KR102297165B1

KR102297165B1 - 성막 시스템 및 기판 상에 막을 형성하는 방법

Info

Publication number: KR102297165B1
Application number: KR1020210004431A
Authority: KR
Inventors: 마사토 시나다; 나오키 와타나베; 데츠야 미야시타; 히로아키 지하야
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-09-01
Also published as: JP2019137895A; US11542592B2; KR20210008550A; US20190252165A1; TW201936960A; KR20190098070A; JP6970624B2

Abstract

본 발명의 과제는 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 소망의 각도로 설정하는 것이 가능한 성막 시스템을 제공한다.
해결 수단으로서, 일 실시형태의 성막 시스템에서는, 챔버, 스테이지, 홀더, 캐소드 마그넷, 실드, 제 1 이동 기구, 및 제 2 이동 기구를 구비한다. 스테이지는, 챔버의 처리 공간 내에서, 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 홀더는, 타겟을 보지하도록 구성되어 있다. 캐소드 마그넷은, 타겟에 대하여 챔버의 외측에 마련되어 있다. 실드는, 슬릿을 제공한다. 제 1 이동 기구는, 스테이지와 타겟 사이에서, 주사 방향을 따라서 실드를 이동시키도록 구성되어 있다. 제 2 이동 기구는, 캐소드 마그넷을 주사 방향을 따라서 이동시키도록 구성되어 있다.

Description

성막 시스템 및 기판 상에 막을 형성하는 방법{FILM FORMING SYSTEM AND METHOD FOR FORMING FILM ON SUBSTRATE}

본 개시된 실시형태는 성막 시스템 및 기판 상에 막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

전자 디바이스의 제조에 있어서는, 기판 상에 막을 형성하기 위해 성막 처리가 실행된다. 성막 처리에 이용되는 성막 시스템으로서는, 특허 문헌 1 내지 3에 기재된 성막 시스템이 알려져 있다.

특허문헌 1 내지 3에 기재된 성막 시스템은, 진공 용기, 스테이지, 및 타겟을 구비하고 있다. 스테이지는, 진공 용기 내에 마련되어 있다. 스테이지 상에는 기판이 탑재된다. 타겟은, 스테이지의 비스듬한 상방에 마련되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 성막 시스템에서는, 스테이지에 의해 기판이 그 중심 주위로 회전되어 있는 상태에서, 타겟으로부터의 입자가 기판 상에 퇴적된다. 기판 상에 퇴적된 입자로부터 막이 형성된다.

특허문헌 2 및 3의 각각에 기재된 성막 시스템에서는, 스테이지와 타겟 사이에, 개구를 제공하는 실드가 마련되어 있다. 타겟으로부터의 입자는 실드의 개구를 통과하고, 기판 상에 퇴적된다. 기판 상에 퇴적된 입자로부터 막이 형성된다. 타겟으로부터의 입자의 방출 중에는, 기판을 주사하도록 스테이지가 이동된다. 특허문헌 2 및 3의 각각에 기재된 성막 시스템에서는, 기판에 대한 입자의 입사 각도가 타겟과 실드의 개구의 상대적 위치 관계에 의해 결정된다. 그 결과, 기판의 소망의 개소에 선택적으로 막을 형성하는 것이 가능하다.

국제 공개 2013/179544 호 일본 특허 공개 제 2008-56975 호 공보 일본 특허 공개 제 2015-67856 호 공보

특허문헌 2 및 3의 각각에 기재된 성막 시스템에서는, 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 변경할 수 없다. 따라서, 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 소망의 각도로 설정하는 것을 가능하게 하는 것이 요청되고 있다.

일 태양에 있어서는, 성막 시스템이 제공된다. 성막 시스템은 챔버, 스테이지, 홀더, 캐소드 마그넷, 실드, 제 1 이동 기구, 및 제 2 이동 기구를 구비한다. 챔버는, 처리 공간을 제공한다. 스테이지는, 처리 공간 내에 마련되어 있다. 스테이지는, 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 홀더는, 처리 공간 내에 마련된 타겟을 보지하도록 구성되어 있다. 캐소드 마그넷은, 타겟에 대하여 챔버의 외측에 마련되어 있다. 실드는, 슬릿을 제공한다. 실드는, 타겟으로부터 방출되는 입자를 슬릿의 주위에서 차단하도록 구성되어 있다. 제 1 이동 기구는, 스테이지와 타겟 사이에서, 스테이지 상에 탑재되는 기판의 표면에 대하여 실질적으로 평행한 주사 방향을 따라서, 실드를 이동시키도록 구성되어 있다. 제 2 이동 기구는, 캐소드 마그넷을 주사 방향을 따라서 이동시키도록 구성되어 있다.

일 태양에 따른 성막 시스템에서는, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구를 이용하는 것에 의해, 실드의 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 조정할 수 있다. 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도는, 실드의 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계에 의해 결정된다. 따라서, 이 성막 시스템에 의하면, 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 소망의 각도로 조정할 수 있다. 또한, 조정된 상대적 위치 관계를 유지하면서, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구에 의해, 실드와 캐소드 마그넷을 주사 방향을 따라서 이동시킬 수 있다. 따라서, 이 성막 시스템에 의하면, 기판 표면의 전체 영역에 대하여 소망의 입사 각도로 타겟으로부터의 입자를 입사시킬 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 성막 시스템은, 반송 모듈을 추가로 구비한다. 반송 모듈은, 처리 공간에 접속 가능한 반송 공간을 제공한다. 반송 모듈은, 반송 공간과 처리 공간 사이에서 기판을 반송하도록 구성된 반송 장치를 갖는다. 이 반송 장치가 제 1 이동 기구를 구성하고 있어도 좋다.

일 실시형태에 있어서, 제 2 이동 기구는, 캐소드 마그넷과 홀더를, 캐소드 마그넷과 홀더의 상대적 위치 관계를 유지한 채로 이동시키도록 구성되어 있다.

일 실시형태에 있어서, 성막 시스템은, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구를 제어하도록 구성된 제어부를 추가로 구비한다. 제어부는, (i) 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 조정하도록, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구를 제어하고, (ii) 타겟으로부터의 입자의 방출 중에, 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 유지한 채로, 실드 및 캐소드 마그넷을 주사 방향을 따라서 이동시키도록, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구를 각각 제어한다.

일 실시형태에 있어서, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구는, 주사 방향 및 그 반대 방향으로 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키도록 구성되어 있다.

일 실시형태에 있어서, 성막 시스템은, 회전 구동 기구를 추가로 구비한다. 스테이지 상에 탑재된 기판을 상기 기판 중심 주위로 회전시키기 위해 스테이지를 회전시키도록 구성되어 있다. 제어부는, 타겟으로부터의 입자의 방출 중에 실드 및 캐소드 마그넷이 주사 방향을 따라서 이동된 후에, 기판을 소정 각도만큼 회전시키도록 회전 구동 기구를 제어하고, 이어서, 타겟으로부터의 입자의 방출 중에 상기 반대 방향으로 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키도록, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구를 제어한다.

일 실시형태에 있어서, 슬릿은 장변 방향을 갖는다. 제 1 이동 기구는, 처리 공간 내에서 슬릿의 장변 방향과 주사 방향이 서로 직교하도록 실드를 이동시킨다.

일 실시형태에 있어서, 실드는, 슬릿을 형성하는 연(緣)부의 적어도 일부로부터 캐소드 마그넷에 가까워지는 방향으로 연장되는 면을 제공한다. 이 실시형태에 의하면, 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도의 편차가 작아진다.

일 실시형태에 있어서, 슬릿은 장변 방향을 갖는다. 슬릿의 장변 방향에 직교하는 방향의 폭은, 슬릿의 중심으로부터 해당 장변 방향에 있어서의 슬릿의 양단의 각각을 향하여 증가하고 있다. 제 1 이동 기구는, 처리 공간 내에서 장변 방향과 주사 방향이 서로 직교하도록 실드를 이동시킨다. 이 실시형태에 의하면, 기판 상에 형성되는 막의 두께의, 주사 방향에 직교하는 방향에 있어서의 편차가 더욱 저감된다.

다른 태양에 있어서, 성막 시스템에 있어서 기판 상에 막을 형성하는 방법이 제공된다. 성막 시스템은 챔버, 스테이지, 홀더, 캐소드 마그넷, 실드, 제 1 이동 기구, 및 제 2 이동 기구를 구비한다. 챔버는, 처리 공간을 제공한다. 스테이지는, 처리 공간 내에 마련되어 있다. 스테이지는, 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 홀더는, 처리 공간 내에 마련된 타겟을 보지하도록 구성되어 있다. 캐소드 마그넷은, 타겟에 대하여 챔버의 외측에 마련되어 있다. 실드는, 슬릿을 제공한다. 실드는, 타겟으로부터 방출되는 입자를 슬릿의 주위에서 차단하도록 구성되어 있다. 제 1 이동 기구는, 스테이지와 타겟 사이에서, 스테이지 상에 탑재되는 기판의 표면에 대하여 실질적으로 평행한 주사 방향을 따라서, 실드를 이동시키도록 구성되어 있다. 제 2 이동 기구는, 캐소드 마그넷을 주사 방향을 따라서 이동시키도록 구성되어 있다. 다른 태양에 따른 방법은, (i) 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구에 의해, 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 조정하는 공정과, (ii) 스테이지 상에 기판이 탑재된 상태에서 타겟으로부터의 입자의 방출 중에, 슬릿과 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 유지한 채로, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구에 의해, 주사 방향을 따라서 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정을 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 성막 시스템은, 반송 모듈을 추가로 구비한다. 반송 모듈은, 처리 공간에 접속 가능한 반송 공간을 제공한다. 반송 모듈은, 반송 공간과 처리 공간 사이에서 기판을 반송하도록 구성되어 있다. 이 실시형태에 있어서, 반송 장치가 제 1 이동 기구를 구성하고 있어도 좋다.

일 실시형태에 있어서, 방법은, 타겟으로부터의 입자의 방출 중에, 제 1 이동 기구 및 제 2 이동 기구에 의해, 주사 방향에 대하여 반대 방향을 따라서 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정을 추가로 포함하고 있어도 좋다.

일 실시형태에 있어서, 방법은, 주사 방향을 따라서 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정과, 반대 방향을 따라서 실드 및 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정 사이에서, 기판을 소정 각도만큼 회전시키기 위해 스테이지를 회전시키는 공정을 추가로 포함한다. 소정 각도는 180°일 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 실드는, 슬릿을 형성하는 연부의 적어도 일부로부터 캐소드 마그넷에 가까워지는 방향으로 연장되는 면을 제공한다.

일 실시형태에 있어서, 슬릿은 장변 방향을 갖는다. 슬릿의 장변 방향에 직교하는 방향의 폭은, 슬릿의 중심으로부터 해당 장변 방향에 있어서의 슬릿의 양단의 각각을 향하여 증가하고 있다. 제 1 이동 기구는, 처리 공간 내에서 장변 방향과 주사 방향이 서로 직교하도록 실드를 이동시킨다.

이상 설명한 바와 같이, 타겟으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 소망의 각도로 설정하는 것이 가능해진다.

도 1은 일 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 성막 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4의 (a)는 일 예에 따른 실드의 단면도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다.
도 5의 (a)는 일 예에 따른 반송 로봇의 평면도이며, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 Vb－Vb선을 따라서 취한 단면도이다.
도 6은 일 실시형태에 따른, 기판 상에 막을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 성막 처리의 실행 시에 있어서의 성막 장치의 챔버 내 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 성막 처리의 실행시에 있어서의 성막 장치의 챔버 내 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 성막 처리의 실행시에 있어서의 성막 장치의 챔버 내 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11의 (a)은 다른 실드의 단면도이며, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다.
도 12의 (a)는 또 다른 실드의 단면도이며, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다.
도 13의 (a)는 또 다른 실드의 단면도이며, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다.
도 14는 또 다른 실드의 평면도이다.
도 15는 또 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 또 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 17은 또 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 여러 가지의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.

도 1 및 도 2는 일 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 있어서는, 복수의 반송 로봇의 지지부가 반송 공간 내에 위치하고 있는 상태에 있는 성막 시스템이 도시되어 있다. 도 2에 있어서는, 복수의 반송 로봇의 지지부가 복수의 처리 모듈의 챔버 내에 위치하고 있는 상태에 있는 성막 시스템이 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시하는 성막 시스템(100)은, 반송 모듈(108) 및 1개 이상의 처리 모듈을 구비하고 있다. 일 실시형태에서는, 성막 시스템(100)은 복수의 처리 모듈을 구비하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 예에서는, 성막 시스템(100)은, 1개 이상의 처리 모듈로서, 3개의 처리 모듈(110a 내지 110c)을 구비하고 있다. 성막 시스템(100)에 있어서의 처리 모듈의 개수는, 3개에 한정되는 것은 아니다.

성막 시스템(100)의 1개 이상의 처리 모듈은, 성막 장치를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 예에서는, 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c) 중 적어도 1개의 처리 모듈은, 성막 장치이다. 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c)의 전체가, 성막 장치라도 좋다. 혹은, 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c) 중 1개 이상의 처리 모듈이 성막 장치이며, 다른 1개 이상의 처리 모듈이 다른 기판 처리 장치라도 좋다. 다른 기판 처리 장치는, 본 개시에 있어서의 성막 장치 이외의 임의의 기판 처리 장치이다. 다른 기판 처리 장치로서는 플라즈마 에칭 장치, 이온 비임 에칭 장치, 가열 처리 장치, 냉각 처리 장치, 화학 기상 성장 장치(CVD 장치), 원자층 퇴적 장치(ALD 장치)가 예시된다.

일 실시형태에 있어서, 성막 시스템(100)은 로더 모듈(102), 로드 록 모듈(104, 106), 및 제어부(112)를 추가로 구비할 수 있다. 로더 모듈(102)은 대기압 환경하에서 기판을 반송하는 장치이다. 로더 모듈(102)에는, 복수의 대(114)가 장착되어 있다. 복수의 대(114) 상에는, 복수의 용기(116)가 각각 탑재된다. 복수의 용기(116)의 각각은, 그 내부에 복수의 기판을 수용하도록 구성되어 있다. 복수의 용기(116)의 각각은, 예를 들면 FOUP(Front－Opening Unified Pod)이다.

로더 모듈(102)은, 그 내부에 반송 공간을 제공하고 있다. 로더 모듈(102)의 반송 공간 내의 압력은, 대기압으로 설정된다. 로더 모듈(102)의 반송 공간은, 로드 록 모듈(104) 및 로드 록 모듈(106)의 각각의 예비 감압실에 게이트 밸브를 거쳐서 접속되어 있다. 로더 모듈(102)은, 반송 장치를 갖고 있다. 로더 모듈(102)의 반송 장치는, 반송 로봇을 포함한다. 이 반송 로봇은, 지지부를 갖는다. 로더 모듈(102)의 반송 장치는, 지지부 상에 탑재된 기판을 반송하도록 구성되어 있다. 로더 모듈(102)의 반송 장치는, 복수의 용기(116)의 각각과 로드 록 모듈(104) 및 로드 록 모듈(106)의 각각의 예비 감압실 사이에서, 기판을 반송하도록 구성되어 있다.

반송 모듈(108)은, 그 내부에 반송 공간(108s)을 제공하고 있다. 반송 공간(108s)은 감압 가능하다. 로드 록 모듈(104) 및 로드 록 모듈(106)의 각각의 예비 감압실은, 게이트 밸브를 거쳐서 반송 모듈(108)의 반송 공간(108s)에 접속되어 있다. 반송 공간(108s)은, 처리 모듈(110a 내지 110c)의 각각의 챔버 내의 공간에 게이트 밸브를 거쳐서 접속되어 있다.

반송 모듈(108)은, 반송 장치(180)를 갖고 있다. 반송 장치(180)는, 1개 이상의 반송 로봇(182)을 포함하고 있다. 1개 이상의 반송 로봇(182)의 각각은, 다관절 아암을 가질 수 있다. 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)의 개수는, 성막 시스템(100)의 처리 모듈의 개수와 동일한 수여도 좋다. 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)의 개수는, 성막 시스템(100)의 처리 모듈의 개수 또는 성막 장치의 개수보다 적어도 좋다. 일 실시형태에서는, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)의 개수는, 성막 시스템(100)의 성막 장치의 개수와 동일한 수이다.

1개 이상의 반송 로봇(182)은, 로드 록 모듈(104) 및 로드 록 모듈(106)의 각각의 예비 감압실과 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c)의 각각의 챔버 내의 공간 사이, 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c) 중 임의의 2개의 처리 모듈의 챔버 내의 공간 사이에서, 기판을 반송하도록 구성되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 1개 이상의 반송 로봇(182)의 각각은, 성막 시스템(100)의 성막 장치의 처리 공간내에서, 후술하는 실드를 그 주사를 위해 이동시키도록 구성되어 있다. 반송 장치(180)의 상세에 대해서는, 후술한다.

제어부(112)는 로더 모듈(102), 로드 록 모듈(104, 106), 반송 모듈(108), 및 복수의 처리 모듈(110a 내지 110c)을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(112)는 예를 들면, 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 제어 신호의 출력 인터페이스 등을 갖는 컴퓨터 장치이다. 기억 장치에는, 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 기억되어 있다. 프로세서는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하고, 레시피 데이터에 따라서 성막 시스템(100)의 각 부를 제어한다. 이에 의해, 제어부(112)는 후술하는 실시형태의 막을 형성하는 방법을 성막 시스템(100)에서 실행하도록, 성막 시스템(100)의 각 부를 제어하는 것이 가능하다.

이하, 성막 시스템(100)의 성막 장치에 대하여 설명한다. 도 3은, 일 실시형태에 따른 성막 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 3에는, 일 실시형태에 따른 성막 장치의 종단면에 있어서의 구조가, 반송 모듈(108)의 일부와 함께 도시되어 있다. 도 3에 도시하는 성막 장치(10)는, 성막 시스템(100)의 1개 이상의 처리 모듈로서 채용된다. 성막 장치(10)는 챔버(12), 스테이지(14), 홀더(16), 및 캐소드 마그넷(18)을 구비하고 있다.

챔버(12)는, 그 내부에 처리 공간(12s)을 제공하고 있다. 처리 공간(12s)은, 가스 공급부(19) 및 배기 장치(20)에 접속되어 있다. 가스 공급부(19)는, 처리 공간(12s)에 가스(예를 들면, 불활성 가스)를 공급하도록 구성되어 있다. 배기 장치(20)는, 처리 공간(12s) 내의 가스를 배기하여, 처리 공간(12s)을 지정된 압력으로 감압하도록 구성되어 있다. 배기 장치(20)는, 압력 제어기 및 1개 이상의 감압 펌프를 갖는다. 압력 제어기는, 예를 들면 자동 압력 조정 밸브이다. 1개 이상의 감압 펌프는, 예를 들면, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 등이다.

챔버(12)의 측벽에는, 개구(12p)가 형성되어 있다. 반송 공간(108s)과 처리 공간(12s)은, 개구(12p)를 거쳐서 서로 접속 가능하다. 기판(W)은, 반송 공간(108s)과 처리 공간(12s) 사이에 반송될 때에, 개구(12p)를 통과한다. 개구(12p)는, 게이트 밸브(12g)에 의해 개폐 가능하다. 게이트 밸브(12g)가 개방되어 있을 때에는, 반송 공간(108s)과 처리 공간(12s)은 서로 접속한다. 게이트 밸브(12g)가 폐쇄되어 있을 때에는, 반송 공간(108s)과 처리 공간(12s)은, 서로로부터 분리된다.

스테이지(14)는, 처리 공간(12s) 내에 마련되어 있다. 스테이지(14)는, 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 스테이지(14)는, 기대(21) 및 정전 척(22)을 갖는다. 기대(21)는, 금속(예를 들면 알루미늄)으로 형성되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 기대(21)는, 하부 전극을 구성하고 있다. 기대(21)에는, 전원(24)이 전기적으로 접속된다. 전원(24)에서는, 바이어스용의 고주파 또는 바이어스용의 직류 전압이 기대(21)에 공급된다.

정전 척(22)은, 기대(21) 상에 마련되어 있다. 기판(W)은, 정전 척(22) 상에 탑재된다. 정전 척(22)은, 정전 인력에 의해 기판을 보지하도록 구성되어 있다. 정전 척(22)은, 유전체제(製)의 본체 및 전극(22a)을 갖는다. 전극(22a)은, 본체 내에 마련되어 있다. 전극(22a)은, 직류 전원(26)에 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원(26)으로부터의 직류 전압이 전극(22a)에 인가되면, 정전 척(22)과 기판(W) 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의해 기판(W)은 정전 척(22)으로 끌어 당겨지고, 정전 척(22)에 의해 보지된다.

스테이지(14)에는, 온조(溫調) 기구(28)가 접속되어 있다. 온조 기구(28)는, 기대(21) 내에 형성된 유로에 열교환 매체를 공급하도록 구성되어 있어도 좋다. 혹은, 온조 기구(28)는, 스테이지(14) 내에 마련된 히터에 전력을 공급하도록 구성되어 있어도 좋다.

스테이지(14)는, 지축(支軸)(32)을 거쳐서 구동 기구(30)에 접속되어 있다. 지축(32)은, 스테이지(14)의 저면으로부터 챔버(12)의 외부까지 연장되어 있다. 지축(32)은, 챔버(12)의 외부에서 구동 기구(30)에 접속되어 있다. 구동 기구(30)는, 일 실시형태의 회전 구동 기구이다. 구동 기구(30)는, 스테이지(14)를 그 중심 축선 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 스테이지(14)가 회전하면, 스테이지(14) 상에 탑재되어 있는 기판(W)은, 그 중심 주위로 회전한다. 구동 기구(30)는, 예를 들면 모터를 포함한다. 구동 기구(30)는, 스테이지(14)를 승강시키도록 구성되어 있어도 좋다.

홀더(16)는, 스테이지(14)의 상방 또는 비스듬한 상방에 마련되어 있다. 홀더(16)는, 처리 공간(12s) 내에 마련된 타겟(34)을 보지하도록 구성되어 있다. 홀더(16)는, 캐소드를 구성하고 있다. 홀더(16)는, 전원(36)에 접속되어 있다. 전원(36)은, 직류 전원 또는 고주파 전원이다. 가스 공급부(19)로부터의 가스가 처리 공간(12s)에 공급되어 있는 상태에서, 전원(36)으로부터 홀더(16)에 전압이 인가되면, 타겟(34)의 주위에서 가스가 여기되어 플라즈마가 생성된다. 플라즈마 내의 이온은 타겟(34)으로 인입되고, 타겟(34)에 충돌한다. 이온이 타겟(34)에 충돌하면, 타겟(34)으로부터 그 구성 재료의 입자가 방출된다. 방출된 입자가 기판(W) 상에 퇴적되는 것에 의해, 해당 입자의 막이 기판(W) 상에 형성된다.

캐소드 마그넷(18)은, 타겟(34)에 대하여 챔버(12)의 외측에 마련되어 있다. 즉, 캐소드 마그넷(18)은, 스테이지(14)와 캐소드 마그넷(18) 사이에 홀더(16)(및 홀더(16)에 의해 지지된 타겟(34))이 위치하도록 마련되어 있다. 캐소드 마그넷(18)은, 처리 공간(12s) 내, 또한, 타겟(34)의 일부 영역의 부근에서 자계를 형성한다. 캐소드 마그넷(18)에 의해 형성된 자계에 의해 플라즈마가 갇히게 된다. 그 결과, 타겟(34)의 일부 영역으로부터 입자가 방출된다.

성막 장치(10)는, 이동 기구(40)를 추가로 구비하고 있다. 이동 기구(40)는, 일 실시형태의 제 2 이동 기구이다. 이동 기구(40)는, 주사 방향(SD) 및 그 반대 방향을 따라서 캐소드 마그넷(18)을 이동시키도록 구성되어 있다. 주사 방향(SD)은, 수평면을 따른 일방향이며, 기판(W)의 표면(상면)에 대하여 실질적으로 병행인 방향이다. 도시의 예에서는, 주사 방향(SD)은, 개구(12p)로부터 멀어지는 방향이다. 일 예에 있어서, 이동 기구(40)는 모터(40m), 볼 나사(40s), 및 슬라이드 블록(40b)을 포함한다. 볼 나사(40s)는, 주사 방향(SD)을 따라서 연장되어 있다. 볼 나사(40s)는, 모터(40m)에 접속되어 있다. 볼 나사(40s)는, 슬라이드 블록(40b)에 나사 결합되어 있다. 슬라이드 블록(40b)은, 캐소드 마그넷(18)을 지지하고 있다. 모터(40m)에 의해 볼 나사(40s)가 회전되면, 슬라이드 블록(40b)은, 주사 방향(SD) 또는 그 반대 방향을 따라서 이동한다.

성막 시스템(100)에서는, 성막 처리의 실행시에, 실드(42)가 이용된다. 실드(42)에는, 슬릿(42s)이 형성되어 있다. 슬릿(42s)은, 실드(42)를 관통하는 개구이다. 실드(42)는, 타겟(34)으로부터 방출되는 입자를 슬릿(42s)의 주위에서 차단하도록 구성되어 있다. 도 4의 (a)는, 일 예에 따른 실드의 단면도이며, 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다. 일 예에서는, 도 3 및 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 실드(42)는, 판 형상을 이루고 있다. 실드(42)의 평면 형상은, 원형일 수 있다.

슬릿(42s)은 장변 방향을 갖는다. 즉, 슬릿(42s)의 장변 방향에 있어서의 폭은, 장변 방향에 직교하는 방향(이하, 「단변 방향」이라 함)에 있어서의 슬릿(42s)의 폭보다 크다. 슬릿(42s)의 평면 형상은, 예를 들면 직사각형이다. 성막 처리의 실행시에는, 실드(42)는, 슬릿(42s)의 장변 방향이 주사 방향(SD)에 실질적으로 직교하는 상태에서, 이용된다. 슬릿(42s)의 장변 방향에 있어서의 폭은, 성막 처리의 실행시에 해당 장변 방향에 평행한 방향에 있어서의 기판(W)의 폭보다 크다. 또한, 슬릿(42s)의 단변 방향에 있어서의 폭은, 성막 처리의 실행시에 해당 단변 방향에 평행한 방향에 있어서의 기판(W)의 폭보다 좁다.

도시의 예에서는, 슬릿(42s)은, 단변 방향에 평행한 방향에 있어서, 실드(42)의 중앙에 형성되어 있다. 그렇지만, 슬릿(42s)은, 단변 방향에 평행한 방향에 있어서, 실드(42)의 중앙에 대하여 실드(42)의 에지측에 편향된 영역에 형성되어 있어도 좋다.

실드(42)는, 성막 장치(10)에 있어서 실드(42)를 이용하지 않을 때에는, 처리 모듈(110a 내지 110c), 로드 록 모듈(104), 또는 로드 록 모듈(106) 중 어느 하나의 내부에 수용되어 있어도 좋다. 혹은, 실드(42)는, 성막 장치(10)에 있어서 실드(42)를 이용하지 않을 때에는, 챔버(12) 내의 보관용의 영역에 배치되어 있어도 좋다.

성막 시스템(100)을 이용한 성막 처리의 실행시에는, 반송 장치(180)가 스테이지(14)와 타겟(34) 사이에서, 실드(42)를 주사 방향(SD)을 따라서 이동시킨다. 즉, 반송 장치(180)는, 제 1 이동 기구를 구성하고 있다. 구체적으로는, 반송 로봇(182)이, 실드(42)를 주사 방향(SD)을 따라서 이동시킨다. 반송 로봇(182)의 지지부는, 실드(42) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 이하, 도 3과 함께, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하여, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)의 지지부에 대하여 설명한다. 도 5의 (a)는, 일 예에 따른 반송 로봇의 평면도이며, 도 5의 (b)는, 도 5의 (a)의 Vb－Vb선을 따라서 취한 단면도이다.

반송 로봇(182)은, 지지부(186)를 갖는다. 지지부(186)는, 반송 로봇(182)의 아암(184)의 선단에 마련되어 있다. 지지부(186)는, 제 1 지지부(191) 및 제 2 지지부(192)를 갖고 있다. 제 1 지지부(191)는, 실드(42)를 지지하도록 구성되어 있다. 제 1 지지부(191)는, 하부(191a) 및 상부(191b)를 포함하고 있다. 하부(191a) 및 상부(191b)의 각각은, 실드(42)의 에지를 따르는 형상을 갖고 있다. 실드(42)가 원형의 평면 형상을 갖는 경우에는, 하부(191a) 및 상부(191b)의 각각은, 원호를 따라서 연장되어 있다. 상부(191b)는, 하부(191a) 상에서 연장되어 있다. 하부(191a)는, 상면을 갖는다. 상부(191b)는, 하부(191a)의 상면을 노출시키고 있다. 하부(191a)의 상면은, 실드(42)의 에지의 저면에 접한다. 상부(191b)는, 내연면(內緣面)을 갖는다. 상부(191b)의 내연면은, 실드(42)의 에지에 대면하도록 실드(42)의 에지의 외측으로부터 연장된다. 상부(191b)의 내연면은, 제 1 지지부(191) 상에서의 실드(42)의 수평 방향을 따른 이동을 규제한다.

제 2 지지부(192)는, 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 기판(W)의 평면 형상이 원형인 경우에는, 제 2 지지부(192)는, 기판(W)의 에지를 지지하도록, 원호를 따라서 연장될 수 있다. 단, 제 2 지지부(192)는, 입자가 타겟(34)으로부터 슬릿(42s)을 거쳐서 기판(W)에 도달할 때까지의 경로를 피하도록 연장되어 있다. 예를 들면, 제 2 지지부(192)는, 슬릿(42s)이 위치해야 하는 영역의 하방의 영역을 피하도록, 슬릿(42s)의 장변 방향과 대략 평행으로 연장되는 부분을 포함하고 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 2 지지부(192)는, 슬릿(42s)의 장변 방향과 대략 평행한 방향에 있어서의 양측에 있어서, 제 1 지지부(191)에 접속되어 있다. 제 2 지지부(192)의 해당 양측이 제 1 지지부(191)에 접속된 구성에 의하면, 지지부(186)의 강성이 높아진다.

다시 도 3을 참조한다. 일 실시형태에 있어서, 성막 장치(10)는, 실드(44) 및 실드(46)를 추가로 구비하고 있어도 좋다. 실드(44)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(44)는, 스테이지(14)와 타겟(또는 홀더(16)) 사이에 연장되어 있다. 실드(42)는, 처리 공간(12s) 내에서는, 실드(44)의 하방의 영역에서 이동한다. 실드(44)에는, 개구(44s)가 형성되어 있다. 개구(44s)는, 타겟(34)에 대하여 기판(W)(또는 스테이지(14))을 노출시키고 있다. 실드(44)는, 개구(44s)의 주위에서 타겟(34)으로부터의 입자가 실드(44)보다 하방에 도달하는 것을 방지한다. 실드(46)는, 스테이지(14)로부터 챔버(12)의 측벽을 향하여 연장되어 있다. 실드(46)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(46)는, 스테이지(14)의 주위에서 타겟(34)으로부터의 입자가 실드(46)보다 하방에 도달하는 것을 방지한다.

이하, 성막 처리의 실행시의 성막 시스템(100)의 동작을 설명한다. 또한, 기판 상에 막을 형성하는 방법의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 이하, 도 6 내지 도 9를 참조한다. 도 6은, 일 실시형태에 따른, 기판 상에 막을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7 내지 도 9는, 성막 처리의 실행시에 있어서의 성막 장치의 챔버 내 상태를 도시하는 도면이다. 도 6에 나타내는 방법(MT)에 있어서 기판(W) 상에 막이 형성되기 전에, 기판(W)은, 반송 로봇(182)의 제 2 지지부(192)에 의해 지지되며, 반송 로봇(182)에 의해 스테이지(14) 상에 탑재된다. 그리고, 실드(42)가, 반송 로봇(182)의 제 1 지지부(191)에 의해 지지되고, 처리 공간(12s) 내에 반송된다. 또한, 상술한 바와 같이, 성막 처리의 실행시에는, 실드(42)의 슬릿(42s)의 장변 방향은, 처리 공간(12s) 내에서는, 주사 방향(SD)에 대략 직교한다.

방법(MT)에서는, 공정(ST1)이 실행된다. 공정(ST1)에서는, 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 주사 방향(SD)을 따른 상대적 위치 관계가 조정된다. 공정(ST1)에서는, 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 상대적 위치 관계는, 타겟(34)으로부터의 입자가 소망의 입사 각도로 기판(W)에 입사되도록, 설정된다(예를 들면, 도 3에 도시된 상대적 위치 관계를 참조). 공정(ST1)에서는, 이동 기구(40) 및 반송 장치(180)(제 1 이동 기구)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 상기 상대적 위치 관계를 얻을 수 있도록, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)이 제어되어, 주사 방향(SD)에 있어서의 슬릿(42s)의 위치가 설정된다. 또한, 상기 상대적 위치 관계가 얻어지도록, 이동 기구(40)가 제어되고, 주사 방향(SD)에 있어서의 캐소드 마그넷(18)의 위치가 설정된다.

계속되는 공정(ST2)에서는, 기판(W) 상에 타겟(34)으로부터의 입자를 포함하는 막이 형성된다. 공정(ST2)에서는, 가스를 처리 공간(12s)에 공급하도록, 가스 공급부(19)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 공정(ST2)에서는, 처리 공간(12s)의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 장치(20)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 공정(ST2)에서는, 홀더(16)(즉, 캐소드)에 전압을 인가하도록, 전원(36)이 제어부(112)에 의해 제어된다.

공정(ST2)에서는, 스테이지(14) 상에 기판(W)이 탑재된 상태에서, 타겟(34)으로부터의 입자의 방출 중에, 실드(42) 및 캐소드 마그넷(18)이 주사 방향(SD)을 따라서 이동된다. 공정(ST2)에서는, 타겟(34)으로부터의 입자를 기판(W)의 표면의 전체 영역에 공급하기 위해, 캐소드 마그넷(18) 및 실드(42)가 주사 방향(SD)을 따라서 이동된다(도 7, 도 8, 및 도 9를 참조). 공정(ST2)에서는, 반송 장치(180)(제 1 이동 기구) 및 이동 기구(40)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 상술의 상대적 위치 관계를 유지한 채로 실드(42) 및 캐소드 마그넷(18)을 주사 방향(SD)을 따라서 이동시키도록, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182) 및 이동 기구(40)가 제어된다.

방법(MT)에서는, 이어서, 공정(ST3)이 실행되어도 좋다. 공정(ST3)에서는, 공정(ST2)의 실행 후에, 기판(W)이 소정 각도만큼 그 중심 주위로 회전된다. 소정 각도는 180°일 수 있다. 공정(ST3)에서는, 스테이지(14)를 회전시켜 기판(W)을 소정 각도만큼 회전시키도록, 구동 기구(30)가 제어부(112)에 의해 제어된다.

방법(MT)에서는, 공정(ST2) 또는 공정(ST3) 후에 공정(ST4)이 실행되어도 좋다. 공정(ST4)에서는, 공정(ST2)과 마찬가지로, 기판(W) 상에 타겟(34)으로부터의 입자를 포함하는 막이 형성된다. 구체적으로, 공정(ST4)에서는, 가스를 처리 공간(12s)에 공급하도록, 가스 공급부(19)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 공정(ST4)에서는, 처리 공간(12s)의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 장치(20)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 공정(ST4)에서는, 홀더(16)(즉, 캐소드)에 전압을 인가하도록, 전원(36)이 제어부(112)에 의해 제어된다.

공정(ST4)에서는, 스테이지(14) 상에 기판(W)이 탑재된 상태에서, 타겟(34)으로부터의 입자의 방출 중에, 실드(42) 및 캐소드 마그넷(18)이 주사 방향(SD)에 대하여 반대 방향을 따라서 이동된다. 공정(ST4)에서는, 타겟(34)으로부터의 입자를 기판(W)의 표면의 전체 영역에 공급하기 위해, 실드(42) 및 캐소드 마그넷(18)이 주사 방향(SD)에 대하여 반대 방향을 따라서 이동된다. 공정(ST4)에서는, 반송 장치(180)(제 1 이동 기구) 및 이동 기구(40)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 상술의 상대적 위치 관계를 유지한 채로 실드(42) 및 캐소드 마그넷(18)을 주사 방향(SD)에 대하여 반대 방향을 따라서 이동시키도록, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182) 및 이동 기구(40)가 제어된다.

방법(MT)에서는, 이어서, 공정(ST5)가 실행되어도 좋다. 공정(ST5)에서는, 정지 조건을 만족하는지의 여부가 판정된다. 정지 조건은, 공정(ST2)을 포함하는 시퀀스의 실행 회수가 소정 회수에 도달하고 있을 때 만족된다. 이 시퀀스는, 공정(ST4), 혹은 공정(ST3) 및 공정(ST4)을 추가로 포함할 수 있다. 공정(ST5)에 있어서, 정지 조건이 만족되어 있지 않다고 판정된 경우에는, 다시 시퀀스가 실행된다. 시퀀스가 공정(ST3)을 포함하는 경우에는, 공정(ST5)으로부터 공정(ST1)으로 천이하기 전에, 공정(ST6)이 실행된다. 공정(ST6)에서는, 기판(W)이 소정 각도만큼 그 중심 주위로 회전된다. 소정 각도는, 180°일 수 있다. 공정(ST6)에서는, 스테이지(14)를 회전시켜 기판(W)을 소정 각도만큼 회전시키도록, 구동 기구(30)가 제어부(112)에 의해 제어된다. 한편, 공정(ST5)에 있어서, 정지 조건이 만족되어 있다고 판정된 경우에는, 방법(MT)은 종료된다.

이상 설명한 성막 시스템(100)에서는, 반송 장치(180)(제 1 이동 기구) 및 이동 기구(40)(제 2 이동 기구)를 이용하는 것에 의해, 실드(42)의 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 상대적 위치 관계를 조정할 수 있다. 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도는, 실드(42)의 슬릿(42s)과 캐소드 마그넷(18)의 상대적 위치 관계에 의해 결정된다. 따라서, 이 성막 시스템(100)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판에 대한 입사 각도를 소망의 각도로 조정할 수 있다. 또한, 조정된 상대적 위치 관계를 유지하면서, 반송 장치(180)(제 1 이동 기구) 및 이동 기구(40)(제 2 이동 기구)에 의해, 실드(42)와 캐소드 마그넷(18)을 주사 방향(SD)을 따라서 이동시킬 수 있다. 따라서, 이 성막 시스템(100)에 의하면, 기판(W)의 표면의 전체 영역에 대하여 소망의 입사 각도로 타겟(34)으로부터의 입자를 입사시킬 수 있다.

이하, 도 10을 참조한다. 도 10은, 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 10에 도시하는 성막 시스템(100B)은, 성막 장치(10)를 대신하여 성막 장치(10B)를 구비하고 있으며, 반송 모듈(108)을 대신하여 반송 모듈(108B)을 구비하고 있다. 반송 모듈(108B)은, 반송 모듈(108)의 구성과 동일한 구성을 갖고 있다. 성막 장치(10B)는, 이동 기구(40)를 대신하여 이동 기구(40B)를 구비하고 있다. 성막 시스템(100B)의 다른 구성은, 성막 시스템(100)의 대응의 구성과 동일하다. 이동 기구(40B)는 캐소드 마그넷(18)과 홀더(16)를, 그들의 상대적 위치 관계를 유지한 채로 주사 방향(SD) 및 그 반대 방향을 따라서 이동시키도록 구성되어 있다.

일 예에 있어서, 이동 기구(40B)는, 캐소드 마그넷(18)과 홀더(16)를 일체적으로 이동시키도록 구성되어 있다. 구체적으로, 이동 기구(40B)는, 모터(40m), 볼 나사(40s), 및 슬라이드 블록(40b)을 포함한다. 볼 나사(40s)는, 주사 방향(SD)을 따라서 연장되어 있다. 볼 나사(40s)는, 모터(40m)에 접속되어 있다. 볼 나사(40s)는, 슬라이드 블록(40b)에 나사 결합되어 있다. 슬라이드 블록(40b)은, 캐소드 마그넷(18)을 지지하고 있다. 슬라이드 블록(40b)은, 홀더(16)를 직접적으로 또는 캐소드 마그넷(18)을 거쳐서 지지하고 있다. 홀더(16)는, 처리 공간(12s) 내에 마련된 타겟(34)을 보지하고 있다. 모터(40m)에 의해 볼 나사(40s)가 회전되면, 슬라이드 블록(40b)은, 주사 방향(SD) 또는 그 반대 방향을 따라서 이동한다. 그 결과, 슬라이드 블록(40b)에 의해 지지된 캐소드 마그넷(18)과 홀더(16)에 의해 지지된 타겟(34)이, 주사 방향(SD) 또는 그 반대 방향을 따라서 이동한다. 이러한 성막 시스템(100B)을 이용하여도, 상술한 방법(MT)을 실행하는 것이 가능하다.

또한, 성막 시스템(100) 또는 성막 시스템(100B)에서는, 성막 장치(성막 장치(10) 또는 성막 장치(10B))인 복수의 처리 모듈을 이용하여, 방법(MT)의 성막 처리가 동시에 실행되어도 좋다. 즉, 반송 장치(180)의 복수의 반송 로봇(182)에 의해 복수의 실드(42)가, 복수의 처리 모듈의 챔버 내에서 주사 방향 및 그 반대 방향으로 각각 이동되어도 좋다(도 2 참조).

또한, 반송 로봇(182)이, 상술한 지지부(186)와 동일한 복수의 지지부(186)를 아암(184)의 선단에 갖고 있으며, 성막 장치의 처리 공간(12s) 내에 복수의 스테이지(14)가 마련되어 있는 경우에는, 복수의 스테이지(14) 상에 복수의 기판이 각각 탑재되어 있는 상태에서, 복수의 지지부(186)에 의해 지지된 복수의 실드(42)가, 주사 방향(SD)을 따라서 주사되어도 좋다. 즉, 1개의 성막 장치 내에서 복수의 기판에 대한 성막 처리가 동시에 실행되어도 좋다.

또한, 성막 시스템(100) 및 성막 시스템(100B)에서는, 성막 처리의 실행시에, 반송 장치(180)에 의해 실드(42)가 이동되지만, 다른 실시형태에서는, 성막 처리의 실행시에, 반송 장치(180)와는 다른 전용 또는 공용의 이동 기구에 의해, 실드(42)가 이동되어도 좋다. 예를 들면, 반송 모듈(108)이 기판(W)용의 반송 로봇(182)과는 다른 반송 로봇을 갖고, 성막 처리의 실행시에, 해당 다른 반송 로봇에 의해, 실드(42)가 이동되어도 좋다.

이하, 실드(42)를 대신하여 성막 시스템(100)에서 이용하는 것이 가능한 몇 가지의 다른 실드에 대하여 설명한다. 도 11의 (a)는, 다른 실드의 단면도이며, 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다. 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 도시하는 실드(421)는, 실드(42)를 대신하여 성막 시스템(100)에서 이용될 수 있다. 실드(421)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(421)의 평면 형상은, 원형일 수 있다. 실드(421)에는, 실드(42)의 슬릿(42s)과 마찬가지로, 슬릿(42s)이 형성되어 있다.

실드(421)는, 면(42p)을 제공하고 있다. 면(42p)은, 슬릿(42s)을 형성하는 실드(421)의 연부의 적어도 일부로부터 캐소드 마그넷(18)에 가까워지는 방향으로 연장되어 있다. 도시의 예에서는, 면(42p)은, 슬릿(42s)을 형성하는 실드(421)의 일연(一緣)으로부터 캐소드 마그넷(18)에 가까워지는 방향으로 연장되어 있다. 이 일연부는, 슬릿(42s)을 따라서 슬릿(42s)의 장변 방향으로 평행하게 연장되어 있다. 실드(421)는, 예를 들면, 면(42p)을 갖는 판 형상의 핀(42f)을 포함하고 있다. 핀(42f)은, 판 형상을 이루고 있다. 이러한 실드(421)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 작아진다.

도 12의 (a)는, 또 다른 실드의 단면도이며, 도 12의 (b)는, 도 12의 (a)에 도시한 실드의 평면도이다. 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)에 도시하는 실드(422)는, 실드(42)를 대신하여 성막 시스템(100)에 이용될 수 있다. 실드(422)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(422)의 평면 형상은, 원형일 수 있다. 실드(422)에는, 실드(42)의 슬릿(42s)과 마찬가지로, 슬릿(42s)이 형성되어 있다.

실드(422)는, 한 쌍의 면(42p)을 제공하고 있다. 한 쌍의 면(42p)은, 슬릿(42s)을 형성하는 실드(422)의 한 쌍의 연부로부터 캐소드 마그넷(18)에 가까워지는 방향으로 연장되어 있다. 실드(422)의 한 쌍의 연부는, 슬릿(42s)을 따라서 슬릿(42s)의 장변 방향으로 평행하게 연장되어 있다. 실드(422)는, 예를 들면, 한 쌍의 면(42p)을 제공하는 한 쌍의 핀(42f)을 포함하고 있다. 한 쌍의 핀(42f)의 각각은 판 형상을 이루고 있다. 이러한 실드(422)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 더욱 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 더욱 작아진다.

도 13의 (a)는, 또 다른 실드의 단면도이며, 도 13의 (b)는, 도 13의 (a)에 도시하는 실드의 평면도이다. 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)에 도시하는 실드(423)는, 실드(42)를 대신하여 성막 시스템(100)에서 이용될 수 있다. 실드(423)는, 실드(422)의 구성과 동일한 구성을 갖고 있다. 실드(423)는, 복수의 칸막이벽(42d)을 추가로 갖고 있다. 복수의 칸막이벽(42d)은, 한 쌍의 면(42p)의 사이에 있어서, 슬릿(42s)의 장변 방향에 직교하는 방향, 즉 단변 방향으로 대략 평행한 방향으로 연장되어 있다. 복수의 칸막이벽(42d)은, 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 이러한 실드(423)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 더욱 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 더욱 작아진다.

도 14는, 또 다른 실드의 평면도이다. 도 14에 도시하는 실드(424)는, 실드(42)를 대신하여 성막 시스템(100)에서 이용될 수 있다. 실드(424)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(424)의 평면 형상은, 원형일 수 있다. 실드(424)의 슬릿(42s)도 장변 방향을 갖는다. 성막 처리의 실행시에는, 실드(424)는, 그 슬릿(42s)의 장변 방향이 주사 방향(SD)과 대략 직교하도록 이용된다. 실드(424)의 슬릿(42s)의 장변 방향에 직교하는 방향(단변 방향)의 폭은, 슬릿(42s)의 중심으로부터 장변 방향에 있어서의 슬릿(42s)의 양단의 각각을 향하여 증가하고 있다. 이러한 실드(424)에 의하면, 기판(W) 상에 형성되는 막 두께의, 주사 방향(SD)에 직교하는 방향(즉 슬릿(42s)의 장변 방향)에 있어서의 편차가 더욱 저감된다.

이하, 또 다른 실시형태에 따른 성막 시스템에 대하여 설명한다. 도 15 내지 도 17은, 또 다른 실시형태에 따른 성막 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 15 내지 도 17에는, 성막 시스템의 성막 장치의 종단면에서의 구조가, 반송 모듈의 일부와 함께 도시되어 있다. 도 16에는, 도 15에 도시하는 위치로부터 기판(W)이 주사 방향(SD)을 따라서 이동된 상태가 도시되어 있다. 도 17에는, 도 16에 도시하는 위치로부터 기판(W)이 주사 방향(SD)을 따라서 더욱 이동된 상태가 도시되어 있다.

도 15 내지 도 17에 도시하는 성막 시스템(100C)에서는, 성막 장치에서의 성막 처리의 실행 중에 챔버 내에서 주사 방향(SD)을 따라서 기판(W)이 이동된다. 이하, 성막 시스템(100)에 대하여 성막 시스템(100C)이 상이한 점에 대해서만 설명한다. 성막 시스템(100C)은, 성막 장치(10)를 대신하여, 성막 장치(10C)를 구비한다. 성막 시스템(100C)은, 반송 모듈(108)을 대신하여, 반송 모듈(108C)을 구비한다. 그 외의 점에 있어서, 성막 시스템(100C)의 구성은, 성막 시스템(100)의 구성과 동일하다.

성막 시스템(100C)에서는, 스테이지(14)의 비스듬한 상방에 홀더(16) 및 캐소드 마그넷(18)이 마련되어 있으며, 홀더(16) 및 캐소드 마그넷(18)의 각각의 위치는 고정되어 있다. 따라서, 타겟(34)의 위치도, 스테이지(14)의 비스듬한 상방의 위치에서 고정되어 있다.

성막 시스템(100C)에서는, 실드(42, 421 내지 424)는 이용되지 않는다. 성막 시스템(100C)의 성막 장치(10C)는, 실드(42C)를 구비하고 있다. 실드(42C)는, 대략 판 형상을 이루고 있다. 실드(42C)는, 홀더(16)(또는 타겟(34))와 스테이지(14) 사이에서 수평 방향으로 연장되어 있다.

실드(42C)에는, 실드(42, 421 내지 424) 중 어느 하나의 슬릿(42s)과 동일한 슬릿(42s)이 형성되어 있다. 실드(42C)의 슬릿(42s)의 장변 방향은, 주사 방향(SD)에 직교하고 있다. 실드(42C)의 슬릿(42s)은, 스테이지(14) 상의 기판(W)을 타겟(34)에 대하여 노출시키도록, 캐소드 마그넷(18)과 스테이지(14) 사이의 경로상에 마련되어 있다. 성막 시스템(100C)에서는, 캐소드 마그넷(18)과 슬릿(42s)의 상대적 위치 관계는 고정되어 있다. 따라서, 타겟(34)으로부터 방출되며, 슬릿(42s)을 통과하고, 실드(42C)의 하방에서 기판(W)에 입사되는 입자의 입사 각도는, 상기 상대적 위치 관계로 결정되는 고정의 입사 각도이다.

성막 시스템(100C)에서는, 기판(W)은, 반송 장치(180)의 반송 로봇(182)의 지지부에 의해 지지된다. 성막 처리의 실행 중에는, 기판(W)의 표면의 전체 영역에 타겟(34)으로부터의 입자를 공급하기 때문에, 기판(W)은, 처리 공간(12s) 내 또한 실드(42)와 스테이지(14) 사이에서, 반송 로봇(182)에 의해, 주사 방향(SD)을 따라서 이동된다. 성막 처리의 실행 중에, 기판(W)은, 처리 공간(12s) 내 또한 실드(42)와 스테이지(14) 사이에서, 반송 로봇(182)에 의해, 주사 방향(SD)과 반대 방향을 따라서 더욱 이동되어도 좋다.

반송 로봇(182)은, 아암(184)의 선단에 지지부(186C)를 갖고 있다. 상술한 바와 같이, 성막 시스템(100C)에서는, 성막 처리의 실행 중에, 실드(42C) 및 캐소드 마그넷(18)이 아닌, 반송 로봇(182)에 의해 기판(W)이 이동된다. 따라서, 지지부(186C)는, 실드를 지지할 필요가 없다. 따라서, 지지부(186C)는, 기판(W)만을 지지하도록 구성되어 있으면 좋다. 예를 들면, 지지부(186C)는, 기판(W)의 에지의 저면을 따라서 연장되며 기판(W)을 지지하도록, C자형 또는 말굽형을 이루고 있어도 좋다.

성막 시스템(100C)에서는, 실드(42C)의 슬릿(42s)은 실드(421)의 슬릿(42s), 실드(422)의 슬릿(42s), 실드(423)의 슬릿(42s), 또는 실드(424)의 슬릿(42s)과 동일한 형상을 갖는다. 실드(42C)는, 그 슬릿(42s)이 실드(421)의 슬릿(42s)과 동일한 형상을 갖는 경우에는, 실드(421)와 마찬가지로, 면(42p)을 갖는다. 면(42p)은, 슬릿(42s)을 형성하는 실드(42C)의 일연으로부터 캐소드 마그넷(18)에 가까워지는 방향으로 연장되어 있다. 이 일연은, 슬릿(42s)을 따라서 슬릿(42s)의 장변 방향에 평행하게 연장되어 있다. 실드(42C)는, 면(42p)을 갖는 판 형상의 핀(42f)을 포함할 수 있다. 핀(42f)은, 판 형상을 이루고 있다. 이러한 실드(42C)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 작아진다.

혹은, 실드(42C)는, 그 슬릿(42s)이 실드(422)의 슬릿(42s)과 동일한 형상을 갖는 경우에는, 실드(422)와 마찬가지로, 한 쌍의 면(42p)을 갖는다. 한 쌍의 면(42p)은, 슬릿(42s)을 형성하는 실드(42C)의 한 쌍의 연부로부터 캐소드 마그넷(18)에 가까워지는 방향으로 연장되어 있다. 실드(42C)의 한 쌍의 연부는, 슬릿(42s)을 따라서 슬릿(42s)의 장변 방향에 평행하게 연장되어 있다. 실드(42C)는, 한 쌍의 면(42p)을 제공하는 한쌍의 핀(42f)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 핀(42f)의 각각은 판 형상을 이루고 있다. 이러한 실드(42C)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 더욱 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 더욱 작아진다.

혹은, 실드(42C)는, 그 슬릿(42s)이 실드(423)의 슬릿(42s)과 동일한 형상을 갖는 경우에는, 실드(423)와 마찬가지로, 한쌍의 면(42p)을 제공하는 한쌍의 핀(42f)에 부가하여, 복수의 칸막이벽(42d)을 추가로 갖는다. 복수의 칸막이벽(42d)은, 한쌍의 면(42p)의 사이에 있어서, 슬릿(42s)의 장변 방향에 직교하는 방향, 즉 단변 방향에 대략 평행한 방향으로 연장되어 있다. 복수의 칸막이벽(42d)은, 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 이러한 실드(42C)에 의하면, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 범위가 더욱 제한되므로, 타겟(34)으로부터의 입자의 기판(W)에 대한 입사 각도의 편차가 더욱 작아진다.

혹은, 실드(42C)의 슬릿(42s)이 실드(424)의 슬릿(42s)과 동일한 형상을 갖는 경우에는, 기판(W) 상에 형성되는 막 두께의, 주사 방향(SD)에 직교하는 방향(즉 슬릿(42s)의 장변 방향)에 있어서의 편차가 더욱 저감된다.

혹은, 반송 로봇(182)이, 상술한 지지부(186C)와 동일한 복수의 지지부(186C)를 아암(184)의 선단에 갖고 있으며, 실드(42C)에 복수의 슬릿(42s)이 마련되어 있는 경우에는, 복수의 지지부(186C)에 의해 지지된 복수의 기판이, 주사 방향(SD)을 따라서 주사되어도 좋다. 즉, 각 성막 장치 내에서 복수의 기판에 대한 성막 처리가 동시에 실행되어도 좋다.

이상, 여러 가지의 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시형태에 한정되는 일없이 여러 가지의 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 상술한 실드(42, 421 내지 424, 42C)의 각각은, 1개의 슬릿(42s)을 갖고 있다. 그렇지만, 실드(42, 421 내지 424, 42C)의 각각에는, 2개 이상의 슬릿(42s)이 마련되어 있어도 좋다. 2개 이상의 슬릿(42s)은, 각 슬릿(42s)의 장변 방향에 직교하는 방향(단변 방향)을 따라서 배열된다. 2개 이상의 슬릿(42s)이 실드에 마련되어 있는 경우에는, 성막 속도가 높아진다.

성막 시스템(100, 100B, 100C)은, 1개의 반송 모듈(108)을 구비하고 있다. 그렇지만, 성막 시스템(100, 100B, 100C)은, 복수의 반송 모듈(108)을 구비하고 있어도 좋다. 이 경우에는, 로드 록 모듈의 각각과 복수의 반송 모듈(108)의 각각의 사이에는, 기판을 반송하기 위한 다른 반송 모듈이 개재된다. 복수의 반송 모듈(108)의 각각에는, 상술한 성막 장치인 1개 이상의 처리 모듈이 접속된다. 이러한 구성에 의하면, 다수의 처리 모듈을 이용하여 성막 처리를 실행할 수 있으므로, 스루풋이 향상된다.

100, 100B, 100C : 성막 시스템 108, 108B, 108C : 반송 모듈
110a, 110b, 110c : 처리 모듈 112 : 제어부
180 : 반송 장치 10, 10B, 10C : 성막 장치
12 : 챔버 12s : 처리 공간
14 : 스테이지 16 : 홀더
18 : 캐소드 마그넷 34 : 타겟
40, 40B : 이동 기구
42, 421, 422, 423, 424, 42C : 실드 42s : 슬릿
SD : 주사 방향 W : 기판

Claims

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성막 시스템에 있어서 기판 상에 막을 형성하는 방법에 있어서,
상기 성막 시스템은,
처리 공간을 제공하는 챔버와,
상기 처리 공간 내에 마련되어 있으며, 기판을 지지하도록 구성된 스테이지와,
상기 처리 공간 내에 마련된 타겟을 보지하도록 구성된 홀더와,
상기 타겟에 대하여 상기 챔버의 외측에 마련된 캐소드 마그넷과,
슬릿을 제공하며, 상기 타겟으로부터 방출되는 입자를 상기 슬릿의 주위에서 차단하도록 구성된 실드와,
상기 스테이지와 상기 타겟 사이에서, 상기 스테이지 상에 탑재되는 기판의 표면에 대하여 평행한 주사 방향을 따라서, 상기 실드를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 기구와,
상기 캐소드 마그넷을 상기 주사 방향을 따라서 이동시키도록 구성된 제 2 이동 기구를 구비하고,
상기 슬릿은, 상기 주사 방향에 직교하는 장변 방향을 가지며, 상기 타겟으로부터 방출되고 슬릿을 통과하여 상기 기판 상에 입사되는 입자의 입사 각도의 범위가 제한되도록 상기 장변 방향으로 긴 슬릿이며,
상기 방법은,
상기 타겟으로부터의 입자가 특정 입사 각도로 상기 기판에 입사되도록, 상기 제 1 이동 기구 및 상기 제 2 이동 기구를 각각 제어하여, 상기 슬릿과 상기 캐소드 마그넷의 상대적 위치 관계를 조정하는 공정과,
상기 스테이지 상에 상기 기판이 탑재된 상태에서 상기 타겟으로부터의 입자의 방출 중에, 상기 슬릿과 상기 캐소드 마그넷의 상기 상대적 위치 관계를 유지한 채로, 상기 제 1 이동 기구 및 상기 제 2 이동 기구에 의해, 상기 주사 방향을 따라서 상기 실드 및 상기 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정을 포함하고,
상기 타겟으로부터의 입자의 방출 중에, 상기 제 1 이동 기구 및 상기 제 2 이동 기구에 의해, 상기 주사 방향에 대하여 반대 방향을 따라서 상기 실드 및 상기 캐소드 마그넷을 이동시키는 공정을 추가로 포함하며,
상기 주사 방향을 따라서 상기 실드 및 상기 캐소드 마그넷을 이동시키는 상기 공정과, 반대 방향을 따라서 상기 실드 및 상기 캐소드 마그넷을 이동시키는 상기 공정 사이에서, 상기 기판을 소정 각도만큼 회전시키기 위해 상기 스테이지를 회전시키는 공정을 추가로 포함하는
방법.
청구항 10에 있어서,
상기 성막 시스템은 반송 장치를 갖는 반송 모듈을 추가로 구비하고, 상기 반송 장치는 상기 반송 모듈의 반송 공간과 상기 처리 공간 사이에서 기판을 반송하도록 구성되고,
상기 제 1 이동 기구가 상기 반송 장치인
방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 이동 기구는, 상기 캐소드 마그넷과 상기 홀더를, 상기 캐소드 마그넷과 상기 홀더의 상대적 위치 관계를 유지한 채로 이동시키도록 구성되어 있는
방법.
삭제
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 슬릿은, 상기 슬릿의 장변 방향에 있어서의 폭이 상기 장변 방향에 평행한 방향에 있어서의 기판의 폭보다 크고 상기 슬릿의 단변 방향에 있어서의 폭이 상기 단변 방향에 평행한 방향에 있어서의 기판의 폭보다 작은, 상기 장변 방향으로 긴 슬릿인
방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 제 1 이동 기구는 상기 처리 공간 내에서 상기 장변 방향과 상기 주사 방향이 서로 직교하도록 상기 실드를 이동시키는
방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 실드는 상기 슬릿을 형성하는 연부의 적어도 일부로부터 상기 캐소드 마그넷에 가까워지는 방향으로 연장되는 면을 제공하는
방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 슬릿의 상기 장변 방향에 직교하는 방향의 폭은 상기 슬릿의 중심으로부터 상기 장변 방향에 있어서의 상기 슬릿의 양단의 각각을 향하여 증가하고 있으며,
상기 제 1 이동 기구는 상기 처리 공간 내에서 상기 장변 방향과 상기 주사 방향이 서로 직교하도록 상기 실드를 이동시키는
방법.