面にはカバー側溶射膜１８Ｙが設けられている。カバー側溶射膜１８Ｙは、内側リング部１８ａの内周側面１８ａａの下縁から内側リング部１８ａの上部面１８ａｂの上と外側管部１８ｂの外周側面１８ｂｃの下縁まで被覆している。すなわち、カバーリング１８において、カバー側溶射膜１８Ｙは、内側リング部１８ａの内周側面１８ａａと、内側リング部１８ａの上部面１８ａｂと、外側管部１８ｂの外周側面１８ｂｃに連続的に成膜されている。
カバー側溶射膜１８Ｙは、カバーリング１８の上部表面にて、カバーリング１８へのスパッタ材料の付着度向上を目的として選択した例えばアルミニウム等の金属の膜材料で溶射法により成膜されている。
なお、カバーリング１８における外側管部１８ｂの外周側面１８ｂｃから内側リング部１８ａの下面の当接面１８Ｔ未満では、シールド１３の略Ｕ字型断面となる折り返し部１３Ｐの凹部面との間で隙部ＳＰを形成している。すなわち、カバーリング１８の外側管部１８ｂとシールド１３の折り返し部１３Ｐとは、外側管部１８ｂが折り返し部１３Ｐに離間関係で噛み合って遊嵌した際にラビリンス様の間隙部がそれらの間に画成されるような寸法を有している。
（環状平板１５）
環状平板１５の上面、外周上面１５ｂ及び内周上面１５ａの間の中間上面１５ｃの一部に平板側溶射膜１５Ｙが形成される。溶射された溶射膜及び／又はその上に付着するスパッタ材料は導電性の場合があるため、環状平板１５上の平板側溶射膜１５Ｙが基板１４から十分に離れている中間上面１５ｃ内の領域に選択的に成膜されることで、スパッタ材料がカバー側溶射膜１８Ｙに大量に付着した後であっても短絡を抑制することができる。
環状平板１５の上面、外周上面１５ｂ及び内周上面１５ａの間の中間上面１５ｃの一部に平板側溶射膜１５Ｙが形成される。溶射された溶射膜及び／又はその上に付着するスパッタ材料は導電性の場合があるため、環状平板１５上の平板側溶射膜１５Ｙが基板１４から十分に離れている中間上面１５ｃ内の領域に選択的に成膜されることで、スパッタ材料がカバー側溶射膜１８Ｙに大量に付着した後であっても短絡を抑制することができる。
そして、環状平板１５の上面の一部、外周上面１５ｂに、カバーリング１８の内側リング部１８ａの下面にある当接面１８Ｔと当接する当接面１５Ｔ（基材が露出している）が配置される。環状平板１５の上面の当接面１５Ｔとカバーリング１８の下部表面１８ＬＦ内の当接面１８Ｔとは基材同士が直接接触する。
環状平板１５はカバーリング１８と同様にセラミック材料、例えば石英、酸化アルミニウム又はその他の適した絶縁材料から作製してもよい。例えば、環状平板１５を基板支持体１６の静電チャックの誘電体材料を同一の材料で形成する場合、変形例として環状平板１５と基板支持体１６とが合体した基板保持アセンブリを作成することができる。
環状平板１５の内周側面１５ａａ及び外周側面１５ｂｃはそれぞれ環状平板１５の最内直径及び最外直径を規定している。
環状平板１５の内周側面１５ａａ側の下部面と内周側面１５ａａには溶射膜が形成されない。
環状平板１５は、基板支持体１６のフランジ１６Ｆの段部の深さが環状平板１５の厚さと等しくなるようにして、基板支持体１６の頂部に嵌合され、環状平板１５と基板支持体１６の上面は面一となるように構成されている。環状平板１５の下部表面１５ＬＦは基板支持体１６のフランジ１６Ｆ上で密着嵌合され支えられる。
環状平板１５の上面、外周上面１５ｂと内周上面１５ａと中間上面１５ｃとは共通平面として連結されている。中間上面１５ｃ上に平板側溶射膜１５Ｙが形成される。
環状平板１５が基板支持体１６のフランジ１６Ｆの段部に嵌合されたとき、中間上面１５ｃ領域の外側直径は基板１４の外径よりも大きく、カバーリング１８（内側リング部１８ａ）の内径よりも小さい。
環状平板１５は、スパッタ材料の固着をさせ得る耐プラズマ性の平板側溶射膜１５Ｙを含む。本実施例において、平板側溶射膜１５Ｙはカバー側溶射膜１８Ｙと同じであってもよい。
平板側溶射膜１５Ｙの位置を環状平板１５の中間上面１５ｃに限定したのは、その上でカバーリング１８の下部表面１８ＬＦ（当接面）を支持するところの外周上面１５ｂ（両当接面）が、環状平板１５とカバーリング１８との間での溶射膜剥離を抑制し、環状平板１５とカバーリング１８との間での短絡防止のためである。
上記実施例としてはスパッタ装置を挙げているが、本発明の用途はこれに限られず、カバーリングを備えた真空成膜装置全般に適用することが可能である。具体的には、電子ビーム等を用いた他の物理蒸着装置や、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）装置等に適用することができる。
１１ 蓋体
１３ シールド
１４ 基板
１５ 環状平板
１８ カバーリング
１８ａ 内側リング部
１８ａｂ 上部面
１８ｂ 外側管部
１８Ｙ カバー側溶射膜
１５Ｙ 平板側溶射膜
１３ シールド
１４ 基板
１５ 環状平板
１８ カバーリング
１８ａ 内側リング部
１８ａｂ 上部面
１８ｂ 外側管部
１８Ｙ カバー側溶射膜
１５Ｙ 平板側溶射膜
Claims (5)
- 基板処理装置の処理室によって形成される内部空間に収容されかつ鉛直方向に移動可能でありかつ基板を保持する上面を有する盤状の基板支持体において、前記基板支持体の上面の外周部に着脱自在に取り付けられる環状平板と、
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状平板に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有するカバーリングと、
前記環状平板及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記環状平板及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする基板保持アセンブリ。 - 処理室と、
前記処理室内に配されかつ鉛直方向に移動可能でありかつ、基板に接し保持する基板保持領域と前記基板保持領域の周縁の環状に配された環状領域とを有する基板保持面を上面に有する基板支持体と、
前記処理室内に配され、前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
前記基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする基板処理装置。 - 基板処理装置の処理室によって形成される内部空間に収容され、鉛直方向に移動可能でありかつ、基板に接し保持する基板保持領域と前記基板保持領域の周縁の環状に配された環状領域とを有する基板保持面を上面に有する基板支持体と、
前記基板支持体が鉛直方向上方に移動した際に、前記環状領域に当接する環状の当接面を下面の内縁部に有する環状のカバーリングと、
を有し、
基板保持面及び前記カバーリングの表面には溶射膜が形成されており、前記基板支持体及び前記カバーリングの互いに対する当接面は前記溶射膜から露出していることを特徴とする基板保持アセンブリ。 - 内部空間の処理粒子に曝して基板を処理する基板処理装置用のカバーリングアセンブリであって、
前記基板の外側面で終端する外周下面に接する内周上面と前記内周上面の周りにある外周上面とを有する環状平板と、
前記環状平板の前記外周上面に接する当接面を有する下部表面を有する環状のカバーリングと、を有し、
前記カバーリングには、前記処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が前記当接面を除き設けられていることを特徴とするカバーリングアセンブリ。 - 前記環状平板には、前記カバーリングの前記当接面に接する前記外周上面を除き前記処理粒子に曝される表面を覆う溶射膜が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のカバーリングアセンブリ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022053798A JP2023146567A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 基板処理装置及びカバーリングアセンブリ |
| CN202310269159.2A CN116892007A (zh) | 2022-03-29 | 2023-03-20 | 基板处理装置以及盖环组件 |
| US18/189,356 US20230323525A1 (en) | 2022-03-29 | 2023-03-24 | Substrate processing apparatus and cover ring assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022053798A JP2023146567A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 基板処理装置及びカバーリングアセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023146567A true JP2023146567A (ja) | 2023-10-12 |
Family
ID=88239979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022053798A Pending JP2023146567A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 基板処理装置及びカバーリングアセンブリ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230323525A1 (ja) |
| JP (1) | JP2023146567A (ja) |
| CN (1) | CN116892007A (ja) |
-
2022
- 2022-03-29 JP JP2022053798A patent/JP2023146567A/ja active Pending
-
2023
- 2023-03-20 CN CN202310269159.2A patent/CN116892007A/zh active Pending
- 2023-03-24 US US18/189,356 patent/US20230323525A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116892007A (zh) | 2023-10-17 |
| US20230323525A1 (en) | 2023-10-12 |
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