KR102117486B1 - 콜리메이터 및 처리 장치 - Google Patents

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게이타 고이즈미
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

예를 들어, 피처리물의 장소에 따른 막 두께의 변동이 줄어드는 등, 보다 문제가 적은 신규의 구성의 콜리메이터 및 처리 장치를 얻는다.
실시 형태의 콜리메이터에는, 격자 영역과 주연 프레임 사이에서 단위 관통 구멍보다도 크게 개구되고, 콜리메이터를 제1 방향으로 관통하는 주연 개구부가 설치된다. 주연 개구부는, 제1 단부벽과 주연 프레임 사이에 위치된 제1 주연 개구부를 포함한다.

Description

콜리메이터 및 처리 장치{COLLIMATOR AND PROCESSING DEVICE}
실시 형태는, 콜리메이터 및 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 콜리메이터가 설치된 스퍼터 장치 등의 처리 장치가 알려져 있다.
일본 특허 공개 제2005-72028호 공보
예를 들어, 피처리물의 장소에 따른 막 두께의 변동이 줄어드는 등, 보다 문제가 적은 신규의 구성의 콜리메이터 및 처리 장치가 얻어진다면 유익하다.
실시 형태의 콜리메이터는, 제1 면과, 제2 면과, 주연 프레임과, 격자 영역과, 제1 단부벽을 갖는다. 제1 면은, 제1 방향과 교차한다. 제2 면은, 제1 방향과 교차하고, 제1 면과는 반대측에 위치된다. 격자 영역에서는, 제1 방향으로 관통한 단위 관통 구멍을 둘러싸는 단위 프레임이 제1 면 및 제2 면을 따라 주연 프레임의 제1 방향과 교차한 제2 방향의 양단 간에 걸쳐서 배치된다. 제1 단부벽은, 격자 영역의 제1 방향 및 제2 방향과 교차한 제3 방향의 양단에 위치되고 제2 방향의 양단 간을 접속한다. 콜리메이터에는, 격자 영역과 주연 프레임 사이에서 단위 관통 구멍보다도 크게 개구되고, 콜리메이터를 제1 방향으로 관통하는 주연 개구부가 설치된다. 주연 개구부는, 제1 단부벽과 주연 프레임 사이에 위치된 제1 주연 개구부를 포함한다.
도 1은, 실시 형태의 처리 장치의 모식적이며 예시적인 단면도이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 3은, 제2 실시 형태의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 4는, 제3 실시 형태의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 5는, 제4 실시 형태의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 6은, 제1 변형예의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 7은, 제2 변형예의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 8은, 제3 변형예의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
도 9는, 제4 변형예의 콜리메이터의 모식적이며 예시적인 평면도이다.
이하, 콜리메이터 및 처리 장치의 예시적인 실시 형태가 개시된다. 이하에 나타나는 실시 형태의 구성이나 제어(기술적 특징), 및 당해 구성이나 제어에 의해 초래되는 작용 및 결과(효과)는 일례이다. 도면 중에는, 설명의 편의상, 방향 V1, 방향 H2, 및 방향 H3이 도시되어 있다. 방향 V1은 수직 방향(중력 방향)이며, 방향 H2 및 방향 H3은 수평 방향이다. 방향 V1, 방향 H2, 및 방향 H3은 서로 직교하고 있다.
또한, 이하의 복수의 실시 형태에는, 동일한 구성 요소가 포함되어 있다. 이하에서는, 그들 동일한 구성 요소에는 공통의 부호가 부여됨과 함께, 중복되는 설명이 생략되는 경우가 있다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 스퍼터 장치(1)의 단면도이다. 스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 웨이퍼(W)의 표면에, 금속의 입자에 의한 막을 형성한다(적층한다). 스퍼터 장치(1)는 처리 장치의 일례이며, 성막 장치나, 적층 장치라 칭해질 수 있다. 웨이퍼(W)는 피처리물의 일례이며, 물체라 칭해질 수 있다.
스퍼터 장치(1)는 챔버(11)를 갖는다. 챔버(11)는 방향 V1을 따른 중심축을 중심으로 한 대략 원통 형상으로 구성되고, 천장벽(11a), 저벽(11b), 및 주위벽(11c)(측벽)을 갖는다. 천장벽(11a) 및 저벽(11b)는, 방향 V1과 직교하고, 방향 H2 및 방향 H3을 따라서 연장되어 있다. 주위벽(11c)의 모선은, 방향 V1을 따르고 있다. 이 챔버(11)에 의해, 대략 원통 형상의 공간으로서, 처리실(R)이 형성되어 있다. 스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 챔버(11)의 중심축(방향 V1)이 연직 방향을 따르도록 설치된다. 챔버(11)는 용기의 일례이다.
스퍼터 장치(1)의 처리실(R) 내에는, 천장벽(11a)을 따르는 상태에서 타깃(T)이 배치될 수 있다. 타깃(T)은, 예를 들어, 백킹 플레이트를 통하여, 천장벽(11a)에 지지된다. 타깃(T)은, 금속의 입자를 발생한다. 타깃(T)은, 입자 방출원 또는 입자 발생원이라 칭해질 수 있다. 천장벽(11a) 또는 백킹 플레이트는, 방출원 배치부라 칭해질 수 있다.
스퍼터 장치(1)의 처리실(R) 밖에는, 천장벽(11a)을 따르는 상태에서 마그네트(M)가 배치될 수 있다. 타깃(T)은, 마그네트(M)에 가까운 영역으로부터 금속의 입자를 발생한다.
스퍼터 장치(1)의 처리실(R) 내에는, 저벽(11b)에 가까운 위치에 스테이지(12)가 설치되어 있다. 스테이지(12)는 웨이퍼(W)를 지지한다. 스테이지(12)는 플레이트(12a), 샤프트(12b), 및 지지부(12c)를 갖는다. 플레이트(12a)는 예를 들어 원판상으로 구성되고, 방향 V1과 직교하는 면(12d)을 갖는다. 플레이트(12a)는 웨이퍼(W)를, 면(12d) 상에서, 당해 웨이퍼(W)의 면(wa)이 방향 V1과 직교하는 면을 따르도록 지지한다. 샤프트(12b)는 지지부(12c)로부터 방향 V1의 반대 방향으로 돌출하고, 플레이트(12a)와 접속되어 있다. 플레이트(12a)는 샤프트(12b)를 통하여 지지부(12c)에 지지되어 있다. 지지부(12c)는 샤프트(12b)의 방향 V1의 위치를 변경할 수 있다. 방향 V1의 위치 변경에 관하여, 지지부(12c)는 샤프트(12b)의 고정 위치(보유 지지 위치)를 변경 가능한 기구를 가져도 되고, 샤프트(12b)의 방향 V1의 위치를 전기적으로 변경 가능한 모터나 회전 직동 변환 기구 등을 포함하는 액추에이터를 가져도 된다. 샤프트(12b)의 방향 V1의 위치가 변화하면, 플레이트(12a)의 방향 V1의 위치도 변화한다. 샤프트(12b) 및 플레이트(12a)의 위치는, 다단계 또는 무단계(연속 가변)로 설정될 수 있다. 스테이지(12)(플레이트(12a))는 피처리물 배치부의 일례이다. 스테이지(12)는 피처리물 지지부, 위치 변경부, 위치 조정부라 칭해질 수 있다.
천장벽(11a)과 스테이지(12) 사이에는 콜리메이터(130)가 배치되어 있다. 콜리메이터(130)는 챔버(11)의 주위벽(11c)에 지지되어 있다. 콜리메이터(130)는 대략 원판상으로 구성되고, 상면(13a)과, 상면(13a)의 반대측의 하면(13b)과, 원통형의 주위벽(13f)을 갖는다. 상면(13a) 및 하면(13b)은 방향 V1과 직교하고, 방향 H2 및 방향 H3을 따라서 평면 형상으로 연장되어 있다. 콜리메이터(130)의 두께 방향은 방향 V1이다. 콜리메이터(130)는 주위벽(13f)의 외주와 챔버(11)의 주위벽(11c)의 내주 사이에 거의 간극이 없는 상태에서, 챔버(11) 내에 설치된다. 상면(13a)은 제1 면의 일례이며, 하면(13b)은 제2 면의 일례이다. 또한, 방향 V1은, 제1 방향의 일례이다. 주위벽(13f)은 주연 프레임 및 모서리의 일례이다.
콜리메이터(130)에는, 상면(13a)과 하면(13b) 사이를 방향 V1으로 관통한 복수의 관통 구멍(13c)이 설치되어 있다. 관통 구멍(13c)은 타깃(T)측, 즉 천장벽(11a)측으로 개방됨과 함께, 웨이퍼(W)측, 즉 스테이지(12)측으로 개방되고, 방향 V1을 따라서 연장되어 있다.
도 2는, 콜리메이터(131(130))의 평면도이다. 관통 구멍(13c)의 각각의 단면 형상은 다각 형상이며, 본 실시 형태에서는 도 2에 도시된 바와 같이 정사각 형상(사각 형상)이다. 관통 구멍(13c)은 방향 V1을 따르는 4개의 종벽(13d)에 둘러싸여 있다. 콜리메이터(131)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 방향 V1로부터 보아서, 4개의 종벽(13d)이 관통 구멍(13c)을 둘러싸는 정사각 형상(사각 형상)의 단위 프레임(13U)을 구성하고, 복수의 단위 프레임(13U)이 평면적으로 밀집 배치된 격자 영역(13L)이 구성되어 있다. 관통 구멍(13c)은 단위 관통 구멍의 일례이다. 관통 구멍(13c)은 단위 프레임(13U)의 내주면의 일례이다. 종벽(13d)은 벽부라고도 칭해질 수 있다.
격자 영역(13L)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(131)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸쳐서 연장되어 있다. 또한, 격자 영역(13L)의 주위벽(13f)(단부(13f1, 13f2))과의 접속부에는, 관통 구멍(13c)과는 크기(단면적, 개구 면적)가 상이한 단부 관통 구멍(13c1)이 설치됨과 함께, 단부 관통 구멍(13c1)을 둘러싸는 단부 프레임(13d1)이 설치되어 있다. 단부 프레임(13d1)을 포함하는 영역은, 단부 영역이라고도 칭해질 수 있다. 본 실시 형태에서는, 단부 관통 구멍(13c1)의 크기는, 관통 구멍(13c)보다도 작지만, 관통 구멍(13c)보다 커도 된다. 또한, 단부 관통 구멍(13c1)(단부 영역)은 격자 영역(13L)과 주위벽(13f)(주연 프레임) 사이에, 즉 격자 영역(13L)의 주위벽(13f)과의 접속 부분에 설치되는 것으로서, 격자 영역(13L)과 주위벽(13f) 사이의 개구부(13A)(주연 개구부)와는 상이한 것이다.
한편, 격자 영역(13L)의 방향 H3의 단부벽(13e3, 13e4)과, 콜리메이터(131)의 방향 H3의 단부(13f3, 13f4) 사이에는, 각각, 개구부(13A)가 설치되어 있다. 단부벽(13e3, 13e4)은, 각각, 단부(13f1, 13f2)(양단) 간을 접속하고, 단위 프레임(13U)의 변을 따라서 방향 H2로 곧게 연장되어 있다. 개구부(13A)는 단부벽(13e3, 13e4)과 인접하여 격자 영역(13L) 밖에 위치되고, 방향 H2를 따라서 연장되어 있다. 또한, 개구부(13A)는 단부벽(13e3, 13e4)의 각각의 방향 H2의 단부(13e1, 13e2)(일단부 및 타단부) 간에 걸치고, 관통 구멍(13c)보다도 크게 개구되어 있다. 개구부(13A)는 제1 주연 개구부(주연 개구부)의 일례이다. 방향 H2는, 제2 방향의 일례이며, 방향 H3은, 제3 방향의 일례이다.
이러한 방향 V1을 따라서 연장하는 관통 구멍(13c)을 통과함으로써, 입자는 방향 V1로 정류된다. 따라서, 콜리메이터(130)는 정류 장치 또는 정류 부재라 칭해진다. 관통 구멍(13c)을 구성하는 격자 영역(13L)은, 정류부라 칭해질 수 있다.
챔버(11)의 예를 들어 주위벽(11c)에는 배출구(11d)가 설치되어 있다. 배출구(11d)로부터 연장된 배관(도시하지 않음)은 예를 들어, 흡인 펌프(진공 펌프, 도시하지 않음)에 접속된다. 흡인 펌프의 동작에 의해 처리실(R) 내의 가스가 배출구(11d)로부터 배출되어, 처리실(R) 내의 압력이 저하된다. 흡인 펌프는, 대략 진공 상태로 될 때까지 가스를 흡인하는 것이 가능하다.
챔버(11)의 예를 들어 주위벽(11c)에는, 도입구(11e)가 설치되어 있다. 도입구(11e)로부터 연장된 배관(도시하지 않음)은 예를 들어, 탱크(도시하지 않음)에 접속된다. 탱크에는, 예를 들어 아르곤 가스와 같은 불활성 가스가 수용되어 있다. 탱크 내의 불활성 가스는, 처리실(R) 내에 도입될 수 있다.
또한, 챔버(11)의 예를 들어 주위벽(11c)에는, 투명한 창(11f)이 설치되어 있다. 챔버(11)의 밖에 배치된 카메라(20)에 의해, 창(11f)을 통해서, 콜리메이터(130)를 촬영할 수 있다. 카메라(20)로 촬영한 화상으로부터, 콜리메이터(130)의 상태를, 화상 처리에 의해, 확인할 수 있다. 또한, 투명한 창(11f)은 착탈 가능 또는 개폐 가능한 덮개나, 커버, 도어 등으로 덮여도 된다. 또한, 주위벽(11c)에는, 투명한 창(11f) 대신에 개구부(관통 구멍)가 설치됨과 함께, 개구부를 개폐 가능한 덮개가 설치되어도 된다. 덮개나, 커버, 도어 등은, 예를 들어, 스퍼터 장치(1)의 동작 중에는 창(11f) 또는 개구부를 덮고, 스퍼터 장치(1)가 동작하고 있지 않은 상태에서 창(11f) 또는 개구부를 개방할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조의 스퍼터 장치(1)에 있어서는, 타깃(T)에 전압이 인가 되면, 처리실(R)의 내부에 도입된 아르곤 가스가 이온화하여, 플라스마가 발생한다. 아르곤 이온이 타깃(T)에 충돌함으로써, 예를 들어 타깃(T)의 하면(ta)으로부터, 당해 타깃(T)을 구성하는 금속 재료(성막 재료)의 입자가 튀어나온다. 이와 같이 하여, 타깃(T)은 입자를 방출한다.
또한, 타깃(T)의 하면(ta)으로부터 입자가 튀어나가는 방향은, 코사인 법칙(람베르트의 코사인 법칙)에 따라서 분포한다. 즉, 타깃(T)의 하면(ta)의 어떤 1점으로부터 튀어나가는 입자는, 당해 하면(ta)의 법선 방향(연직 방향, 방향 V1)으로 가장 많이 튀어나간다. 따라서, 법선 방향은, 천장벽(11a) 또는 백킹 플레이트(방출원 배치부)에 배치된 타깃(T)이 적어도 1개의 입자를 방출하는 방향의 일례이다. 법선 방향에 대하여 각도 θ로 경사지는(비스듬히 교차하는) 방향으로 튀어나가는 입자의 수는, 당해 법선 방향으로 튀어나가는 입자의 수의 코사인(cosθ)에 대략 비례한다.
입자는, 타깃(T)의 금속 재료의 미소한 입자이다. 입자는, 분자나, 원자, 원자핵, 소립자, 증기(기화한 물질)와 같은 물질의 입자여도 된다. 또한, 입자에는, 양전하를 가진 구리 이온 등의 양이온이 포함되는 경우도 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 면(wa) 상의 점(P)에는, 주로, 타깃(T)의 하면(ta)의 영역(Ae)으로부터 튀어나온 입자가 적층된다. 콜리메이터(131(130))의 종벽(13d)에 의해, 입자의 소정 각도를 초과한 경사 방향으로의 진행이 차단되기 때문에, 영역(Ae)의 크기는, 콜리메이터(131)의 관통 구멍(13c)의 크기나, 높이(두께) 등의 스펙에 의해 정해진다. 여기에서 가령, 콜리메이터(131)의 방향 H3의 양단부에 있어서도, 본 실시 형태에서 형성된 개구부(13A) 대신에, 단위 프레임(13U)의 종벽(13d)이 설치되어 있었을 경우에 있어서는, 타깃(T)으로부터 웨이퍼(W)의 단부의 점(Pe)을 향해서는, 주로, 도 1 중에 이점쇄선으로 나타내어지는 범위 내를 통과한 입자밖에 도착할 수 없기 때문에, 타깃(T)의 하면(ta)으로부터 웨이퍼(W)의 단부의 점(Pe)을 향하여 입자가 튀어나오는 영역(Ae1)이 영역(Ae)보다도 좁아져버린다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 단부의 점(Pe)에 있어서의 막 두께가, 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께보다도 얇아져버릴 우려가 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 콜리메이터(131(130))의 방향 H3의 양단부에 개구부(13A)가 설치되어 있다. 개구부(13A)에는, 단위 프레임(13U)의 종벽(13d)이 설치되어 있지 않은 만큼, 당해 개구부(13A) 대신에 종벽(13d)이 설치되어 있었던 경우에 비하여, 점(Pe)에 도달할 수 있는 입자의 수를 증가시킬 수 있다. 따라서, 이와 같은 구성에 의해, 웨이퍼(W)의 단부(주연부)에 있어서 막 두께를 종래보다도 두껍게 할 수 있어, 웨이퍼(W)의 장소에 따른 막 두께의 변동이 커지는 것을 억제할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 콜리메이터(131(130))에 형성된 개구부(13A)(제1 주연 개구부)는 격자 영역(13L)의 단부벽(13e3, 13e4)(제1 단부벽)과 인접하여 격자 영역(13L) 밖에 위치되고, 단부벽(13e3, 13e4)의 방향 H2(제2 방향)의 단부(13e1, 13e2)(일단부 및 타단부) 간에 걸쳐서 단부벽(13e3, 13e4)을 따라서 방향 H2로 연장되고, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)보다도 크게 개구되고, 콜리메이터(131)를 방향 V1로 관통하고 있다. 즉, 개구부(13A)는 단부(13e1)(일단부)로부터 단부(13e2)(타단부)에 걸쳐서 단부벽(13e3, 13e4)에 면하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 단부의 점(Pe)에 있어서의 막 두께가, 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께보다도 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼(W)의 장소에 따른 막 두께의 변동이 커지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 격자 영역(13L)은, 콜리메이터(131)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸치고, 당해 단부(13f1, 13f2)에 있어서 소요폭으로 비교적 견고하게 주위벽(13f)에 지지되어 있다. 또한, 격자 영역(13L)은, 관통 구멍(13c)보다도 작은 단부 관통 구멍(13c1)을 구성하는, 단위 프레임(13U)의 변보다도 짧은 복수의 종벽(13d)을 통하여, 주위벽(13f)과 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 격자 영역(13L)의 필요한 강성 및 강도, 나아가서는 필요한 위치 및 자세가 확보되기 쉽다.
또한, 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)은, 방향 V1(제1 방향)로부터 본 경우에, 사각 형상(다각 형상)이다. 따라서, 격자 영역(13L) 나아가서는 콜리메이터(131)를 보다 간소한 구성으로서 얻을 수 있는 동시에, 격자 영역(13L)의 필요한 강성 및 강도, 나아가서는 필요한 위치 및 자세가 확보되기 쉽다.
<제2 실시 형태>
도 3은, 본 실시 형태의 콜리메이터(132)의 평면도이다. 콜리메이터(132)는 도 1의 스퍼터 장치(1)에, 콜리메이터(131) 대신에 설치될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상이, 상기 제1 실시 형태와는 상이하다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 관통 구멍(13c) 및 단위 프레임(13U)의 형상이, 정육각 형상(육각 형상)이다. 관통 구멍(13c)은 방향 V1을 따르는 6개의 종벽(13d)에 둘러싸여 있다. 콜리메이터(132)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 방향 V1로부터 보아서, 6개의 종벽(13d)이 관통 구멍(13c)을 둘러싸는 정육각 형상(육각 형상)의 단위 프레임(13U)을 구성하고, 복수의 단위 프레임(13U)이 평면적으로 밀집 배치된 격자 영역(13L)이 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서도 격자 영역(13L)은, 콜리메이터(132)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸쳐서 연장되어 있다.
그리고, 격자 영역(13L)의 방향 H3의 단부벽(13e3, 13e4)과, 콜리메이터(132)의 방향 H3의 단부(13f3, 13f4) 사이에, 각각, 개구부(13A)가 설치되어 있다. 단부벽(13e3, 13e4)은, 각각, 단위 프레임(13U)의 육각형의 변을 따라서 들쭉날쭉하게 굴곡하면서, 방향 H2로 연장되어 있다.
즉, 본 실시예에서도 콜리메이터(132(130))에 형성된 개구부(13A)(제1 주연 개구부)는 격자 영역(13L)의 단부벽(13e3, 13e4)(제1 단부벽)과 인접하여 격자 영역(13L) 밖에 위치되고, 단부벽(13e3, 13e4)의 방향 H2(제2 방향)의 단부(13e1, 13e2)(일단부 및 타단부) 간에 걸쳐서 단부벽(13e3, 13e4)을 따라서 방향 H2로 연장되고, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)보다도 크게 개구되고, 콜리메이터(132)를 방향 V1로 관통하고 있다. 즉, 개구부(13A)는 단부(13e1)(일단부)로부터 단부(13e2)(타단부)에 걸쳐서 단부벽(13e3, 13e4)에 면하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 단부 막 두께가, 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께보다도 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼(W)의 장소에 따른 막 두께의 변동이 커지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서도 격자 영역(13L)은, 콜리메이터(132)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸치고, 당해 단부(13f1, 13f2)에 있어서 소요폭으로 비교적 견고하게 주위벽(13f)에 지지되어 있다. 또한, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상이 육각 형상이다. 따라서, 격자 영역(13L) 나아가서는 콜리메이터(132)를 보다 간소한 구성으로서 얻을 수 있는 동시에, 격자 영역(13L)의 필요한 강성 및 강도, 나아가서는 필요한 위치 및 자세가, 확보되기 쉽다.
<제3 실시 형태>
도 4는, 본 실시 형태의 콜리메이터(133)의 평면도이다. 콜리메이터(133)는 도 1의 스퍼터 장치(1)에, 콜리메이터(131) 대신에 설치될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상이, 상기 제1, 제2 실시 형태와는 상이하다. 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 관통 구멍(13c) 및 단위 프레임(13U)의 형상이, 정삼각 형상(삼각 형상)이다. 관통 구멍(13c)은 방향 V1을 따르는 3개의 종벽(13d)에 둘러싸여 있다. 콜리메이터(133)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 방향 V1로부터 보아서, 3개의 종벽(13d)이 관통 구멍(13c)을 둘러싸는 정삼각 형상(삼각 형상)의 단위 프레임(13U)을 구성하고, 복수의 단위 프레임(13U)이 평면적으로 밀집 배치된 격자 영역(13L)이 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서도 격자 영역(13L)은, 콜리메이터(133)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸쳐서 연장되어 있다.
그리고, 격자 영역(13L)의 방향 H3의 단부벽(13e3, 13e4)과, 콜리메이터(133)의 방향 H3의 단부(13f3, 13f4) 사이에, 각각, 개구부(13A)가 설치되어 있다. 단부벽(13e3, 13e4)은, 각각, 단위 프레임(13U)의 변을 따라서 방향 H2로 곧게 연장되어 있다.
즉, 본 실시예에서도 콜리메이터(133(130))에 형성된 개구부(13A)(제1 주연 개구부)는 격자 영역(13L)의 단부벽(13e3, 13e4)(제1 단부벽)과 인접하여 격자 영역(13L) 밖에 위치되고, 단부벽(13e3, 13e4)의 방향 H2(제2 방향)의 단부(13e1, 13e2)(일단부 및 타단부) 간에 걸쳐서 단부벽(13e3, 13e4)을 따라서 방향 H2로 연장되고, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)보다도 크게 개구되고, 콜리메이터(133)를 방향 V1로 관통하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 단부 막 두께가, 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께보다도 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼(W)의 장소에 따른 막 두께의 변동이 커지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서도 격자 영역(13L)은, 콜리메이터(133)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2)(양단) 간에 걸치고, 당해 단부(13f1, 13f2)에 있어서 소요폭으로 비교적 견고하게 주위벽(13f)에 지지되어 있다. 또한, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상이 삼각 형상이다. 따라서, 격자 영역(13L) 나아가서는 콜리메이터(133)를 보다 간소한 구성으로서 얻을 수 있는 동시에, 격자 영역(13L)의 필요한 강성 및 강도, 나아가서는 필요한 위치 및 자세가 확보되기 쉽다.
<제4 실시 형태>
도 5는, 본 실시 형태의 콜리메이터(134)의 평면도이다. 콜리메이터(134)는 도 1의 스퍼터 장치(1)에, 콜리메이터(131) 대신에 설치될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 상기 제1 실시 형태와 같다.
단, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 동일한 개구부(13A)에 추가로, 격자 영역(13L)의 방향 H2의 단부벽(13g3, 13g4)과, 콜리메이터(134)의 방향 H2의 단부(13f1, 13f2) 사이에, 각각, 개구부(13B)가 설치되어 있다. 단부벽(13g3, 13g4)은, 각각, 콜리메이터(134)의 방향 H3의 단부(13f3, 13f4)(양단) 간을 접속하고, 단위 프레임(13U)의 변을 따라서 방향 H3으로 곧게 연장되어 있다. 개구부(13B)는 제2 주연 개구부(주연 개구부)의 일례이며, 단부벽(13g3, 13g4)은 제2 단부벽의 일례이다. 또한, 본 실시예에서도 격자 영역(13L)의 단부(코너부, 네 코너)는 각각, 관통 구멍(13c)보다도 작은 단부 관통 구멍(13c1)을 구성하는 비교적 짧은 복수의 종벽(13d)을 통하여, 주위벽(13f)과 접속되어 있다. 이에 의해, 격자 영역(13L)의 필요한 강성 및 강도가 확보되기 쉽다.
본 실시 형태에서는, 개구부(13A)와는 별도로 콜리메이터(134(130))에 형성된 개구부(13B)(제2 주연 개구부)는 격자 영역(13L)의 단부벽(13g3, 13g4)(제2 단부벽)과 인접하여 격자 영역(13L) 밖에 위치되고, 단부벽(13g3, 13g4)의 방향 H3(제3 방향)의 단부(13g1, 13g2)(일단부 및 타단부) 간에 걸쳐서 단부벽(13g3, 13g4)을 따라서 방향 H3으로 연장되고, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)보다도 크게 개구되고, 콜리메이터(134)를 방향 V1로 관통하고 있다. 즉, 개구부(13B)는 단부(13g1)(일단부)로부터 단부(13g2)(타단부)에 걸쳐서 단부벽(13g3, 13g4)에 면하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 단부 막 두께가, 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께보다도 얇아지는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는, 웨이퍼(W)의 장소에 따른 막 두께의 변동이 커지는 것을, 억제할 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제3 실시 형태보다도, 막 두께가 기타보다도 작은 범위를, 보다 작게 할 수 있다. 또한, 이러한 개구부(13B)를 가진 콜리메이터(134)의 관통 구멍(13c) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 사각 형상에 한정되지는 않고, 예를 들어, 삼각 형상이나, 육각 형상이어도 된다.
<변형예>
도 6은, 제1 변형예의 콜리메이터(135)의 평면도이며, 도 7은, 제2 변형예의 콜리메이터(136)의 평면도이다. 콜리메이터(135, 136(130))는 도 1의 스퍼터 장치(1)에, 콜리메이터(131) 대신에 설치될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 상기 제1 실시 형태와 같다.
단, 도 6의 변형예에서는, 격자 영역(13L) 내에, 복수의 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)이 서로 연결된 개구부(13o1)(내측 개구부)가 설치되어 있다. 또한, 도 7의 변형예에서는, 개구부(13o1)에 추가로, 격자 영역(13L)의 주연부에, 1개 이상의 서로 연결된 복수의 관통 구멍(13c) 중 적어도 1개가 개구부(13A)와 연결된 개구부(13o2)(절결)가 설치되어 있다. 개구부(13o1, 13o2)는, 서로 인접한 복수의 관통 구멍(13c)의 사이에 위치되는 변(단위 프레임(13U)을 구성하는 변 중 적어도 1개)의 결손에 의해 구성되어 있다. 이러한 개구부(13o1, 13o2)를 설치함으로써 웨이퍼(W) 상의 막 두께의 변동을 억제할 수 있는 경우가 있다. 또한, 개구부(13o1, 13o2)를 구성하는 관통 구멍(13c) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 사각 형상에 한정되지는 않고, 예를 들어, 삼각 형상이나, 육각 형상이어도 된다. 또한, 개구부(13o1)의 위치나, 수, 크기, 형상, 자세 등의 스펙도 도 6, 7의 예에 한정되지는 않는다.
도 8은, 제3 변형예의 콜리메이터(137)의 평면도이며, 도 9는, 제4 변형예의 콜리메이터(138)의 평면도이다. 콜리메이터(137, 138(130))는 도 1의 스퍼터 장치(1)에, 콜리메이터(131) 대신에 설치될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 상기 제1 실시 형태와 같다.
단, 도 8, 9의 변형예에서는, 챔버(11)의 주위벽(11c)의 통 내에 면하는 주위벽(13f)이 분단되어 있다. 구체적으로는, 단부벽(13e3, 13e4)(제1 단부벽) 및 단부벽(13g3, 13g4)(제2 단부벽)과 면하는 위치에는, 챔버(11)의 주위벽(11c)의 통 내에 면하는 주위벽(13f)은 설치되어 있지 않다. 서로 이격한 복수의 주위벽(13f)은 제3 단부벽의 일례이다.
콜리메이터(137, 138)에서는, 격자 영역(13L)과 챔버(11)의 주위벽(11c)과 면하는 원호상으로 구부러진 주위벽(13f) 사이에, 단부 관통 구멍(13c1)을 둘러싸는 단부 프레임(13d1)을 포함하는 단부 영역(13E)이 구성되어 있다. 단부 관통 구멍(13c1)의 크기(단면적, 개구 면적)는 관통 구멍(13c)(단위 관통 구멍)과는 달리, 관통 구멍(13c)보다도 커도 되고, 작아도 된다. 도 8, 9에는, 단부 영역(13E)이 도트 패턴으로 도시되어 있다. 도 8의 콜리메이터(137)에서는, 단부 영역(13E)은 방향 V1로부터 보아서 콜리메이터(137)의 모서리를 따라서 연장되어 있고, 복수(2개)의 단부 영역(13E)에는, 각각, 복수의 단부 프레임(13d1)이 포함되어 있다. 한편, 도 9의 콜리메이터(138)에서는, 방향 V1로부터 보아서 콜리메이터(138)의 코너부에 배치되고, 복수(4개)의 단부 영역(13E)에는, 각각 1개의 단부 프레임(13d1)이 포함되어 있다.
이들 변형예에서는, 주위벽(13f) 또는 단부 영역(13E)이 챔버(11)의 주위벽(11c)에 지지된다. 도 8, 9로부터 명확해지는 바와 같이, 콜리메이터(137, 138)가 챔버(11)에 장착된 상태에서는, 단부벽(13e3, 13e4, 13g3, 13g4)과 챔버(11)의 주위벽(11c) 사이에, 상기 실시 형태의 개구부(13A, 13B)와 동일한 개구부가 구성된다. 따라서, 이들 변형예에 의해서도, 상기 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 본 변형예에 의하면, 콜리메이터(137, 138)를 보다 경량으로 구성할 수 있다. 또한, 이들 변형예에서도, 격자 영역(13L)을 구성하는 관통 구멍(13c) 및 단위 프레임(13U)의 형상은, 사각 형상에 한정되지는 않고, 예를 들어, 삼각 형상이나, 육각 형상이어도 된다. 또한, 단부 관통 구멍(13c1), 단부 프레임(13d1), 격자 영역(13L)의 위치나, 수, 크기, 형상, 자세 등의 스펙도 도 8, 9의 예에 한정되지는 않는다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시했지만, 상기 실시 형태는 일례이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 실시 형태는, 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 조합, 변경을 행할 수 있다. 실시 형태는, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그의 균등의 범위에 포함된다. 또한, 실시 형태의 구성이나 형상은, 부분적으로 교체하여 실시하는 것도 가능하다. 또한, 각 구성이나 형상 등의 스펙(구조나, 종류, 방향, 형상, 크기, 길이, 폭, 두께, 높이, 각도, 수, 배치, 위치, 재질 등)은 적절하게 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는, CVD 장치 등의 스퍼터 장치 이외의 장치여도 된다. 또한, 단위 관통 구멍 및 단위 프레임의 형상은, 상기 실시 형태 이외의 형상이어도 된다.
1: 스퍼터 장치(처리 장치)
11: 챔버(용기)
13a: 상면(제1 면)
13b: 하면(제2 면)
13c: 관통 구멍(단위 관통 구멍)
13c1: 단부 관통 구멍
13e1, 13e2: 단부(제1 단부벽의 제2 방향의 일단부 및 타단부)
13e3, 13e4: 단부벽(제1 단부벽)
13d1: 단부 프레임
13f: 주위벽(주연 프레임, 제3 단부벽, 모서리)
13f1, 13f2: 단부(콜리메이터의 제2 방향의 양단)
13f3, 13f4: 단부(콜리메이터의 제3 방향의 양단)
13g1, 13g2: 단부(제2 단부벽의 제3 방향의 일단부 및 타단부)
13g3, 13g4: 단부벽(제2 단부벽)
13o1: 개구부(내측 개구부)
13o2: 개구부(절결)
13A: 개구부(제1 주연 개구부, 주연 개구부)
13B: 개구부(제2 주연 개구부, 주연 개구부)
13E: 단부 영역
13L: 격자 영역
13U: 단위 프레임
131 내지 138(130): 콜리메이터
H2: 방향(제2 방향)
H3: 방향(제3 방향)
V1: 방향(제1 방향)

Claims (9)

  1. 콜리메이터이며,
    제1 방향과 교차한 제1 면과,
    상기 제1 방향과 교차하고, 상기 제1 면과는 반대측의 제2 면과,
    원통형의 주연 프레임과,
    상기 제1 방향으로 관통한 다각 형상의 단위 관통 구멍을 둘러싸는 단위 프레임이 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 따라 상기 주연 프레임의 상기 제1 방향과 교차한 제2 방향의 양단 간에 걸쳐서 배치된 격자 영역과,
    상기 격자 영역의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차한 제3 방향의 양단에 위치되고 상기 제2 방향의 양단 간을 접속하고, 상기 다각 형상의 일면 또는 일각이 연결되어 형성된 제1 단부벽
    을 갖고,
    상기 격자 영역과 상기 주연 프레임 사이에서 상기 단위 관통 구멍보다도 크게 개구되고, 상기 제1 방향으로 관통한 주연 개구부가 설치되고,
    상기 주연 개구부는, 상기 제1 단부벽과 상기 주연 프레임 사이에 위치되고, 내부에 프레임이 없는 제1 주연 개구부를 포함하고,
    상기 격자 영역이 상기 주연 프레임과 접속되는 부분에, 상기 단위 관통 구멍보다 작은 크기의 단부 관통 구멍을 둘러싸는 단부 프레임이 설치되는, 콜리메이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격자 영역의 상기 제2 방향의 양단에 위치되고 상기 제3 방향의 양단 간을 접속한 제2 단부벽을 갖고,
    상기 주연 개구부는, 상기 제2 단부벽과 상기 주연 프레임 사이에 위치된 제2 주연 개구부를 포함하는, 콜리메이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격자 영역 내에, 복수의 상기 단위 관통 구멍이 서로 연결된 내측 개구부가 설치된, 콜리메이터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주연 개구부와 연결된 절결이 설치된, 콜리메이터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단위 관통 구멍은, 상기 제1 방향으로부터 본 경우에 다각 형상인, 콜리메이터.
  6. 용기와,
    상기 용기 내에 설치된 제1항 또는 제2항에 기재된 콜리메이터
    를 구비한, 처리 장치.
  7. 콜리메이터이며,
    제1 방향과 교차한 제1 면과,
    상기 제1 방향과 교차하고, 상기 제1 면과는 반대측의 제2 면과,
    상기 제1 방향과 교차한 제2 방향으로 서로 떨어져 위치된, 원호상으로 구부러진 복수의 제3 단부벽과,
    상기 제1 방향으로 관통한 다각 형상의 단위 관통 구멍을 둘러싸는 복수의 단위 프레임이 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 따라서 서로 인접하여 배치된 격자 영역과,
    상기 격자 영역과 상기 제3 단부벽의 각각과의 사이에 위치되고, 상기 제1 방향으로 관통하여 상기 단위 관통 구멍보다 작은 크기의 단부 관통 구멍을 둘러싸는 1개 또는 복수의 단부 프레임을 가진 복수의 단부 영역과,
    상기 격자 영역의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차한 제3 방향의 양단에 위치되고, 상기 복수의 제3 단부벽 간을 접속하고, 상기 다각 형상의 일면 또는 일각이 연결되어 형성된 제1 단부벽
    을 구비하는, 콜리메이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단부 영역은, 상기 제1 방향으로부터의 시선으로 상기 콜리메이터의 모서리를 따라서 연장된, 콜리메이터.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 단부 영역은, 상기 제1 방향으로부터의 시선으로 상기 콜리메이터의 코너부에 설치된, 콜리메이터.
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