KR20140041824A

KR20140041824A - 성막 장치

Info

Publication number: KR20140041824A
Application number: KR1020147002979A
Authority: KR
Inventors: 유우지 가지하라; 야스시 야스마츠; 가즈야 고나가
Original assignee: 캐논 아네르바 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-04-04
Also published as: WO2013035225A1; US20140102889A1; JP5662583B2; JPWO2013035225A1; US9109285B2; TW201311917A; KR101596174B1; TWI477631B; CN103635603B; CN103635603A

Abstract

성막 장치는 타깃이 설치되는 설치면을 구비하는 복수의 타깃 전극과, 상기 복수의 타깃 전극에 대향하는 위치에 상기 기판이 유지되는 기판 홀더와, 상기 복수의 타깃 전극과 상기 기판 홀더 사이에 회전 가능하게 설치되고, 회전했을 때에 상기 설치면에 대향하는 복수의 개구를 갖는 제1 셔터 부재와, 상기 제1 셔터 부재의 2개의 면 중 상기 타깃 전극측의 면에서의 상기 제1 셔터 부재의 개구와 개구 사이에 배치된 제1 분리부와, 상기 제1 셔터 부재와 상기 타깃 전극 사이에 배치된 제2 분리부를 갖는다. 상기 제1 셔터 부재는 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 사이에 의해 래비린스가 형성되도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 접근시키거나, 상기 제1 셔터판을 회전시킬 수 있도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리 부를 이격시키거나 하도록 구동된다.

Description

성막 장치{FILM-FORMING APPARATUS}

본 발명은 성막 장치에 관한 것으로, 예를 들어 단일 챔버 내에 재질이 상이한 복수의 타깃 전극을 구비하고, 또한 회전 셔터 장치를 이용하여 다층막을 스퍼터 성막하는 다원 스퍼터 성막 장치에서의 오염의 방지 및 저감에 관한 것이다.

다원 스퍼터 성막 장치(예를 들어, 특허문헌 1)에서는 필요한 다층막을 하나의 성막 챔버 내에서 기판 상의 최하층으로부터 최상층까지 중단하지 않고 계속해서 연속적으로 스퍼터 성막할 수 있다.

전술한 바와 같은 다층막의 스퍼터 성막을 행하기 위해서, 특허문헌 1의 성막 장치에서는 1개의 챔버 내에 복수의 상이한 재질의 타깃을 챔버 천장부, 즉 성막 대상인 기판의 상방 공간에 배치하고, 또한 스퍼터 성막에 사용하는 타깃을 선택하기 위한 셔터 장치를 설치하고 있다. 이 셔터 장치는 각각 독립적으로 회전하는 이중 셔터의 구조를 갖고, 2매의 셔터판의 각각에는 선택한 타깃을 기판측에서 볼 수 있는 소요수의 개구가 소요 위치에 형성되어 있다.

회전 셔터 장치는 성막하지 않는 재질의 타깃은 실드하고, 스퍼터 성막하고자 하는 재질의 타깃은 개구를 통해서 기판에 대하여 나타나게 된다. 회전 셔터 장치는 기판에서 보아 대략 원 형상의 2개의 셔터판을 구비하고 있으며, 이 2개의 셔터판이 독립적으로 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 스퍼터 성막에 사용하는 타깃을 선택할 때에는, 회전 셔터 장치에 의해 각 셔터판을 회전시켜서, 성막해야 할 재질의 타깃이 개구를 통해서 기판에 면할 수 있도록 하고 있다.

여기서, 성막해야 할 재질이 상이한 복수의 타깃을 특정한 순서로 선택하여 스퍼터 성막할 때, 타깃간에서 오염이 발생하면 성막되는 막 성능이 저하될 우려가 있다. 막 성능이 양호한 다층막을 기판 상에 퇴적시키기 위해서 오염의 발생을 확실하게 방지하는 기술이 요구되고 있다.

일본 특허 공개 제2011-001597호 공보

본 발명의 목적은 상기 과제를 감안하여, 1개의 챔버 내에 복수의 타깃을 구비하여 다층막을 스퍼터 성막하고, 또한 회전 셔터 장치에 의해 타깃의 선택을 행하도록 한 성막 장치로, 타깃간에서 오염이 발생하는 것을 저감할 수 있는 성막 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 성막 장치는 타깃이 설치되는 설치면을 구비하는 복수의 타깃 전극과, 상기 복수의 타깃 전극에 대향하는 위치에 상기 기판이 유지되는 기판 홀더와, 상기 복수의 타깃 전극과 상기 기판 홀더 사이에 회전 가능하게 설치되고, 회전했을 때에 상기 설치면에 대향하는 복수의 개구를 갖는 제1 셔터 부재와, 상기 제1 셔터 부재의 2개의 면 중 상기 타깃 전극측의 면에서의 상기 제1 셔터 부재의 개구와 개구 사이에 배치된 제1 분리부와, 상기 제1 셔터 부재와 상기 타깃 전극 사이에 배치된 제2 분리부를 갖고, 상기 제1 셔터 부재는 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 사이에 의해 래비린스가 형성되도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 접근시키거나, 상기 제1 셔터판을 회전시킬 수 있도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 이격시키거나 하도록 구동된다.

1개의 챔버 내에 복수의 타깃을 구비하여 다층막을 스퍼터 성막하고 또한 회전 셔터 장치에 의해 타깃의 선택을 행하도록 한 성막 장치로, 타깃간에서 오염을 저감할 수 있는 성막 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 밝혀질 것이다. 또한, 첨부 도면에서는 동일하거나 혹은 마찬가지 구성에는 동일한 참조 번호를 붙인다.

첨부 도면은 명세서에 포함되고, 그 일부를 구성하여, 본 발명의 실시 형태를 나타내고, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 사용된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 셔터 장치를 구성하는 각 부재의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 셔터 장치를 구성하는 각 부재를 상방에서 본 개략도이다.
도 4a는 도 3의 I-I 단면도이다.
도 4b는 도 3의 II-II 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 셔터 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 셔터 장치에 형성된 래비린스 부분의 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 셔터 장치의 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 셔터 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 셔터 장치의 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 셔터 장치의 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 셔터 장치의 단면도이다.

이하에, 본 발명의 적합한 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 이하에 설명하는 부재, 배치 등은 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 따라서 각종 개변할 수 있는 것은 물론이다. 본 발명에 따른 성막 장치의 적용은 스퍼터링 장치에 한정되는 것은 아니며, 진공 용기 내에서 셔터 장치에 의해 증착 재료를 선택할 수 있는 각종 PVD 장치에 적용 가능하다.

(제1 실시 형태)

도 1 내지 도 6에 기초하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단면도이다. 성막 장치(1)는 진공 용기(51)의 내부에 4개의 타깃 전극(35 내지 38)(36, 37은 도시 생략)이 설치된 스퍼터링 성막 장치이며, 기판 W를 유지하는 기판 홀더(3), 임의의 타깃 T를 기판 W에 노출시킬 수 있는 셔터 장치(4)를 구비하고 있다. 셔터 장치(4)는 타깃 T와 기판 W 사이에 배치되어 있다.

또한, 도 1에서 성막 장치(1)의 내부를 필요한 진공 상태로 하기 위한 진공 배기 유닛, 타깃 전극(35 내지 38)에 전력을 공급하기 위한 유닛, 게이트 밸브 GV를 통해서 기판 홀더(3) 상의 기판 W를 교환하는 기판 반송 장치, 프로세스 가스 도입 유닛 등의 플라즈마를 생성하기 위한 유닛 등의 도시는 생략되어 있다.

기판 홀더(3)는 성막 장치(1)의 저면부의 중앙에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 기판 W를 수평 상태로 유지할 수 있다. 기판 W에 대한 스퍼터 성막 시에는 기판 W는 회전 상태로 유지한다. 4개의 타깃 전극(35 내지 38)은 성막 장치(1)의 진공 용기(51)의 천장부(52)에 경사진 상태로 설치되어 있다.

진공 용기(51)의 상부인 천장부(52)에는 타깃 전극 홀더(61)가 설치되어 있다. 타깃 전극 홀더(61)는 타깃 전극을 유지하는 설치부(61a)가 4군데 설치된 부재이다. 타깃 전극 홀더(61)는 진공 용기(51)의 덮개로서의 기능도 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 설치부(61a)가 천장부(52)와 일체로 구성되어 있지만, 진공 용기(51)의 일부에 설치부(61a)를 설치하는 구성이어도 좋다.

설치부(61a)에 유지된 타깃 전극에는 성막 처리에 사용되는 피성막 물질이 본딩된 타깃 T를 기판 W 방향을 향해서 유지할 수 있다. 또한, 타깃 전극의 타깃 T를 유지하는 부분을 타깃 설치면이라 한다.

도 1에는 단면에 위치하는 2개의 타깃 전극만이 도시되어 있다. 경사져서 설치된 타깃 전극(35 내지 38) 각각에는 그들의 하방으로 수평하게 배치된 기판 W의 상면에 대하여 대향하도록 타깃 T를 배치할 수 있다. 타깃 T에는 성막 처리에 사용되는 피성막 재료가 본딩되어 있다.

여기서, 타깃 T와 기판이 대향하는 상태란, 타깃 전극이 기판 주변을 향해서 배치되어 있는 상태나, 도 1에 도시한 바와 같이 타깃 T의 스퍼터면이 경사져서 기판(34)을 향한 상태도 포함하는 것으로 한다. 또한, 기판에 형성되는 다층막 디바이스로서는 LED, MRAM, TMR 헤드, 어드밴스드(개량형) GMR 등을 들 수 있다. 형성되는 다층막 디바이스의 막 구성에 따라서 성막 장치(1)의 타깃 전극에 탑재되는 타깃의 종류도 변경된다.

여기서, 도 2 내지 도 6에 기초하여 셔터 장치(4)의 구조를 설명한다. 도 2는 셔터 장치(4)를 구성하는 부재 중 상부 실드판(13), 제1 셔터판(15), 제2 셔터판(17)의 사시도이다. 도 3은 셔터 장치(4)를 구성하는 부재 중 상부 실드판(13), 제1 셔터판(15), 제2 셔터판(17)을 상방에서 본 모식도이다. 도 3에서는, 분리부 (제2 분리부)(71)와 분리부(제1 분리부)(72)의 상방에서 본 위치 관계가 명확해지도록, 원래 상방에서는 보이지 않는 분리부(71)를 파선으로 나타내었다.

셔터 장치(4)는 상부 실드판(실드 부재)(13), 제1 셔터판(제1 셔터 부재)(15), 제2 셔터판(제2 셔터 부재)(17)을 주요한 구성 요소로 하고 있다. 제1 셔터판(15)과 제2 셔터판(17)은 이중 회전 셔터의 셔터판으로서 구성되어 있다. 셔터 장치(4)에 의해 각 셔터판(15, 17)을 소정 위치에 위치 결정함으로써, 4개의 타깃 전극(35 내지 38)의 각각에 탑재된 타깃 T 중 스퍼터 성막에 사용되는 타깃 T를 기판 W에 면하게 할 수 있다.

상부 실드판(13)은 타깃 전극 홀더(61)에 설치되는 부재이며, 타깃 전극 홀더(61)으로의 막 부착을 방지하는 부재이다. 상부 실드판(13)을 배치하지 않는 경우에는 타깃 전극 홀더(61)의 기판측의 표면이 제1 셔터판(15)과 대향한다. 제1 셔터판(15)과 제2 셔터판(17)은 이중 회전 셔터의 셔터판으로서 구성되어 있다. 또한, 상부 실드판(13), 제1 셔터판(15), 제2 셔터판(17)은 모두 상방으로 볼록한 만곡 형상을 갖고 있다.

상부 실드판(실드 부재)(13)은 타깃 전극 홀더(61)의 기판 홀더(3)측에 설치된 부착 방지 실드판이며, 타깃 T로부터 스퍼터된 물질이 타깃 전극 홀더(61)에 부착하는 것을 방지할 수 있다. 전술한 바와 같이 타깃 전극 홀더(61)에는 4개의 설치부(61a)가 형성되어 있다. 설치부(61a)의 각각에는 타깃 전극 C가 유지된다. 각 타깃 전극 C는 타깃 T가 설치되는 면(설치면)을 갖고, 상부 실드판(13)에는 각 타깃 전극의 타깃 설치면에 대향하는 영역의 각각에 개구(13a)가 형성되어 있다. 상부 실드판(13)의 2개의 면 중 제1 셔터판(15)에 대향하는 면에는 상부 실드판(13)의 개구(13a)와 개구(13a) 사이에 분리부(71)가 설치되어 있다. 분리부(71)는, 예를 들어 볼록부일 수 있다.

제1 셔터판(제1 셔터 부재)(15)은 상부 실드판(13)의 기판 홀더(3)측에 회전 가능하게 설치된 셔터판이며, 회전축(15b)을 회전시킴으로써 제1 셔터판(15)의 회전 각도를 제어할 수 있다. 제1 셔터판(15)은 2개의 타깃 전극의 타깃 설치면에 대향하는 영역에 개구(15a)가 형성되어 있다. 제1 셔터판(15)의 2개의 개구(15a)는 회전축(15b)에 대하여 대칭의 위치에 형성되어 있다.

회전축(15b)은 제1 구동 장치(21)에 의해 구동된다. 제1 구동 장치(21)는 회전축(15b)을 타깃 전극 홀더(61)에 대하여 상대적으로 회전 및 상하 이동시키기 위한 구성이며, 회전축(15b)을 통해서 제1 셔터판(15)을 회전시키거나 상하 이동시킬 수 있다. 제1 구동 장치(21)는, 예를 들어 회전축(15b)을 회전 및 상하 이동시키는 모터 및 모터를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 제1 구동 장치(21)는 회전축(15b)을 상하 방향으로 이동시킴으로써 상부 실드판(13)과 제1 셔터판(15)의 거리를 조작할 수 있다. 제1 셔터판(15)의 2개의 면 중 상부 실드판(13)에 대향하는 면에는 제1 셔터판(15)의 개구(15a)와 개구(15a) 사이에 분리부(72)가 설치되어 있다. 분리부(72)는, 예를 들어 오목부일 수 있다. 각 오목부는 도 6에 예시되어 있는 바와 같이, 평행하게 배치된 2개의 볼록부(72a)(이중의 볼록부(72a))와, 2개의 볼록부(72a)에 의해 사이에 끼워진 저부(72b)를 포함할 수 있다.

제2 셔터판(제2 셔터 부재)(17)은 제1 셔터판(15)의 기판 홀더(3)측에 회전 가능하게 설치된 셔터판이며, 회전축(17b)을 회전시킴으로써 제2 셔터판(17)의 회전 각도를 제어할 수 있다. 회전축(15b)과 회전축(17b)은 독립적으로 회전 제어 가능하게 구성되어 있다. 제2 셔터판(17)은 3개의 타깃 전극의 타깃 설치면에 대향하는 영역에 각각 개구(17a)가 형성되어 있다. 또한, 제2 셔터판(17)의 3개의 개구(17a) 중 회전축(17b)에 대하여 대칭된 위치에 형성되어 있는 2개는 제1 셔터판(15)에 형성된 2개의 개구(15a)에 대향하여 배치할 수 있도록 형성되어 있다.

또한, 제2 셔터판(17)의 개구(17a)의 수는 3개로 한정되는 것은 아니지만, 제1 셔터판(15)의 개구(15a)의 수 이상의 개구를 가지면 적합하다. 마찬가지로, 제1 셔터판(15)의 개구(15a)의 수는 3개 이상의 복수이어도 된다.

회전축(17b)은 제2 구동 장치(22)에 의해 구동된다. 제2 구동 장치(22)는 회전축(17b)을 타깃 전극 홀더(61)에 대하여 상대적으로 회전 및 상하 이동시키기 위한 구성이며, 회전축(17b)을 통해서 제2 셔터판(17)을 회전시키거나 상하 이동시킬 수 있다. 제2 구동 장치(22)는, 예를 들어 회전축(17b)을 회전 및 상하 이동시키는 모터 및 모터를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 회전축(17b) 및 회전축(15b)을 동일 스피드로 동시에 상하 이동시키면, 제1 셔터판(15)과 제2 셔터판(17)의 간극의 크기는 변함없다.

본 실시 형태에서는, 분리부(71)는 제1 셔터판(15)을 향해서 상부 실드판(15)으로부터 돌출된 4개의 선 형상 부분이다. 각 분리부(71)는 인접하는 개구(13a) 사이의 위치에 배치되어 있다. 환언하면, 복수의 분리부(71)는 2개의 분리부(71)에 의해 개구(13a)를 사이에 두도록 배치되어 있다. 복수의 분리부(71)는 상부 실드판(13)의 중심으로부터 방사상으로 연장되어 있다. 본 실시 형태에서는 분리부(71)가 상부 실드판(13)에 설치되어 있지만, 상부 실드판(13)을 갖지 않는 구성에서는 용기(51) 혹은 타깃 전극 홀더(61)에 분리부(71)가 설치될 수 있다. 또한, 각각의 개구(13a)의 주위에 그 전체 둘레에 걸쳐서 래비린스를 형성할 수 있도록, 개구(13a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 분리부(71)를 설치해도 좋다.

분리부(72)는 전술한 바와 같이, 상부 실드판(13)(타깃 전극측)을 향해서 제1 셔터판(15)으로부터 돌출된 이중의 볼록부(72a)를 포함할 수 있고, 분리부(72)는 각 개구(15a)의 주위 방향의 양측에 각각 배치되어 있다. 환언하면, 2개의 분리부(72)에 의해 개구(15a)가 사이에 끼워져 있다. 이중의 볼록부(72a)는, 예를 들어 2개의 판상 부재를 평행하게 배치해서 구성되어도 좋고, 1매의 판상 부재를 단면이 U자 형상으로 되도록 소성 변형시켜서 구성되어도 좋고, 다른 방법으로 구성되어도 좋다.

본 실시 형태에서는, 복수의 분리부(72)가 제1 셔터판(15)의 회전축(15b)을 중심으로 방사상으로 설치되어 있지만, 각각의 개구(15a)의 주위에 그 전체 둘레에 걸쳐서 래비린스를 형성할 수 있도록, 개구(15a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 분리부(72)를 설치해도 좋다.

분리부(72)를 구성하는 이중의 볼록부(72a)의 간극에 분리부(71)를 구성하는 볼록부가 삽입되도록 제1 셔터판(15)을 상승시킴으로써, 분리부(71)와 분리부(72)로 래비린스를 형성할 수 있다. 도 3 중의 부호 80a, 80b, 80c는 마크이며, 제1 셔터판(15), 제2 셔터판(17)의 회전 각도의 기준 위치를 나타내고 있다.

본 실시 형태의 특징적인 구성에 대해서 도 4a 내지 도 6에 기초하여 설명한다. 도 4a는 도 3의 I-I선을 통과하는 셔터 장치(4)의 단면도, 도 4b는 도 3의 II-II선을 통과하는 셔터 장치(4)의 단면도이다. 도 5는 II-II선을 통과하는 단면을 포함하는 셔터 장치(4)의 사시도(사시 단면도), 도 6은 형성된 래비린스 부분의 단면도이다. 또한, 도 4, 도 5 중에서는 타깃 전극(35 내지 38) 중 임의의 타깃 전극을 부호 C로, 임의의 타깃을 부호 T(T1 내지 T4)로 나타내었다. 그리고, 설명의 간략화를 위하여 타깃 전극 홀더(61), 상부 실드판(13), 제1 셔터판(15), 제2 셔터판(17)을 모두 평행하게 구성한 것으로서 도시하고 있다.

도 4a는 좌측에 위치하는 한쪽의 타깃 T만이 스퍼터 성막이 이루어질 때의 제1 셔터판(15)과 제2 셔터판(17)의 배치이다. 구체적으로는, 한쪽의 타깃 T에 대향하는 위치에는 제1 셔터판(15)에 개구(15a)가 위치하고, 다른 쪽의 타깃 T에 대향하는 위치는 제1 셔터판(15)에 의해 폐쇄되어 있다. 또한, 양쪽의 타깃 T에 대향하는 위치의 제2 셔터판(17)은 어느 쪽도 개구(17a)에 의해 개방되어 있다.

제2 구동 장치(22)에 의해 구동되는 제1 셔터판(15)의 상하 방향의 위치는 회전 가능 위치(하방 위치, 즉 기판 홀더(3)에 가까운 위치)와 회전 금지 위치(상방 위치, 즉 실드판(63)에 가까운 위치))를 포함한다. 제1 셔터판(15)이 회전 가능 위치(하방 위치)에 배치된 상태에서는 제1 셔터판(15)을 회전시켜도 분리부(71)와 분리부(72)가 접촉하지 않고, 제1 셔터판(15)은 임의의 회전 위치를 취할 수 있다. 한편, 제1 셔터판(15)이 회전 금지 위치(상방 위치)에 배치된 상태에서는, 제1 셔터판(15)을 회전시키면 분리부가 분리부(71)에 접촉하므로, 제1 셔터판(15)을 회전시킬 수 없다.

도 4a, 도 4b, 도 5는 제1 셔터판(15)과 제2 셔터판(17)이 회전 가능 위치(기판 홀더에 가까운 위치)에 배치되어 있고, 분리부(71)와 분리부(72)가 소정 거리 이상 이격되어 있는 상태를 도시하고 있다. 소정 거리란, 분리부(71)와 분리부(72)가 상하 방향(분리부(71)와 분리부(72)가 접근 또는 이격되는 방향)으로 이격되어, 후술하는 통로(73)가 형성되지 않는 위치 관계를 말하는 것으로 한다.

그러나, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 셔터판(15)을 회전 금지 위치(상부 실드판(63)에 가까운 위치)로 이동시킨 상태에서는, 분리부(72)를 구성하는 이중의 볼록부(72a)의 간극에 분리(71)를 구성하는 볼록부의 선단이 삽입되고, 분리부(71)와 분리부(72)로 래비린스가 형성된다. 즉, 분리부(71)와 분리부(72)로 형성된 래비린스에 의해, 1개의 타깃 T로부터 스퍼터된 원자가 상부 실드판(13)과 제1 셔터판(15)의 간극을 통과하여 다른 타깃 T에 도달하는 것을 저감할 수 있다.

여기서, 래비린스에 대해서 도 6에 기초하여 설명한다. 래비린스란 분리부(72)와 분리부(71) 사이에 형성되는, 적어도 1개의 굴곡부를 갖는 간극을 말한다. 예를 들어, 스퍼터 입자가 통과할 때에 셔터판의 회전축에 평행한 방향으로 이동하지 않으면 통과할 수 없는 통로(73)는 래비린스를 형성한다. 환언하면, 스퍼터 입자가 분리부(72)와 분리부(71)의 간극을 통과할 때에 직진이 방해받는 경우, 상기 간극은 래비린스를 구성한다. 일례로, 통로(73)의 폭 73W는 1mm일 수 있다. 통로(73)의 폭 73W가 좁을수록, 또한 통로(73)의 거리 73L가 길수록 스퍼터 입자의 통과를 방해하는 효과가 크다.

래비린스의 부분에서는 입자를 통과할 수 있는 간극이 좁기 때문에, 스퍼터된 입자는 래비린스의 부분을 넘어서 이동하는 것이 곤란해진다. 또한, 래비린스는 복잡한 구조로 한정되지 않는다. 분리부(71)와 분리부(72)가 모두 단순한 볼록 형상 혹은 판상 부재로, 이들 부재를 접근하여 배치했을 때에, 이들 부재간에 형성되는 간극이 스퍼터 입자의 통과를 방해하는 부분을 갖는 경우에도 래비린스가 형성되어 있는 것으로 한다.

분리부(71)와 분리부(72)로 래비린스를 형성하기 위해서는, 제1 셔터판(15)을 상승시킬 때(폐쇄 위치)의 회전 위치가 제어되어야 한다. 본 실시 형태에서는 제1 셔터판(15)의 회전 위치를 검출하기 위해서, 마크(80a, 80b)(도 3 참조)가 일치된 위치의 제1 셔터판(15)의 회전 각도를 검출하고, 제1 셔터판(15)을 구동하는 제1 구동 장치(21)의 컨트롤러에 기준 위치로서 기억시킨다. 예를 들어, 제1 셔터판(15)을 구동하는 제1 구동 장치(21)를 구성하는 모터로서 회전 각도를 검출하는 기능을 갖는 모터를 사용함으로써 제1 셔터판(15)의 회전 각도를 검출할 수 있다.

래비린스를 형성할 때에는, 분리부(71)와 분리부(72)는 접촉하지 않는 위치 관계이면 바람직하다. 이는, 분리부(71)와 분리부(72)가 접촉하면 파티클이 발생할 수 있기 때문이다. 본 실시 형태에서는, 분리부(72)를 구성하는 이중의 볼록부(72a)의 간극은 분리부(71)를 구성하는 볼록부의 두께보다도 큰 치수로 되어 있으며, 또한 래비린스를 형성할 때에는 분리부(72)를 구성하는 이중의 볼록부(72a) 사이의 저부(72b)에 대하여 분리부(71)를 구성하는 볼록부의 선단이 접촉하지 않도록 제1 셔터판(15)의 상하 방향의 위치가 설정되어 있다.

본 실시 형태에 따르면, 상부 실드판(13)과 제1 셔터판(15)의 간극에 분리부(71)와 분리부(72)에 의해 래비린스를 형성할 수 있다. 이로 인해, 1개의 타깃 T로부터 스퍼터된 원자가 상부 실드판(13)과 제1 셔터판(15)의 간극을 통과해서 다른 타깃 T에 도달하는 것(오염)을 효과적으로 방지할 수 있다.

전술한 분리부(71)와 분리부(72)에 의해 형성되는 래비린스는 상부 실드판(13)과 제1 셔터판(15) 사이에 형성되기 때문에, 셔터 장치(4)로부터 제2 셔터판(17)을 제거한 구성이어도, 다른 인접하는 타깃간에서의 오염의 발생을 방지할 수 있다.

분리부(71)와 분리부(72)는 입자의 이동을 방지할 수 있다면, 본 실시 형태에서 기재한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 분리부(72)와 분리부(71)의 배치를 반대로 해도 되는 것은 물론이다. 또한, 제1 셔터판(15)을 상승시킨 위치에서 서로의 간극이 서로 끼워 맞추어지도록 형성한 2개의 오목부재로 분리부(72) 및 분리부(71)를 치환해도 좋다.

또한, 제1 셔터판(15)을 상승시켰을 때에 래비린스로서의 간극을 형성할 수 있는 2개의 볼록부로 분리부(72) 및 분리부(71)를 치환해도 좋다. 2개의 볼록부로 분리부(72) 및 분리부(71)를 치환하는 경우에는, 제1 셔터판(15)을 상승시켰을 때에, 제1 셔터판(15)의 회전축에 평행한 방향을 따라서 연장되는 간극이 형성되면 바람직하다.

(제2 실시 형태)

도 7a, 도 7b, 도 8에 기초하여 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 7a는 도 3의 I-I선에 상당하는 위치를 통과하는 셔터 장치(54)의 단면도, 도 7b는 도 3의 II-II선에 상당하는 위치를 통과하는 셔터 장치(54)의 단면도이다. 도 8은 II-II선에 상당하는 위치를 통과하는 단면을 포함하는 셔터 장치(54)의 사시도(사시 단면도)이다. 제1 실시 형태와 마찬가지의 부재, 배치 등에는 동일 부호를 붙여서 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 셔터 장치(54)에서는 볼록부를 포함하는 분리부(82)가 제1 셔터판(제1 셔터 부재)(65)에 설치되고, 오목부를 포함하는 분리부(81)(제2 볼록부)가 타깃 전극 홀더(61)측에 설치되어 있다. 볼록부를 포함하는 분리부(82)는 제2 셔터판(제2 셔터 부재)(67)측으로도 돌출되어 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서는 타깃 전극 C의 타깃 T를 둘러싸는 부분에 오목부를 포함하는 분리부(81)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 제1 셔터판(65)에 대하여 상대적으로 제2 셔터판(67)을 상승시킬 수 있다.

제1 셔터판(65)을 상승시키면, 제1 셔터판(65)에 설치된 볼록부를 포함하는 분리부(82)가, 오목부를 포함하는 분리부(81)의 간극에 삽입된 래비린스가 형성된다. 또한, 제2 셔터판(67)을 제1 셔터판(65)에 대하여 상대적으로 상승시키면, 제2 셔터판(67)의 개구(17a)의 내측에, 제1 셔터판(65)의 제2 셔터판(67)측으로 돌출되어 있는 볼록부를 포함하는 분리부(82)의 하부측이 삽입된다. 이로 인해, 타깃 T로부터 스퍼터된 입자가 제1 셔터판(65)과 제2 셔터판(67) 사이의 공간에 인입하는 것이 저감된다.

분리부(81)는 캐소드 전극 T에 설치된 실드판에 형성할 수 있다. 이로 인해, 오염을 일으킬 가능성이 있는 입자가 제1 셔터판(65)의 상부측에 침입하는 것을 저감할 수 있어, 상부 실드판(63)을 없애도 효과적으로 오염을 방지할 수 있다. 또한, 하방측으로 연장된 분리부(82)에 의해, 제1 셔터판(65)과 제2 셔터판(67)의 간극에 입자가 인입하는 것을 저감할 수 있다. 또한, 입자가 확산되는 범위가 좁기 때문에 유지 보수가 용이하다.

(제3 실시 형태)

도 9a, 도 9b에 기초하여 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 9a는 도 3의 I-I선에 상당하는 위치를 통과하는 셔터 장치(64)의 단면도, 도 9b는 도 3의 II-II선에 상당하는 위치를 통과하는 셔터 장치(64)의 단면도이다. 제1 실시 형태와 마찬가지의 부재, 배치 등에는 동일 부호를 붙여서 그 상세한 설명을 생략한다. 본 실시 형태의 셔터 장치(64)에서는 제2 셔터판(67)의 복수의 개구 중 일부의 개구에 덮개(75)가 설치되어 있다.

제1 셔터판(65)에 대하여 상대적으로 제2 셔터판(67)을 상승시키면, 사용하지 않는 타깃 T2의 기판 홀더측을 덮개(75)로 막을 수 있다. 이로 인해, 기판 홀더측의 공간으로부터 비래하는 입자가 타깃 T2에 부착되는 것을 저감할 수 있다. 본 실시 형태에 따르면, 제1 셔터판(65)의 상부측이나, 제1 셔터판(65)과 제2 셔터판(67)의 간극에 입자가 인입하는 것을 저감할 뿐만 아니라, 기판 홀더 측으로부터의 입자가 타깃 T2에 부착되는 것까지 방지할 수 있다. 이로 인해, 오염을 방지하는 효과가 극히 높다.

본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해서, 이하의 청구항을 첨부한다.

본원은 2011년 9월 9일에 제출된 일본 특허 출원 제2011-196790호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 모두를 본 명세서에 원용한다.

T, T2 타깃
GV 게이트 밸브
W 기판
1 성막 장치
3 기판 홀더
4, 54, 64 셔터 장치
13, 63 상부 실드판(실드 부재)
15, 65 제1 셔터판(제1 셔터 부재)
17, 67 제2 셔터판(제2 셔터 부재)
21 제1 구동 장치
22 제2 구동 장치
35 내지 38, C 타깃 전극
51 용기
52 천장부
61 타깃 전극 홀더
63a, 65a, 67a 개구
71, 81 분리부
72, 82 분리부
75 덮개

Claims

타깃이 설치되는 설치면을 구비하는 복수의 타깃 전극과,
상기 복수의 타깃 전극에 대향하는 위치에 상기 기판이 유지되는 기판 홀더와,
상기 복수의 타깃 전극과 상기 기판 홀더 사이에 회전 가능하게 설치되고, 회전 했을 때에 상기 설치면에 대향하는 복수의 개구를 갖는 제1 셔터 부재와,
상기 제1 셔터 부재의 2개의 면 중 상기 타깃 전극측의 면에서의 상기 제1 셔터 부재의 개구와 개구 사이에 배치된 제1 분리부와,
상기 제1 셔터 부재와 상기 타깃 전극 사이에 배치된 제2 분리부를 갖고,
상기 제1 셔터 부재는 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 사이에 의해 래비린스가 형성되도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 접근시키거나, 상기 제1 셔터판을 회전시킬 수 있도록 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 이격시키거나 하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 타깃 전극과 상기 제1 셔터 부재 사이에 설치된 실드 부재를 더 갖고,
상기 실드 부재는 상기 타깃 전극의 수와 동등한 수의 개구를 갖고,
상기 제2 분리부는 상기 실드 부재의 개구와 개구 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 셔터 부재와 상기 기판 홀더 사이에 회전 가능하게 설치된 제2 셔터 부재를 더 구비하고,
상기 제2 셔터 부재는 상기 제1 셔터 부재 또는 상기 제2 셔터 부재가 회전했을 때에 상기 제1 셔터 부재의 개구에 대향하는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 셔터 부재의 개구에 설치 가능한 덮개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 분리부 및 상기 제2 분리부는 모두 볼록부를 포함하고, 상기 래비린스가 형성된 상태에서, 상기 제1 분리부의 볼록부 및 상기 제2 분리부의 볼록부는 상기 제1 셔터판의 회전축에 평행한 방향을 따른 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 분리부 및 상기 제2 분리부의 한쪽은 2개의 볼록부와, 상기 2개의 볼록부에 의해 사이에 끼워진 저부를 포함하고,
상기 제1 분리부 및 상기 제2 분리부의 다른 쪽은 상기 래비린스의 형성 시에 상기 2개의 볼록부 사이에 삽입되는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.