JP6039117B1 - 処理装置及びコリメータ - Google Patents

Abstract

【課題】所定の角度の範囲内で傾斜した方向に放出された粒子を通過させる処理装置を提供する。【解決手段】一つの実施形態の処理装置は、発生源配置部と、第１の物体配置部と、第１のコリメータとを備える。前記発生源配置部に、粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置される。前記第１の物体配置部に第１の物体が配置される。前記第１のコリメータは、前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の第１の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ少なくとも一つの第１の通路が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、処理装置及びコリメータに関する。

例えば半導体ウェハに金属を成膜するスパッタ装置は、成膜される金属粒子の方向を揃えるためのコリメータを有する。コリメータは、多数の貫通孔を形成する壁を有し、半導体ウェハのような、処理がされる物体に対して略垂直方向に飛ぶ粒子を通過させるとともに、斜めに飛ぶ粒子を遮断する。

特開２００７−５０４４７３号公報

コリメータを通過する粒子の方向は、所望の方向に対して所定の範囲内であれば傾斜しても良い。コリメータは、不要な粒子のみならず、このような利用可能な斜め方向の粒子をも遮断してしまう場合がある。

一つの実施の形態に係る処理装置は、発生源配置部と、第１の物体配置部と、第１のコリメータとを備える。前記発生源配置部は、粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成される。前記第１の物体配置部は、前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第１の物体が配置されるよう構成される。前記第１のコリメータは、前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の第１の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通し前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びるとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第１の通路が設けられる。前記第１の通路は、前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びる第１の延通路と、前記第１の延通路と交差する方向に延びる第２の延通路と、を含む。

図１は、第１の実施の形態に係るスパッタ装置を概略的に示す断面図である。 図２は、第１の実施形態のコリメータを示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態のコリメータを示す断面図である。 図４は、第１の実施形態のターゲット及びコリメータを概略的に示す断面図である。 図５は、第２の実施の形態に係るコリメータの一部を概略的に示す断面図である。 図６は、第３の実施の形態に係るコリメータの一部を概略的に示す断面図である。 図７は、第３の実施形態のコリメータの第１の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。 図８は、第３の実施形態のコリメータの第２の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。 図９は、第３の実施形態のコリメータの第３の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。 図１０は、第３の実施形態のコリメータの第４の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。 図１１は、第４の実施の形態に係るコリメータの一部を概略的に示す斜視図である。 図１２は、第５の実施の形態に係るコリメータを示す平面図である。 図１３は、第６の実施の形態に係るスパッタ装置を概略的に示す断面図である。 図１４は、第７の実施の形態に係るターゲット及びコリメータを概略的に示す断面図である。 図１５は、第８の実施の形態に係るターゲット及びコリメータを概略的に示す断面図である。

以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。

図１は、第１の実施の形態に係るスパッタ装置１を概略的に示す断面図である。スパッタ装置１は、処理装置の一例である。スパッタ装置１は、例えば、半導体ウェハ２の表面に、金属粒子によって成膜を行う。半導体ウェハ２は、第１の物体及び物体の一例である。なお、スパッタ装置１はこれに限らず、例えば、他の対象物に成膜を行っても良い。

スパッタ装置１は、処理室１１と、ターゲット１２と、ステージ１３と、コリメータ１４とを備える。ターゲット１２は、粒子発生源の一例である。コリメータ１４は、第１のコリメータ及びコリメータの一例である。

図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、処理室１１の幅に沿う。Ｙ軸は、処理室１１の奥行き（長さ）に沿う。Ｚ軸は、処理室１１の高さに沿う。以下の記載は、Ｚ軸が鉛直方向に沿うものとして説明する。なお、スパッタ装置１のＺ軸が鉛直方向に対して傾斜しても良い。

処理室１１は、密閉可能な箱状に形成される。処理室１１は、上壁２１と、底壁２２と、側壁２３と、排出口２４と、導入口２５とを有する。上壁２１と底壁２２とは、Ｚ軸に沿う方向（鉛直方向）に対向するように配置される。上壁２１は、所定の間隔を介して底壁２２の上方に位置する。側壁２３は、Ｚ軸に沿う方向に延び、上壁２１と底壁２２とを接続する。

排出口２４は、処理室１１の内部に開口し、例えば真空ポンプに接続される。真空ポンプが排出口２４から処理室１１の内部の空気を吸引することで、処理室１１の内部が真空状態にされ得る。

導入口２５は、処理室１１の内部に開口し、例えばアルゴンガスのような不活性ガスを収容するタンクに接続される。アルゴンガスが、導入口２５から真空状態にされた処理室１１の内部に導入され得る。

ターゲット１２は、粒子の発生源として利用される、例えば円環状の金属板である。なお、ターゲット１２の形状はこれに限らず、例えば円盤状に形成されても良い。ターゲット１２は、処理室１１の上壁２１の内面２１ａに、例えばバッキングプレートを介して取り付けられる。バッキングプレートは、ターゲット１２の冷却材及び電極として用いられる。なお、ターゲット１２は、上壁２１に直接取り付けられても良い。

上壁２１の内面２１ａは、発生源配置部の一例である。内面２１ａは、下方に向く略平坦な面である。このような内面２１ａに、バッキングプレートを介して、ターゲット１２が配置される。発生源配置部は、独立の部材又は部品に限らず、ある部材又は部品上の特定の位置であって良い。発生源配置部は、上記バッキングプレートであっても良い。

ターゲット１２は、下面１２ａを有する。下面１２ａは、下方に向く略平坦な面である。ターゲット１２に電圧が印加されると、処理室１１の内部に導入されたアルゴンガスがイオン化し、プラズマが発生する。アルゴンイオンがターゲット１２に衝突することで、例えばターゲット１２の下面１２ａから、ターゲット１２を構成する成膜材料の粒子Ｃが飛ぶ。言い換えると、ターゲット１２は、粒子Ｃを放出することが可能である。

粒子Ｃは、本実施形態における粒子の一例であり、ターゲット１２を構成する成膜材料の微小な粒である。粒子は、このような粒子Ｃよりも小さな、分子、原子、原子核、素粒子、蒸気（気化した物質）、及び電磁波（光子）のような、物質又はエネルギー線を構成する種々の粒子であっても良い。

ステージ１３は、処理室１１の底壁２２に取り付けられる。すなわち、ステージ１３は、鉛直方向にターゲット１２から離間して配置される。なお、ステージ１３の代わりに、底壁２２が第１のステージの一例として用いられても良い。ステージ１３は、載置面１３ａを有する。ステージ１３の載置面１３ａは、半導体ウェハ２を支持する。半導体ウェハ２は、例えば円盤状に形成される。なお、半導体ウェハ２は、他の形状に形成されても良い。

ステージ１３の載置面１３ａは、第１の物体配置部、放出目標部、及び物体配置部の一例である。載置面１３ａは、上方に向く略平坦な面である。載置面１３ａは、上壁２１の内面２１ａから鉛直方向に離間して配置され、内面２１ａと向かい合う。このような載置面１３ａに、半導体ウェハ２が配置される。第１の物体配置部、放出目標部、及び物体配置部は、独立の部材又は部品に限らず、ある部材又は部品上の特定の位置であって良い。

コリメータ１４は、Ｚ軸に沿う方向（鉛直方向）においてターゲット１２とステージ１３との間に配置される。言い換えると、コリメータ１４は、Ｚ軸に沿う方向（鉛直方向）において、上壁２１の内面２１ａと、ステージ１３の載置面１３ａとの間に配置される。Ｚ軸に沿う方向及び鉛直方向は、上壁２１の内面２１ａからステージ１３の載置面１３ａに向かう方向であり、第１の方向の一例である。言い換えると、コリメータ１４は、ターゲット１２と半導体ウェハ２との間に配置される。コリメータ１４は、例えば処理室１１の側壁２３に取り付けられる。

図２は、コリメータ１４を示す斜視図である。図３は、コリメータ１４を示す断面図である。図２及び図３に示すように、コリメータ１４は、枠部３１と、整流部３２とを有する。

枠部３１は、鉛直方向に延びる円筒状に形成された壁である。なお、枠部３１はこれに限らず、矩形のような他の形状に形成されても良い。枠部３１の断面積は、半導体ウェハ２の断面積よりも大きい。整流部３２は、ＸＹ平面において、筒状の枠部３１の内側に設けられる。枠部３１と整流部３２とは一体に作られる。

整流部３２は、複数の遮蔽壁３５と、複数の第１の連通壁３６と、複数の第２の連通壁３７とを有する。遮蔽壁３５は、第１の壁及び壁の一例である。第１及び第２の連通壁３６，３７は、第２の壁及び壁の一例である。

整流部３２は、複数の遮蔽壁３５、複数の第１の連通壁３６、及び複数の第２の連通壁３７によって、複数の貫通孔３９を形成する。貫通孔３９は、第１の貫通孔及び貫通孔の一例である。複数の貫通孔３９は、鉛直方向に延びる六角形の孔である。言い換えると、複数の遮蔽壁３５、複数の第１の連通壁３６、及び複数の第２の連通壁３７は、内側に貫通孔３９が形成された複数の六角形の筒（ハニカム構造）を形成する。なお、貫通孔３９の形状はこれに限らない。

図３に示すように、整流部３２は、上端部３２ａと下端部３２ｂとを有する。上端部３２ａは、整流部３２の鉛直方向における一方の端部であり、ターゲット１２及び上壁２１の内面２１ａに向く。下端部３２ｂは、整流部３２の鉛直方向における他方の端部であり、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向く。

貫通孔３９は、整流部３２の上端部３２ａから下端部３２ｂに亘って設けられる。すなわち、貫通孔３９は、ターゲット１２に向かって開口するとともに、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって開口する孔である。

遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、鉛直方向に延びる略矩形（四角形）の板である。すなわち、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、同一方向に延びる。

第１の連通壁３６に、複数の第１の連通孔４１がそれぞれ設けられる。第１の連通孔４１は、第１の通路及び通路の一例であり、開口とも称され得る。第１の連通孔４１は、例えば平行四辺形状の孔であり、鉛直方向及び水平方向に並べられる。本明細書における水平方向は、Ｚ軸に対して直交する、ＸＹ平面上の方向である。なお、第１の連通孔４１の形状及び配置はこれに限らない。

第１の連通孔４１の鉛直方向における長さは、第１の連通孔４１の水平方向における長さよりも長い。水平方向は、第１の方向と直交する方向、及び貫通孔が延びる方向と直交する方向、の一例である。すなわち、第１の連通孔４１は、鉛直方向に延びる縦穴である。

第１の連通孔４１は、当該第１の連通孔４１が設けられた第１の連通壁３６によって隔てられる、二つの貫通孔３９を接続する。言い換えると、第１の連通孔４１は、第１の連通壁３６を貫通し、一つの貫通孔３９と、隣接する他の貫通孔３９とに開口する。

第２の連通壁３７に、複数の第２の連通孔４２がそれぞれ設けられる。第２の連通孔４２は、第２の通路及び通路の一例である。第２の連通孔４２は、例えば平行四辺形状の孔であり、鉛直方向及び水平方向に並べられる。なお、第２の連通孔４２の形状及び配置はこれに限らない。

第２の連通孔４２の鉛直方向における長さは、第２の連通孔４２の水平方向における長さよりも長い。すなわち、第２の連通孔４２は、鉛直方向に延びる縦穴である。

第２の連通孔４２は、当該第２の連通孔４２が設けられた第２の連通壁３７によって隔てられる、二つの貫通孔３９を接続する。言い換えると、第２の連通孔４２は、第２の連通壁３７を貫通し、一つの貫通孔３９と、隣接する他の貫通孔３９とに開口する。

第２の連通孔４２は、第１の連通孔４１よりも大きい。第２の連通壁３７における複数の第２の連通孔４２の密度は、第１の連通壁３６における複数の第１の連通孔４１の密度よりも大きい。複数の第２の連通孔４２の密度は、第２の連通壁３７の大きさに対する複数の第２の連通孔４２の大きさである。第２の連通壁３７における複数の第２の連通孔４２の密度が、第１の連通壁３６における複数の第１の連通孔４１の密度よりも大きければ、第２の連通孔４２の大きさが第１の連通孔の大きさと同じかより小さくても良い。

遮蔽壁３５は、上端部３５ａと下端部３５ｂとを有する。第１の連通壁３６は、上端部３６ａと下端部３６ｂとを有する。第２の連通壁３７は、上端部３７ａと下端部３７ｂとを有する。

上端部３５ａ，３６ａ，３７ａは、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の鉛直方向における一方の端部であり、ターゲット１２及び上壁２１の内面２１ａに向く。上端部３５ａ，３６ａ，３７ａは、貫通孔が延びる方向における一方の端部の一例である。上端部３５ａ，３６ａ，３７ａは、整流部３２の上端部３２ａを形成する。

整流部３２の上端部３２ａは、ターゲット１２及び上壁２１の内面２１ａに対して曲面状に凹む。言い換えると、整流部３２の上端部３２ａは、ターゲット１２及び上壁２１の内面２１ａから離れるように湾曲する。なお、上端部３２ａはこれに限らず、例えば、上端部３２ａの中央部分のみがターゲット１２及び上壁２１の内面２１ａに対して凹んで形成されても良い。

下端部３５ｂ，３６ｂ，３７ｂは、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の鉛直方向における他方の端部であり、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向く。下端部３５ｂ，３６ｂ，３７ｂは、整流部３２の下端部３２ｂを形成する。

整流部３２の下端部３２ｂは、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向かって曲面状に突出する。なお、下端部３２ｂはこれに限らず、例えば、下端部３２ｂの中央部分のみがステージ１３の載置面１３ａに向かって突出しても良い。

整流部３２の上端部３２ａと下端部３２ｂとは、略同一の曲面形状を有する。このため、鉛直方向における遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の長さは、略同一である。なお、位置によって鉛直方向における遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の長さが異なっても良い。

図４は、ターゲット１２及びコリメータ１４を概略的に示す断面図である。図２及び図４に示すように、整流部３２は、第１の部分５１と、第２の部分５２とを有する。第１の部分は、第１の部分と、ターゲットから外れた領域との一例である。第２の部分５２は、第２の部分と、ターゲットと向き合う領域との一例である。第１及び第２の部分５１，５２は、位置、範囲、及び領域とも称され得る。

図４の一点鎖線で示すように、第１の部分５１は、ターゲット１２から外れた位置に向く部分である。言い換えると、第１の部分５１は、鉛直方向において上壁２１に対向する部分である。このため、本実施形態における第１の部分５１は、例えば円環状のターゲット１２の内側の部分に対応する、円形の部分となる。

図４の一点鎖線で示すように、第２の部分５２は、鉛直方向においてターゲット１２に向く部分である。言い換えると、第２の部分５２は、鉛直方向においてターゲット１２に重ねられ、ターゲット１２の下方に位置する部分である。このため、本実施形態における第２の部分５２は、ターゲット１２の形状に対応した円環状の部分となり、水平方向において第１の部分５１の外側に位置する。

ターゲット１２の下面１２ａから粒子Ｃが飛ぶ方向は、コサイン則（ランベルトの余弦則）に従って分布する。すなわち、下面１２ａのある一点から飛ぶ粒子Ｃは、下面１２ａの法線方向（鉛直方向）に最も多く飛ぶ。このため、鉛直方向は、発生源配置部に配置された粒子発生源が少なくとも一つの粒子を放出する方向、の一例である。法線方向に対して角度θで傾斜する（斜めに交差する）方向に飛ぶ粒子の数は、法線方向に飛ぶ粒子の数の余弦（ｃｏｓθ）に大よそ比例する。

以下の説明において、ターゲット１２から鉛直方向に放出された粒子Ｃを鉛直成分、ターゲット１２から鉛直方向に対して傾斜する方向に放出された粒子Ｃを斜め成分と称することがある。鉛直成分が第１の部分５１に向かう量に対する斜め成分が第１の部分５１に向かう量の割合は、鉛直成分が第２の部分５２に向かう量に対する斜め成分が第２の部分５２に向かう量の割合よりも大きい。言い換えると、第１の部分５１には、第２の部分５２よりも斜め成分が飛来しやすい。

第１の部分５１は、複数の遮蔽壁３５によって形成されている。言い換えると、第１の部分５１において、遮蔽壁３５が、第１及び第２の連通壁３６，３７よりも多く配置される。すなわち、第１の部分５１における遮蔽壁３５の数は、第１の部分５１における第１の連通壁３６の数と第２の連通壁３７の数との合計よりも多い。なお、第１の部分５１に、遮蔽壁３５に加えて、第１及び第２の連通壁３６，３７が設けられても良い。

第２の部分５２は、複数の第１及び第２の連通壁３６，３７によって形成されている。言い換えると、第２の部分５２において、第１及び第２の連通壁３６，３７が、遮蔽壁３５よりも多く配置される。すなわち、第２の部分５２における第１の連通壁３６の数と第２の連通壁３７の数との合計は、第２の部分５２における遮蔽壁３５の数よりも多い。なお、第２の部分５２に、第１及び第２の連通壁３６，３７に加えて、遮蔽壁３５が設けられても良い。また、第２の部分５２は、第１の連通壁３６及び第２の連通壁３７のいずれか一方のみによって形成されても良い。

第１の部分５１が遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７のいずれか一種類のみによって形成される場合、第２の部分５２は、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の他の一種類を含む。すなわち、第１の部分５１と第２の部分５２とにおける、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の構成比は異なる。

第２の部分５２の、例えば外周側の部分に、他の場所よりも粒子Ｃの鉛直成分が飛来しやすい場所が存在する。当該第２の部分５２の外周側の部分において、第２の連通壁３７は、第１の連通壁３６よりも多く配置される。なお、鉛直成分が飛来しやすい場所はこれに限らず、種々の条件によって変わる。

以上のように、整流部３２において、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７が、上壁２１の内面２１ａに配置されたターゲット１２の形状に対して所定の分布で配置される。すなわち、整流部３２における遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の位置は、ターゲット１２の形状に対応して設定される。言い換えると、コリメータ１４の壁（遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７）に設けられた通路（第１及び第２の連通孔４１，４２）に、疎密の分布が設定される。

なお、第１の部分５１と第２の部分５２とは、上述の位置に限らない。鉛直成分が第１の部分５１に向かう量に対する斜め成分が第１の部分５１に向かう量の割合が、鉛直成分が第２の部分５２に向かう量に対する斜め成分が第２の部分５２に向かう量の割合よりも大きければ、第１及び第２の部分５１，５２は他の位置にあっても良い。すなわち、第１及び第２の部分５１，５２は、コリメータ１４の各位置における鉛直成分と斜め成分との量に基づき設定される。

また、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の分布は、上述のものに限らない。例えば、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の分布は、例えば、ターゲット１２の形状、コリメータ１４の位置、印加される電圧のような種々の要素に基づいても設定され得る。

上記のようなコリメータ１４は、例えば、３Ｄプリンタによって積層造形される。これにより、第１及び第２の連通孔４１，４２が設けられた第１及び第２の連通壁３６，３７が容易に形成され得る。なお、コリメータ１４はこれに限らず、他の方法で作られても良い。コリメータ１４は、例えば、金属によって作られるが、他の材料によって作られても良い。

図４に示すように、ターゲット１２の下面１２ａから、粒子Ｃが飛ぶ。鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃは、コリメータ１４の貫通孔３９を通過して、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。なお、鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃは、例えば、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の上端部３５ａ，３６ａ，３７ａに付着することもある。

一方、鉛直方向に対して傾斜した方向（傾斜方向）に飛ぶ粒子Ｃも存在する。傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲よりも大きい粒子Ｃは、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７に付着する。すなわち、コリメータ１４は、傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲外である粒子Ｃを遮断する。

傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲内である粒子Ｃは、コリメータ１４の貫通孔３９を通過して、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。このような傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃは、第１の連通壁３６の第１の連通孔４１、又は第２の連通壁３７の第２の連通孔４２を通過することが可能である。なお、傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲内である粒子Ｃも、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７に付着することがある。

コリメータ１４の貫通孔３９を通過した粒子Ｃは、半導体ウェハ２に付着及び堆積することで、半導体ウェハ２に成膜される。言い換えると、半導体ウェハ２は、ターゲット１２が放出した粒子Ｃを受ける。貫通孔３９を通過した粒子Ｃの向き（方向）は、鉛直方向に対して所定の範囲内で揃う。このように、コリメータ１４の形状によって、半導体ウェハ２に成膜される粒子Ｃの方向が制御される。

第１の実施の形態に係るスパッタ装置１において、コリメータ１４が、遮蔽壁３５と、第１及び第２の連通孔４１，４２がそれぞれ設けられた第１及び第２の連通壁３６，３７とによって、鉛直方向に延びる貫通孔３９を形成する。これにより、鉛直方向に対して傾斜した方向（傾斜方向）にターゲット１２から飛ばされた粒子Ｃが、第１及び第２の連通壁３６，３７の第１及び第２の連通孔４１，４２を通過することができる。このように、スパッタ装置１のコリメータ１４は、鉛直方向に対して所定の角度の範囲内で傾斜した方向にターゲット１２から放出された粒子Ｃを通過させ、鉛直方向に対して所定の角度の範囲よりも大きく傾斜した方向にターゲット１２から放出された粒子Ｃを遮断することができる。これにより、スパッタ装置１は、傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜をすることができ、スパッタリングの効率が向上する。鉛直方向に対する傾斜角度が所定の範囲外の粒子Ｃは遮蔽壁３５と第１及び第２の連通壁３６，３７とによって遮断されるため、成膜される粒子Ｃの方向は鉛直方向に対して所定の範囲内に制御され得る。

鉛直方向において、ターゲット１２に向く位置に第１及び第２の連通壁３６，３７が遮蔽壁３５よりも多く配置される。粒子Ｃはターゲット１２からコサイン則に従って飛ぶため、鉛直方向においてターゲット１２に向く位置では、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃの割合が多い。第１及び第２の連通壁３６，３７が当該位置により多く配置されることで、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが第１及び第２の連通孔４１，４２を通過しやすい。従って、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜することができ、スパッタリングの効率が向上する。

一方、鉛直方向において、ターゲット１２から外れた位置に向く位置に遮蔽壁３５が第１及び第２の連通壁３６，３７よりも多く配置される。鉛直方向においてターゲット１２から外れた位置に向く位置では、鉛直方向に対して所定の範囲よりも外れて傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃの割合が多い。遮蔽壁３５が当該位置により多く配置されることで、鉛直方向に対して所定の範囲よりも大きく傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが遮断されやすくなり、成膜される粒子Ｃの方向がより確実に制御され得る。

傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃ（斜め成分）が飛来する割合が大きい第１の部分５１において、遮蔽壁３５が第１及び第２の連通壁３６，３７よりも多く配置される。粒子Ｃはターゲット１２からコサイン則に従って飛ぶため、傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃが飛来する割合が多い第１の部分５１では、鉛直方向に対して所定の範囲よりも大きく傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが飛来する割合も多い。遮蔽壁３５が第１の部分５１により多く配置されることで、鉛直方向に対して所定の範囲よりも大きく傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが遮断されやすくなり、成膜される粒子Ｃの方向がより確実に制御され得る。また、全体的に均一なスパッタリングが出来る。

鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃが飛来する割合が大きい第２の部分５２において、第１及び第２の連通壁３６，３７が遮蔽壁３５よりも多く配置される。粒子Ｃはターゲット１２からコサイン則に従って飛ぶため、鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃが飛来する割合が多い第２の部分５２では、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが飛来する割合も多い。第１及び第２の連通壁３６，３７が第２の部分５２により多く配置されることで、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが第１及び第２の連通孔４１，４２を通過しやすい。従って、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜することができ、スパッタリングの効率が向上する。

遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、ターゲット１２の形状に対して所定の分布で配置される。これにより、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜することができ、スパッタリングの効率が向上する。さらに、鉛直方向に対して所定の範囲よりも大きく傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが遮断されやすくなり、成膜される粒子Ｃの方向がより確実に制御され得る。

第２の連通壁３７は、第１の連通壁３６よりも第２の連通孔４２の密度が大きい。すなわち、第２の連通壁３７は、第１の連通壁３６よりも傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃを通過させやすい。これにより、粒子Ｃが飛ぶ方向の分布により対応した第１及び第２の連通壁３６，３７の配置が可能となり、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを、より効率的に用いて成膜することが可能である。

遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の上壁２１の内面２１ａに向く上端部３５ａ，３６ａ，３７ａは、内面２１ａに対して凹む整流部３２の上端部３２ａを形成する。これにより、ターゲット１２の中央部分から、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７に遮断され難くなる。従って、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを、より効率的に用いて成膜することが可能である。

遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の下端部３５ｂ，３６ｂ，３７ｂは、ステージ１３の載置面１３ａに向かって突出する整流部３２の下端部３２ｂを形成する。これにより、ターゲット１２の端部分から、鉛直方向に対して所定の範囲より大きい角度で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７により確実に遮断される。従って、成膜される粒子Ｃの方向がより確実に制御され得る。

第１及び第２の連通孔４１，４２の鉛直方向における長さは、第１及び第２の連通孔４１，４２の水平方向における長さよりも長い。これにより、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃが、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７に遮断され難くなる。従って、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃを、より効率的に用いて成膜することが可能である。

以下に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。

図５は、第２の実施の形態に係るコリメータ１４の一部を概略的に示す断面図である。図５に示すように、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、上端部３５ａ，３６ａ，３７ａから下端部３５ｂ，３６ｂ，３７ｂに向かうに従って厚くなる。言い換えると、貫通孔３９の断面積は、整流部３２の上端部３２ａから下端部３２ｂに向かうに従って縮小する。

ターゲット１２から飛ぶ粒子Ｃは、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７に付着及び堆積することがある。粒子Ｃは、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の表面に膜６１を形成する。

膜６１が形成されると、コリメータ１４は、膜６１を除去するために洗浄されることがある。例えば、コリメータ１４は、膜６１を溶かす洗浄液に浸される。これにより、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の表面から膜６１が除去される。

コリメータ１４が洗浄液に浸される時間は、例えば、膜６１の最も厚い部分の厚さに応じて設定される。一方、洗浄液は、コリメータ１４を溶かすことがある。このため、膜６１の厚さが均一であるほど、コリメータ１４が溶けることが抑制され、コリメータ１４の耐用回数は増加する。

第２の実施形態のスパッタ装置１において、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、上端部３５ａ，３６ａ，３７ａから下端部３５ｂ，３６ｂ，３７ｂに向かうに従って厚くなる。これにより、ターゲット１２から飛ぶ粒子Ｃが遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の表面により均等に付着しやすくなる。すなわち、膜６１の厚さがより均等になる。言い換えると、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の上端部３５ａ，３６ａ，３７ａにのみ膜６１が形成されることが抑制される。従って、コリメータ１４に付着した粒子Ｃの膜６１を洗浄する際にコリメータ１４が溶けることが抑制され、コリメータ１４の耐用回数がより多くなる。

さらに、ターゲット１２から飛ぶ粒子Ｃが遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の表面により均等に付着しやすいため、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７が、これらの表面に付着する粒子Ｃをより確かに保持できる。これにより、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７の表面に付着した粒子Ｃが、例えば半導体ウェハ２に落下することが抑制される。

以下に、第３の実施の形態について、図６を参照して説明する。図６は、第３の実施の形態に係るコリメータ１４の一部を概略的に示す断面図である。図６に示すように、第１及び第２の連通孔４１，４２は、鉛直方向に対して傾斜する方向に延びる。第１及び第２の連通孔４１，４２が延びる方向は、鉛直方向に対して所定の範囲内の角度で傾斜する。なお、第１の連通孔４１が延びる方向と、第２の連通孔４２が延びる方向とが異なっても良い。

上述のように、ターゲット１２から飛ぶ粒子Ｃは、鉛直方向に対して傾斜する方向に飛ぶことがある。粒子Ｃが飛ぶ方向と、第１及び第２の連通孔４１，４２が延びる方向とが近いほど、第１及び第２の連通孔４１，４２は粒子Ｃを通過させやすい。

第３の実施形態のスパッタ装置１において、第１及び第２の連通孔４１，４２は、鉛直方向に対して傾斜する方向に延びる。第１及び第２の連通孔４１，４２が延びる方向により近い方向に飛ぶ粒子Ｃは、第１及び第２の連通孔４１，４２を通過しやすい。これにより、成膜される粒子Ｃの方向がより確実に制御され得る。

図７は、第３の実施形態のコリメータ１４の第１の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。上記第３の実施形態において、第１及び第２の連通孔４１，４２は、鉛直方向に対して一つの角度で傾斜する方向に延びる。しかし、図７に示すように、第１及び第２の連通孔４１，４２は、例えば、鉛直方向に対して一つの角度で傾斜する方向に延びる孔と、鉛直方向に対して他の角度で傾斜する方向に延びる孔と、が合成された孔であっても良い。

図７の例において、第１及び第２の連通孔４１，４２は、当該鉛直方向に対して−４５°傾斜する方向に延びる孔と、鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びる孔と、が合成された孔である。この場合、第１の連通壁３６の、隣り合う二つの第１の連通孔４１の間に位置する部分３６ｃの断面形状は、略菱形となる。このような第１及び第２の連通孔４１，４２を有する第１及び第２の連通壁３６，３７は、隣り合う二つの貫通孔３９のどちらから斜め成分の粒子Ｃが飛来したとしても、当該粒子Ｃを通過させやすい。なお、第１及び第２の連通孔４１，４２の形状はこれに限らない。

図８は、第３の実施形態のコリメータ１４の第２の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。図８は、第１の連通壁３６及び第２の連通壁３７のそれぞれの一例を示す。図８に示すように、複数の第１の連通孔４１又は複数の第２の連通孔４２はそれぞれ、複数の第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと、複数の第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとを含む。第１の傾斜孔４１ａ，４２ａは、第１の延通路の一例である。第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂは、第２の延通路の一例である。

第１の傾斜孔４１ａ，４２ａはそれぞれ、鉛直方向に対して−７５°傾斜する方向に延びる。第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂはそれぞれ、鉛直方向に対して７５°傾斜する方向に延びる。言い換えると、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂは、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと交差する方向に延びる。第１の傾斜孔４１ａ，４２ａの端部は、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂの端部に接続される。

図８の変形例における第１の傾斜孔４１ａ，４２ａの端部は、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂの端部に接続される。このため、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが広がることが抑制され、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが不所望の傾斜角度の粒子Ｃを通過させることが抑制される。すなわち、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａは、所望の角度範囲（鉛直方向に対して−７５°±α）で傾斜した粒子Ｃのみを通過させることができる。さらに、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂは、所望の角度範囲（鉛直方向に対して７５°±α）で傾斜した粒子Ｃのみを通過させることができる。

図９は、第３の実施形態のコリメータ１４の第３の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。図９は、第１の連通壁３６及び第２の連通壁３７のそれぞれの一例を示す。図９に示すように、複数の第１の連通孔４１又は複数の第２の連通孔４２はそれぞれ、複数の第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと、複数の第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとを含む。

第１の傾斜孔４１ａ，４２ａは、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂと交差する。第１又は第２の連通壁３６，３７の一方の面において、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとの間に、第１又は第２の連通壁３６，３７の一部が設けられる。同じく、第１又は第２の連通壁３６，３７の他方の面において、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとの間に、第１又は第２の連通壁３６，３７の一部が設けられる。

図９の変形例における第１又は第２の連通壁３６，３７の一方の面において、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとの間に、第１又は第２の連通壁３６，３７の一部が設けられる。このため、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが広がることが抑制され、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが不所望の傾斜角度の粒子Ｃを通過させることが抑制される。

図１０は、第３の実施形態のコリメータ１４の第４の変形例の一部を、概略的に示す断面図である。図１０は、第１の連通壁３６及び第２の連通壁３７のそれぞれの一例を示す。図１０に示すように、複数の第１の連通孔４１又は複数の第２の連通孔４２はそれぞれ、複数の第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと、複数の第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとを含む。

第１の傾斜孔４１ａ，４２ａはそれぞれ、鉛直方向に対して大よそ−７５°傾斜する方向に延びる。第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂはそれぞれ、鉛直方向に対して大よそ７５°傾斜する方向に延びる。言い換えると、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂは、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと交差する方向に延びる。第１の傾斜孔４１ａ，４２ａの端部は、第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂの端部に接続される。

第１の傾斜孔４１ａ，４２ａと第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂとが形成された第１又は第２の連通壁３６，３７は、複数の第１の離間壁６５と、複数の第２の離間壁６６とをそれぞれ有する。

複数の第１の離間壁６５は、第１又は第２の連通壁３６，３７の一方の面を形成する。複数の第１の離間壁６５は、鉛直方向に互いに間隔を介して並べられる。複数の第１の離間壁６５の間の間隔は、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａの端部、又は第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂの端部を形成する。

複数の第２の離間壁６６は、第１又は第２の連通壁３６，３７の他方の面を形成する。複数の第２の離間壁６６は、鉛直方向に互いに間隔を介して並べられる。複数の第２の離間壁６６の間の間隔は、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａの端部、又は第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂの端部を形成する。

複数の第１の離間壁６５と複数の第２の離間壁６６とは、水平方向に間隔を介して離間する。このため、複数の第１の離間壁６５と複数の第２の離間壁６６との間に、鉛直方向に延びる隙間６７が形成される。

図１０の変形例における複数の第１の離間壁６５は、鉛直方向に互いに間隔を介して並べられる。複数の第２の離間壁６６は、鉛直方向に互いに間隔を介して並べられる。このため、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが広がることが抑制され、第１の傾斜孔４１ａ，４２ａ、及び第２の傾斜孔４１ｂ，４２ｂが不所望の傾斜角度の粒子Ｃを通過させることが抑制される。

さらに、複数の第１の離間壁６５と複数の第２の離間壁６６との間に、鉛直方向に延びる隙間６７が形成される。これにより、鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃが複数の第１の離間壁６５と複数の第２の離間壁６６との間の隙間６７を通過できる。

以下に、第４の実施の形態について、図１１を参照して説明する。図１１は、第４の実施の形態に係るコリメータ１４の一部を概略的に示す斜視図である。図１１は、第１の連通壁３６及び第２の連通壁３７のそれぞれの一例を示す。

図１１に示すように、第１又は第２の連通孔４１，４２のうち幾つかは、第１又は第２の連通壁３６，３７の上端部３６ａ，３７ａまで延びる。さらに、第１又は第２の連通孔４１，４２のうち幾つかは、第１又は第２の連通壁３６，３７の下端部３６ｂ，３７ｂまで延びる。すなわち、第１又は第２の連通孔４１，４２は、孔のみならず、一方向（例えば上方向又は下方向）に開放された切欠き、及び複数方向（例えば上方向及び下方向）に開放されたスリットを含む。

第４の実施形態のスパッタ装置１において、第１又は第２の連通孔４１，４２のうち幾つかは、第１又は第２の連通壁３６，３７の上端部３６ａ，３７ａ又は下端部３６ｂ，３７ｂまで延びる。これにより、傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃが第１又は第２の連通孔４１，４２を通過しやすくなる。

以下に、第５の実施の形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、第５の実施の形態に係るコリメータ１４を示す平面図である。図１２に示すように、第５の実施形態のコリメータ１４は、複数の円壁７１と、複数の接続壁７２とを有する。

複数の円壁７１は、枠部３１と同心円状に配置される、円弧状の部分である。接続壁７２は、枠部３１の中心に対して放射状に延びる直線状の部分である。接続壁７２は、複数の円壁７１と枠部３１とを接続する。

遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７が、複数の円壁７１と複数の接続壁７２とを形成する。すなわち、それぞれの円壁７１及び接続壁７２は、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７のいずれか一つによって形成される。言い換えると、コリメータ１４は、遮蔽壁３５によって形成された円壁７１及び接続壁７２と、第１の連通壁３６によって形成された円壁７１及び接続壁７２と、第２の連通壁３７によって形成された円壁７１及び接続壁７２とを有する。なお、円壁７１及び接続壁７２は、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７のいずれか一つ又は二つによってのみ形成されても良い。

第５の実施形態のスパッタ装置１において、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７は、同心円状に配置された複数の円壁７１と、複数の円壁７１を接続する複数の接続壁７２と、を形成する。これにより、コリメータ１４の貫通孔３９を通過した粒子Ｃは、円形の半導体ウェハ２の形状に対応した同心円状に成膜される。

以下に、第６の実施の形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、第６の実施の形態に係るスパッタ装置１を概略的に示す断面図である。図１３に示すように、第６の実施形態のスパッタ装置１は、三つのステージ１３と、三つのコリメータ１４とを備える。

以下の説明において、三つのステージ１３を、ステージ１３Ａ，１３Ｂと個別に称することがある。一つのステージ１３Ａは、第１のステージの一例である。二つのステージ１３Ｂは、第２の物体配置部の一例である。

さらに、以下の説明において、三つのコリメータ１４を、コリメータ１４Ａ，１４Ｂと個別に称することがある。一つのコリメータ１４Ａは、第１のコリメータの一例である。二つのコリメータ１４Ｂは、第２のコリメータの一例である。

ステージ１３Ａの形状及び配置は、第１乃至第５の実施形態のいずれか一つのステージ１３の形状及び配置と同一である。コリメータ１４Ａの形状及び配置は、第１乃至第５の実施形態のいずれか一つのコリメータ１４の形状及び配置と同一である。

処理室１１は、複数の傾斜壁８１をさらに有する。傾斜壁８１は、底壁２２と側壁２３との間に介在する。傾斜壁８１は、底壁２２に対して斜めに傾斜する。傾斜壁８１に、ステージ１３Ｂが取り付けられる。

ステージ１３Ｂは、鉛直方向に対して傾斜した方向（以下、傾斜基準方向と称する）に、ターゲット１２から離間して配置される。傾斜基準方向は、第１の方向に対して傾斜した方向、及び発生源配置部から第２の物体配置部へ向かう方向、の一例である。ターゲット１２とステージ１３Ｂとの間の距離は、ターゲット１２とステージ１３Ａとの間の距離と略同一である。

ステージ１３Ｂも、載置面１３ａを有する。ステージ１３Ｂの載置面１３ａは、半導体ウェハ２を支持する。ステージ１３Ｂに支持される半導体ウェハ２は、第２の物体の一例である。

ステージ１３Ｂの載置面１３ａは、第２の物体配置部の一例である。ステージ１３Ｂの載置面１３ａは、傾斜基準方向に向く略平坦な面である。ステージ１３Ｂの載置面１３ａは、上壁２１の内面２１ａから傾斜基準方向に離間して配置される。このようなステージ１３Ｂの載置面１３ａに、半導体ウェハ２が配置される。

コリメータ１４Ｂは、傾斜基準方向において、ターゲット１２とステージ１３Ｂとの間に配置される。コリメータ１４Ｂの形状は、コリメータ１４Ａの形状と同一である。すなわち、コリメータ１４Ｂは、コリメータ１４Ａと同じく、枠部３１と整流部３２とを有する。コリメータ１４Ｂの整流部３２は、コリメータ１４Ａと同じく、複数の遮蔽壁３５と、複数の第１の連通壁３６と、複数の第２の連通壁３７とを有する。

コリメータ１４Ｂの遮蔽壁３５は、第３の壁の一例である。コリメータ１４Ｂの第１及び第２の連通壁３６，３７は、第４の壁の一例である。コリメータ１４Ｂの第１及び第２の連通孔４１，４２は、第２の通路の一例である。

コリメータ１４Ｂは、コリメータ１４Ａと同じく、遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７によって貫通孔３９を形成する。コリメータ１４Ｂの貫通孔３９は、第２の貫通孔の一例である。コリメータ１４Ｂの貫通孔３９は、傾斜基準方向に延びる。

ターゲット１２の下面１２ａから、粒子Ｃが飛ぶ。鉛直方向に飛ぶ粒子Ｃと、鉛直方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃとは、コリメータ１４Ａの貫通孔３９を通過して、ステージ１３Ａに支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。これにより、ステージ１３Ａに支持された半導体ウェハ２の表面に、粒子Ｃが成膜される。

一方、傾斜基準方向に飛ぶ粒子Ｃと、傾斜基準方向に対して所定の範囲内で傾斜する方向に飛ぶ粒子Ｃとは、コリメータ１４Ｂの貫通孔３９を通過して、ステージ１３Ｂに支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。これにより、ステージ１３Ｂに支持された半導体ウェハ２の表面にも、粒子Ｃが成膜される。言い換えると、ステージ１３Ｂの載置面１３ａに配置された半導体ウェハ２は、ターゲット１２が放出した粒子Ｃを受ける。

第６の実施形態のスパッタ装置１は、ターゲット１２から傾斜基準方向に離間したステージ１３Ｂと、傾斜基準方向に延びる複数の貫通孔３９を形成するコリメータ１４Ｂとを備える。これにより、スパッタ装置１は、ターゲット１２から傾斜基準方向に飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜することができ、スパッタリングの効率がより向上する。言い換えると、スパッタ装置１は、処理室１１の側壁２３に向かって飛ぶ粒子Ｃを用いて成膜することができ、スループットが向上する。

以下に、第７の実施の形態について、図１４を参照して説明する。図１４は、第７の実施の形態に係るターゲット１２及びコリメータ１４を概略的に示す断面図である。図１４に示すように、コリメータ１４の枠部３１に、複数の第３の連通孔９１が設けられる。

第３の連通孔９１は、例えば平行四辺形状の孔であり、鉛直方向及び水平方向に並べられる。なお、第３の連通孔９１の形状及び配置はこれに限らない。第３の連通孔９１の鉛直方向における長さは、第３の連通孔９１の水平方向における長さよりも長い。すなわち、第３の連通孔９１は、鉛直方向に延びる縦穴である。

第３の連通孔９１は、枠部３１に隣接する貫通孔３９と、コリメータ１４の径方向における枠部３１の外部とを接続する。言い換えると、第３の連通孔９１は、枠部３１を貫通する。

ターゲット１２の下面１２ａから、粒子Ｃが飛ぶ。傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲よりも大きい粒子Ｃは、第３の連通孔９１を通過することがある。例えば、スパッタ装置１に複数の半導体ウェハ２が配置される場合、第３の連通孔９１を通過した粒子Ｃは、コリメータ１４の下方に位置する半導体ウェハ２と異なる他の半導体ウェハ２に付着することがある。

第７の実施形態のスパッタ装置１において、枠部３１に第３の連通孔９１が設けられる。例えば、半導体ウェハ２に、傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲よりも大きい粒子Ｃが少量付着したとしても、所望の性能を有する半導体ウェハ２が得られることがある。この場合、第３の連通孔９１を通過した粒子Ｃを用いて成膜をすることができ、スパッタリングの効率が向上する。なお、一つの半導体ウェハ２が配置されるスパッタ装置１において、枠部３１に第３の連通孔９１が設けられても良い。

以下に、第８の実施の形態について、図１５を参照して説明する。図１５は、第８の実施の形態に係るターゲット１２及びコリメータ１４を概略的に示す断面図である。図１５に示すように、第８の実施形態の遮蔽壁３５に、第４の連通孔９５が設けられる。

第４の連通孔９５は、例えば、平行四辺形状の孔であり、水平方向に並べられる。なお、第４の連通孔９５の形状及び配置はこれに限らない。第４の連通孔９５の鉛直方向における長さは、第４の連通孔９５の水平方向における長さよりも長い。すなわち、第４の連通孔９５は、鉛直方向に延びる縦穴である。

第４の連通孔９５は、当該第４の連通孔９５が設けられた遮蔽壁３５によって隔てられる、二つの貫通孔３９を接続する。言い換えると、第４の連通孔９５は、一つの貫通孔３９と、隣接する他の貫通孔３９とに開口する。

第４の連通孔９５は、第１の連通孔４１よりも小さい。遮蔽壁３５における複数の第４の連通孔９５の密度は、第１の連通壁３６における複数の第１の連通孔４１の密度よりも小さい。さらに、遮蔽壁３５における複数の第４の連通孔９５の密度は、第２の連通壁３７における複数の第２の連通孔４２の密度よりも小さい。

以上の第８の実施形態に示すように、第１の壁の一例である遮蔽壁３５に、第４の連通孔９５のような通路が設けられても良い。すなわち、貫通孔３９を形成する全ての壁（遮蔽壁３５、第１の連通壁３６、及び第２の連通壁３７）に、第１、第２、及び第４の連通孔４１，４２，９５のような通路が設けられても良い。なお、第３の壁の一例である第６の実施形態のコリメータ１４Ｂの遮蔽壁３５にも、第４の連通孔９５のような通路が設けられても良い。

以上説明した少なくとも一つの実施形態において、スパッタ装置１が処理装置の一例である。しかし、処理装置は、蒸着装置、又はＸ線ＣＴ装置のような他の装置であっても良い。

処理装置が蒸着装置である場合、例えば、蒸発させられる材料が粒子発生源の一例であり、当該材料から発生する蒸気が粒子の一例であり、蒸着させられる加工対象が第１の物体の一例である。気化した物質である蒸気は、一種類又は複数種類の分子を含む。当該分子は粒子である。蒸着装置において、コリメータ１４は、例えば、蒸発させられる材料が配置される位置と、加工対象が配置される位置との間に配置される。

処理装置がＸ線ＣＴ装置である場合、例えば、Ｘ線を放出するＸ線管が粒子発生源の一例であり、Ｘ線が粒子の一例であり、Ｘ線が照射される被検体が第１の物体の一例である。Ｘ線は電磁波の一種であり、電磁波は、微視的には、素粒子の一種としての光子である。素粒子は粒子である。Ｘ線ＣＴ装置において、コリメータ１４は、例えば、Ｘ線管が配置される位置と、被検体が配置される位置との間に配置される。

Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線管から照射されるＸ線量は、照射範囲において不均一となる。このようなＸ線ＣＴ装置にコリメータ１４が設けられることで、照射範囲におけるＸ線量を均一化することができ、さらに、照射範囲を調整することができる。加えて、不要な被曝を避けることができる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、第１のコリメータが、第１の壁と、第１の通路が設けられた第２の壁とによって、第１の方向に延びる第１の貫通孔を形成する。これにより、第１の方向に対して所定の角度の範囲内で傾斜した方向に粒子発生源から放出された粒子を通過させ、第１の方向に対して所定の角度の範囲よりも大きく傾斜した方向に粒子発生源から放出された粒子を遮断することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
［１］
粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第１の物体が配置されるよう構成された第１の物体配置部と、
前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の第１の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第１の通路が設けられた、第１のコリメータと、
を具備する処理装置。
［２］
前記コリメータの前記粒子発生源と向き合うように構成された領域に前記第２の壁が前記第１の壁よりも多く配置され、前記コリメータの前記粒子発生源から外れるように構成された領域に前記第１の壁が前記第２の壁よりも多く配置される、［１］の処理装置。
［３］
前記第１のコリメータは、第１の部分と、第２の部分と、を有し、
前記粒子発生源から前記第１の方向に放出された前記粒子が前記第１の部分に向かう量に対する、前記粒子発生源から前記第１の方向に対して傾斜する方向に放出された前記粒子が前記第１の部分に向かう量の割合は、前記粒子発生源から前記第１の方向に放出された前記粒子が前記第２の部分に向かう量に対する、前記粒子発生源から前記第１の方向に対して傾斜する方向に放出された前記粒子が前記第２の部分に向かう量の割合よりも大きく、
前記第１の部分において、前記第１の壁は前記第２の壁よりも多く配置され、
前記第２の部分において、前記第２の壁は前記第１の壁よりも多く配置される、
［１］の処理装置。
［４］
前記複数の第１の壁と前記複数の第２の壁とは、前記発生源配置部に配置されるよう構成された前記粒子発生源の形状に対して所定の分布で配置される、［１］の処理装置。
［５］
前記複数の第２の壁は、第１の連通壁と、前記第１の連通壁よりも前記第１の通路の密度が大きい第２の連通壁と、を有する、［１］乃至［４］のいずれか一つの処理装置。
［６］
前記第１の壁及び前記第２の壁は、前記発生源配置部に向く一方の端部から、前記第１の物体配置部に向く他方の端部に向かうに従って厚くなる、［１］乃至［５］のいずれか一つの処理装置。
［７］
前記第１の通路は、前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びる、［１］乃至［６］のいずれか一つの処理装置。
［８］
前記第１の通路は、前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びる第１の延通路と、前記第１の延通路と交差する方向に延びる第２の延通路と、を含む、［７］の処理装置。
［９］
前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁の、前記発生源配置部に向く一方の端部は、前記発生源配置部に対して凹む前記第１のコリメータの一方の端部を形成する、［１］乃至［８］のいずれか一つの処理装置。
［１０］
前記第１の通路の前記第１の方向における長さは、前記第１の通路の前記第１の方向と直交する第２の方向における長さよりも長い、［１］乃至［９］のいずれか一つの処理装置。
［１１］
前記複数の第１の壁と前記複数の第２の壁とは、同心円状に配置された複数の円壁と、前記複数の円壁を接続する複数の接続壁と、を形成する、［１］乃至［１０］のいずれか一つの処理装置。
［１２］
前記第１の方向に対して傾斜した方向に前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第２の物体が配置されるよう構成された第２の物体配置部と、
前記発生源配置部と前記第２の物体配置部との間に配置され、複数の第３の壁と、複数の第４の壁と、を有し、前記複数の第３の壁及び前記複数の第４の壁によって、前記発生源配置部から前記第２の物体配置部へ向かう第３の方向に延びる複数の第２の貫通孔を形成し、前記複数の第４の壁にそれぞれ当該第４の壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第２の通路が設けられた、第２のコリメータと、
をさらに具備する［１］乃至［１１］のいずれか一つの処理装置。
［１３］
複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられたコリメータ。
［１４］
前記複数の第２の壁は、第１の連通壁と、前記第１の連通壁よりも前記通路の密度が大きい第２の連通壁と、を有する、［１３］のコリメータ。
［１５］
前記第１の壁及び前記第２の壁は、前記貫通孔が延びる方向における一方の端部から、他方の端部に向かうに従って厚くなる、［１３］又は［１４］のコリメータ。
［１６］
前記通路は、前記貫通孔が延びる方向に対して傾斜する方向に延びる、［１３］乃至［１５］のいずれか一つのコリメータ。
［１７］
前記通路は、前記貫通孔が延びる方向に対して傾斜する方向に延びる第１の延通路と、前記第１の延通路と交差する方向に延びる第２の延通路と、を含む、［１６］のコリメータ。
［１８］
前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁の、前記貫通孔が延びる方向における一方の端部は、凹んだ前記第１のコリメータの一方の端部を形成する、［１３］乃至［１７］のいずれか一つのコリメータ。
［１９］
前記通路の前記貫通孔が延びる方向における長さは、前記通路の前記貫通孔が延びる方向と直交する方向における長さよりも長い、［１３］乃至［１８］のいずれか一つのコリメータ。
［２０］
前記複数の第１の壁と前記複数の第２の壁とは、同心円状に配置された複数の円壁と、前記複数の円壁を接続する複数の接続壁と、を形成する、［１３］乃至［１９］のいずれか一つのコリメータ。
［２１］
粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
前記発生源配置部に配置された前記粒子発生源が少なくとも一つの粒子を放出する方向に、前記発生源配置部から離間した、放出目標部と、
前記発生源配置部から前記放出目標部へ向かう方向に延びる複数の貫通孔を形成する複数の壁を有し、少なくとも一つの前記壁に当該壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられた、コリメータと、
を具備する処理装置。
［２２］
粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける物体が配置されるよう構成された物体配置部と、
前記発生源配置部と前記物体配置部との間に配置され、複数の第１の連通壁と、複数の第２の連通壁と、を有し、前記複数の第１の連通壁及び前記複数の第２の連通壁によって、前記発生源配置部から前記物体配置部へ向かう方向に延びる複数の貫通孔を形成し、前記複数の第１の連通壁にそれぞれ当該第１の連通壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの通路が設けられ、前記複数の第２の連通壁にそれぞれ当該第２の連通壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの前記通路が設けられ、前記第２の連通壁に設けられる前記通路の密度が前記第１の連通壁に設けられる前記通路の密度よりも大きい、コリメータと、
を具備する処理装置。

１…スパッタ装置、２…半導体ウェハ、１２…ターゲット、１３，１３Ａ，１３Ｂ…ステージ、１３ａ…載置面、１４，１４Ａ，１４Ｂ…コリメータ、２１…上壁、２１ａ…内面、３２…整流部、３２ａ…上端部、３５…遮蔽壁、３５ａ…上端部、３６…第１の連通壁、３６ａ…上端部、３７…第２の連通壁、３７ａ…上端部、３９…貫通孔、４１…第１の連通孔、４２…第２の連通孔、４１ａ，４２ａ…第１の傾斜孔、４１ｂ，４２ｂ…第２の傾斜孔、５１…第１の部分、５２…第２の部分、７１…円壁、７２…接続壁、９１…第３の連通孔、９５…第４の連通孔、Ｃ…粒子。

Claims (18)

1. 粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
   前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第１の物体が配置されるよう構成された第１の物体配置部と、
   前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の第１の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通し前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びるとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第１の通路が設けられ、前記第１の通路は、前記第１の方向に対して傾斜する方向に延びる第１の延通路と、前記第１の延通路と交差する方向に延びる第２の延通路と、を含む、第１のコリメータと、
   を具備する処理装置。
2. 前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁の、前記発生源配置部に向く一方の端部は、前記発生源配置部に対して凹む前記第１のコリメータの一方の端部を形成する、請求項１の処理装置。
3. 前記第１の通路の前記第１の方向における長さは、前記第１の通路の前記第１の方向と直交する第２の方向における長さよりも長い、請求項１又は請求項２の処理装置。
4. 前記複数の第１の壁と前記複数の第２の壁とは、同心円状に配置された複数の円壁と、前記複数の円壁を接続する複数の接続壁と、を形成する、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの処理装置。
5. 前記第１の方向に対して傾斜した方向に前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第２の物体が配置されるよう構成された第２の物体配置部と、
   前記発生源配置部と前記第２の物体配置部との間に配置され、複数の第３の壁と、複数の第４の壁と、を有し、前記複数の第３の壁及び前記複数の第４の壁によって、前記発生源配置部から前記第２の物体配置部へ向かう第３の方向に延びる複数の第２の貫通孔を形成し、前記複数の第４の壁にそれぞれ当該第４の壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第２の通路が設けられた、第２のコリメータと、
   をさらに具備する請求項１乃至請求項４のいずれか一つの処理装置。
6. 粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
   前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第１の物体が配置されるよう構成された第１の物体配置部と、
   前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第１の通路が設けられ、前記第１の通路は、前記第１の方向における前記第２の壁の少なくとも一方の端部まで延びた、第１のコリメータと、
   を具備する処理装置。
7. 粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
   前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける第１の物体が配置されるよう構成された第１の物体配置部と、
   前記発生源配置部と前記第１の物体配置部との間に配置され、枠部と、整流部と、を有し、前記整流部は、前記枠部の内側に設けられ、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって、前記発生源配置部から前記第１の物体配置部へ向かう第１の方向に延びる複数の貫通孔を形成し、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの第１の通路が設けられ、前記枠部に、当該枠部を貫通する少なくとも一つの第３の通路が設けられた、第１のコリメータと、
   を具備する処理装置。
8. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記複数の第２の壁は、第１の連通壁と、前記第１の連通壁よりも前記通路の密度が大きい第２の連通壁と、を有する、コリメータ。
9. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記第１の壁及び前記第２の壁は、前記貫通孔が延びる方向における一方の端部から、他方の端部に向かうに従って厚くなる、コリメータ。
10. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記通路は、前記貫通孔が延びる方向に対して傾斜する方向に延びる、コリメータ。
11. 前記通路は、前記貫通孔が延びる方向に対して傾斜する方向に延びる第１の延通路と、前記第１の延通路と交差する方向に延びる第２の延通路と、を含む、請求項１０のコリメータ。
12. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられたコリメータであって、
    前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁の、前記貫通孔が延びる方向における一方の端部は、凹んだ前記コリメータの一方の端部を形成する、
    コリメータ。
13. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記通路の前記貫通孔が延びる方向における長さは、前記通路の前記貫通孔が延びる方向と直交する方向における長さよりも長い、コリメータ。
14. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記複数の第１の壁と前記複数の第２の壁とは、同心円状に配置された複数の円壁と、前記複数の円壁を接続する複数の接続壁と、を形成する、コリメータ。
15. 複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記通路は、前記貫通孔が延びる方向における前記第２の壁の少なくとも一方の端部まで延びたコリメータ。
16. 枠部と、
    前記枠部の内側に設けられ、複数の第１の壁と、複数の第２の壁と、を有し、前記複数の第１の壁及び前記複数の第２の壁によって一方向に延びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の第２の壁にそれぞれ当該第２の壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられた、整流部と、
    を具備し、
    前記枠部に、当該枠部を貫通する少なくとも一つの他の通路が設けられた、
    コリメータ。
17. 粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
    前記発生源配置部から離間して配置され、前記粒子を受ける物体が配置されるよう構成された物体配置部と、
    前記発生源配置部と前記物体配置部との間に配置され、複数の第１の連通壁と、複数の第２の連通壁と、を有し、前記複数の第１の連通壁及び前記複数の第２の連通壁によって、前記発生源配置部から前記物体配置部へ向かう方向に延びる複数の貫通孔を形成し、前記複数の第１の連通壁にそれぞれ当該第１の連通壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの通路が設けられ、前記複数の第２の連通壁にそれぞれ当該第２の連通壁を貫通するとともに前記粒子が通ることが可能な少なくとも一つの前記通路が設けられ、前記第２の連通壁に設けられる前記通路の密度が前記第１の連通壁に設けられる前記通路の密度よりも大きい、コリメータと、
    を具備する処理装置。
18. 複数の第１の連通壁と、複数の第２の連通壁と、を有し、前記複数の第１の連通壁及び前記複数の第２の連通壁によって、一方向に延びる複数の貫通孔を形成し、前記複数の第１の連通壁にそれぞれ当該第１の連通壁を貫通する少なくとも一つの通路が設けられ、前記複数の第２の連通壁にそれぞれ当該第２の連通壁を貫通する少なくとも一つの前記通路が設けられ、前記第２の連通壁に設けられる前記通路の密度が前記第１の連通壁に設けられる前記通路の密度よりも大きい、コリメータ。

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