KR20170130347A - 처리 장치 및 콜리메이터 - Google Patents

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Abstract

하나의 실시 형태에 따른 처리 장치는, 물체 배치부와, 발생원 배치부와, 콜리메이터를 구비한다. 상기 물체 배치부는, 물체가 배치되도록 구성된다. 상기 발생원 배치부는, 상기 물체 배치부로부터 이격된 위치에 배치되고, 상기 물체를 향하여 입자를 방출하는 것이 가능한 입자 발생원이 배치되도록 구성된다. 상기 콜리메이터는, 상기 물체 배치부와 상기 발생원 배치부 사이에 배치되도록 구성되고, 프레임과, 복수의 제1 벽을 갖고, 상기 복수의 제1 벽에 의해 형성되고 상기 발생원 배치부로부터 상기 물체 배치부로 향하는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된 제1 정류부를 갖는다.

Description

처리 장치 및 콜리메이터{PROCESSING APPARATUS AND COLLIMATOR}
본 발명의 실시 형태는, 처리 장치 및 콜리메이터에 관한 것이다.
예를 들어 반도체 웨이퍼에 금속을 성막하는 스퍼터 장치는, 성막되는 금속 입자의 방향을 정렬시키기 위한 콜리메이터를 갖는다. 콜리메이터는, 다수의 관통구를 형성하는 벽을 갖고, 반도체 웨이퍼와 같은, 처리될 물체에 대하여 대략 수직 방향으로 날아가는 입자를 통과시킴과 함께, 비스듬히 날아가는 입자를 차단한다.
일본 특허 공개 평6-295903호 공보
콜리메이터의 형상에 따라, 성막하는 입자의 방향 범위가 결정된다. 이 때문에, 성막하는 입자의 방향 범위가 바뀌는 경우, 콜리메이터도 교환되게 된다.
하나의 실시 형태에 따른 처리 장치는, 물체 배치부와, 발생원 배치부와, 콜리메이터를 구비한다. 상기 물체 배치부는, 물체가 배치되도록 구성된다. 상기 발생원 배치부는, 상기 물체 배치부로부터 이격된 위치에 배치되고, 상기 물체를 향하여 입자를 방출하는 것이 가능한 입자 발생원이 배치되도록 구성된다. 상기 콜리메이터는, 상기 물체 배치부와 상기 발생원 배치부 사이에 배치되도록 구성되고, 프레임과, 복수의 제1 벽을 갖고, 상기 복수의 제1 벽에 의해 형성되고 상기 발생원 배치부로부터 상기 물체 배치부로 향하는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된 제1 정류부를 갖는다.
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 스퍼터 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 베이스 부품을 도 3의 F4-F4선을 따라서 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 2개의 콜리메이트 부품을 갖는 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은, 제1 실시 형태의 다른 콜리메이트 부품을 갖는 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은, 제1 실시 형태의 콜리메이트 부품이 제거된 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은, 제1 실시 형태의 콜리메이트 부품이 회전된 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 9는, 제2 실시 형태에 따른 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 10은, 제2 실시 형태의 콜리메이트 부품이 이동된 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 11은, 제3 실시 형태에 따른 스퍼터 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는, 제3 실시 형태의 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은, 제3 실시 형태의 제1 변형예에 관한 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 14는, 제3 실시 형태의 제2 변형예에 관한 콜리메이터를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이하에, 제1 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서는 기본적으로, 연직 상방을 상측 방향, 연직 하방을 하측 방향이라 정의한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 실시 형태에 따른 구성 요소 및 당해 요소의 설명에 대해서, 복수의 표현이 기재되는 경우가 있다. 복수의 표현으로 된 구성 요소 및 설명에 대해서, 기재되지 않은 다른 표현이 이루어져도 된다. 또한, 복수의 표현이 되지 않은 구성 요소 및 설명에 대해서도, 기재되지 않은 다른 표현이 되어도 된다.
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 스퍼터 장치(1)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 스퍼터 장치(1)는 처리 장치의 일례이며, 예를 들어, 반도체 제조 장치, 제조 장치, 가공 장치, 또는 장치라고도 칭해질 수 있다.
스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 마그네트론 스퍼터링을 행하기 위한 장치이다. 스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 반도체 웨이퍼(2)의 표면에, 금속 입자에 의해 성막을 행한다. 반도체 웨이퍼(2)는 물체의 일례이며, 예를 들어, 대상이라고도 칭해질 수 있다. 또한, 스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 다른 대상물에 성막을 행해도 된다.
스퍼터 장치(1)는 챔버(11)와, 타깃(12)과, 스테이지(13)와, 마그네트(14)와, 차폐 부재(15)와, 콜리메이터(16)와, 펌프(17)와, 탱크(18)를 구비한다. 타깃(12)은 입자 발생원의 일례이다. 콜리메이터(16)는 예를 들어, 차폐 부품, 정류 부품, 또는 방향 조정 부품이라고도 칭해질 수 있다.
각 도면에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 있어서, X축, Y축 및 Z축이 정의된다. X축과 Y축과 Z축은, 서로 직교한다. X축은, 챔버(11)의 폭을 따른다. Y축은, 챔버(11)의 깊이(길이)를 따른다. Z축은, 챔버(11)의 높이를 따른다. 이하의 기재는, Z축이 연직 방향을 따르는 것으로 하여 설명한다. 또한, 스퍼터 장치(1)의 Z축이 연직 방향에 대하여 비스듬히 교차해도 된다.
챔버(11)는 밀폐 가능한 상자상으로 형성된다. 챔버(11)는 상벽(21)과, 저벽(22)과, 측벽(23)과, 배출구(24)와, 도입구(25)를 갖는다. 상벽(21)은 예를 들어, 백킹 플레이트, 설치부, 또는 보유 지지부라고도 칭해질 수 있다.
상벽(21)과 저벽(22)은, Z축을 따르는 방향(연직 방향)에 대향하도록 배치된다. 상벽(21)은 소정의 간격을 통하여 저벽(22)의 상방에 위치한다. 측벽(23)은 Z축을 따르는 방향으로 연장되는 통상으로 형성되고, 상벽(21)과 저벽(22)을 접속한다.
챔버(11)의 내부에 처리실(11a)이 설치된다. 처리실(11a)은 용기의 내부라고도 칭해질 수 있다. 상벽(21), 저벽(22), 및 측벽(23)의 내면이, 처리실(11a)을 형성한다. 처리실(11a)은 기밀하게 폐쇄되는 것이 가능하다. 바꾸어 말하면, 처리실(11a)은 밀폐되는 것이 가능하다. 기밀하게 폐쇄된 상태란, 처리실(11a)의 내부와 외부 간에 기체의 이동이 없는 상태이며, 처리실(11a)에 배출구(24) 및 도입구(25)가 개구되어도 된다.
타깃(12), 스테이지(13), 차폐 부재(15), 및 콜리메이터(16)는 처리실(11a)에 배치된다. 바꾸어 말하면, 타깃(12), 스테이지(13), 차폐 부재(15), 및 콜리메이터(16)는 챔버(11)에 수용된다. 또한, 타깃(12), 스테이지(13), 차폐 부재(15), 및 콜리메이터(16)는 각각, 부분적으로 처리실(11a)의 밖에 위치해도 된다.
배출구(24)는 처리실(11a)에 개구되고, 펌프(17)에 접속된다. 펌프(17)는 예를 들어, 드라이 펌프, 크라이오 펌프, 또는 터보 분자 펌프 등이다. 펌프(17)가 배출구(24)로부터 처리실(11a)의 기체를 흡인함으로써, 처리실(11a)의 기압이 저하될 수 있다. 펌프(17)는 처리실(11a)을 진공으로 하는 것이 가능하다.
도입구(25)는 처리실(11a)에 개구되고, 탱크(18)에 접속된다. 탱크(18)는 예를 들어 아르곤 가스와 같은 불활성 가스를 수용한다. 아르곤 가스가, 탱크(18)로부터 도입구(25)를 통하여 처리실(11a)에 도입될 수 있다. 탱크(18)는 아르곤 가스의 도입을 멈추는 것이 가능한 밸브를 갖는다.
타깃(12)은 입자의 발생원으로서 이용되는, 예를 들어 원반형 금속판이다. 또한, 타깃(12)은 다른 형상으로 형성되어도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 타깃(12)은 예를 들어 구리로 만들어진다. 타깃(12)은 다른 재료로 만들어져도 된다.
타깃(12)은 챔버(11)의 상벽(21)의 설치면(21a)에 설치된다. 백킹 플레이트인 상벽(21)은 타깃(12)의 냉각재 및 전극으로서 사용된다. 또한, 챔버(11)는 상벽(21)과 별개의 부품으로서의 백킹 플레이트를 가져도 된다.
상벽(21)의 설치면(21a)은 Z축을 따르는 부방향(하측 방향)을 향하고, 대략 평탄하게 형성된, 상벽(21)의 내면이다. 이러한 설치면(21a)에 타깃(12)이 배치된다. 상벽(21)은 발생원 배치부의 일례이다. 발생원 배치부는, 독립의 부재 또는 부품에 한하지 않고, 어떤 부재 또는 부품 상의 특정한 위치여도 된다.
Z축을 따르는 부방향은, Z축의 화살표가 향하는 방향의 반대 방향이다. Z축을 따르는 부방향은, 상벽(21)의 설치면(21a)으로부터 스테이지(13)의 적재면(13a)을 향하는 방향이며, 제1 방향의 일례이다. Z축을 따르는 방향 및 연직 방향은, Z축을 따르는 부방향과, Z축을 따르는 정방향(Z축의 화살표가 향하는 방향)을 포함한다.
타깃(12)은 하면(12a)을 갖는다. 하면(12a)은 하방을 향하는 대략 평탄한 면이다. 타깃(12)에 전압이 인가되면, 챔버(11)의 내부에 도입된 아르곤 가스가 이온화하여, 플라즈마 P가 발생한다. 도 1은, 플라즈마 P를 이점쇄선으로 나타낸다.
마그네트(14)는 처리실(11a)의 외부에 위치한다. 마그네트(14)는 예를 들어, 전자석 또는 영구 자석이다. 마그네트(14)는 상벽(21) 및 타깃(12)을 따라서 이동 가능하다. 상벽(21)은 타깃(12)과 마그네트(14) 사이에 위치한다. 플라즈마 P는, 마그네트(14)의 가까이에서 발생한다. 이 때문에, 마그네트(14)와 플라즈마 P 사이에 타깃(12)이 위치한다.
플라즈마 P의 아르곤 이온이 타깃(12)에 충돌함으로써 예를 들어 타깃(12)의 하면(12a)으로부터, 타깃(12)을 구성하는 성막 재료의 입자 C가 날아간다. 바꾸어 말하면, 타깃(12)은 입자 C를 방출하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에 있어서, 입자 C는, 구리 이온, 구리 원자, 및 구리 분자를 포함한다.
타깃(12)의 하면(12a)으로부터 입자 C가 날아가는 방향은, 코사인 법칙(람베르트의 코사인 법칙)에 따라서 분포한다. 즉, 하면(12a)의 어느 한 점으로부터 날아가는 입자 C는, 하면(12a)의 법선 방향(연직 방향)으로 가장 많이 날아간다. 법선 방향에 대하여 각도 θ로 경사지는(비스듬히 교차하는) 방향으로 날아가는 입자 C의 수는, 법선 방향으로 날아가는 입자 C의 수의 코사인(cosθ)에 대략 비례한다.
입자 C는, 본 실시 형태에 있어서의 입자의 일례이며, 타깃(12)을 구성하는 성막 재료의 미소한 입자이다. 입자는, 분자, 원자, 이온, 원자핵, 전자, 소립자, 증기(기화한 물질), 및 전자파(광자)와 같은, 물질 또는 에너지선을 구성하는 여러가지 입자여도 된다.
스테이지(13)는 챔버(11)의 저벽(22) 상에 배치된다. 스테이지(13)는 Z축을 따르는 방향으로 상벽(21) 및 타깃(12)으로부터 이격되어 배치된다. 스테이지(13)는 적재면(13a)을 갖는다. 스테이지(13)의 적재면(13a)은 반도체 웨이퍼(2)를 지지한다. 반도체 웨이퍼(2)는 예를 들어 원반형으로 형성된다. 또한, 반도체 웨이퍼(2)는 다른 형상으로 형성되어도 된다.
스테이지(13)의 적재면(13a)은 상방을 향하는 대략 평탄한 면이다. 적재면(13a)은 상벽(21)의 설치면(21a)으로부터 Z축을 따르는 방향으로 이격되어 배치되고, 설치면(21a)과 대향한다. 이러한 적재면(13a)에, 반도체 웨이퍼(2)가 배치된다. 스테이지(13)는 물체 배치부의 일례이다. 물체 배치부는, 독립적인 부재 또는 부품에 한하지 않고, 어떤 부재 또는 부품 상의 특정한 위치여도 된다.
스테이지(13)는 Z축을 따르는 방향, 즉 상하 방향으로 이동 가능하다. 스테이지(13)는 히터를 갖고, 적재면(13a)에 배치된 반도체 웨이퍼(2)를 데우는 것이 가능하다. 또한, 스테이지(13)는 전극으로서도 사용된다.
차폐 부재(15)는 대략 통상으로 형성된다. 차폐 부재(15)는 측벽(23)의 일부와, 측벽(23)과 반도체 웨이퍼(2) 사이의 간극을 덮는다. 차폐 부재(15)가 반도체 웨이퍼(2)를 보유 지지해도 된다. 차폐 부재(15)는 타깃(12)으로부터 방출된 입자 C가, 저벽(22) 및 측벽(23)에 부착되는 것을 억제한다.
콜리메이터(16)는 Z축을 따르는 방향에 있어서, 상벽(21)의 설치면(21a)과, 스테이지(13)의 적재면(13a) 사이에 배치된다. 다른 표현에 의하면, 콜리메이터(16)는 Z축을 따르는 방향(연직 방향)에 있어서 타깃(12)과 반도체 웨이퍼(2) 사이에 배치된다. 콜리메이터(16)는 예를 들어 챔버(11)의 측벽(23)에 설치된다. 콜리메이터(16)는 차폐 부재(15)에 지지되어도 된다.
콜리메이터(16)와 챔버(11) 사이는 절연된다. 예를 들어, 콜리메이터(16)와 챔버(11) 사이에 절연성의 부재가 개재된다. 또한, 콜리메이터(16)와 차폐 부재(15) 사이도 절연된다.
Z축을 따르는 방향에 있어서, 콜리메이터(16)와 상벽(21)의 설치면(21a) 사이의 거리는, 콜리메이터(16)와 스테이지(13)의 적재면(13a) 사이의 거리보다도 짧다. 바꾸어 말하면, 콜리메이터(16)는 스테이지(13)의 적재면(13a)보다도, 상벽(21)의 설치면(21a)에 가깝다. 콜리메이터(16)의 배치는 이것에 한정되지 않는다.
도 2는, 제1 실시 형태의 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 3은, 제1 실시 형태의 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 콜리메이터(16)는 베이스 부품(31)과, 콜리메이트 부품(32)을 갖는다. 콜리메이트 부품(32)은 제1 정류부의 일례이다.
베이스 부품(31)은 예를 들어, 알루미늄으로 만들어진다. 베이스 부품(31)은 다른 재료로 만들어져도 된다. 베이스 부품(31)은 프레임(41)과, 정류부(42)를 갖는다. 프레임(41)은 예를 들어, 외측 테두리부, 보유 지지부, 지지부, 또는 벽이라고도 칭해질 수 있다. 정류부(42)는 제2 정류부의 일례이다.
프레임(41)은 Z축을 따르는 방향으로 연장되는 대략 원통형으로 형성된 벽이다. 또한, 프레임(41)은 이에 한정하지 않고, 직사각형과 같은 다른 형상으로 형성되어도 된다. 프레임(41)은 내주면(41a)과, 외주면(41b)을 갖는다.
프레임(41)의 내주면(41a)은 원통형의 프레임(41)의 직경 방향을 향하는 곡면이며, 통상의 프레임(41)의 중심축을 향한다. 외주면(41b)은, 내주면(41a)의 반대측에 위치한다. X-Y 평면에 있어서, 프레임(41)의 외주면(41b)에 둘러싸인 부분의 면적은, 반도체 웨이퍼(2)의 단면적보다도 넓다.
도 1에 도시한 바와 같이, 프레임(41)은 측벽(23)의 일부를 덮는다. Z축을 따르는 방향에 있어서의 상벽(21)과 스테이지(13) 사이에 있어서, 측벽(23)은 차폐 부재(15)와, 콜리메이터(16)의 프레임(41)에 덮인다. 프레임(41)은 타깃(12)으로부터 방출된 입자 C가 측벽(23)에 부착되는 것을 억제한다.
도 4는, 제1 실시 형태의 베이스 부품(31)을 도 3의 F4-F4선을 따라서 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 정류부(42)는 X-Y 평면에 있어서, 통상의 프레임(41)의 내측에 설치된다. 정류부(42)는 프레임(41)의 내주면(41a)에 접속된다. 프레임(41)과 정류부(42)는 일체로 만들어진다. 바꾸어 말하면, 정류부(42)는 프레임(41)의 내측에 고정된다. 또한, 정류부(42)는 프레임(41)으로부터 독립된 부품이어도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 정류부(42)는 상벽(21)의 설치면(21a)과 스테이지(13)의 적재면(13a) 사이에 배치된다. 정류부(42)는 Z축을 따르는 방향에 있어서, 상벽(21)으로부터 이격됨과 함께, 스테이지(13)로부터 이격된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 정류부(42)는 복수의 제1 벽부(45)를 갖는다. 복수의 제1 벽부(45)는 복수의 제2 벽의 일례이며, 예를 들어, 판 또는 차폐부라고도 칭해질 수 있다.
정류부(42)는 복수의 제1 벽부(45)에 의해, 대략 평행하게 배열된 복수의 제1 개구(47)를 형성한다. 복수의 제1 개구(47)는 복수의 제2 관통구의 일례이다. 복수의 제1 개구(47)는 Z축을 따르는 방향(연직 방향)으로 연장되는 육각형의 구멍이다. 바꾸어 말하면, 복수의 제1 벽부(45)는 내측에 제1 개구(47)가 형성된 복수의 육각형의 통의 집합체(하니컴 구조)를 형성한다. Z축을 따르는 방향으로 연장되는 제1 개구(47)는 Z축을 따르는 방향으로 이동하는 입자 C와 같은 물체를 통과시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 개구(47)는 다른 형상으로 형성되어도 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 정류부(42)는 상단부(42a)와 하단부(42b)를 갖는다. 상단부(42a)는 정류부(42)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 한쪽 단부이며, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)을 향한다. 하단부(42b)는 정류부(42)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 다른 쪽 단부이며, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)을 향한다.
제1 개구(47)는 정류부(42)의 상단부(42a)로부터 하단부(42b)에 걸쳐서 설치된다. 즉, 제1 개구(47)는 타깃(12)으를 향하여 개구됨과 함께, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 개구되는 구멍이다.
복수의 제1 벽부(45)는 각각, Z축을 따르는 방향으로 연장되는 대략 직사각형(사각형)의 판이다. 제1 벽부(45)는 예를 들어, Z축을 따르는 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 연장되어도 된다. 제1 벽부(45)는 상단면(45a)과 하단면(45b)을 갖는다.
제1 벽부(45)의 상단면(45a)은 제1 벽부(45)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 한쪽 단부이며, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)을 향한다. 복수의 제1 벽부(45)의 상단면(45a)은 정류부(42)의 상단부(42a)를 형성한다.
정류부(42)의 상단부(42a)는 실질적으로 평탄하게 형성된다. 또한, 상단부(42a)는 예를 들어, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)에 대하여 곡면형으로 오목해져도 된다. 바꾸어 말하면, 상단부(42a)는 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)으로부터 이격되도록 만곡되어도 된다.
제1 벽부(45)의 하단면(45b)은 제1 벽부(45)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 다른 쪽 단부이며, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)을 향한다. 복수의 제1 벽부(45)의 하단면(45b)은 정류부(42)의 하단부(42b)를 형성한다.
정류부(42)의 하단부(42b)는 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)으를 향하여 돌출된다. 바꾸어 말하면, 정류부(42)의 하단부(42b)는 프레임(41)으로부터 이격됨에 따라서, 스테이지(13)에 근접한다. 정류부(42)의 하단부(42b)는 다른 형상으로 형성되어도 된다.
정류부(42)의 상단부(42a)와 하단부(42b)는, 서로 상이한 형상을 갖는다. 이 때문에, 정류부(42)는 연직 방향에 있어서의 길이가 서로 상이한 복수의 제1 벽부(45)를 갖는다. 또한, Z축을 따르는 방향에 있어서, 복수의 제1 벽부(45)의 길이가 동일해도 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(41)의 내주면(41a)에 복수의 홈(49)이 형성된다. 홈(49)은 제1 보유 지지부의 일례이다. 복수의 홈(49)은 각각, Z축을 따르는 방향으로 연장된다. 복수의 홈(49)은 정류부(42)의 상단부(42a)로부터, 프레임(41)의 상단(41c)까지 연장된다. 홈(49)은 프레임(41)의 상단(41c)으로 Z축을 따르는 정방향으로 개구된다. 상단(41c)은 프레임(41)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 한쪽 단부이며, 상벽(21)을 향한다.
복수의 홈(49)은 통상의 프레임(41)의 둘레 방향으로 배열된다. 프레임(41)의 둘레 방향은, 프레임(41)의 중심축 주위로 회전하는 방향이다. 복수의 홈(49)은 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서, 프레임(41)의 내주면(41a)의 전역에 설치된다. 또한, 복수의 홈(49)은 예를 들어, 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서, 서로 간격을 두고 배치되어도 된다.
콜리메이트 부품(32)은 예를 들어, 베이스 부품(31)과 동일하게, 알루미늄으로 만들어진다. 콜리메이트 부품(32)은 다른 재료로 만들어져도 되고, 베이스 부품(31)의 재료와 상이한 재료로 만들어져도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32)은 상벽(21)의 설치면(21a)과 스테이지(13)의 적재면(13a) 사이에 배치된다. 콜리메이트 부품(32)은 Z축을 따르는 방향에 있어서, 상벽(21)으로부터 이격됨과 함께, 스테이지(13)로부터 이격된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32)은 프레임부(51)와, 복수의 제2 벽부(55)를 갖는다. 프레임부(51)는 예를 들어, 외측 테두리부, 보유 지지부, 지지부, 또는 벽이라고도 칭해질 수 있다. 복수의 제2 벽부(55)는 복수의 제1 벽의 일례이며, 예를 들어, 판 또는 차폐부라고도 칭해질 수 있다.
프레임부(51)는 Z축을 따르는 방향으로 연장되는 대략 원통형으로 형성된 벽이다. 또한, 프레임부(51)는 이에 한정하지 않고, 직사각형과 같은 다른 형상으로 형성되어도 된다. 프레임부(51)는 내주면(51a)과, 외주면(51b)을 갖는다.
프레임부(51)의 내주면(51a)은 원통형의 프레임부(51)의 직경 방향을 향하는 곡면이며, 통상의 프레임부(51)의 중심축을 향한다. 외주면(51b)은, 내주면(51a)의 반대측에 위치한다. X-Y 평면에 있어서, 프레임부(51)의 외주면(51b)에 둘러싸인 부분의 면적은, 반도체 웨이퍼(2)의 단면적보다도 넓다.
프레임부(51)는 베이스 부품(31)의 프레임(41)의 내측에 배치된다. 프레임부(51)의 외경은, 프레임(41)의 내경보다도 작다. 프레임부(51)는 프레임(41)의 내주면(41a)의 일부를 덮는다. 프레임부(51)는 타깃(12)으로부터 방출된 입자 C가, 프레임(41)의 내주면(41a)의 일부에 부착되는 것을 억제한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 벽부(55)는 X-Y 평면에 있어서, 통상의 프레임부(51)의 내측에 설치된다. 복수의 제2 벽부(55)는 프레임부(51)의 내주면(51a)에 접속된다. 프레임부(51)와 복수의 제2 벽부(55)는 일체로 만들어진다. 바꾸어 말하면, 복수의 제2 벽부(55)는 프레임부(51)의 내측에 고정된다. 또한, 복수의 제2 벽부(55)는 프레임부(51)로부터 독립된 부품이어도 된다.
복수의 제2 벽부(55)는 대략 평행하게 배열된 복수의 제2 개구(57)를 형성한다. 복수의 제2 개구(57)는 복수의 제1 관통구의 일례이다. 복수의 제2 개구(57)는 Z축을 따르는 방향(연직 방향)으로 연장되는 육각형의 구멍이다. 바꾸어 말하면, 복수의 제2 벽부(55)는 내측에 제2 개구(57)가 형성된 복수의 육각형의 통의 집합체(하니컴 구조)를 형성한다. Z축을 따르는 방향으로 연장되는 제2 개구(57)는 Z축을 따르는 방향으로 이동하는 입자 C와 같은 물체를 통과시키는 것이 가능하다. 또한, 제2 개구(57)는 다른 형상으로 형성되어도 된다.
Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 제2 개구(57)의 형상은, 제1 개구(47)의 형상과 대략 동일하다. 또한, Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 복수의 제2 개구(57)는 복수의 제1 개구(47)와 겹치는 것이 가능한 위치에 설치된다. 또한, 제2 개구(57)의 형상 및 위치는, 제1 개구(47)의 형상 및 위치와 상이해도 된다.
콜리메이트 부품(32)은 상단부(32a)와 하단부(32b)를 갖는다. 상단부(32a)는 콜리메이트 부품(32)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 한쪽 단부이며, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)을 향한다. 하단부(32b)는 콜리메이트 부품(32)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 다른 쪽 단부이며, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)을 향한다.
제2 개구(57)는 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a)로부터 하단부(32b)에 걸쳐서 설치된다. 즉, 제2 개구(57)는 타깃(12)으를 향하여 개구됨과 함께, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 개구되는 구멍이다.
복수의 제2 벽부(55)는 각각, Z축을 따르는 방향으로 연장되는 대략 직사각형(사각형)의 판이다. 제2 벽부(55)는 예를 들어, Z축을 따르는 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 연장되어도 된다. 제2 벽부(55)는 상단면(55a)과 하단면(55b)을 갖는다.
제2 벽부(55)의 상단면(55a)은 제2 벽부(55)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 한쪽 단부이며, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)을 향한다. 복수의 제2 벽부(55)의 상단면(55a)은 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a)를 형성한다.
콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a)는 실질적으로 평탄하게 형성된다. 또한, 상단부(32a)는 예를 들어, 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)에 대하여 곡면형으로 오목해져도 된다. 바꾸어 말하면, 상단부(32a)는 타깃(12) 및 상벽(21)의 설치면(21a)으로부터 이격되도록 만곡해도 된다.
제2 벽부(55)의 하단면(55b)은 제2 벽부(55)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 다른 쪽 단부이며, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)을 향한다. 복수의 제2 벽부(55)의 하단면(55b)은 콜리메이트 부품(32)의 하단부(32b)를 형성한다.
콜리메이트 부품(32)의 하단부(32b)는 실질적으로 평탄하게 형성된다. 또한, 하단부(32b)는 예를 들어, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2) 및 스테이지(13)의 적재면(13a)으를 향하여 돌출되어도 된다. 바꾸어 말하면, 콜리메이트 부품(32)의 하단부(32b)는 프레임부(51)로부터 이격됨에 따라서, 스테이지(13)에 근접해도 된다. 콜리메이트 부품(32)의 하단부(32b)는 다른 형상으로 형성되어도 된다.
콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a)와 하단부(32b)는, 대략 동일한 형상을 갖는다. 이 때문에, 콜리메이트 부품(32)은 연직 방향에 있어서의 길이가 대략 동일한 복수의 제2 벽부(55)를 갖는다. 또한, Z축을 따르는 방향에 있어서, 복수의 제2 벽부(55)의 길이가 상이해도 된다.
Z축을 따르는 방향에 있어서, 정류부(42)의 길이는, 콜리메이트 부품(32)의 길이보다도 길다. 정류부(42)의 길이는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 상단부(42a)와 하단부(42b) 사이의 최대의 길이이다. 콜리메이트 부품(32)의 길이는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 상단부(32a)와 하단부(32b) 사이의 길이이다. 또한, 콜리메이트 부품(32)의 치수는 이것에 한정되지 않는다.
프레임부(51)의 외주면(51b)에 복수의 돌출부(59)가 설치된다. 돌출부(59)는 제2 보유 지지부의 일례이다. 복수의 돌출부(59)는 각각, Z축을 따르는 방향으로 연장된다. 복수의 돌출부(59)는 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a)부터 하단부(32b)까지 연장된다. 돌출부(59)는 다른 형상을 가져도 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 돌출부(59)는 통상의 프레임부(51)의 둘레 방향으로 배열된다. 프레임부(51)의 둘레 방향은, 프레임부(51)의 중심축 주위로 회전하는 방향이다. 복수의 돌출부(59)는 프레임부(51)의 둘레 방향에 있어서, 프레임부(51)의 외주면(51b)의 전역에 설치된다. 또한, 복수의 돌출부(59)는 예를 들어, 프레임부(51)의 둘레 방향에 있어서, 서로 간격을 두고 배치되어도 된다. 또한, 하나의 돌출부(59)가 프레임부(51)의 외주면(51b)에 설치되어도 된다.
콜리메이트 부품(32)은 베이스 부품(31)의 프레임(41)의 내측에 제거 가능하게 설치된다. 콜리메이트 부품(32)은 프레임부(51)가 프레임(41)과 동심원상으로 배치되도록, 프레임(41)의 내측에 설치된다. 바꾸어 말하면, 프레임(41)의 중심축과, 프레임(41)에 설치된 콜리메이트 부품(32)의 프레임부(51)의 중심축은, 대략 동일 위치에 배치된다.
예를 들어, 콜리메이트 부품(32)의 복수의 돌출부(59)가 프레임(41)의 복수의 홈(49)에 삽입되도록, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)의 내측에 삽입된다. 돌출부(59)는 홈(49)의, 프레임(41)의 상단(41c)에서 개구되는 부분으로부터, 홈(49)에 삽입된다.
콜리메이트 부품(32)의 복수의 돌출부(59)와, 프레임(41)의 복수의 홈(49)은, 서로 감합한다. 이 때문에, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 프레임(41)의 둘레 방향으로 회전(상대적으로 이동)하려고 하면, 돌출부(59)가 홈(49)을 형성하는 프레임(41)에 접촉한다. 이와 같이, 홈(49)과 돌출부(59)는, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 프레임(41)의 둘레 방향으로 회전하는 것을 제한한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 프레임(41)의 내측에 설치된 콜리메이트 부품(32)은 Z축을 따르는 방향으로 정류부(42)와 배열된다. 콜리메이트 부품(32)은 정류부(42)와, 상벽(21) 사이에 위치한다. 콜리메이트 부품(32)은 예를 들어, 정류부(42)의 상단부(42a)에 의해 지지된다. 베이스 부품(31)은 정류부(42)의 상단부(42a)와는 상이한 부분에서, 콜리메이트 부품(32)을 지지해도 된다.
정류부(42)의 상단부(42a)는 콜리메이트 부품(32)을 지지하고, 콜리메이트 부품(32)이 스테이지(13)를 향하여 Z축을 따르는 부방향으로 이동(낙하)하는 것을 제한한다. 한편, 콜리메이트 부품(32)은 홈(49)을 따라, Z축을 따르는 정방향으로 이동 가능하다. 프레임(41)은 콜리메이트 부품(32)이 Z축을 따르는 정방향으로 이동하는 것을 제한해도 된다.
도 2에 있어서, 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대한 제1 위치 P1에서, 프레임(41)의 내측에 설치된다. 제1 위치 P1은, 제1 위치, 제3 위치, 및 제5 위치의 일례이다.
Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 제1 위치 P1에 위치하는 콜리메이트 부품(32)의 복수의 제2 개구(57)는 정류부(42)의 복수의 제1 개구(47)와 대략 동일 위치에 배치된다. 이 때문에, 복수의 제1 개구(47)와 복수의 제2 개구(57)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다.
또한, Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 제1 위치 P1에 위치하는 콜리메이트 부품(32)의 복수의 제2 벽부(55)는 정류부(42)의 복수의 제1 벽부(45)와 대략 동일 위치에 배치된다. 이 때문에, 복수의 제1 벽부(45)와 복수의 제2 벽부(55)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W1과, 높이 H1에 의해, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W1은, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이 H1은, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a) 사이의 길이이다. 도 3의 예에 있어서의 애스펙트비 R1은, H1/W1이 된다.
도 5는, 제1 실시 형태의 2개의 콜리메이트 부품(32)을 갖는 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 콜리메이터(16)는 2개의 콜리메이트 부품(32)을 가져도 된다. 또한, 콜리메이터(16)는 2개보다 많은 콜리메이트 부품(32)을 가져도 된다.
도 5의 예에 있어서, 2개의 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)의 내측에 제거 가능하게 설치된다. 이하, 한쪽 콜리메이트 부품(32)을 콜리메이트 부품(32A), 다른 쪽 콜리메이트 부품을 콜리메이트 부품(32B)이라고 칭한다. 또한, 콜리메이트 부품(32A, 32B)에 공통되는 설명은, 콜리메이트 부품(32)에 관한 설명으로서 기재된다. 콜리메이트 부품(32A)과 콜리메이트 부품(32B)은, 동일한 형상을 갖는다.
콜리메이트 부품(32A)은 정류부(42)의 상단면(42a)에 지지된다. 콜리메이트 부품(32B)은 콜리메이트 부품(32A)에 적층할 수 있다. 콜리메이트 부품(32B)은 콜리메이트 부품(32A)의 상단부(32a)에 지지된다. 콜리메이트 부품(32A)은 정류부(42)와, 콜리메이트 부품(32B) 사이에 위치한다.
도 5의 예에 있어서, 콜리메이트 부품(32A)은 프레임(41)에 대한 제1 위치 P1에서, 프레임(41)의 내측에 설치된다. 한편, 콜리메이트 부품(32B)은 제1 위치 P1에 위치하는 콜리메이트 부품(32A)보다도 상벽(21)에 가깝다. 이와 같이, 콜리메이트 부품(32B)은 제1 위치 P1과 상이한 제2 위치 P2에서, 프레임(41)의 내측에 설치된다. 제2 위치 P2는, 제6 위치의 일례이다.
제2 위치 P2에 있어서의 콜리메이트 부품(32(32B))과 프레임(41)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32(32A))과 프레임(41)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. Z축을 따르는 방향에 있어서의 위치 이외의 점에 있어서, 제1 위치 P1과 제2 위치 P2는 동일하다.
도 5의 예에 있어서, 정류부(42)의 복수의 제1 개구(47)와, 콜리메이트 부품(32A)의 복수의 제2 개구(57)와, 콜리메이트 부품(32B)의 복수의 제2 개구(57)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다. 또한, 정류부(42)의 복수의 제1 벽부(45)와, 콜리메이트 부품(32A)의 복수의 제2 벽부(55)와, 콜리메이트 부품(32B)의 복수의 제2 벽부(55)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다.
접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W2와, 높이 H2에 따라, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W2는, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이 H2는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 콜리메이트 부품(32B)의 상단부(32a) 사이의 길이이다.
도 5의 예에 있어서의 애스펙트비 R2는, H2/W2가 된다. 높이 H2는, 높이 H1보다도 높다. 폭 W2는, 폭 W1과 동등하다. 이 때문에, 도 5에 있어서의 애스펙트비 R2는, 도 3에 있어서의 애스펙트비 R1보다도 크다.
도 6은, 제1 실시 형태의 콜리메이트 부품(32C)을 갖는 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 콜리메이터(16)는 콜리메이트 부품(32A, 32B)과 다른 콜리메이트 부품(32C)을 가져도 된다. 도 6은, 콜리메이트 부품(32A)을 이점쇄선으로 나타낸다.
Z축을 따르는 방향에 있어서, 콜리메이트 부품(32C)의 길이는, 콜리메이트 부품(32A)의 길이보다도 길다. 콜리메이트 부품(32C)의 길이는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 콜리메이트 부품(32C)의 상단부(32a)와 하단부(32b) 사이의 길이이다. 또한, Z축을 따르는 방향에 있어서, 콜리메이트 부품(32C)의 길이는, 콜리메이트 부품(32A)의 길이 보다 짧아도 된다. 콜리메이트 부품(32C)은 Z축을 따르는 방향에 있어서의 길이 이외의 점에 있어서, 콜리메이트 부품(32A)과 동일한 형상을 갖는다.
도 6의 예에 있어서, 콜리메이트 부품(32C)은 프레임(41)에 대한 제1 위치 P1에서, 프레임(41)의 내측에 설치된다. 이 때문에, 정류부(42)의 복수의 제1 개구(47)와, 콜리메이트 부품(32C)의 복수의 제2 개구(57)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다. 또한, 정류부(42)의 복수의 제1 벽부(45)와, 콜리메이트 부품(32C)의 복수의 제2 벽부(55)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다.
접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W3과, 높이 H3에 의해, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭 W3은, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이 H3은, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 콜리메이트 부품(32C)의 상단부(32a) 사이의 길이이다.
도 6의 예에 있어서의 애스펙트비 R3은, H3/W3이 된다. 높이 H3은, 높이 H1보다도 높다. 폭 W3은, 폭 W1과 동등하다. 이 때문에, 도 6에 있어서의 애스펙트비 R3은, 도 3에 있어서의 애스펙트비 R1보다도 크다.
도 7은, 제1 실시 형태의 콜리메이트 부품(32)이 제거된 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)으로부터 제거 가능하다. 이 경우, 제1 개구(47)의 폭 W4와, 높이 H4에 의해, 제1 개구(47)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 개구(47)의 폭 W4는, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 개구(47)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 개구(47)의 높이 H4는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 상단부(42a) 사이의 길이이다.
도 7의 예에 있어서의 애스펙트비 R4는, H4/W4가 된다. 높이 H4는, 높이 H1보다도 낮다. 폭 W4는, 폭 W1과 동등하다. 이 때문에, 도 7에 있어서의 애스펙트비 R4는, 도 3에 있어서의 애스펙트비 R1보다도 작다.
도 8은, 제1 실시 형태의 콜리메이트 부품(32)이 회전된 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대한 제3 위치 P3에서, 프레임(41)의 내측에 설치되어도 된다. 제3 위치 P3은, 제4 위치의 일례이다.
제3 위치 P3에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. 바꾸어 말하면, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의 상대적인 위치를 기준으로 하면, 제3 위치 P3에 있어서의 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대하여 소정 각도 회전시킬 수 있다.
제3 위치 P3에 있어서의 콜리메이트 부품(32)은 정류부(42)의 상단부(42a)에 지지된다. 즉, Z축을 따르는 방향에 있어서, 제3 위치 P3에 있어서의 콜리메이트 부품(32)의 위치는, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)의 위치와 대략 동일하다.
제3 위치 P3에 있어서의 복수의 제2 개구(57)의 위치는, 복수의 제1 개구(47)의 위치와 상이하다. Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 제3 위치 P3에 있어서의 제2 개구(57)는 제1 개구(47)와 부분적으로 겹친다. 또한, 하나의 제2 개구(57)가 복수의 제1 개구(47)에 부분적으로 겹쳐도 된다. 제3 위치 P3에 있어서의 제2 개구(57)는 제1 개구(47)에 Z축을 따르는 방향으로 접속된다.
접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭과, 높이에 따라, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭은, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a) 사이의 길이이다.
도 8의 예에 있어서의 높이는, 높이 H1과 동등하다. 도 8의 예에 있어서의 폭은, 폭 W1보다도 좁은 경우가 있다. 이 때문에, 도 8에 있어서의 애스펙트비 R5는, 도 3에 있어서의 애스펙트비 R1보다도 커지는 경우가 있다.
예를 들어, 콜리메이터(16)의 중앙 부분에 위치하는 제1 및 제2 개구(47, 57)의, 제1 위치 P1에 있어서의 애스펙트비와, 제3 위치 P3에 있어서의 애스펙트비는, 거의 동등해진다. 한편, 콜리메이터(16)의 중앙으로부터 먼 부분에 위치하는 제1 및 제2 개구(47, 57)의, 제3 위치 P3에 있어서의 애스펙트비는, 제1 위치 P1에 있어서의 애스펙트비보다도 커진다.
이상 설명한 스퍼터 장치(1)는 예를 들어, 이하와 같이 마그네트론 스퍼터링을 행한다. 또한, 스퍼터 장치(1)가 마그네트론 스퍼터링을 행하는 방법은, 이하에 설명되는 방법에 한정되지 않는다.
먼저, 도 1에 도시하는 펌프(17)가 배출구(24)로부터 처리실(11a)의 기체를 흡인한다. 이에 의해, 처리실(11a)의 공기가 제거되어, 처리실(11a)의 기압이 저하된다. 펌프(17)는 처리실(11a)을 진공으로 한다.
이어서, 탱크(18)가 도입구(25)로부터 처리실(11a)에, 아르곤 가스를 도입한다. 타깃(12)에 전압이 인가되면, 마그네트(14)의 자장 부근에서 플라즈마 P가 발생한다. 또한, 스테이지(13)에 전압이 인가되어도 된다.
타깃(12)의 하면(12a)을 이온이 스퍼터함으로써, 타깃(12)의 하면(12a)으로부터, 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 입자 C가 방출된다. 상술한 바와 같이, 입자 C가 날아가는 방향은, 코사인 법칙에 따라서 분포한다.
도 3의 예에 있어서, 연직 방향으로 방출된 입자 C는, 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과하여, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 날아간다. 한편, 연직 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 방향(경사 방향)으로 방출되는 입자 C도 존재한다.
경사 방향과 연직 방향 사이의 각도가 소정의 범위 밖인 입자 C는, 콜리메이터(16)에 부착된다. 예를 들어, 입자 C는, 제1 또는 제2 벽부(45, 55)에 부착된다. 즉, 콜리메이터(16)는 경사 방향과 연직 방향 사이의 각도가 소정의 범위 밖인 입자 C를 차단한다. 경사 방향으로 날아가는 입자 C는, 차폐 부재(15)에 부착되기도 한다.
경사 방향과 연직 방향 사이의 각도가 소정의 범위 내인 입자 C는, 콜리메이터(16)의 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과하여, 스테이지(13)에 지지된 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 날아간다. 또한, 경사 방향과 연직 방향 사이의 각도가 소정의 범위 내인 입자 C가, 차폐 부재(15) 또는 콜리메이터(16)에 부착되는 경우가 있다.
콜리메이터(16)의 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과한 입자 C는, 반도체 웨이퍼(2)에 부착 및 퇴적됨으로써, 반도체 웨이퍼(2)에 성막된다. 바꾸어 말하면, 반도체 웨이퍼(2)는 타깃(12)이 방출한 입자 C를 받는다. 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과한 입자 C의 배향(방향)은 연직 방향에 대하여 소정의 범위 내에서 정렬된다. 이와 같이, 콜리메이터(16)의 형상에 의해, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 방향이 제어된다.
반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 막의 두께가 원하는 두께에 도달할 때까지의 동안 마그네트(14)가 이동한다. 마그네트(14)가 이동함으로써, 플라즈마 P가 이동하여, 타깃(12)을 균일하게 깎을 수 있다.
콜리메이터(16)를 통과 가능한 입자 C의 경사 방향과 연직 방향 사이의 각도(콜리메이션 각도)는 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비에 따라 바뀐다. 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 크게 설정될수록, 콜리메이션 각도가 작아져서, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향(방향)이 보다 정렬된다.
예를 들어, 애스펙트비가 R2인 도 5의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도는, 애스펙트비가 R1인 도 3의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도보다도 작다. 이 때문에, 도 5의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향은, 도 3의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향보다도 정렬되어 있다.
애스펙트비가 R3인 도 6의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도는, 애스펙트비가 R1인 도 3의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도보다도 작다. 이 때문에, 도 6의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향은, 도 3의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향보다도 정렬되어 있다.
도 8의 예의 콜리메이터(16)에 있어서, 각각의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 콜리메이션 각도는 상이하다. 콜리메이터(16)의 중앙 부분에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 콜리메이션 각도는, 애스펙트비가 R1인 도 3의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도와 거의 동등하다. 콜리메이터(16)의 중앙으로부터 먼 부분에 위치하는 제1 및 제2 개구(47, 57)의 콜리메이션 각도는, 도 3의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도보다도 작다.
어떤 일례에 있어서, 콜리메이터(16)의 중앙 부분에 있어서는, 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 수직으로 날아가는 입자 C가 많다. 이 때문에, 도 3의 예와 애스펙트비가 거의 동등한 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과하는 입자 C의 배향은, 충분히 정렬되어 있다.
한편, 콜리메이터(16)의 중앙으로부터 먼 부분에 있어서는, 반도체 웨이퍼(2)를 향하여 수직으로 날아가는 입자 C는 적고, 비스듬히 날아가는 입자 C가 많다. 이들 입자 C가 도 3의 예보다도 애스펙트비가 높은 제1 및 제2 개구(47, 57)를 통과하기 때문에, 입자 C의 배향은, 도 3의 예보다도 정렬된다.
상기한 바와 같이 도 8의 예의 콜리메이터(16)는 비스듬히 날아가는 입자 C가 많은 부분에 있어서, 애스펙트비가 크게 설정된다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향은, 도 3의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향보다도 정렬되어 있다.
이상과 같이, 콜리메이터(16)가 도 5, 도 6, 또는 도 8의 예와 같이 설정됨으로써, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향이 보다 정렬된다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향을 보다 정렬시키고자 하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32B)이 콜리메이터(16)에 추가된다.
도 5, 도 6, 및 도 8의 예는, 서로 조합되어도 된다. 예를 들어, 콜리메이트 부품(32A)에 콜리메이트 부품(32C)을 적층할 수 있어도 된다. 또한, 적층된 콜리메이트 부품(32A, 32B)이, 프레임(41)에 대하여 회전되어도 된다.
한편, 애스펙트비가 R4인 도 7의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도는, 애스펙트비가 R1인 도 3의 예의 콜리메이터(16)의 콜리메이션 각도보다도 크다. 이 때문에, 도 7의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향은, 도 3의 예에 있어서 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향보다도 변동된다.
예를 들어, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향이 소정의 변동을 허용하는 경우, 도 7에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32)이 콜리메이터(16)로부터 제거되어도 된다. 도 7의 예에 있어서도, 콜리메이터(16)의 정류부(42)에 의해, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 방향이 제어된다.
이상과 같이, 콜리메이트 부품(32)이 도 5 내지 도 8의 예와 같이 변경됨으로써, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향의 범위가 변경된다. 콜리메이트 부품(32)은 마그네트론 스퍼터링이 행하여지기 전에, 베이스 부품(31)의 프레임(41)에 원하는 위치에서 설치되거나, 또는 프레임(41)으로부터 제거된다.
본 실시 형태의 콜리메이터(16)의 베이스 부품(31) 및 콜리메이트 부품(32)은 예를 들어, 3D 프린터에 의해 적층 조형된다. 베이스 부품(31) 및 콜리메이트 부품(32)은 주조나 단조와 같은, 다른 방법에 의해 제조되어도 된다.
제1 실시 형태에 따른 스퍼터 장치(1)에 있어서, 콜리메이터(16)는 프레임(41)과, 프레임(41)의 내측에 제거 가능하게 설치되도록 구성된 콜리메이트 부품(32)을 갖는다. 콜리메이트 부품(32)은 복수의 제2 벽부(55)를 갖고, 당해 복수의 제2 벽부(55)에 의해 Z축을 따르는 방향으로 연장되는 복수의 제2 개구(57)가 설치된다. 이러한 콜리메이터(16)에 있어서, 여러가지의 형상을 갖는 콜리메이트 부품(32)(32A, 32B, 32C)이, 조건에 따라, 프레임(41)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 각도에 관한 제한이 엄격한 경우, 제2 개구(57)의 애스펙트비가 높은 콜리메이트 부품(32C)이 프레임(41)에 설치된다. 이에 의해, 새로운 콜리메이터(16)를 만드는 일 없이, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다. 또한, 스퍼터링 전에 콜리메이터(16)의 애스펙트비가 조정되기 때문에, 스퍼터링 중에 더스트가 발생하는 것이 억제된다.
복수의 제1 벽부(45)를 갖는 정류부(42)가 프레임(41)의 내측에 고정되어, Z축을 따르는 방향으로 콜리메이트 부품(32)과 나란하도록 구성된다. 이에 의해, 콜리메이트 부품(32)의 복수의 제2 개구(57)와, 정류부(42)의 복수의 제1 개구(47)가 Z축을 따르는 방향으로 접속될 수 있다. 제2 개구(57)와 제1 개구(47)가 접속됨으로써, 입자 C가 통과하는 관통구인, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비를 조건에 따라서 설정할 수 있다. 즉, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다. 또한, 정류부(42)가 프레임(41)에 고정되기 때문에, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 설치되어 있지 않은 상태에서, 콜리메이터(16)가 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 각도를 제한할 수 있다.
콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대한 복수의 위치에서, 당해 프레임(41)의 내측에 설치되는 것이 가능하다. 예를 들어, 콜리메이트 부품(32)은 콜리메이트 부품(32)의 제2 벽부(55)의 상단면(55a)과, 상벽(21) 사이의 거리가 상이한 제1 위치 P1과 제2 위치 P2에서, 프레임(41)의 내측에 설치되는 것이 가능하다. 이에 의해, 입자 C가 제2 개구(57)를 통과 가능한 각도가 변화한다. 즉, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 콜리메이트 부품(32)은 콜리메이트 부품(32(32B))의 제2 벽부(55)의 상단면(55a)과, 정류부(42)의 제1 벽부(45) 사이의 거리가 상이한 제1 위치 P1과 제2 위치 P2에서, 프레임(41)의 내측에 설치되는 것이 가능하다. 이러한 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 설치되는 위치를 변경함으로써, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비 변경이 가능하게 된다. 이와 같이, 콜리메이트 부품(32)의 프레임(41)에 대한 위치를 변경함으로써, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제3 위치 P3에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, 프레임(41)의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. 즉, 제1 위치 P1에 있어서의 제2 개구(57)와 제1 개구(47)의 상대적인 위치는, 제3 위치 P3에 있어서의 제2 개구(57)와 제1 개구(47)의 상대적인 위치와 상이하다. 이에 의해, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비를 조건에 따라서 설정할 수 있다. 즉, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, Z축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제2 위치 P2에 있어서의 콜리메이트 부품(32(32B))과 프레임(41)의 Z축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. 즉, Z축을 따르는 방향에 있어서, 제1 위치 P1에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이 H1은, 제2 위치 P2에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이 H2와 상이하다. 이에 의해, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비를 조건에 따라서 설정할 수 있다. 즉, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
홈(49) 및 돌출부(59)는 서로 감합되어, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 당해 프레임(41)의 둘레 방향으로 상대적으로 이동하려고 할 때에 서로 접촉한다. 이에 의해, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 바라지 않는 회전을 하는 것이 억제된다. 따라서, 스퍼터링과 같은 처리 중에, 예를 들어, 입자 C가 통과하는 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 변화하는 것이 억제된다.
복수의 콜리메이트 부품(32A, 32B)이, 프레임(41)의 내측에 제거 가능하게 설치되도록 구성된다. 이러한 콜리메이터(16)에 있어서, 콜리메이트 부품(32)의 수가 조건에 따라서 설정될 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 각도에 관한 제한이 엄격한 경우, 다수의 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 설치된다. 이에 의해, 접속되는 복수의 제2 개구(57)의 애스펙트비가 커진다. 따라서, 새로운 콜리메이터(16)를 만드는 일 없이, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
이하에, 제2 실시 형태에 대해서, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 복수의 실시 형태의 설명에 있어서, 이미 설명된 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소는, 당해 이미 설명한 구성 요소와 동일 부호가 첨부되어, 재차 설명이 생략되는 경우가 있다. 또한, 동일 부호가 부여된 복수의 구성 요소는, 모든 기능 및 성질이 공통되기만 하는 것은 아니며, 각 실시 형태에 따른 다른 기능 및 성질을 갖고 있어도 된다.
도 9는, 제2 실시 형태에 따른 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 있어서, 콜리메이트 부품(32)의 복수의 돌출부(59)는 Y축을 따르는 방향에 있어서의 프레임부(51)의 양단부에 설치된다. 제2 실시 형태에 있어서의 복수의 돌출부(59)는 X축을 따르는 방향으로 배열되고, 외주면(51a)으로부터 Y축을 따르는 방향으로 돌출된다.
제2 실시 형태의 프레임(41)에, 홈(49) 대신에 2개의 보유 지지홈(61)이 설치된다. 2개의 보유 지지홈(61)은 Y축을 따르는 방향에 있어서의 프레임(41)의 양단부에 설치된다. 보유 지지홈(61)은 프레임(41)의 내주면(41a)에 설치되고, Z축을 따르는 방향으로 연장된다. 보유 지지홈(61)은 정류부(42)의 상단부(42a)로부터, 프레임(41)의 상단(41c)까지 연장된다.
보유 지지홈(61)의 X축을 따르는 방향을 향하는 내면에, Y축을 따르는 방향으로 배열되는 복수의 돌기가 형성된다. 당해 돌기는, 보유 지지홈(61)의 X축을 따르는 방향을 향하는 2개의 내면의 양쪽에 설치되지만, 한쪽에 설치되어도 된다. 당해 돌기도, Z축을 따르는 방향으로 연장된다.
제2 실시 형태의 베이스 부품(31)은 2개의 보유 지지 부재(65)를 갖는다. 보유 지지 부재(65)는 제1 감합부(66)와, 제2 감합부(67)를 갖는다. 제1 감합부(66)는 제1 보유 지지부의 일례이다.
제1 감합부(66)는 X축을 따르는 방향으로 연장된다. 제1 감합부(66)에, 콜리메이트 부품(32)의 프레임(41)으를 향하여 돌출되고, X축을 따르는 방향으로 배열된 복수의 돌기가 형성된다. 당해 돌기는, Z축을 따르는 방향으로 연장된다.
복수의 돌기가 형성된 제1 감합부(66)와, 콜리메이트 부품(32)의 복수의 돌출부(59)는 서로 감합한다. 이 때문에, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 X축을 따르는 방향으로 이동하려고 하면, 돌출부(59)가 제1 감합부(66)의 돌기에 접촉한다. 이와 같이, 돌출부(59)와 제1 감합부(66)는, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 X축을 따르는 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
또한, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 프레임(41)의 둘레 방향으로 이동하려고 하면, 돌출부(59)가 제1 감합부(66)의 돌기에 접촉한다. 이와 같이, 돌출부(59)와 제1 감합부(66)는, 콜리메이트 부품(32)이 프레임(41)에 대하여 프레임(41)의 둘레 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
제2 감합부(67)는 제1 감합부(66)로부터, Y축을 따르는 방향으로 연장된다. 제2 감합부(67)는 보유 지지홈(61)에 삽입된다. 제2 감합부(67)에, X축을 따르는 방향으로 돌출되고, Y축을 따르는 방향으로 배열된 복수의 돌기가 형성된다. 당해 돌기는, Z축을 따르는 방향으로 연장된다.
복수의 돌기가 형성된 제2 감합부(67)와, 복수의 돌기가 형성된 보유 지지홈(61)은 서로 감합한다. 이 때문에, 보유 지지 부재(65)가 프레임(41)에 대하여 Y축을 따르는 방향으로 이동하려고 하면, 보유 지지홈(61)의 돌기가 제2 감합부(67)의 돌기에 접촉한다. 이와 같이, 보유 지지홈(61)과 제2 감합부(67)는, 보유 지지 부재(65)가 프레임(41)에 대하여 Y축을 따르는 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
보유 지지 부재(65)는 X축을 따르는 방향에 있어서, 콜리메이트 부품(32)을 프레임(41)에 보유 지지한다. 또한, 콜리메이트 부재(32)를 보유 지지하는 보유 지지 부재(65)는 Y축을 따르는 방향에 있어서, 프레임(41)에 보유 지지된다. 이에 의해, 콜리메이트 부품(32)은 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향에 있어서, 프레임(41)에 보유 지지된다. 이와 같이, 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)의 내주면(41a)으로부터 이격된 위치에서, 프레임(41)의 내측에 설치되어도 된다.
도 9의 예에 있어서, 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대한 제1 위치 P1에서, 프레임(41)의 내측에 설치되어 있다. 이 때문에, 복수의 제1 개구(47)와 복수의 제2 개구(57)는, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속된다.
도 10은, 제2 실시 형태의 콜리메이트 부품(32)이 이동된 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 부품(32)은 프레임(41)에 대한 제4 위치 P4에서, 프레임(41)의 내측에 설치되어도 된다. 제4 위치 P4는, 제2 위치의 일례이다.
제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의, X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. X축을 따르는 방향과, Y축을 따르는 방향은 각각, 제2 방향의 일례이다.
예를 들어, 제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)은 제1 위치 P1으로부터 프레임(41)에 대하여 X축을 따르는 부방향(도 10에 있어서의 좌측 방향)으로 이동한 위치에서, 보유 지지 부재(65)에 보유 지지된다. 또한, 제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)을 보유 지지하는 보유 지지 부재(65)는 제1 위치 P1으로부터 프레임(41)에 대하여 Y축을 따르는 정방향(도 10에 있어서의 상측 방향)으로 이동한 위치에서, 보유 지지홈(61)에 보유 지지된다.
제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)은 정류부(42)의 상단부(42a)에 지지된다. 즉, Z축을 따르는 방향에 있어서, 제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)의 위치는, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)의 위치와 대략 동일하다.
제4 위치 P4에 있어서의 복수의 제2 개구(57)의 위치는, 복수의 제1 개구(47)의 위치와 상이하다. Z축을 따르는 방향으로 평면에서 본 경우, 제4 위치 P4에 있어서의 제2 개구(57)는 제1 개구(47)와 부분적으로 겹친다. 또한, 하나의 제2 개구(57)가 복수의 제1 개구(47)에 부분적으로 겹쳐도 된다. 제4 위치 P4에 있어서의 제2 개구(57)는 제1 개구(47)에 Z축을 따르는 방향으로 접속된다.
접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭과, 높이에 따라, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 정해진다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 폭은, X축을 따르는 방향에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 길이이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 높이는, Z축을 따르는 방향에 있어서의, 정류부(42)의 하단부(42b)와 콜리메이트 부품(32)의 상단부(32a) 사이의 길이이다.
도 10의 예에 있어서의 높이는, 높이 H1과 동등하다. 도 10의 예에 있어서의 폭은, 폭 W1보다도 좁다. 이 때문에, 도 10에 있어서의 애스펙트비 R6은, 도 9에 있어서의 애스펙트비 R1보다도 커진다.
콜리메이트 부품(32)이 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향으로 이동되면, 서로 애스펙트비가 상이한 복수의 제1 및 제2 개구(47, 57)가 형성되는 경우가 있다. 조건에 따라, 이러한 복수의 제1 및 제2 개구(47, 57)가 형성되는 위치에 콜리메이트 부품(32)이 배치될 수 있다.
제2 실시 형태의 스퍼터 장치(1)에 있어서, 제1 위치 P1에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 제4 위치 P4에 있어서의 콜리메이트 부품(32)과 프레임(41)의 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이하다. 즉, 제1 위치 P1에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 상대적인 위치는, 제4 위치 P에 있어서의 제1 및 제2 개구(47, 57)의 상대적인 위치와 상이하다. 이에 의해, 접속된 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비를 조건에 따라서 설정할 수 있다. 즉, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
이하에, 제3 실시 형태에 대해서, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다. 도 11은, 제3 실시 형태에 따른 스퍼터 장치(1)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서, 콜리메이트 부품(32)은 베이스 부품(31)에 분리 가능하게 접속된다.
도 12는, 제3 실시 형태의 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 베이스 부품(31)의 프레임(41)은 콜리메이트 부품(32)의 프레임부(51)와, Z축을 따르는 방향으로 배열된다.
프레임(41)의 내주면(41a)과, 프레임부(51)의 내주면(51a)은, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속될 수 있다. 프레임(41)의 외주면(41b)과, 프레임부(51)의 외주면(51b)은, Z축을 따르는 방향으로 연속되도록 접속될 수 있다. 또한, 프레임부(51)는 제1 실시 형태와 동일하게 프레임(41)의 내측에 배치되어도 된다.
제3 실시 형태의 스퍼터 장치(1)는 구동부(71)를 갖는다. 구동부(71)는 예를 들어, 액추에이터(72)와, 구동 기구(73)를 갖는다. 액추에이터(72)는 예를 들어, 서보 모터이다. 또한, 액추에이터(72)는 솔레노이드와 같은 다른 액추에이터여도 된다. 구동 기구(73)는 액추에이터(72)와 베이스 부품(31)을 접속한다. 또한, 구동 기구(73)는 액추에이터(72)와 콜리메이트 부품(32)을 접속해도 된다. 구동 기구(73)는 기어, 랙, 및 링크 기구와 같은, 동력을 전달하는 여러가지 부품을 갖는다.
도 12에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 액추에이터(72)는 구동 기구(73)를 통하여, 베이스 부품(31)을 이동시킬 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 액추에이터(72)는 구동 기구(73)를 통하여, 베이스 부품(31)을 Z축을 따르는 방향으로 이동시킨다. 또한, 액추에이터(72)는 콜리메이트 부품(32)을 Z축을 따르는 방향으로 이동시켜도 된다.
액추에이터(72)가 베이스 부품(31)을 이동시킴으로써, 베이스 부품(31)과 콜리메이트 부품(32)의 상대적인 위치가 조정된다. 즉, 콜리메이터 부품(32)은 베이스 부품(31)에 대한 복수의 위치에 배치될 수 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 개구(47, 57)의 애스펙트비가 조정되어, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자 C의 방향(각도)의 범위를 조정할 수 있다.
제3 실시 형태의 스퍼터 장치(1)에 있어서, 구동부(71)가 베이스 부품(31)과 콜리메이트 부품(32)의 상대적인 위치를 바꾼다. 이에 의해, 베이스 부품(31)과 콜리메이트 부품(32)의 상대적인 위치를 용이하게 변경할 수 있다.
도 13은, 제3 실시 형태의 제1 변형예에 관한 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 액추에이터(72)는 구동 기구(73)를 통하여, 베이스 부품(31)을 프레임(41)의 둘레 방향으로 이동시킨다. 또한, 액추에이터(72)는 콜리메이트 부품(32)을 프레임(41)의 둘레 방향으로 이동시켜도 된다.
도 14는, 제3 실시 형태의 제2 변형예에 관한 콜리메이터(16)를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 14에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 액추에이터(72)는 구동 기구(73)를 통하여, 베이스 부품(31)을 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향으로 이동시킨다. 또한, 액추에이터(72)는 콜리메이트 부품(32)을 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향으로 이동시켜도 된다.
콜리메이트 부품(32)이 X축을 따르는 방향 및 Y축을 따르는 방향으로 이동되면, 서로 애스펙트비가 상이한 복수의 제1 및 제2 개구(47, 57)가 형성되는 경우가 있다. 이 경우, 스퍼터링 중에, 액추에이터(72)가 베이스 부품(31) 및 콜리메이트 부품(32)을 일체적으로 회전시켜도 된다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(2)에 성막되는 입자 C의 배향의 변동이 저감된다.
이상 설명한 적어도 하나의 실시 형태에 있어서, 스퍼터 장치(1)가 처리 장치의 일례이다. 그러나, 처리 장치는, 증착 장치, 또는 X선 CT 장치와 같은 다른 장치여도 된다.
처리 장치가 증착 장치인 경우, 예를 들어, 증발되는 재료가 입자 발생원인 일례이며, 당해 재료로부터 발생하는 증기가 입자인 일례이며, 증착되는 가공 대상이 물체인 일례이다. 기화한 물질인 증기는, 1종류 또는 복수 종류의 분자를 포함한다. 당해 분자는 입자이다. 증착 장치에 있어서, 콜리메이터(16)는 예를 들어, 증발되는 재료가 배치되는 위치와, 가공 대상이 배치되는 위치 사이에 배치된다.
처리 장치가 X선 CT 장치인 경우, 예를 들어, X선을 방출하는 X선관이 입자 발생원인 일례이며, X선이 입자인 일례이며, X선이 조사되는 피검체가 물체인 일례이다. X선은 전자파의 일종이며, 전자파는, 미시적으로는, 소립자의 일종으로서의 광자이다. 소립자는 입자이다. X선 CT 장치에 있어서, 콜리메이터(16)는 예를 들어, X선관이 배치되는 위치와, 피검체가 배치되는 위치 사이에 배치된다.
X선 CT 장치에 있어서, X선관으로부터 조사되는 X선량은, 조사 범위에서 불균일하게 된다. 이러한 X선 CT 장치에 콜리메이터(16)가 설치됨으로써, 조사 범위에 있어서의 X선량을 균일화할 수 있고, 또한, 조사 범위를 조정할 수 있다. 추가로, 불필요한 피폭을 피할 수 있다.
이상의 복수의 실시 형태에 있어서, 콜리메이트 부품(32)은 프레임부(51)를 갖는다. 그러나, 콜리메이트 부품(32)은 프레임부(51)를 갖지 않아도 된다. 또한, 복수의 제2 벽부(55)는 서로 분리 가능하여도 된다. 각각의 제2 벽부(55)는 독립하여 프레임(41)의 내측에 제거 가능하게 설치되어도 된다.
이상 설명한 적어도 하나의 실시 형태에 따르면, 콜리메이터의 제1 정류부가, 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된다. 이에 의해, 콜리메이터(16)를 통과하는 입자의 방향 범위를 조정할 수 있다. 또한, 제1 정류부가 설치되는 부재는 프레임형에 한하지 않고 다른 형상을 가져도 된다. 예를 들어, 제1 정류부를 끼움 지지 가능한 복수의 부재에, 제1 정류부가 제거 가능하게 설치되어도 된다.
본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 청구범위에 기재된 발명과 그 균 등의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 물체가 배치되도록 구성된 물체 배치부와,
    상기 물체 배치부로부터 이격된 위치에 배치되고, 상기 물체를 향하여 입자를 방출하는 것이 가능한 입자 발생원이 배치되도록 구성된 발생원 배치부와,
    상기 물체 배치부와 상기 발생원 배치부 사이에 배치되도록 구성되고, 프레임과, 복수의 제1 벽을 갖고, 상기 복수의 제1 벽에 의해 형성되고 상기 발생원 배치부로부터 상기 물체 배치부로 향하는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된 제1 정류부를 갖는 콜리메이터
    를 구비하는 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터는, 복수의 제2 벽을 갖고, 상기 복수의 제2 벽에 의해 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 고정되고, 상기 제1 방향으로 상기 제1 정류부와 나란하도록 구성된 제2 정류부를 갖는, 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 상기 프레임에 대한 복수의 위치에서 당해 프레임에 설치되는 것이 가능한, 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제1 위치와 제2 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제1 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제2 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제2 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제3 위치와 제4 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제3 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 프레임의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제4 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 프레임의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제5 위치와 제6 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제5 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제1 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제6 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제1 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프레임은, 제1 보유 지지부를 갖고,
    상기 제1 정류부는, 제2 보유 지지부를 갖고,
    상기 제1 보유 지지부는, 상기 프레임에 대하여 상기 프레임의 둘레 방향으로 상대적으로 이동하는 상기 제1 정류부의 상기 제2 보유 지지부에 접촉하도록 구성된, 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터는, 복수의 상기 제1 정류부를 갖고,
    상기 복수의 제1 정류부가, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된, 처리 장치.
  9. 프레임과,
    복수의 제1 벽을 갖고, 상기 복수의 제1 벽에 의해 형성되고 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된 제1 정류부
    를 구비하는 콜리메이터.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 제2 벽을 갖고, 상기 복수의 제2 벽에 의해 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 관통구가 형성되고, 상기 프레임에 고정되고, 상기 제1 방향으로 상기 제1 정류부와 나란하도록 구성된 제2 정류부를 더 구비하는, 콜리메이터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 상기 프레임에 대한 복수의 위치에서 당해 프레임에 설치되는 것이 가능한, 콜리메이터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제1 위치와 제2 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제1 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제2 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제2 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 콜리메이터.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제3 위치와 제4 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제3 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 프레임의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제4 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의, 상기 프레임의 둘레 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 콜리메이터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 정류부는, 제5 위치와 제6 위치에서 상기 프레임에 설치되는 것이 가능하고,
    상기 제5 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제1 방향에 있어서의 상대적인 위치는, 상기 제6 위치에 있어서의 상기 제1 정류부와 상기 프레임의 상기 제1 방향에 있어서의 상대적인 위치와 상이한, 콜리메이터.
  15. 제9항에 있어서, 상기 프레임은, 제1 보유 지지부를 갖고,
    상기 제1 정류부는, 제2 보유 지지부를 갖고,
    상기 제1 보유 지지부는, 상기 프레임에 대하여 상기 프레임의 둘레 방향으로 상대적으로 이동하는 상기 제1 정류부의 상기 제2 보유 지지부에 접촉하도록 구성된, 콜리메이터.
  16. 제9항에 있어서, 복수의 상기 제1 정류부를 더 구비하고,
    상기 복수의 제1 정류부가, 상기 프레임에 제거 가능하게 설치되도록 구성된, 콜리메이터.
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