KR102236048B1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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히로시 소네
나오유키 스즈키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

개구부의 형상을 용이하게 변경할 수 있는 기술을 제공한다. 본 개시의 일 태양에 의한 스퍼터링 장치는, 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 포함하며, 상기 슬릿판은, 판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와, 상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며, 상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하다.

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING DEVICE}
본 개시는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
타겟재로부터 방출되는 입자를 기판에 입사시켜서 성막을 실시하는 스퍼터링 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 기판의 표면에 대해서 경사해서 배치된 타겟재로부터 기판에 스퍼터링 입자를 방사시켜, 타겟재와 기판과의 사이에 마련된 슬릿판의 개구부를 통과시켜 기판에 막을 형성하는 스퍼터링 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제 2008-201647 호 공보 일본 특허 공개 제 2015-067856 호 공보
본 개시는 개구부의 형상을 용이하게 변경할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 태양에 의한 스퍼터링 장치는, 기판을 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 포함하며, 상기 슬릿판은, 판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와, 상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며, 상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하다.
본 개시에 의하면, 개구부의 형상을 용이하게 변경할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예를 도시하는 단면도 (1)이다.
도 2는 슬릿판의 구성예를 도시하는 단면도 (1)이다.
도 3은 슬릿판의 구성예를 도시하는 단면도 (2)이다.
도 4는 슬릿판의 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예를 도시하는 단면도 (2)이다.
도 6은 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예를 도시하는 단면도 (3)이다.
도 7은 제 2 실시형태의 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 제 3 실시형태의 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이 아닌 예시의 실시형태에 대해 설명한다. 첨부의 전체 도면 중 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 도면부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
[제 1 실시형태]
(스퍼터링 장치)
제 1 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 2는 슬릿판의 구성예를 도시하는 단면도이며, 도 1에 도시하는 스퍼터링 장치의 슬릿판을 포함한 일부를 확대해서 도시하는 도면이다. 도 3은 슬릿판의 구성예를 도시하는 단면도이며, 도 2에 있어서의 일점 쇄선 Ⅲ-Ⅲ에 있어서 절단한 단면을 도시하는 도면이다. 도 4는 슬릿판의 구성예를 도시하는 평면도이며, 상방으로부터 보았을 때의 슬릿판을 도시한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 스퍼터링 장치(10)는 처리 용기(12), 슬릿판(14), 홀더(16), 스테이지(18), 이동 기구(20), 및 제어부(80)를 구비한다.
처리 용기(12)는 본체(12a) 및 덮개체(12b)를 구비한다. 본체(12a)는, 예를 들면 대략 원통형상을 갖는다. 본체(12a)의 상단은 개구되어 있다. 덮개체(12b)는 본체(12a)의 상단의 위에 설치되어 있고, 본체(12a)의 상단의 개구를 폐쇄한다.
처리 용기(12)의 바닥부에는, 배기구(12e)가 형성되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기 장치(22)가 접속되어 있다. 배기 장치(22)는, 예를 들면 압력 제어 장치, 감압 펌프를 구비한다. 감압 펌프는, 예를 들면 드라이 펌프, 터보 분자 펌프며 좋다.
처리 용기(12)의 측벽에는, 개구(12p)가 형성되어 있다. 처리 용기(12) 내에의 기판(W)의 반입, 및 처리 용기(12) 내로부터의 기판(W)의 반출은 개구(12p)를 거쳐서 행해진다. 개구(12p)는 게이트 밸브(12g)에 의해서 개폐된다.
처리 용기(12)에는, 처리 용기(12) 내에 가스를 도입하는 포토(12i)가 설치되어 있고, 가스 공급부로부터의 가스(예를 들면, 불활성 가스)가 포토(12i)를 거쳐서 처리 용기(12) 내에 도입된다.
슬릿판(14)은 처리 용기(12) 내에 설치되어 있다. 슬릿판(14)은 처리 용기(12)의 높이 방향의 중간 위치에 있어서 수평으로 연재한다. 슬릿판(14)은 별체로서 제조된 복수의 부재를 조합하는 것에 의해 형성되어 있다. 도 1의 예에서는, 슬릿판(14)은 별체로서 제조된 내측 부재(141)와 외측 부재(142)를 조합하는 것에 의해 형성되어 있다.
내측 부재(141)는 대략 판형상의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 스테인리스강 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 내측 부재(141)에는, 개구부(14s)가 형성되어 있다.
개구부(14s)는, 슬릿판(14)을 그 판두께 방향(도면 중에서는, Z 방향)으로 관통한다. 스퍼터링 장치(10)에 있어서의 성막시에는, 기판(W)은 개구부(14s)의 하방을 수평인 일방향인 X 방향으로 이동한다. 개구부(14s)는, 수평인 다른 일방향인 Y 방향에 따라서 길게 연장되어 있고, 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아서 대략 직사각형 형상을 갖는다. Y 방향은 개구부(14s)의 길이 방향이며, X 방향에 직교하는 방향이다. 개구부(14s)의 Y 방향에 있어서의 중심은, 성막시에 있어서의 기판(W)의 Y 방향에 있어서의 중심과 대략 일치하고 있다.
Y 방향에 있어서의 개구부(14s)의 폭(Ly)은, 성막시에 있어서의 기판(W)의 Y 방향의 폭(최대 폭)보다 길다. Y 방향에 있어서의 개구부(14s)의 폭(Ly)은, 성막시에 있어서의 기판(W)의 Y 방향의 폭(최대 폭)의 1.06배 이상인 것이 바람직하고, 1.33배 이상인 것이 특히 바람직하다. 예를 들면, 기판(W)이 직경 300㎜의 웨이퍼인 경우, 폭(Ly)은 320㎜ 이상인 것이 바람직하고, 400mm 이상인 것이 특히 바람직하다. 이것에 의해, 기판(W)의 단부에 있어서의 막의 균일 전착성이 향상되고, 면내 균일성이 개선된다.
X 방향에 있어서의 개구부(14s)의 폭(Lx)은 성막시에 있어서의 기판(W)의 X 방향의 폭(최대 폭)보다 짧다. X 방향에 있어서의 개구부(14s)의 폭(Lx)은, 생산성의 관점으로부터, 성막시에 있어서의 기판(W)의 X 방향의 폭(최대 폭)의 0.16배 이상인 것이 바람직하다.
내측 부재(141)는 외측 부재(142)에 대해서 착탈 가능하다. 내측 부재(141)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 테이퍼부(141a), 내측 두꺼운 부분(141b), 얇은 부분(141c), 및 외측 두꺼운 부분(141d)을 구비한다.
테이퍼부(141a)는 내측에서 외측으로 향해서 판두께가 두꺼워지는 부위이다. 테이퍼부(141a)는 내측 부재(141)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 테이퍼부(141a)에 있어서의 수평면과 경사면과의 사이의 각도는 테이퍼부(141a)와 후술하는 타겟재(24)와의 사이의 위치 관계에 따라 정할 수 있다. 테이퍼부(141a)의 선단은 곡면 형상(예를 들면, R면 형상)인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 테이퍼부(141a)에 막이 퇴적했을 때에, 테이퍼부(141a)의 선단에서 막벗겨짐이 생기는 것을 억제할 수 있다.
내측 두꺼운 부분(141b)은 테이퍼부(141a)의 외측에 위치하고, 제 1 판두께를 갖는 부위이다. 내측 두꺼운 부분(141b)은 테이퍼부(141a)의 외주에 따라서 형성되어 있다. 내측 부재(141)는 내측 두꺼운 부분(141b)을 가지는 것으로 높은 강도를 갖는다. 내측 두꺼운 부분(141b)의 상면과 테이퍼부(141a)의 경사면과의 경계부(141x)는 곡면 형상(예를 들면, R면 형상)인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 코너부가 삭감되기 때문에, 경계부(141x)에 막이 퇴적했을 경우에서도, 경계부(141x)에서 막벗겨짐이 생기는 것을 억제할 수 있다.
얇은 부분(141c)은 내측 두꺼운 부분(141b)의 외측에 위치하고, 제 1 판두께보다 얇은 제 2 판두께를 갖는 부위이다. 얇은 부분(141c)은 내측 두꺼운 부분(141b)의 외주에 따라서 형성되어 있다.
외측 두꺼운 부분(141d)은 얇은 부분(141c)의 외측에 위치하고, 제 2 판두께보다 두꺼운 제 3 판두께를 갖는 부위이다. 외측 두꺼운 부분(141d)은 얇은 부분(141c)의 외주에 따라서 형성되어 있다. 이것에 의해, 내측 두꺼운 부분(141b)의 외측면, 얇은 부분(141c)의 상면, 및 외측 두꺼운 부분(141d)의 내측면에 의해서, 내측 부재(141)의 전체 둘레에 걸치는 오목부(141y)가 형성된다. 외측 두꺼운 부분(141d)은, 장변의 측에 있어서는 후술하는 벽 부재(28)의 제 1 부재(52)에 고정되어 있고, 고정 개소는 기판(W)보다 외측으로 설정되어 있다. 한편, 외측 두꺼운 부분(141d)은, 단변의 측에 있어서는 벽 부재(28)의 제 1 부재(52)에 고정되어 있지 않다. 환언하면, 내측 부재(141)는 평면으로 보아서 성막시에 있어서의 기판(W)과 중첩되지 않는 위치에 있어서 벽 부재(28)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 열 팽창 또는 열 수축에 의해 외측 두꺼운 부분(141d)과 벽 부재(28)가 스치는 것에 의해 파티클이 발생했을 경우여도 기판(W) 상에 파티클이 부착하는 것을 억제할 수 있다.
외측 부재(142)는 내측 부재(141)의 주위에 마련된 대략 판형상의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 스테인리스강 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 외측 부재(142)의 재료는 내측 부재(141)의 재료와 동일해도 좋고, 상이해도 좋지만, 온도가 변화했을 때의 열 팽창, 열 수축에 의한 변형량이 동일로 된다고 하는 관점으로부터, 내측 부재(141)의 재료와 동일하다고 하는 것이 바람직하다. 외측 부재(142)의 연부는 처리 용기(12)에 고정되어 있고, 제 1 공간(S1)과 제 2 공간(S2)을 구획한다. 제 1 공간(S1)은 처리 용기(12) 내의 일부의 공간이며, 슬릿판(14)의 상방에 있다. 제 2 공간(S2)은 처리 용기(12) 내의 다른 일부의 공간이며, 슬릿판(14)의 하방에 있다. 외측 부재(142)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 테이퍼부(142a), 볼록부(142b), 및 지지부(142c)를 구비한다.
테이퍼부(142a)는 내측으로부터 외측으로 향해 판두께가 두꺼워지는 부위이다. 테이퍼부(142a)는 외측 부재(142)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 테이퍼부(142a)에 있어서의 수평면과 경사면과의 사이의 각도는 테이퍼부(142a)와 후술하는 타겟재(24)와의 사이의 위치 관계에 따라 정할 수 있고, 예를 들면 테이퍼부(141a)와 동일 또는 대략 동일한 각도이면 좋다. 테이퍼부(142a)의 선단은 곡면 형상(예를 들면, R면 형상)인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 테이퍼부(142a)에 막이 퇴적했을 때에, 테이퍼부(142a)의 선단으로 막벗겨짐이 생기는 것을 억제할 수 있다. 테이퍼부(142a)의 선단의 측에는, 내측 부재(141)의 오목부(141y)로 향해 돌출하는 볼록부(142b)가 형성되어 있다.
볼록부(142b)는 테이퍼부(142a)의 선단의 측에 하방으로 돌출해서 형성된 부위이다. 볼록부(142b)는 테이퍼부(142a)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 볼록부(142b)와 오목부(141y)와의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 간극에 의해 형성되는 경로가 절곡되어 래비린스 구조를 형성한다. 이와 같이 볼록부(142b)와 오목부(141y)에 의해 래비린스 구조가 형성되어 있으므로, 후술하는 타겟재(24)로부터의 입자가 내측 부재(141)와 외측 부재(142)와의 사이를 통과해서 제 2 공간(S2)에 진입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 볼록부(142b)와 오목부(141y)와의 사이에 간극이 형성되어 있으므로, 열 팽창 또는 열 수축에 의해 내측 부재(141) 및 외측 부재(142)가 변형했을 경우라도 볼록부(142b)와 오목부(141y)가 접촉하지 않기 때문에 스치는 것에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
지지부(142c)는 테이퍼부(142a)의 외측에 위치하는 부위이다. 지지부(142c)는 테이퍼부(142a)의 외주에 따라서 형성되어 있다. 지지부(142c)의 외단은 본체(12a)의 내벽에 고정되어 있다.
홀더(16)는 슬릿판(14)의 상방에 설치되어 있다. 홀더(16)는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 홀더(16)는 절연성 부재(17)를 거쳐서 덮개체(12b)에 장착되어 있다. 홀더(16)는 제 1 공간(S1) 내에 배치된 타겟재(24)를 보지한다. 홀더(16)는, 예를 들면 개구부(14s)에 대해서 경사 상방으로 타겟재(24)가 위치하도록 타겟재(24)를 보지한다. 단, 홀더(16)는 개구부(14s)의 바로 위에 타겟재(24)가 위치하도록 타겟재(24)를 보지해도 좋다. 타겟재(24)는, 예를 들면 평면으로 보아서 대략 직사각형 형상이다. 타겟재(24)를 슬릿판(14)에 투영한 투영상(24a)의 Y 방향에 있어서의 폭(Lt)은, 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같이, 성막시에 있어서의 기판(W)의 Y 방향의 폭(최대 폭)보다 크다. 예를 들면, 기판(W)이 직경 300㎜의 웨이퍼인 경우, 폭(Lt)은 450㎜ 이상인 것이 바람직하다.
홀더(16)에는, 전원(26)이 접속되어 있다. 전원(26)은 타겟재(24)가 금속 재료인 경우, 직류 전원이면 좋다. 전원(26)은, 타겟재(24)가 유전체 또는 절연체인 경우, 고주파 전원이면 좋고, 정합기를 거쳐서 홀더(16)에 전기적으로 접속된다.
스테이지(18)는 처리 용기(12) 내에 있어서 기판(W)을 지지한다. 스테이지(18)는 이동 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(18)는, 성막시에는, 이동 에리어(S21) 내에 있어서 이동 방향(도 1의 X 방향)에 따라서 이동한다. 이동 에리어(S21)는 제 2 공간(S2)에 포함되는 에리어이며, 개구부(14s)의 바로 아래의 공간 및 슬릿판(14)의 바로 아래의 공간을 포함한 에리어이다. 스테이지(18)는, 타겟재(24)로부터의 입자가 개구부(14s)를 거쳐서 이동 에리어(S21) 이외의 제 2 공간(S2) 내의 다른 에리어(S22)에 비산하는 것을 억제하기 위해서, 1개 이상의 볼록부를 구비한다. 스테이지(18)의 하나 이상의 볼록부는, 개구부(14s)와 에리어(S22)와의 사이의 스테이지(18)의 주위의 경로에 상방 및/또는 하방으로 절곡된 부분을 형성한다. 즉, 스테이지(18)는 개구부(14s)와 에리어(S22)와의 사이의 스테이지(18)의 주위의 경로로 해서, 래비린스 구조의 경로를 형성한다.
이동 에리어(S21)는 벽 부재(28)에 의해서 구획형성되어 있다. 벽 부재(28)는 이동 에리어(S21)와 에리어(S22)와의 사이의 경계를 따라서 연재한다. 벽 부재(28)는, 스테이지(18)와 함께, 개구부(14s)와 에리어(S22)와의 사이의 경로를 형성한다. 벽 부재(28) 및 스테이지(18)에 의해, 개구부(14s)와 에리어(S22)와의 사이의 경로는, 절곡된 좁은 경로, 즉 래비린스 구조의 좁은 경로가 된다.
스테이지(18)는 이동 기구(20)에 장착되어 있다. 이동 기구(20)는 스테이지(18)를 이동시킨다. 이동 기구(20)는 구동 장치(20a), 구동축(20b), 및 다관절 아암(20c)을 구비한다.
구동 장치(20a)는 처리 용기(12)의 외측에 설치되어 있다. 구동 장치(20a)는, 예를 들면 처리 용기(12)의 바닥부에 장착되어 있다. 구동 장치(20a)에는, 구동축(20b)의 하단이 접속되어 있다. 구동축(20b)은 구동 장치(20a)로부터 본체(12a)의 바닥부를 관통하고, 처리 용기(12) 내의 상방으로 연재한다. 구동 장치(20a)는 구동축(20b)을 상하 이동시키고, 또한 회전시키기 위한 구동력을 발생한다. 구동 장치(20a)는, 예를 들면 모터이면 좋다.
구동축(20b)의 상단에는, 다관절 아암(20c)의 일단이 축지되고 있다. 다관절 아암(20c)의 타단은 스테이지(18)에 장착되어 있다. 구동 장치(20a)에 의해서 구동축(20b)이 회전되면, 다관절 아암(20c)의 타단은 X 방향에 따라서 직선적으로 이동한다. 이것에 의해, 이동 에리어(S21)에서의 스테이지(18)의 이동이 실현된다. 또한, 구동 장치(20a)에 의해서 구동축(20b)이 상하 이동되면, 다관절 아암(20c) 및 스테이지(18)는 상하 이동한다.
제 2 공간(S2)의 에리어(S22) 중 개구(12p)의 근방의 에리어에는, 기판 리프트업 기구(30)가 설치되어 있다. 기판 리프트업 기구(30)는 복수의 리프트 핀(30a), 지지 부재(30b), 구동축(30c), 및 구동 장치(30d)를 구비한다. 복수의 리프트 핀(30a)은 연직 방향으로 연장되는 원주 형상을 갖는다. 복수의 리프트 핀(30a)의 각각의 상단의 연직 방향에 있어서의 높이는 대략 동일하다. 복수의 리프트 핀(30a)의 개수는, 예를 들면 3개면 좋다. 복수의 리프트 핀(30a)은 지지 부재(30b)에 지지되어 있다. 지지 부재(30b)는 대략 말발굽형상을 갖는다. 복수의 리프트 핀(30a)은 지지 부재(30b)의 상방에서 연재되어 있다. 지지 부재(30b)는 구동축(30c)에 의해서 지지되어 있다. 구동축(30c)은 지지 부재(30b)의 하방으로 연장되어, 구동 장치(30d)에 접속되어 있다. 구동 장치(30d)는 복수의 리프트 핀(30a)을 상하 이동시키는 구동력을 발생한다. 구동 장치(30d)는, 예를 들면 모터이면 좋다.
기판 리프트업 기구(30)는, 처리 용기(12)의 외부로부터 반송 장치(도시하지 않음)에 의해서 처리 용기(12) 내에 기판(W)이 반송되어, 스테이지(18) 상에 기판(W)을 탑재하기 전에, 반송 장치로부터 복수의 리프트 핀(30a) 각각의 상단 위에 기판(W)을 수취한다. 또한, 기판 리프트업 기구(30)는, 처리 용기(12)의 외부에 기판(W)을 반출할 때, 스테이지(18)로부터 복수의 리프트 핀(30a) 각각의 상단 위에 기판(W)을 수취한다. 또한, 스테이지(18)에는, 복수의 리프트 핀(30a)이 삽입되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있지만, 도 1에서는 이러한 관통 구멍의 도시를 생략하고 있다.
벽 부재(28)는 X 방향의 일단에 대해 개구되어 있다. 스테이지(18)는, 에리어(S22)로부터 이동 에리어(S21)로 이동할 때, 벽 부재(28)의 X 방향의 일단의 개구를 통과해서 이동 에리어(S21)에 진입한다. 또한, 스테이지(18)는, 이동 에리어(S21)로부터 에리어(S22)에 퇴피할 때, 벽 부재(28)의 X 방향의 일단의 개구를 통과한다.
스퍼터링 장치(10)는 벽 부재(28)의 일단의 개구를 개폐하기 위한 덮개부(32)를 구비한다. 덮개부(32)는 구동축(34)에 의해서 지지되어 있다. 구동축(34)은 덮개부(32)로부터 하방으로 연장되어 구동 장치(36)에 접속되어 있다. 구동 장치(36)는 덮개부(32)를 상하 이동시키기 위한 구동력을 발생한다. 구동 장치(36)는, 예를 들면 모터이면 좋다. 구동 장치(36)는, 후술하는 도 6에 도시하는 바와 같이, 덮개부(32)를 상방으로 이동시키는 것에 의해, 덮개부(32)를 제 2 공간(S2)으로부터 제 1 공간(S1)에 퇴피시킨다. 슬릿판(14)에는, 덮개부(32)가 제 2 공간(S2)으로부터 제 1 공간(S1)에 퇴피할 때에 통과하는 개구(14p)가 형성되어 있다. 덮개부(32)는, 벽 부재(28)의 일단의 개구(28p)를 폐쇄하고 있을 때는, 동시에 슬릿판(14)의 개구(14p)를 폐쇄한다. 또한, 슬릿판(14), 덮개부(32), 및 구동 장치(36) 등의 부품은, 덮개부(32)가 Y 방향으로 이동해서 벽 부재(28)의 X 방향의 일단의 개구(28p)를 개폐하도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 슬릿판(14), 덮개부(32), 및 구동 장치(36) 등의 부품은, 덮개부(32)가 X 방향으로 이동해서 벽 부재(28)의 X 방향의 일단의 개구(28p)를 개폐하도록 구성되어 있어도 좋다.
제어부(80)는 스퍼터링 장치(10)의 각 부(部)의 동작을 제어한다. 제어부(80)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), 및 RAM(Random Access Memory)를 구비한다. CPU는, RAM 등의 기억 영역에 격납된 레시피에 따라서, 소망한 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 장치의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보는, 예를 들면 가스 유량, 압력, 온도, 프로세스 시간이면 좋다. 레시피 및 제어부(80)가 사용하는 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 반도체 메모리에 기억되어도 좋다. 레시피 등은, CD-ROM, DVD 등의 가반성의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 소정의 위치에 세트되어 읽어내도록 해도 좋다.
이하, 스테이지(18), 벽 부재(28), 및 덮개부(32)에 대해 상세하게 설명한다.
스테이지(18)는 탑재부(40) 및 지지부(42)를 구비한다.
탑재부(40)는, 예를 들면 X 방향 및 Y 방향으로 연장되는 대략 판형상으로 형성되어 있다. 탑재부(40)는 상면에 기판(W)이 탑재되는 탑재 영역(40r)을 구비한다. 탑재부(40)는 탑재 영역(40r)을 둘러싸도록 탑재 영역(40r)보다 상방으로 돌출하는 볼록부(40a)를 구비한다.
지지부(42)는 탑재부(40)의 하방에 설치되어 있다. 지지부(42)는 탑재부(40)를 지지한다. 지지부(42)는 상부(44), 접속부(46), 중공부(48), 및 하부(50)를 구비한다.
상부(44)는 평판 형상을 갖고, X 방향 및 Y 방향으로 연재한다. 탑재부(40)는, 상부(44)의 상면에 탑재부(40)의 하면이 접한 상태로, 상부(44)에 고정되어 있다.
접속부(46)는 상부(44)의 하면으로부터 하방으로 연장되어 중공부(48)에 접속되어 있다. 접속부(46)는 한쌍의 평판부를 구비한다. 평판부의 각각은 평판 형상을 갖고 있고, X 방향 및 Z 방향으로 연재한다. 접속부(46)의 한쌍의 평판부의 상단은 상부(44)의 하면에 접속되어 있고, 접속부(46)의 한쌍의 평판부의 하단은 중공부(48)에 접속되어 있다.
중공부(48)는 중공 형상을 갖는다. 중공부(48)는, 복수의 개소에서 절곡된 판재로 형성되어 있고, 그 내측의 공간과 해당 공간과 외측과의 경계를 따라서 연재한다. 스테이지(18)가 이동 에리어(S21)에 배치되어 있을 때, 중공부(48)의 내측의 공간 내에는 후술하는 차폐 부재(60)가 위치한다. 중공부(48)는 X 방향에 있어서의 양단에 대해 개구되어 있다.
중공부(48)는 Y 방향의 양측으로 2개의 연부(48a, 48b)를 구비한다. 2개의 연부(48a, 48b)는 X 방향으로 연재하고 있다. 연부(48a)는 Y 방향에 있어서 외측으로 향한 개구를 형성한다. 연부(48a)의 개구는 중공부(48)의 내측의 공간에 연결되어 있다. 한편, 연부(48b)는 중공부(48)의 내측의 공간을 폐쇄하고 있다.
중공부(48)는 2개의 평판부(48c, 48d)를 구비한다. 평판부(48c, 48d)는 연부(48a)와 연부(48b)와의 사이에 설치되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연장되어 있다. 평판부(48c, 48d)는 서로 대략 평행으로 설치되어 있다. 평판부(48c)는 평판부(48d)로부터 상방으로 이간되어 있다. 평판부(48c)에는 상술한 접속부(46)의 하단이 접속되어 있다.
연부(48a)는 볼록부(48f, 48g)를 형성한다. 연부(48b)는 볼록부(48h, 48i)를 형성한다. 볼록부(48f, 48h)는 Y 방향에 있어서 평판부(48c)의 양측에 설치되어 있다. 볼록부(48f, 48h)는 평판부(48c)보다 상방으로 돌출되어 있고, X 방향으로 연재하고 있다. 볼록부(48g, 48i)는 Y 방향에 있어서 평판부(48d)의 양측에 설치되어 있다. 볼록부(48g, 48i)는 평판부(48d)보다 하방으로 돌출되어 있고, X 방향으로 연재하고 있다.
하부(50)는 평판부(48d)의 하면에 접속되어 있고, X 방향의 일단 및 타단에 있어서 개구된 사각통형상을 평판부(48d)와 함께 형성하고 있다. 하부(50)에는, 이동 기구(20)의 다관절 아암(20c)의 타단이 접속되어 있다.
벽 부재(28)는 이동 에리어(S21)와 에리어(S22)와의 사이의 경계를 따라서 연재되어 있고, 이동 에리어(S21)를 구획형성한다. 벽 부재(28)는 제 1 부재(52), 제 2 부재(54, 56), 및 제 3 부재(58)를 구비한다.
제 1 부재(52)는, 이동 에리어(S21) 중, 탑재부(40)와 지지부(42)의 상부(44)가 이동하는 에리어를 구획형성한다. 제 1 부재(52)는 복수의 개소에서 절곡된 판재에 의해 형성되어 있다. 제 1 부재(52)는 X 방향의 일단에 덮개부(32)의 일부에 의해서 개폐되는 개구를 형성한다. 제 1 부재(52)는 바닥부(52a), 중간부(52b), 및 상단부(52c)를 구비한다.
바닥부(52a)는 슬릿판(14)으로부터 하방으로 이간되어 있고, X 방향 및 Y 방향으로 연재하고 있다. 바닥부(52a)에는, 개구가 형성되어 있고, 바닥부(52a)의 개구에는, 이동 에리어(S21)에 스테이지(18)가 배치되어 있을 때, 스테이지(18)의 지지부(42)의 접속부(46)가 배치된다. 중간부(52b)는 X 방향의 일단측을 제외한 바닥부(52a)의 연부로부터 상방으로 연장되어 있다. 상단부(52c)는 중간부(52b)의 상단으로부터 플랜지상에 연재되어 있고, 슬릿판(14)에 접속되어 있다.
제 2 부재(54)는, 제 2 부재(54)와 중공부(48)의 연부(48a)와의 사이에 약간의 간극을 형성하도록 연부(48a)를 둘러싸고 있다. 구체적으로는, 제 2 부재(54)는 볼록부(48f, 48g)를 둘러싸고 있다. 제 2 부재(54)는 복수의 개소에서 절곡된 판재로 형성되어 있다. 제 2 부재(54)는 오목부(54a, 54b)를 형성한다. 오목부(54a)에는, 스테이지(18)의 볼록부(48f)가 삽입된다. 오목부(54b)에는, 스테이지(18)의 볼록부(48g)가 삽입된다.
제 2 부재(56)는, 제 2 부재(56)와 중공부(48)의 연부(48b)와의 사이에 약간의 간극을 형성하도록 연부(48b)를 둘러싸고 있다. 구체적으로는, 제 2 부재(56)는 볼록부(48h, 48i)를 둘러싸고 있다. 제 2 부재(56)는 복수의 개소에서 절곡된 판재로 형성되어 있다. 제 2 부재(56)는 오목부(56a, 56b)를 형성한다. 오목부(56a)에는, 스테이지(18)의 볼록부(48h)가 삽입된다. 오목부(56b)에는, 스테이지(18)의 볼록부(48i)가 삽입된다.
제 2 부재(54, 56)의 각각의 상부는, X 방향 및 Y 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다. 제 2 부재(54, 56)의 각각의 상부는 제 1 부재(52)의 바닥부(52a)의 개구 내에 배치되어 있다. 제 2 부재(54, 56)의 각각의 상부는 제 1 부재(52)의 바닥부(52a)의 개구를 구획형성하는 단면에 접속되어 있다.
제 2 부재(54, 56)는 Y 방향에 있어서 서로 이간되어 있다. 제 2 부재(54)의 상부와 제 2 부재(56)의 상부와의 사이에는, 이동 에리어(S21)에 스테이지(18)가 배치되어 있을 때, 스테이지(18)의 지지부(42)의 접속부(46)가 배치된다. 제 2 부재(54)의 하부와 제 2 부재(56)의 하부와의 사이에는, 이동 에리어(S21)에 스테이지(18)가 배치되어 있을 때, 스테이지(18)의 지지부(42)의 하부(50)가 배치된다.
제 2 부재(54, 56)는 X 방향에 있어서의 일단 및 타단에 있어서 개구되어 있다. 제 2 부재(54, 56)의 X 방향에 있어서의 일단의 개구는 벽 부재(28)의 X 방향에 있어서의 일단의 개구의 일부이다. 제 2 부재(54, 56)의 X 방향의 타단에는, 이동 에리어(S21)의 X 방향의 타단을 폐쇄하도록, 제 3 부재(58)가 접속되어 있다.
덮개부(32)는 벽 부재(28)의 X 방향에 있어서의 일단의 개구를 개폐한다. 덮개부(32)는 상부(32a) 및 하부(32b)를 구비한다. 상부(32a)는 상자형상이다. 상부(32a)는, 덮개부(32)가 이동 에리어(S21)의 X 방향의 일단을 폐쇄하고 있을 때, 그 내부의 공간이 이동 에리어(S21)와 연결되도록 개구를 형성한다. 하부(32b)는 상부(32a)의 상기 개구를 형성하는 단부로부터 하방으로 연장되어 있다. 하부(32b)는, 덮개부(32)가 이동 에리어(S21)의 X 방향의 일단을 폐쇄하고 있을 때, 제 2 부재(54, 56)의 각각의 X 방향의 일단의 개구, 및 제 2 부재(54)의 X 방향의 일단과 제 2 부재(56)의 X 방향의 일단과의 사이의 개구를 폐쇄한다. 덮개부(32)의 하부(32b)는 Y 방향 및 Z 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다.
스퍼터링 장치(10)는 차폐 부재(60)를 더 구비한다. 차폐 부재(60)는 이동 에리어(S21) 내에 설치되어 있다. 스테이지(18)가 이동 에리어(S21) 내에 배치되어 있을 때는, 차폐 부재(60)는 부분적으로 스테이지(18)의 중공부(48)의 내측의 공간에 배치된다.
차폐 부재(60)는 평판부(60a) 및 볼록부(60b, 60c, 60d)를 구비한다. 평판부(60a)는 개구부(14s)에 대해서 대략 평행으로 연재한다. 평판부(60a)는 X 방향 및 Y 방향으로 연재한다. 볼록부(60b, 60c)는 평판부(60a)에 대해서 Y 방향의 양측으로 설치되어 있고, 평판부(60a)보다 상방으로 돌출되어 있다. 볼록부(60d)는 볼록부(60c)보다 Y 방향에 있어서 외측에 설치되어 있고, 평판부(60a)보다 하방으로 돌출되어 있다. 볼록부(60b, 60c, 60d)는 X 방향 및 Z 방향으로 연장되는 평판 형상을 갖는다. 차폐 부재(60)는, X 방향에 있어서 볼록부(60d)와 반대측에 있는 단부에 있어서, 제 2 부재(54)에 고정되어 있다. 볼록부(60b)는, 스테이지(18)가 이동 에리어(S21) 내에 배치되어 있을 때는, 볼록부(48f)의 내측의 공간 내에 부분적으로 배치된다. 볼록부(60c)는, 스테이지(18)가 이동 에리어(S21) 내에 배치되어 있을 때는, 볼록부(48h)의 내측의 공간 내에 부분적으로 배치된다. 볼록부(60d)는, 스테이지(18)가 이동 에리어(S21) 내에 배치되어 있을 때는, 볼록부(48i)의 내측의 공간 내에 부분적으로 배치된다.
스퍼터링 장치(10)에서는, 스테이지(18)에 마련된 볼록부(48f, 48g, 48h, 48i)에 의해, 개구부(14s)와 에리어(S22)와의 사이의 스테이지(18)의 주위의 경로가 절곡되어 래비린스 구조가 된다. 이것에 의해, 타겟재(24)로부터의 입자가 에리어(S22)에 비산하는 것이 억제되어, 타겟재(24)로부터의 입자의 불필요한 퇴적이 억제된다. 또한, 볼록부(48f, 48g, 48h, 48i)가 스테이지(18)에 설치되어 있으므로, 부품 점수를 증가시키는 일이 없이, 타겟재(24)로부터의 입자의 불필요한 비산 및 불필요한 퇴적이 억제된다.
또한, 스퍼터링 장치(10)는 상술의 벽 부재(28)를 구비한다. 벽 부재(28)에 의해, 개구부(14s)와 에리어(S22)와 사이의 경로의 폭이 보다 좁아지고, 타겟재(24)로부터의 입자가 에리어(S22)에 비산하는 것이 더욱 억제된다. 또한, 스퍼터링 장치(10)는 차폐 부재(60)를 구비한다. 차폐 부재(60)에 의해, 타겟재(24)로부터의 입자가 에리어(S22)에 비산하는 것이 더욱 억제된다. 또한, 스테이지(18)가 이동 에리어(S21)에 배치되지 않은 상태로 성막 처리를 실시하는 경우에 있어서도, 타겟재(24)로부터의 입자가 에리어(S22)에 비산하는 것이 차폐 부재(60)에 의해서 억제된다.
(스퍼터링 장치의 동작)
제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)의 동작에 대해서, 도 1, 도 5, 및 도 6을 참조해서 설명한다. 도 5는 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)의 구성예를 도시하는 단면도이며, 기판(W)이 스테이지(18) 상에 탑재된 상태를 도시하는 도면이다. 도 6은 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)의 구성예를 도시하는 단면도이며, 이동 에리어(S21)에 기판(W)을 배치하기 위해서 덮개부(32)가 상방으로 이동된 상태를 도시하는 도면이다. 이하에 도시하는 스퍼터링 장치(10)의 동작은 제어부(80)가 스퍼터링 장치(10)의 각 부를 제어하는 것으로 실행된다.
우선, 게이트 밸브(12g)를 여는 것에 의해 개구(12p)를 개방한다. 이어서, 스퍼터링 장치(10)에 접속된 반송 모듈의 반송 장치에 의해 기판(W)을 처리 용기(12) 내에 반입한다. 기판(W)을 반입할 때, 복수의 리프트 핀(30a) 및 스테이지(18)는, 기판(W)에 간섭하지 않도록, 기판(W)이 반입되는 영역의 하방으로 퇴피하고 있다.
다음에, 복수의 리프트 핀(30a)을 상방으로 이동시키고, 반송 모듈의 반송 장치로부터 기판(W)을 수취한다. 이 때, 기판(W)은 복수의 리프트 핀(30a)의 상단 위에 지지된다. 또한, 기판(W)이 복수의 리프트 핀(30a)에 의해서 지지된 후, 반송 모듈의 반송 장치는 처리 용기(12) 내로부터 처리 용기(12)의 외부로 퇴피한다. 계속해서, 게이트 밸브(12g)를 닫는 것에 의해 개구(12p)를 폐쇄한다.
다음에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 스테이지(18)를 상방으로 이동시키고, 또는 복수의 리프트 핀(30a)을 하강시키는 것에 의해, 복수의 리프트 핀(30a)으로부터 스테이지(18)에 기판(W)을 주고받는다. 계속해서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 덮개부(32)가 제 1 공간(S1)에 퇴피하도록 덮개부(32)를 상방으로 이동시킨다. 계속해서, 스테이지(18)를 이동 에리어(S21) 내로 이동시키고, 덮개부(32)에 의해서 벽 부재(28)의 일단의 개구(28p)를 폐쇄한다.
다음에, 처리 용기(12) 내에 포토(12i)로부터 가스를 도입하고, 배기 장치(22)에 의해 처리 용기(12) 내의 압력을 소정의 압력으로 설정한다. 또한, 전원(26)에 의해 홀더(16)에 전압을 인가한다. 홀더(16)에 전압이 인가되면, 처리 용기(12) 내의 가스가 해리되고, 이온이 타겟재(24)에 충돌한다. 이온이 타겟재(24)에 충돌하면, 타겟재(24)로부터, 그 구성 재료의 입자가 방출된다. 타겟재(24)로부터 방출된 입자는 개구부(14s)를 통과해서 기판(W) 상에 퇴적한다. 이 때 기판(W)을 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 기판(W)의 표면에 타겟재(24)의 구성 재료의 막이 형성된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)는, 처리 용기(12) 내를 타겟재(24)가 설치되는 제 1 공간(S1)과 기판(W)이 설치되는 제 2 공간(S2)으로 구획하는 슬릿판(14)을 구비한다. 그리고, 슬릿판(14)은, 판두께 방향으로 관통하는 개구부(14s)를 갖는 내측 부재(141)와, 내측 부재(141)의 주위에 설치되는 외측 부재(142)를 구비하며, 내측 부재(141)는 외측 부재(142)에 대해서 착탈 가능하다. 이것에 의해, 슬릿판(14)의 일부분인 내측 부재(141)만을 교환하는 것으로, 개구부(14s)의 형상을 변경할 수 있다. 그 때문에, 개구부의 형상을 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)에 의하면, 내측 부재(141)와 외측 부재(142)와의 접속 개소가 래비린스 구조를 구비한다. 이것에 의해, 타겟재(24)로부터의 입자가 내측 부재(141)와 외측 부재(142)와의 사이를 통과해서 제 2 공간(S2)에 진입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 볼록부(142b)와 오목부(141y)와의 사이에 간극이 형성되어 있으므로, 열 팽창 또는 열 수축에 의해 내측 부재(141) 및 외측 부재(142)가 변형했을 경우여도 볼록부(142b)와 오목부(141y)가 접촉하지 않기 때문에 스치는 것에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)에 의하면, 내측 부재(141)가 개구부(14s)의 단변 측에 있어서 벽 부재(28)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 열 팽창 또는 열 수축에 의해 외측 두꺼운 부분(141d)과 벽 부재(28)가 스치는 것에 의해 파티클이 발생했을 경우여도 기판(W) 상에 파티클이 부착하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)에 의하면, 내측 부재(141)는 외주로부터 중심으로 향해 판두께가 작아지는 테이퍼부(141a)를 구비하며, 테이퍼부(141a)의 중심측의 코너가 R 가공되어 있다. 이것에 의해, 테이퍼부(141a)에 막이 퇴적했을 때에, 테이퍼부(141a)의 선단에서 막벗겨짐이 생기는 것을 억제할 수 있다.
[제 2 실시형태]
제 2 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 7은 제 2 실시형태의 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3과 마찬가지로, 개구부(14s)의 길이 방향에 따른 단면을 나타내고 있다. 도 8은 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 제 2 실시형태의 스퍼터링 장치(10A)는, 내측 부재(141)의 내부로부터 기판(W)을 향해서 가스를 공급하는 가스 공급부(210, 220)를 갖는 점에서, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 상이하다. 또한, 그 이외의 구성에 대해서는 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 동일의 구성이라도 좋다. 이하, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
가스 공급부(210)는 가스 토출 구멍(211)과, 가스 유로(212)와, 가스 도입 플랜지(213)를 구비한다.
가스 토출 구멍(211)은, 내측 부재(141) 중 개구부(14s)의 길이 방향의 한쪽의 측(도면 중에서는, -Y 방향의 측)의 부분에 형성되어 있고, 개구부(14s)를 향해서 가스를 토출한다. 가스 토출 구멍(211)은, 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이, 개구부(14s)의 짧은 방향(도면 중에서는, X 방향)에 따라서 연장되는 긴 구멍으로서 형성되어 있다. 가스 토출 구멍(211)의 길이 방향의 길이는, 예를 들면 개구부(14s)의 폭(Lx)과 대략 동일해도 좋다. 이것에 의해, 개구부(14s)에 대해서 균일하게 가스를 공급할 수 있다. 단, 가스 토출 구멍(211)의 길이 방향의 길이는 개구부(14s)의 폭(Lx)보다 길어도 좋고, 짧아도 좋다. 또한, 가스 토출 구멍(211)은 개구부(14s)의 짧은 방향에 따라서 배열된 복수의 구멍으로서 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 구멍의 각각의 크기를 조정하는 것으로, 개구부(14s)에 공급되는 가스의 분포를 조정할 수 있다.
가스 유로(212)는 제 1 부재(52)를 그 판두께 방향(도면 중에서는, Z 방향)으로 관통하는 관통 구멍에 의해 형성되어 있다. 가스 유로(212)는, 일단이 가스 토출 구멍(211)에 연통하고, 타단이 가스 도입 플랜지(213)에 연통한다.
가스 도입 플랜지(213)는, 제 1 부재(52)의 하면에 시일 부재(214)를 거쳐서 장착되어 있고, 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 공급되는 가스를 가스 유로(212)에 도입한다. 가스 공급원으로부터 공급되는 가스로서는, 예를 들면 산소(O2) 가스나 질소(N2) 가스, 이러한 가스의 혼합 가스라고 하는 반응성 가스를 들 수 있다.
가스 공급부(220)는, 개구부(14s)를 사이에 두고 가스 공급부(210)와 대향해서 형성되어 있다. 가스 공급부(220)는 가스 토출 구멍(221)과, 가스 유로(222)와, 가스 도입 플랜지(223)를 구비한다.
가스 토출 구멍(221)은, 내측 부재(141) 중 개구부(14s)의 길이 방향의 다른쪽의 측(도면 중에서는, +Y 방향의 측)의 부분에 형성되어 있고, 개구부(14s)를 향해서 가스를 토출한다. 가스 토출 구멍(221)은, 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이, 개구부(14s)의 짧은 방향(도면 중에서는, X 방향)에 따라서 연장되는 긴 구멍으로서 형성되어 있다. 가스 토출 구멍(221)의 길이 방향의 길이는, 예를 들면 가스 토출 구멍(211)의 길이 방향의 길이와 동일해도 좋다. 또한, 가스 토출 구멍(221)은, 가스 토출 구멍(211)과 동일하게, 개구부(14s)의 짧은 방향에 따라서 배열된 복수의 구멍으로서 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 구멍의 각각의 크기를 조정하는 것으로, 개구부(14s)에 공급되는 가스의 분포를 조정할 수 있다.
가스 유로(222)는 제 1 부재(52)를 그 판두께 방향(도면 중에서는, Z 방향)으로 관통하는 관통 구멍에 의해 형성되어 있다. 가스 유로(222)는, 일단이 가스 토출 구멍(221)에 연통하고, 타단이 가스 도입 플랜지(223)에 연통한다.
가스 도입 플랜지(223)는, 제 1 부재(52)의 하면에 시일 부재(224)를 거쳐서 장착되어 있고, 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 공급되는 가스를 가스 유로(222)에 도입한다. 가스 공급원으로부터 공급되는 가스로서는, 예를 들면 O2 가스나 N2 가스, 이러한 가스의 혼합 가스라고 하는 반응성 가스를 들 수 있다.
이러한 가스 공급부(210, 220)를 갖는 스퍼터링 장치(10A)에 있어서는, 가스 공급원으로부터 공급되는 가스는 가스 도입 플랜지(213, 223)에 의해 가스 유로(212, 222)에 공급되어 가스 토출 구멍(211, 221)으로부터 기판(W)으로 향해 토출된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태의 스퍼터링 장치(10A)에 의하면, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)에 의해 달성되는 효과에 추가해서, 이하의 효과가 달성된다.
스퍼터링 장치(10A)에 의하면, 개구부(14s)의 하방을 수평인 일방향인 X 방향으로 이동하는 기판(W)에 근접한 위치에 가스 토출 구멍(211, 221)이 설치되어 있으므로, 기판(W)에 대해서 효율적으로 가스를 공급할 수 있다.
또한, 스퍼터링 장치(10A)에 의하면, 내측 부재(141)는 외측 부재(142)와 분리 가능하다. 이것에 의해, 가스 토출 구멍(211, 221)의 구멍 직경을 변경한 내측 부재(141)를 복수 종류 준비해 두는 것에 의해, 내측 부재(141)를 교환하는 것만으로, 프로세스 조건에 적합한 가스의 유량이나 분압을 용이하게 실현될 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 가스 토출 구멍(211)의 중심축(211c)과 가스 토출 구멍(221)의 중심축(221c)이 일치하고 있는 경우를 설명했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 도 9는 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 가스 토출 구멍(211)의 중심축(211c)과 가스 토출 구멍(221)의 중심축(221c)이 중첩되지 않게 서로 상이하게 되도록, 가스 토출 구멍(211) 및 가스 토출 구멍(221)이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 내측 부재(141) 중 개구부(14s)의 길이 방향의 어느 하나의 측에만 가스 토출 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 도 10은 도 7의 스퍼터링 장치의 가스 공급부의 또 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 10에서는, 일례로서 내측 부재(141) 중 개구부(14s)의 길이 방향의 다른쪽의 측(도면 중에서는, +Y 방향의 측)의 부분에만 가스 토출 구멍이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 환언하면, 도 10의 예에서는, 내측 부재(141)에, 가스 토출 구멍(211)은 형성되지 않고, 가스 토출 구멍(221)만이 형성되어 있다.
또한, 상기에서는 가스 토출 구멍은 개구부(14s)의 길이 방향의 한쪽, 또는 양쪽 모두의 측에 형성되어 있은 예를 개시했지만, 이것으로 한정되지 않고, 개구부(14s)의 짧은 방향의 한쪽, 또는 양쪽 모두의 측에 형성되어 있어도 좋다. 이 경우에 있어서는, 내측 부재(141)의 내부에 가스 유로를 형성하는 것에 의해 실현할 수 있고, 가스 토출 구멍의 형상, 수량, 배치 개소는 프로세스 조건에 따라 설정할 수 있다.
[제 3 실시형태]
제 3 실시형태의 스퍼터링 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 11은 제 3 실시형태의 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3과 동일하게, 개구부(14s)의 길이 방향에 따른 단면을 나타내고 있다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 제 3 실시형태의 스퍼터링 장치(10B)는, 제 1 부재(52) 및 내측 부재(141)에 의해 래비린스 구조에 형성된 간극(A1, A2)에 가스를 공급하는 가스 공급부(230, 240)를 갖는 점에서, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 상이하다. 또한, 그 이외의 구성에 대해서는 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 동일의 구성이라도 좋다. 이하, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
가스 공급부(230)는 가스 유로(232)와 가스 도입 플랜지(233)를 구비한다.
가스 유로(232)는, 제 1 부재(52)의 내부에, 단면으로 보아서 L자 형상의 구멍에 의해 형성되어 있다. 가스 유로(232)는, 일단이 간극(A1)에 연통하고, 타단이 가스 도입 플랜지(233)에 연통한다.
가스 도입 플랜지(233)는 제 1 부재(52)의 하면에 시일 부재(234)를 거쳐서 장착되어 있고, 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 공급되는 가스를 가스 유로(232)에 도입한다. 가스 공급원으로부터 공급되는 가스로서는, 예를 들면 O2 가스나 N2 가스, 이러한 가스의 혼합 가스라고 하는 반응성 가스를 들 수 있다.
가스 공급부(240)는 개구부(14s)를 사이에 두고 가스 공급부(230)와 대향해서 형성되어 있다. 가스 공급부(240)는 가스 유로(242)와, 가스 도입 플랜지(243)를 구비한다.
가스 유로(242)는, 제 1 부재(52)의 내부에, 단면으로 보아서 L자 형상의 구멍에 의해 형성되어 있다. 가스 유로(242)는, 일단이 간극(A2)에 연통하고, 타단이 가스 도입 플랜지(243)에 연통한다.
가스 도입 플랜지(243)는 제 1 부재(52)의 하면에 시일 부재(244)를 거쳐서 장착되어 있고, 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 공급되는 가스를 가스 유로(242)에 도입한다. 가스 공급원으로부터 공급되는 가스로서는, 예를 들면 O2 가스나 N2 가스, 이러한 가스의 혼합 가스라고 하는 반응성 가스를 들 수 있다.
이러한 가스 공급부(230, 240)를 갖는 스퍼터링 장치(10B)에 있어서는, 가스 공급원으로부터 공급되는 가스는 가스 도입 플랜지(233, 243)에 의해 가스 유로(232, 242)에 공급되어 간극(A1, A2)으로부터 기판(W)으로 향해 토출된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 제 3 실시형태의 스퍼터링 장치(10B)에 의하면, 제 1 실시형태의 스퍼터링 장치(10)에 의해 달성되는 효과에 추가해서, 이하의 효과가 달성된다.
스퍼터링 장치(10B)에 의하면, 개구부(14s)의 하방을 수평인 일방향인 X 방향으로 이동하는 기판(W)에 근접한 위치인 간극(A1, A2)으로부터 기판(W)을 향해서 가스가 토출되므로, 기판(W)에 대해서 효율적으로 가스를 공급할 수 있다.
또한, 스퍼터링 장치(10B)에 의하면, 가스 공급원으로부터 가스 도입 플랜지(233, 243)를 거쳐서 가스 유로(232, 242)에 도입되는 가스는 래비린스 구조에 형성된 간극(A1, A2)을 경유해서 기판(W)에 공급되므로, 가스의 유속을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 기판(W)과 가스와의 반응을 보다 촉진할 수 있다.
또한, 스퍼터링 장치(10B)에 있어서는, 내측 부재(141)의 형상을 변경해서 간극(A1, A2)의 래비린스 구조의 폭을 굵게 하거나 가늘게 하는 것에 의해, 간극(A1, A2)을 통과하는 가스의 유속을 조정할 수 있다. 그 때문에, 복수 종류의 내측 부재(141)를 준비해 두는 것에 의해, 내측 부재(141)를 교환하는 것만으로 용이하게 프로세스 조건에 적합한 가스를 공급할 수 있다.
추가로, 상기 실시예에 있어서는, 내측 부재(141)와 제 1 부재(52)로 형성된 래비린스 구조부에 가스를 공급하는 예를 개시했지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 내측 부재(141)와 외측 부재(142)로 형성되는 래비린스 구조부에 가스를 공급해도 좋다. 내측 부재(141)와 외측 부재(142)로 형성되는 래비린스 구조는 개구부(14s)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에, 유속이 조정된 가스를 개구부(14s)를 향해서 개구부(14s)의 전체 둘레로부터 공급할 수 있고, 가스 흐름의 편향을 효과적으로 억제할 수 있다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각할 수 있어야 한다. 상기의 실시형태는, 첨부의 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
상기의 실시형태에서는, 처리 용기(12) 내에서 기판(W)을 이동시키는 방법으로서 다관절 아암(20c)을 갖는 이동 기구(20)에 의해 스테이지(18)를 이동시키는 경우를 설명했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스퍼터링 장치(10)에 접속된 반송 모듈의 반송 장치에 의해 기판(W)을 처리 용기(12) 내에서 이동시켜도 좋다.
10: 스퍼터링 장치
12: 처리 용기
14: 슬릿판
14s: 개구부
141: 내측 부재
141a: 테이퍼부
142: 외측 부재
24: 타겟재
28: 벽 부재
210, 220: 가스 공급부
211, 221: 가스 토출 구멍
230, 240: 가스 공급부
S1: 제 1 공간
S2: 제 2 공간
W: 기판

Claims (11)

  1. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 구비하며,
    상기 슬릿판은,
    판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와,
    상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며,
    상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하고,
    상기 내측 부재는, 외주로부터 중심으로 향해서 판두께가 작아지는 테이퍼부를 구비하며, 상기 테이퍼부의 중심측의 코너가 R 가공되어 있는
    스퍼터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부는, 장변이 성막시에 있어서의 상기 기판의 상기 장변의 방향의 폭보다 크고, 단변이 성막시에 있어서의 상기 기판의 상기 단변의 방향의 폭보다 작은 직사각형 형상을 갖는
    스퍼터링 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟재는 상기 개구부에 대해서 경사 상방에 설치되는
    스퍼터링 장치.
  4. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 구비하며,
    상기 슬릿판은,
    판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와,
    상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며,
    상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하고,
    상기 개구부의 단변 측에 있어서 상기 내측 부재를 지지하는 벽 부재를 구비하는
    스퍼터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측 부재는 상기 개구부의 단변 측에 있어서만 상기 벽 부재에 고정되어 있는
    스퍼터링 장치.
  6. 삭제
  7. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 구비하며,
    상기 슬릿판은,
    판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와,
    상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며,
    상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하고,
    상기 내측 부재와 상기 외측 부재의 접속 개소는 래비린스 구조를 갖는
    스퍼터링 장치.
  8. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 구비하며,
    상기 슬릿판은,
    판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와,
    상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며,
    상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하고,
    상기 내측 부재의 내부로부터 상기 기판을 향해서 가스를 공급하는 제 1 가스 공급부를 구비하는
    스퍼터링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 공급부는, 상기 내측 부재 중 적어도 상기 개구부의 길이 방향 및 짧은 방향의 한쪽에 있어서의 적어도 어느 하나의 측의 부분에 형성된 가스 토출 구멍을 구비하는
    스퍼터링 장치.
  10. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내를 타겟재가 설치되는 제 1 공간과 상기 기판이 설치되는 제 2 공간으로 구획하는 슬릿판을 구비하며,
    상기 슬릿판은,
    판두께 방향으로 관통하는 개구부를 갖는 내측 부재와,
    상기 내측 부재의 주위에 설치되는 외측 부재를 구비하며,
    상기 내측 부재는 상기 외측 부재에 대해서 착탈 가능하고,
    상기 개구부의 단변 측에 있어서, 상기 내측 부재와의 사이에 래비린스 구조의 간극을 형성해서 상기 내측 부재를 지지하는 벽 부재를 구비하며,
    상기 간극에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급부를 구비하는
    스퍼터링 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 내측 부재와 상기 외측 부재와의 접속 개소에 형성되는 상기 래비린스 구조의 간극에 가스를 공급하는 제 3 가스 공급부를 구비하는
    스퍼터링 장치.
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