KR20200111143A - 진공 처리 장치 및 트레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응 가스의 누설을 억제할 수 있는 진공 처리 장치 및 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버(20)와, 챔버(20) 내에 설치된 회전 테이블(31)로서, 상기 회전 테이블(31)의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크(W)를 순환 반송하는 회전 테이블(31)과, 회전 테이블(31)에 탑재되고, 워크(W)를 배치하는 복수의 트레이(1)와, 회전 테이블(31)에 의해 반송되는 워크(W) 주위에 반응 가스(G)를 도입하고, 플라즈마에 의해 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 갖고, 처리부는, 회전 테이블(31)의 직경 방향에서 트레이(1)의 처리부에 대향하는 면과 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 처리부에 대향하는 면 사이에, 간격을 두고 대향하는 실드 부재(8, 58)를 가지며, 복수의 트레이(1)의 처리부에 대향하는 면은, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다.

Description

진공 처리 장치 및 트레이{VACUUM PROCESSING APPARATUS AND TRAY}
본 발명은 진공 처리 장치 및 트레이에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정 디스플레이 혹은 광 디스크 등 각종의 제품의 제조 공정에서, 예컨대 웨이퍼나 유리 기판 등의 워크 상에 광학막 등의 박막을 작성하는 경우가 있다. 박막은, 워크에 대해 금속 등의 막을 형성하는 성막(成膜)이나, 형성한 막에 대해 에칭, 산화 또는 질화 등의 막 처리를 행하는 등에 의해, 작성할 수 있다.
성막 혹은 막 처리는 여러 가지 방법으로 행할 수 있으나, 그 하나로서, 플라즈마를 이용한 방법이 있다. 성막에서는, 타겟을 배치한 챔버에 반응 가스인 불활성 가스를 도입하고, 타겟에 직류 전압을 인가한다. 플라즈마화한 불활성 가스의 이온을 타겟에 충돌시키고, 타겟으로부터 내쫓긴 재료를 워크에 퇴적시켜 성막을 행한다. 막 처리에서는, 전극을 배치한 챔버에 반응 가스인 프로세스 가스를 도입하고, 전극에 고주파 전압을 인가한다. 플라즈마화한 프로세스 가스의 이온, 라디칼 등의 활성종을 워크 상의 막에 충돌시킴으로써, 막 처리를 행한다.
이러한 성막과 막 처리를 연속해서 행할 수 있도록, 하나의 챔버의 내부에 회전 테이블을 설치하고, 회전 테이블 상방의 둘레 방향으로, 복수의 처리부를 배치한 진공 처리 장치가 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 처리부는, 성막용의 유닛과 막 처리용의 유닛을 복수개 배치한 것이다. 이와 같이 워크를 회전 테이블 상에 유지하여 반송하고, 성막 유닛과 막 처리 유닛 바로 아래를 통과시킴으로써, 광학막 등이 형성된다.
상기와 같은 진공 처리 장치에서는, 챔버 내의 성막 유닛에 대응하는 위치에는, 실드 부재에 의해 성막실이 형성된다. 또한, 막 처리 유닛에서는, 통형의 구성 부재인 통부가 설치되고, 통부의 내부로부터 하방에 걸쳐 프로세스 가스를 도입하는 가스 공간이 형성된다. 그리고, 유전체의 창 부재가, 통부의 개구에 형성된 플랜지에, O링 등의 시일 부재를 통해 탑재됨으로써, 가스 공간이 밀봉된다. 창 부재에 이용되는 유전체는, 석영 등의 비교적 딱딱하고 약한 재질이 이용된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 제4428873호 공보
이상과 같은 진공 처리 장치에서, 성막 유닛의 실드 부재의 가장자리부는, 워크의 통과를 허용하기 위해서, 간극을 두고 워크에 근접하고 있다. 그러나, 성막 유닛에서, 실드 부재로부터의 성막 재료나 불활성 가스의 누설을 최대한 적게 하기 위해서는, 실드 부재와 워크와의 간격은 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 또한, 막 처리 유닛의 통부의 가장자리부에도, 워크의 통과를 허용하기 위해서, 워크와의 사이에 간극이 띄워져 있다. 막 처리 유닛에서도, 통부로부터의 프로세스 가스의 누설을 최대한 적게 하기 위해서는, 통부와 워크와의 간격은 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 실드 부재의 가장자리부와 워크 사이, 통부와 워크 사이에는, 각각 예컨대 수 밀리의 간극이 형성되도록 설정되어 있다.
그러나, 회전 테이블의 표면과 워크에서의 성막되는 면 사이에는, 고저차가 발생한다. 그러면, 워크와 실드 부재 또는 통부와의 간극을 적게 했다고 해도, 워크가 존재하지 않는 개소에서의 회전 테이블의 표면과, 실드 부재 또는 통부와의 간극은 확대된다. 이 때문에, 워크가 존재하지 않는 개소에서, 반응 가스의 누설이나 돌아 들어감이 발생한다. 예컨대, 성막 유닛에서 반응 가스로서 아르곤 가스, 막 처리 유닛에서 반응 가스로서 산소를 이용하고 있는 경우에, 한쪽이 다른쪽에 혼입되는 컨태미네이션이 발생하는 것은, 양자의 반응이 저해되게 되어 바람직하지 않다.
본 발명은 처리부로부터의 반응 가스의 누설을 억제할 수 있는 진공 처리 장치 및 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 진공 처리 장치는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와, 상기 챔버 내에 설치된 회전 테이블로서, 상기 회전 테이블의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 탑재되고, 상기 워크를 배치하는 복수의 트레이와, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 갖고, 상기 처리부는, 상기 회전 테이블의 직경 방향에서 상기 트레이의 상기 처리부에 대향하는 면과 상기 트레이에 배치된 상기 워크의 상기 처리부에 대향하는 면 사이에, 상기 워크가 통과 가능한 간격을 두고 대향하는 실드 부재를 가지며, 복수의 상기 트레이의 상기 처리부에 대향하는 면은, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다.
상기 워크는, 상기 처리부에 대향하는 면에 볼록부를 갖고, 상기 실드 부재는, 상기 워크의 볼록부를 따르는 오목부를 갖고 있어도 좋다. 상기 트레이는, 상기 처리부에 대향하는 면에, 상기 실드 부재의 오목부를 따르는 볼록부를 갖고 있어도 좋다. 상기 실드 부재에는, 성막되는 막의 막 두께 분포를 조정하는 조정부가 설치되어 있어도 좋다. 상기 회전 테이블은, 상기 트레이의 위치를 규제하는 규제부를 갖고 있어도 좋다. 상기 트레이는, 상기 워크가 감입(嵌入)되는 감입부를 갖고 있어도 좋다.
상기 처리부는, 상기 워크에, 스퍼터링에 의해 성막 재료를 퇴적시켜 막을 형성하는 성막부를 포함하고 있어도 좋다. 상기 처리부는, 상기 워크에 형성된 막과 반응 가스를 반응시키는 막 처리를 행하는 막 처리부를 포함하고 있어도 좋다.
다른 양태의 진공 처리 장치는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되고, 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 갖고, 상기 워크는, 상기 처리부에 대향하는 면에 볼록부를 가지며, 상기 처리부는, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 간격을 두고 대향하고, 상기 워크의 볼록부를 따르는 오목부를 갖는 실드 부재를 갖고, 상기 회전 테이블의 표면에, 상기 실드 부재의 오목부를 따르는 볼록부가 형성되며, 상기 회전 테이블의 볼록부의 표면이, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다.
상기 회전 테이블은, 상기 워크가 배치되는 트레이가 탑재됨으로써, 상기 회전 테이블의 표면과 상기 트레이의 표면이, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분이 발생하는 탑재부를 갖고 있어도 좋다.
다른 양태의 트레이는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와, 상기 챔버 내에 설치된 회전 테이블로서, 상기 회전 테이블의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 갖고, 상기 처리부가, 상기 회전 테이블의 직경 방향에서 상기 워크의 상기 처리부에 대향하는 면과의 사이에, 상기 워크가 통과 가능한 간격을 두고 대향하는 실드 부재를 갖는 진공 처리 장치에 사용되며, 상기 워크가 배치되는 트레이로서, 상기 회전 테이블에 복수개 탑재됨으로써, 상기 처리부에 대향하는 면이, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다.
본 발명에 의하면, 처리부로부터의 반응 가스의 누설을 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태의 진공 처리 장치의 투시 사시도이다.
도 2는 실시형태의 진공 처리 장치의 투시 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 워크의 측면도(A), 평면도(B), 사시도(C)이다.
도 5는 트레이의 측면도(A), 평면도(B), 사시도(C)이다.
도 6은 트레이를 배치하고 있지 않은 회전 테이블을 도시한 평면도이다.
도 7은 트레이를 배치한 회전 테이블을 도시한 평면도이다.
도 8은 성막부의 실드 부재를 도시한 사시도이다.
도 9는 실드 부재와 워크와의 간격을 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 10은 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 11은 처리 유닛의 분해 사시도이다.
도 12는 실드 부재와 워크와의 간격을 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 13은 트레이의 반입 반출의 양태를 도시한 설명도이다.
도 14는 트레이의 다른 양태를 도시한 단면도이다.
도 15는 조정부를 도시한 사시도이다.
도 16은 착탈 부재를 도시한 사시도이다.
도 17은 감입부를 갖는 트레이를 도시한 사시도이다.
도 18은 감입부의 일 양태를 도시한 사시도이다.
도 19는 감입부 및 스페이서의 일 양태를 도시한 사시도이다.
도 20은 트레이 및 이것을 배치한 회전 테이블의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 21은 워크의 변형예를 도시한 측면도(A), 평면도(B), 사시도(C)이다.
도 22는 회전 테이블의 변형예를 도시한 부분 사시도이다.
도 23은 회전 테이블의 변형예를 도시한 하면도이다.
도 24는 진공 처리 장치의 변형예로서, 도 23의 C-C선에 대응하는 단면도이다.
도 25는 변형예의 트레이를 도시한 사시도이다.
도 26은 변형예의 트레이에 대한 워크의 장착 과정(A), 회전 테이블에 대한 트레이의 장착 과정(B), 회전 테이블에 대한 트레이의 장착 후(C)를 도시한 부분 단면에 의한 설명도이다.
도 27은 변형예의 트레이를 도시한 분해 사시도이다.
도 28은 변형예의 트레이를 도시한 분해 사시도이다.
도 29는 변형예의 트레이를 도시한 사시도(A), D-D선에 대응하는 단면도(B)이다.
본 발명의 실시형태(이하, 본 실시형태라고 부름)에 대해, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
[개요]
도 1에 도시된 진공 처리 장치(100)는, 워크(W)에 대해, 플라즈마를 이용하여 처리부에 의해 미리 정해진 처리를 행하는 장치이다. 처리부에 의한 미리 정해진 처리는, 본 실시형태에서는, 개개의 워크(W)의 표면에 화합물막을 형성하는 처리이다. 진공 처리 장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(20) 내에, 회전 테이블(31), 처리부인 성막부(40A, 40B 및 40C), 막 처리부(50A, 50B)를 갖는다. 한편, 도 1은 진공 처리 장치(100)의 투시 사시도, 도 2는 투시 평면도, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
회전 테이블(31)이 회전하면, 회전 테이블(31)에 배치된 트레이(1)(도 5 참조) 상의 워크(W)가, 회전 테이블(31)의 회전 축심(회전 중심)을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 이동한다. 이 이동에 의해, 워크(W)는, 성막부(40A, 40B 또는 40C)에 대향하는 위치를 반복해서 통과한다. 성막부(40A, 40B 및 40C)는, 이 통과마다, 스퍼터링에 의해 타겟(41A, 41B, 41C)의 입자를 워크(W)의 표면에 부착시킨다. 또한, 워크(W)는 막 처리부(50A 또는 50B)에 대향하는 위치를 반복해서 통과한다. 이 통과마다, 성막부(40A, 40B, 40C)에 의해 워크(W)의 표면에 부착된 입자는, 도입된 프로세스 가스(G2) 중의 물질과 화합하여 화합물막이 된다.
[워크]
워크(W)는, 도 4의 (A)의 측면도, (B)의 평면도, (C)의 사시도에 도시된 바와 같이, 처리부에 대향하는 면, 즉, 처리 대상이 되는 면[이하, 처리 대상면(Sp)으로 함]에 볼록부(Cp)를 갖고, 볼록부(Cp)와 반대측의 면에 오목부(Rp)를 갖는 판형의 부재이다. 볼록부(Cp)란, 처리 대상면(Sp)에서, 곡률 중심이 처리 대상면(Sp)과는 반대측에 위치하는 만곡 부분 또는, 처리 대상면(Sp)이 각도가 상이한 복수의 평면으로 구성되는 경우에 상이한 평면끼리를 연결하는 부분(도 21 참조)을 말한다. 오목부(Rp)란 볼록부(Cp)의 반대측의 부분을 말한다. 본 실시형태에서는, 워크(W)는 직사각형 형상의 기판이고, 한 짧은 변측에 형성된 만곡 부분에 의해 처리 대상면(Sp)에 볼록부(Cp)가 형성되어 있다. 즉, 만곡에 의해 신장하는 측이 볼록부(Cp), 신축하는 측이 오목부(Rp)이다. 또한, 워크(W)의 볼록부(Cp)로부터 다른쪽의 짧은 변까지의 처리 대상면(Sp)은, 평탄면으로 되어 있다.
[트레이]
트레이(1)는, 도 5의 (A)의 측면도, 도 5의 (B)의 평면도, 도 5의 (C)의 사시도에 도시된 바와 같이, 워크(W)를 배치하는 부재이다. 트레이(1)에서, 처리부에 대향하는 면을 대향면(11)이라고 칭한다. 본 실시형태에서는, 트레이(1)는, 대략 부채형 형상의 판형체이고, V자를 따르는 한 쌍의 측면인 사면(斜面; 12)을 갖고 있다. 한 쌍의 사면(12)이 접근하는 측의 단부는, 직선을 따르는 내주면(13)으로 연결되어 있다. 트레이(1)의 한 쌍의 사면(12)이 멀어지는 측의 단부에는, 직교하는 변을 조합한 볼록 형상을 따르는 외주면(14)이 연속되어 있다. 이 외주면(14)에서의 서로 대향하는 평행한 면을, 규제면(14a)이라고 부른다.
각 트레이(1)는, 대향면(11)에, 후술하는 실드 부재(8)의 오목부(80), 실드 부재(58)의 오목부(58c)를 따르는 볼록부(11a)를 갖는다(도 9, 도 12 참조). 오목부(80, 58c)를 따른다는 것은, 오목부(80, 58c)를 따르는 형상인 것을 말한다. 트레이(1)의 볼록부(11a)는, 오목부(80, 58c)에 비접촉으로 대향한다. 본 실시형태에서는, 볼록부(11a)는, 워크(W)의 오목부(Rp)를 따르는 곡면이기도 하다. 볼록부(11a)는, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 평면에서 보아 한 쌍의 사면(12)의 중앙을 연결하는 원호형을 따라 형성되어 있다. 트레이(1)의 대향면(11)은, 볼록부(11a)를 사이에 두고, 내주면(13)측이 회전 테이블(31)에 가까운 저위의 평탄면, 외주면(14)측이 회전 테이블(31)로부터 떨어진 고위의 평탄면으로 되어 있다.
트레이(1)의 재질로서는, 열 전도성이 높은 재질, 예컨대, 금속으로 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 트레이(1)의 재질을 SUS로 한다. 한편, 트레이(1)의 재질은, 예컨대, 열 전도성이 좋은 세라믹스나 수지, 또는, 이들의 복합재로 해도 좋다.
[진공 처리 장치]
진공 처리 장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(20), 반송부(30), 성막부(40A, 40B, 40C), 막 처리부(50A, 50B), 로드록부(60), 제어 장치(70)를 갖는다.
[챔버]
챔버(20)는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기이다. 즉, 챔버(20)의 내부에는, 진공실(21)이 형성된다. 진공실(21)은, 챔버(20)의 내부의 천장(20a), 내저면(20b) 및 내주면(20c)에 의해 둘러싸여 형성되는 원기둥 형상의 밀폐 공간이다. 진공실(21)은, 기밀성이 있고, 감압에 의해 진공으로 할 수 있다. 한편, 챔버(20)의 천장(20a)은, 개폐 가능하게 구성되어 있다. 즉, 챔버(20)는 분리 구조로 되어 있다.
진공실(21)의 내부의 미리 정해진 영역에는, 반응 가스(G)가 도입된다. 반응 가스(G)는, 성막용의 스퍼터 가스(G1), 막 처리용의 프로세스 가스(G2)를 포함한다(도 3 참조). 이하의 설명에서는, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)를 구별하지 않는 경우에는, 반응 가스(G)라고 부르는 경우가 있다. 스퍼터 가스(G1)는, 전력의 인가에 의해 발생하는 플라즈마에 의해, 발생하는 이온을 타겟(41A, 41B, 41C)에 충돌시키고, 타겟(41A, 41B, 41C)의 재료를 워크(W)의 표면에 퇴적시키기 위한 반응 가스이다. 예컨대, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를, 스퍼터 가스(G1)로서 이용할 수 있다.
프로세스 가스(G2)는, 유도 결합에 의해 발생하는 플라즈마에 의해 발생하는 활성종을, 워크(W)의 표면에 퇴적된 막에 침투시켜, 화합물막을 형성하기 위한 반응 가스(G)이다. 이하, 이러한 플라즈마를 이용한 표면 처리로서, 타겟(41A, 41B, 41C)을 이용하지 않는 처리를, 역(逆)스퍼터라고 부르는 경우가 있다. 프로세스 가스(G2)는, 처리의 목적에 따라 적절히 변경 가능하다. 예컨대, 막의 산질화를 행하는 경우에는, 산소 O2와 질소 N2의 혼합 가스를 이용한다.
챔버(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기구(22), 도입구(24)를 갖는다. 배기구(22)는, 진공실(21)과 외부 사이에서 기체의 유통을 확보하여, 배기(E)를 행하기 위한 개구이다. 이 배기구(22)는, 예컨대, 챔버(20)의 바닥부에 형성되어 있다. 배기구(22)에는, 배기부(23)가 접속되어 있다. 배기부(23)는, 배관 및 도시하지 않은 펌프, 밸브 등을 갖는다. 이 배기부(23)에 의한 배기 처리에 의해, 진공실(21) 내는 감압된다.
도입구(24)는, 각 성막부(40A, 40B, 40C)에 스퍼터 가스(G1)를 도입하기 위한 개구이다. 이 도입구(24)는, 예컨대, 챔버(20)의 상부에 형성되어 있다. 이 도입구(24)에는, 가스 공급부(25)가 접속되어 있다. 가스 공급부(25)는, 배관 외에, 도시하지 않은 반응 가스(G)의 가스 공급원, 펌프, 밸브 등을 갖는다. 이 가스 공급부(25)에 의해, 도입구(24)로부터 진공실(21) 내에 스퍼터 가스(G1)가 도입된다. 한편, 챔버(20)의 상부에는, 후술하는 바와 같이, 막 처리부(50A, 50B)가 삽입되는 개구(21a)가 형성되어 있다.
[반송부]
반송부(30)는, 워크(W)를, 회전 테이블(31)의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 반송 경로(T)로 순환 반송시키는 장치이다. 순환 반송은, 워크(W)를 상기 원주의 궤적으로 반복해서 주회(周回) 이동시키는 것을 말한다. 반송 경로(T)는, 반송부(30)에 의해 워크(W) 또는 후술하는 트레이(1)가 이동하는 궤적이고, 도넛형의 폭이 있는 원환이다. 이하, 반송부(30)의 상세한 내용을 설명한다.
반송부(30)는, 회전 테이블(31), 모터(32)를 갖는다. 회전 테이블(31)은, 챔버(20) 내에 설치되고, 워크(W)를 순환 반송한다. 회전 테이블(31)은, 예컨대, 스테인리스강의 판형 부재의 표면에 산화알루미늄을 용사한 것으로 해도 좋다. 이후, 단순히 「둘레 방향」이라고 하는 경우에는, 「회전 테이블(31)의 둘레 방향」을 의미하고, 단순히 「반경 방향」이라고 하는 경우에는, 「회전 테이블(31)의 반경 방향」을 의미한다. 또한, 「높이」, 「두께」란, 회전 테이블(31)의 회전의 축에 평행한 방향의 길이이다. 모터(32)는, 회전 테이블(31)에 구동력을 부여하여, 이 회전 테이블(31)을 수평면 내에서 회전시키는 구동원이다.
회전 테이블(31)은, 도 6의 평면도에 도시된 바와 같이, 탑재부(33)를 갖는다. 탑재부(33)는, 반송부(30)에 의해 반송되는 트레이(1)가 탑재되는 영역이다. 탑재부(33)는, 회전 테이블(31)의 표면에 형성되어 있다. 회전 테이블(31)의 표면은, 회전 테이블(31)이 수평 방향인 경우에 상방을 향하는 면, 즉 상부면이다. 탑재부(33)는, 회전 테이블(31) 상에 후술하는 깔판(33a)이 깔림으로써 형성되게 되는, 회전 테이블(31)의 회전 중심과 동심의 대략 원환형으로 움푹 들어간 영역이다. 각 트레이(1)는, 도 7의 평면도에 도시된 바와 같이, 각각의 사면(12)이 서로 접하도록, 탑재부(33)에 배열됨으로써, 평면에서 보아 환형으로 깔린다. 이에 의해, 복수의 트레이(1)는, 원주 등배 위치에 탑재된다. 트레이(1)의 사면(12)은, 회전 테이블(31)의 반경을 따른다. 이에 의해, 본 실시형태에서는, 탑재부(33) 상에, 60° 간격으로 6개의 트레이(1)를 배치할 수 있다.
회전 테이블(31)의 탑재부(33)에 복수의 트레이(1)가 탑재됨으로써, 복수의 트레이(1)의 대향면(11)은, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖도록 형성되어 있다. 여기서 복수의 트레이(1)의 대향면(11)이 동일 평면이 된다는 것은, 각 트레이(1)의 대향면(11)에서의 대응하는 개소끼리가 실질적으로 동일한 높이가 되는 경우를 말한다. 그리고, 본 실시형태에서는, 6개의 트레이(1)의 볼록부(11a)가, 원주 상에 연속해서 구성되는 볼록형 부분을 형성한다. 즉, 상기한 바와 같이, 볼록부(11a)는 원호형을 따라 형성되어 있기 때문에[도 5의 (B) 참조], 이 볼록부(11a)가 복수개 연속됨으로써, 복수의 원호를 조합한 원주형의 볼록형 부분이 형성된다. 한편 트레이(1)로서는, 후술하는 바와 같이, 볼록부(11a)를 갖고 있지 않은 것도 적용 가능한데(도 20 참조), 그 경우, 각 트레이(1)의 대향면에 의해, 일 평면이 형성되게 된다. 단, 각 트레이(1)의 경계에는, 약간의 홈이 생기고 있어도 좋다. 한편, 탑재부(33)의 내주측의 가장자리부는, 복수의 트레이(1)의 내주면(13)에 접하는 육각형 형상으로 되어 있다. 탑재부(33)의 외주측의 가장자리부는, 복수의 트레이(1)의 외주면(14)에 접하는 다각형 형상으로 되어 있다.
보다 구체적으로는, 탑재부(33)는, 회전 테이블(31)의 표면과, 이 표면에 부착된 복수의 깔판(33a)의 가장자리부에 의해 구성되어 있다. 깔판(33a)은, 다각형 형상의 플레이트이고, 회전 테이블(31)의 표면에 환형으로 깔음으로써, 회전 테이블(31)의 표면과의 고저차를 발생시켜, 트레이(1)를 감입하는 오목부를 형성한다. 깔판(33a)의 표면의 높이는, 감입된 트레이(1)와 동일 평면이 되도록 설정되어 있다.
여기서 말하는 트레이(1)와 동일 평면이란, 각 깔판(33a)의 높이가, 트레이(1)에서의 상기 깔판이 접하는 부분의 높이와 실질적으로 동일한 높이가 되는 경우를 말한다. 이 때문에, 트레이(1)의 가장자리부에 고저차가 있는 경우에는, 트레이(1)의 가장자리부에 접하는 깔판(33a)이, 그 가장자리부의 높이와 동일하게 되어 있다. 단, 각 트레이(1)와 각 깔판(33a)의 경계에는, 약간의 홈이 생기고 있어도 좋다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 트레이(1)는 볼록부(11a)를 갖고, 내주면(13)측보다 외주면(14)측이 두껍게 되어 있다. 이 때문에, 트레이(1)가 탑재부(33)에 탑재된 경우에, 내주면(13)측보다 외주면(14)측이 높아진다. 이에 대응시켜, 내주면(13)측의 깔판(33a)보다, 외주면(14)측의 깔판(33a)이 두껍게 형성되어, 트레이(1)와 동일 평면으로 되어 있다. 한편 도 20을 이용하여 설명하는 바와 같은, 볼록부(11a)를 갖고 있지 않은 트레이(1)를 이용하는 경우에는, 각 트레이(1)의 대향면(11)과 각 깔판(33a)의 상면에 의해, 일 평면이 형성되게 된다.
또한, 탑재부(33)는, 규제부(33b)를 갖는다. 규제부(33b)는, 트레이(1)의 위치를 규제한다. 본 실시형태의 규제부(33b)는, 트레이(1)의 반송 경로(T)를 따르는 방향으로의 이동을 규제한다. 보다 구체적으로는, 규제부(33b)는, 트레이(1)의 규제면(14a)에 접하고, 반송 경로(T)에 교차하는 방향의 가장자리부이다. 이 규제부(33b)는, 규제면(14a)에 접함으로써, 트레이(1)의 위치가 둘레 방향으로 어긋나지 않도록 규제한다.
본 실시형태에서는, 도 5의 (C), 도 7에 도시된 바와 같이, 각 트레이(1)에 3개의 워크(W)가 배치된다. 이 때문에, 합계로 18의 워크(W)를 처리할 수 있다. 회전 테이블(31)은, 워크(W)를 탑재한 트레이(1)를 순환 반송하여 성막부(40A, 40B, 40C), 막 처리부(50A, 50B)에 대향하는 위치를 반복해서 통과시킨다.
한편, 워크(W)는, 트레이(1)의 대향면(11)에 대해 직접 배치되어도 좋고, 점착 시트 등을 통해 간접적으로 배치되어 있어도 좋다. 각 트레이(1)에 배치되는 워크(W)의 수는, 이것에는 한정되지 않는다. 트레이(1)마다 단수의 워크(W)가 배치되어도 좋고, 복수의 워크(W)가 배치되어도 좋다.
또한, 회전 테이블(31)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 개구(31a), 캠 구멍(31b)이 형성되어 있다. 개구(31a)는, 회전 테이블(31)의 각 트레이(1)가 배치되는 원주 등배 위치에 형성된 관통 구멍이다. 캠 구멍(31b)은, 회전 테이블(31)의 바닥면에, 원주 등배 위치에 형성된 대략 원뿔 형상의 오목부이다(도 13 참조).
[성막부]
성막부(40A, 40B, 40C)는, 반송 경로(T)에서 순환 반송되는 워크(W)에 대향하는 위치에 설치되고, 스퍼터링에 의해 워크(W)에 성막 재료를 퇴적시켜 막을 형성하는 처리부이다. 이하, 복수의 성막부(40A, 40B, 40C)를 구별하지 않는 경우에는, 성막부(40)로서 설명한다. 성막부(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스퍼터원(4), 전원부(6), 실드 부재(8)를 갖는다.
(스퍼터원)
스퍼터원(4)은, 워크(W)에 스퍼터링에 의해 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 성막 재료의 공급원이다. 스퍼터원(4)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 타겟(41A, 41B, 41C), 배킹 플레이트(42), 전극(43)을 갖는다. 타겟(41A, 41B, 41C)은, 워크(W)에 퇴적되어 막이 되는 성막 재료에 의해 형성되고, 반송 경로(T)에 이격되어 대향하는 위치에 배치되어 있다.
본 실시형태에서는, 3개의 타겟(41A, 41B, 41C)이, 평면에서 보아 삼각형의 정점 상에 늘어서는 위치에 설치되어 있다. 회전 테이블(31)의 회전 중심에 가까운 쪽으로부터 외주를 향해, 타겟(41A, 41B, 41C)의 순서로 배치되어 있다. 이하, 타겟(41A, 41B, 41C)을 구별하지 않는 경우에는, 타겟(41)으로서 설명한다. 타겟(41)의 표면은, 반송부(30)에 의해 이동하는 워크(W)에, 이격되어 대향한다.
한편, 3개의 타겟(41A, 41B, 41C)에 의해, 성막 재료를 부착시킬 수 있는 영역은, 반경 방향에서의 트레이(1)의 크기보다 크다. 이와 같이, 성막부(40)로 성막시키는 영역에 대응하여, 반송 경로(T)를 따른 원환형의 영역을 성막 영역(F)(도 2의 점선으로 나타냄)으로 한다. 성막 영역(F)의 반경 방향의 폭은, 반경 방향에서의 트레이(1)의 폭보다 길다. 또한, 본 실시형태에서는, 3개의 타겟(41A, 41B, 41C)은, 성막 영역(F)의 반경 방향의 폭 전역에서 간극 없이 성막 재료를 부착시킬 수 있도록 배치되어 있다.
성막 재료로서는, 예컨대, 실리콘, 니오븀 등을 사용한다. 단, 스퍼터링에 의해 성막되는 재료이면, 여러 가지 재료를 적용 가능하다. 또한, 타겟(41)은, 예컨대, 원기둥 형상이다. 단, 타원기둥 형상, 각기둥 형상 등, 다른 형상이어도 좋다.
배킹 플레이트(42)는, 각 타겟(41A, 41B, 41C)을 개별적으로 유지하는 부재이다. 전극(43)은, 챔버(20)의 외부로부터 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 개별적으로 전력을 인가하기 위한 도전성의 부재이다. 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 인가하는 전력은, 개별적으로 변경할 수 있다. 한편, 스퍼터원(4)에는, 필요에 따라 마그넷, 냉각 기구 등이 적절히 구비되어 있다.
(전원부)
전원부(6)는, 타겟(41)에 전력을 인가하는 구성부이다. 이 전원부(6)에 의해 타겟(41)에 전력을 인가함으로써, 플라즈마화한 스퍼터 가스(G1)가 발생한다. 그리고, 플라즈마에 의해 발생한 이온이 타겟(41)에 충돌함으로써, 타겟(41)으로부터 내쫓긴 성막 재료를 워크(W)에 퇴적시킬 수 있다. 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 인가하는 전력은, 개별적으로 변경할 수 있다. 본 실시형태에서는, 전원부(6)는, 예컨대, 고전압을 인가하는 DC 전원이다. 한편, 고주파 스퍼터를 행하는 장치의 경우에는, RF 전원으로 할 수도 있다. 회전 테이블(31)은, 접지된 챔버(20)와 동전위이고, 타겟(41)측에 고전압을 인가함으로써, 전위차를 발생시키고 있다.
(실드 부재)
실드 부재(8)는, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 트레이(1)에 배치된 워크(W)에 간격을 두고 대향하는 부재이다. 본 실시형태의 실드 부재(8)는, 워크(W)가 통과하는 측에 개구(81)를 갖고, 성막부(40)에 의한 성막이 행해지는 성막실(S)을 형성한다. 즉, 실드 부재(8)는, 스퍼터 가스(G1)가 도입되어, 플라즈마를 발생시키는 공간을 형성하고, 스퍼터 가스(G1) 및 성막 재료의 챔버(20) 내로의 누설을 억제한다.
실드 부재(8)는, 천장부(82), 측면부(83)를 갖는다. 천장부(82)는, 성막실(S)의 천장을 형성하는 부재이다. 천장부(82)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(31)의 평면과 평행하게 배치된 대략 부채형의 판형체이다. 천장부(82)에는, 성막실(S) 내에 각 타겟(41A, 41B, 41C)이 노출되도록, 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 대응하는 위치에, 타겟(41A, 41B, 41C)의 크기 및 형상과 동일한 타겟 구멍(82a)이 형성되어 있다. 천장부(82)는, 타겟 구멍(82a)으로부터 타겟(41A, 41B, 41C)이 노출되도록, 챔버(20)의 천장(20a)에 부착되어 있다.
측면부(83)는, 성막실(S)의 둘레 가장자리의 측면을 형성하는 부재이다. 측면부(83)는, 외주벽(83a), 내주벽(83b), 격벽(83c, 83d)을 갖는다. 외주벽(83a) 및 내주벽(83b)은, 원호형으로 만곡된 직육면체 형상이고, 회전 테이블(31)의 평면에 직교하는 방향으로 수하(垂下)한 판형체이다. 외주벽(83a)의 상측 가장자리는, 천장부(82)의 외측 가장자리에 부착되어 있다. 내주벽(83b)의 상측 가장자리는, 천장부(82)의 내측 가장자리에 부착되어 있다. 또한, 실드 부재(8)의 내부에는, 타겟(41A, 41B, 41C)의 근방까지 가스 공급부(25)의 선단이 연장되어 있다.
격벽(83c, 83d)은, 평탄한 직육면체 형상이고, 회전 테이블(31)의 평면에 직교하는 방향으로 수하한 판형체이다. 격벽(83c, 83d)의 상측 가장자리는, 각각이, 천장부(82)의 한 쌍의 반경 방향의 가장자리부에 부착되어 있다. 천장부(82)와 측면부(83)와의 접합부는, 기밀하게 밀봉되어 있다. 한편, 천장부(82)와 측면부(83)를, 일체적으로, 즉 공통의 재료에 의해 연속해서 형성해도 좋다. 이러한 실드 부재(8)에 의해, 상부 및 둘레 가장자리의 측면이 천장부(82) 및 측면부(83)에 의해 덮여지고, 워크(W)를 향하는 하부가 개구된 성막실(S)이 형성된다.
실드 부재(8)는, 평면에서 보아 회전 테이블(31)의 반경 방향에서의 중심측으로부터 외측을 향해 직경이 확대되는 대략 부채형으로 되어 있다. 여기서 말하는 대략 부채형이란, 부채의 선면(扇面)의 부분의 형태를 의미한다. 실드 부재(8)의 개구(81)도, 마찬가지로 대략 부채형이다. 회전 테이블(31) 상에 유지되는 워크(W)가 개구(81) 아래를 통과하는 속도는, 회전 테이블(31)의 반경 방향에서 중심측으로 향할수록 느려지고, 외측으로 향할수록 빨라진다. 그 때문에, 개구(81)가 단순한 직사각형 또는 정사각형이면, 반경 방향에서의 중심측과 외측에서 워크(W)가 개구(81) 바로 아래를 통과하는 시간에 차이가 발생한다. 개구(81)를 반경 방향에서의 중심측으로부터 외측을 향해 직경을 확대시킴으로써, 워크(W)가 개구(81)를 통과하는 시간을 일정하게 할 수 있고, 후술하는 플라즈마 처리를 균등하게 할 수 있다. 단, 통과하는 시간의 차이가 제품상 문제가 되지 않는 정도이면, 직사각형 또는 정사각형이어도 좋다. 실드 부재(8)의 재질로서는, 예컨대, 알루미늄이나 SUS를 이용할 수 있다.
격벽(83c, 83d)의 하단과 회전 테이블(31) 사이에는, 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 회전하는 회전 테이블(31) 상의 워크(W)가 통과 가능한 간격(D1)이 형성되어 있다. 즉, 실드 부재(8)의 하측 가장자리와 워크(W) 사이에, 약간의 간극이 생기도록, 격벽(83c, 83d)의 높이가 설정되어 있다.
보다 구체적으로는, 실드 부재(8)는, 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 볼록부(Cp)를 따르는 오목부(80)를 갖는다. 볼록부(Cp)를 따른다는 것은, 볼록부(Cp)를 따르는 형상인 것을 말한다. 본 실시형태에서는, 오목부(80)는, 볼록부(Cp)의 만곡을 따르는 곡면이다. 단, 오목부(80)와 볼록부(Cp) 사이는, 상기한 바와 같이 간격(D1)이 띄워져 있다. 즉, 오목부(80)를 포함하는 격벽(83c, 83d)의 하측 가장자리에는, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)을 비접촉으로 따르는 형상이 형성되어 있다. 워크(W)의 처리 대상면(Sp)과 실드 부재(8)와의 간격(D1)은, 볼록부(Cp)와 오목부(80)와의 간격도 포함하여, 1 ㎜∼15 ㎜로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 워크(W)의 통과를 허용하고, 내부의 성막실(S)의 압력을 유지하기 위함이다.
이러한 실드 부재(8)에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 스퍼터원(4)에 의해 워크(W)가 성막되는 성막 포지션(M2, M4, M5), 막 처리를 행하는 막 처리 포지션(M1, M3)이 구획된다. 실드 부재(8)에 의해, 성막 포지션(M2, M4, M5)의 반응 가스(G) 및 성막 재료가 진공실(21)로 확산되는 것을 억제할 수 있다.
성막 포지션(M2, M4, M5)의 수평 방향의 범위는, 각 실드 부재(8)에 의해 구획된 영역이 된다. 한편, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(W)가, 성막 포지션(M2, M4, M5)의 타겟(41)에 대향하는 위치를 반복해서 통과함으로써, 워크(W)의 표면에 성막 재료가 막으로서 퇴적된다.
성막 포지션(M2, M4, M5)의 각 실드 부재(8)로 구획된 성막실(S)은, 성막의 대부분이 행해지는 영역이지만, 성막실(S)로부터 벗어나는 영역이어도, 성막실(S)로부터의 성막 재료의 누설은 있기 때문에, 전혀 막의 퇴적이 없는 것은 아니다. 즉, 성막부(40)에서 성막이 행해지는 성막 영역(F)은, 실드 부재(8)로 구획되는 성막실(S)보다 약간 넓은 영역이 된다.
이러한 성막부(40)는, 복수의 성막부(40A, 40B, 40C)에 동일한 성막 재료를 이용하여 동시에 성막함으로써, 일정 시간 내에서의 성막량 즉, 성막 레이트를 올릴 수 있다. 또한, 복수의 성막부(40A, 40B, 40C)에 서로 상이한 종류의 성막 재료를 이용하여 동시 혹은 차례로 성막함으로써, 복수의 성막 재료의 층으로 이루어지는 막을 형성할 수도 있다.
[막 처리부]
막 처리부(50A, 50B)는, 반송부(30)에 의해 반송되는 워크(W)에 퇴적된 재료에 대해 막 처리를 행하는 처리부이다. 이 막 처리는, 타겟(41)을 이용하지 않는 역스퍼터이다. 이하, 막 처리부(50A, 50B)를 구별하지 않는 경우에는, 막 처리부(50)로서 설명한다. 막 처리부(50)는, 처리 유닛(5)을 갖는다. 이 처리 유닛(5)의 구성예를 도 10의 단면도, 도 11의 분해 사시도, 도 13의 부분 확대도를 참조하여 설명한다.
처리 유닛(5)은, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 통부(H), 창 부재(52), 공급부(53), 안테나(55), 실드 부재(58)를 갖는다. 통부(H)는, 일단의 개구(Ho)가, 챔버(20)의 내부의 반송 경로(T)로 향하는 방향으로 연장된 구성부이다. 통부(H)는, 통형체(51)와 대향부(h)를 갖는다. 대향부(h)는, 개구(Ho)를 갖고, 회전 테이블(31)로 향하는 구성부이다. 이들 통부(H)를 구성하는 부재 중, 먼저, 통형체(51)에 대해 설명하고, 대향부(h)에 대해서는 후술한다.
통형체(51)는, 수평 단면이 모서리가 둥근 직사각형 형상의 통이다. 여기서 말하는 모서리가 둥근 직사각형 형상이란, 육상 경기에서의 트랙 형상이다. 트랙 형상이란, 한 쌍의 부분 원을 볼록측을 상반되는 방향으로 해서 이격하여 대향시키고, 각각의 양단을 서로 병행한 직선으로 연결한 형상이다. 통형체(51)는, 회전 테이블(31)과 동일한 재질로 한다. 통형체(51)는, 개구(Ho)가 회전 테이블(31)측으로 이격하여 향하도록, 챔버(20)의 천장(20a)에 형성된 개구(21a)에 삽입되어 있다. 이에 의해, 통형체(51)의 측벽의 대부분은, 진공실(21) 내에 수용되어 있다. 통형체(51)는, 그 장직경 방향이 회전 테이블(31)의 반경 방향과 평행하게 되도록 배치되어 있다. 한편, 엄밀한 평행일 필요는 없고, 다소의 경사가 있어도 좋다.
창 부재(52)는, 통부(H)에 설치되고, 챔버(20) 내의 프로세스 가스(G2)가 도입되는 가스 공간(R)과 외부 사이를 구획하는 부재이다. 본 실시형태에서는, 창 부재(52)는, 통부(H)를 구성하는 통형체(51)에 설치되어 있다. 가스 공간(R)은, 막 처리부(50)에서, 회전 테이블(31)과 통부(H)의 내부 사이에 형성되는 공간이고, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(W)가 반복해서 통과한다. 창 부재(52)는, 통형체(51)의 내부에 수납되고, 통형체(51)의 수평 단면과 대략 상사형(相似形)의 석영 등의 유전체의 평판이다. 창 부재(52)는, 상기한 바와 같이 배치된 통형체(51)의 수평 단면과 대략 상사형의 모서리가 둥근 직사각형 형상의 판이다. 즉, 창 부재(52)는, 반송 경로(T)를 따르는 방향의 길이보다, 반송 경로(T)에 교차하는 방향의 길이가 길다. 한편, 창 부재(52)는, 알루미나 등의 유전체여도 좋고, 실리콘 등의 반도체여도 좋다.
통부(H)에는, 창 부재(52)를 지지하는 지지부(510)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 지지부(510)는, 통부(H)를 구성하는 통형체(51)에 설치되어 있다. 지지부(510)와 창 부재(52) 사이에, 가스 공간(R)과 외부 사이를 밀봉하는 시일 부재(21b)가 설치되어 있다.
지지부(510)에는, 공급구(512)가 형성되어 있다. 공급구(512)는, 프로세스 가스(G2)를 통형체(51) 내에 공급하는 구멍이다. 공급구(512)는, 단면이 L자형이 되도록, 통형체(51)의 하단의 개구(51a)까지 관통하고 있다. 공급구(512)는, 지지부(510)에서 반송 경로(T)의 하류측과 상류측에 형성되어 있다. 각각의 공급구(512)는, 대향하는 위치에 형성되어 있다.
또한, 통형체(51)에서의 개구(51a)와는 반대측의 단부에는, 외측 플랜지(51b)가 형성되어 있다. 외측 플랜지(51b)의 하면과 챔버(20)의 상부면 사이에는, 전체 둘레에 걸치는 시일 부재(21b)가 배치되어, 개구(21a)가 기밀하게 밀봉되어 있다.
공급부(53)는, 가스 공간(R)에 프로세스 가스(G2)를 공급하는 장치이다. 공급부(53)는, 도시하지 않은 봄베 등의 프로세스 가스(G2)의 공급원과 이것에 접속된 배관(53b, 53c)을 갖고 있다. 또한, 도시는 하지 않으나, 공급부(53)는, 공급구(512)로부터 도입하는 프로세스 가스(G2)의 공급량을 조정하는 조절부를 갖는다. 조절부는, 공급부(53)의 단위 시간당의 프로세스 가스(G2)의 공급량을, 개별적으로 조절하는 매스 플로우 컨트롤러(MFC)이다. MFC는, 유체의 유량을 계측하는 질량 유량계와 유량을 제어하는 전자 밸브를 갖는 부재이다.
안테나(55)는, 반송 경로(T)를 통과하는 워크(W)를 처리하기 위한 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 부재이다. 안테나(55)는, 가스 공간(R)의 외부이며 창 부재(52)의 근방에 배치된다. 안테나(55)에 전력이 인가됨으로써, 안테나 전류가 만드는 자계로 유도된 전계가 발생하여, 가스 공간(R)의 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화한다. 안테나(55)의 형상에 의해 발생하는 유도 결합 플라즈마의 분포 형상을 변경할 수 있다. 본 실시형태에서는, 안테나(55)는, 평면 방향에서 보아 모서리가 둥근 직사각형의 전로(電路)를 도체에 의해 형성한다. 이에 의해, 통형체(51) 내의 가스 공간(R)의 수평 단면과 대략 상사하는 형상의 유도 결합 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
안테나(55)에는, 고주파 전력을 인가하기 위한 RF 전원(55a)이 접속되어 있다. RF 전원(55a)의 출력측에는 정합 회로인 매칭 박스(55b)가 직렬로 접속되어 있다. RF 전원(55a)과 안테나(55) 사이에는, 매칭 박스(55b)가 접속되어 있다. 매칭 박스(55b)는, 입력측 및 출력측의 임피던스를 정합시킴으로써, 플라즈마의 방전을 안정화시킨다.
대향부(h)는, 냉각부(56), 분산부(57)를 갖는다. 냉각부(56)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 통형체(51)와 외형의 크기가 대략 동일한 모서리가 둥근 직사각형 형상의 통형 부재이고, 그 상면이 통형체(51)의 바닥면에 접하여 합치하는 위치에 설치되어 있다. 냉각부(56)의 내부에는, 도시는 하지 않으나, 냉각수가 유통되는 캐비티가 형성되어 있다. 캐비티에는, 냉각수를 순환 공급하는 냉각수 순환 장치인 칠러에 접속된 공급구와 배수구가 연통(連通)되어 있다. 이 칠러에 의해 냉각된 냉각수가 공급구로부터 공급되고, 캐비티 내를 유통하여 배수구로부터 배출되는 것을 반복함으로써, 냉각부(56)가 냉각되어, 통형체(51) 및 분산부(57)의 가열이 억제된다.
분산부(57)는, 통형체(51), 냉각부(56)와 외형의 크기가 대략 동일한 모서리가 둥근 직사각형 형상의 통형 부재이고, 그 상면이 냉각부(56)의 바닥면에 접하여 합치하는 위치에 설치되어 있다. 분산부(57)에는, 분산판(57a)이 설치되어 있다. 분산판(57a)은, 공급구(512)와 간격을 두고, 또한, 공급구(512)에 대향하는 위치에 배치되며, 공급구(512)로부터 도입되는 프로세스 가스(G2)를 분산시켜, 가스 공간(R)에 유입시킨다. 이 분산판(57a)이 내측에 설치되어 있는 분만큼, 분산부(57)는, 환형 부분의 수평 방향의 폭이, 통형체(51)보다 커지고 있다.
공급부(53)로부터 공급구(512)를 통해, 가스 공간(R)에 프로세스 가스(G2)를 도입하고, RF 전원(55a)으로부터 안테나(55)에 고주파 전압을 인가한다. 그러면, 창 부재(52)를 통해, 가스 공간(R)에 전계가 발생하여, 프로세스 가스(G2)가 플라즈마화된다. 이에 의해, 전자, 이온 및 라디칼 등의 활성종이 발생한다.
한편, 냉각부(56)와 통형체(51) 사이, 냉각부(56)와 분산부(57) 사이에는, 시트(561, 562)가 배치되어 있다. 시트(561, 562)는, 냉각부(56)와 통형체(51), 분산부(57)와의 밀착성을 높여, 열 전도성을 높이는 박판형의 부재이다. 예컨대, 카본 시트를 이용한다.
실드 부재(58)는, 도 3, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 트레이(1)에 배치된 워크(W)에 간격을 두고 대향하는 부재이다. 본 실시형태의 실드 부재(58)는, 대향부(h)와 회전 테이블(31) 사이에, 대향부(h) 및 회전 테이블(31)에 대해 비접촉으로 또한 챔버(20)에 대해 부동(不動)으로 개재한다. 실드 부재(58)는, 플라즈마를 가두고, 프로세스 가스(G2)를 성막부(40)로 확산하는 것을 억제하는 기능을 갖는다. 실드 부재(58)는, 개구(Ho)에 대향하는 위치에 설치되고, 플라즈마 처리의 범위를 조절하는 조절 구멍(58a)이 형성되어 있다.
또한, 실드 부재(58)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 볼록부(Cp)를 따르는 오목부(58c)를 갖는다. 볼록부(Cp)를 따른다는 것은, 볼록부(Cp)를 따르는 형상인 것을 말한다. 본 실시형태에서는, 오목부(58c)는, 볼록부(Cp)의 만곡을 따르는 곡면이다. 단, 오목부(58c)와 볼록부(Cp) 사이는 간격이 띄워져 있다. 즉, 오목부(58c)를 포함하는 실드 부재(58)의 하단은, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)을 비접촉으로 따르는 형상으로 형성되어 있다. 워크(W)의 처리 대상면(Sp)과 실드 부재(58)와의 간격(D2)은, 볼록부(Cp)와 오목부(58c)와의 간격도 포함하여, 1 ㎜∼15 ㎜로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 워크(W)의 통과를 허용하고, 내부의 가스 공간(R)의 압력을 유지하기 위함이다. 한편, 본 실시형태에서는, 후술하는 바와 같이 분산부(57)와 실드 부재(58) 사이에 간격(d)이 발생하기 때문에, 간격(D2)과 간격(d)을 합쳐도, 15 ㎜를 넘지 않는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 실드 부재(58)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 통형체(51)와 외형이 대략 동일한 모서리가 둥근 직사각형 형상의 환형의 플레이트이고, 기체(基體; 581), 차폐판(582)을 갖는다. 기체(581)는, 실드 부재(58)의 외형을 형성하는 두꺼운 평판 부분이다. 기체(581)에는, 상기한 오목부(58c)가 형성되어 있다. 차폐판(582)은, 기체(581)의 내측 가장자리에 형성되고, 기체(581)보다 얇은 평판 부분이며, 그 내측에 조절 구멍(58a)이 형성되어 있다. 조절 구멍(58a)은, 회전 테이블(31)의 외주측과 외주보다 회전 테이블(31)의 중심측(이하, 내주측이라고 부름)에서 크기가 상이하다. 워크(W)에 대해 플라즈마 처리, 즉 막 처리를 행하는 처리 영역의 프레임은, 조절 구멍(58a)으로 구획된다.
여기서, 회전 테이블(31)의 외주측과 내주측을 비교하면, 일정 거리를 통과하는 속도에 차이가 발생한다. 즉, 본 실시형태의 통형체(51)와 같이, 장직경 방향이 회전 테이블(31)의 반경 방향과 평행하게 되도록 배치되어 있는 경우, 통형체(51)의 하부를 회전 테이블(31)이 통과하는 시간은, 내주측보다 외주측이 짧다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 내주측과 외주측에서, 워크(W)가 플라즈마에 노출되는 시간이 동일하게 되어, 처리 레이트를 맞추기 위해서, 상기한 바와 같이, 차폐판(582)에 의해 플라즈마를 차폐하는 범위를 결정하고 있다. 즉, 조절 구멍(58a)의 형상에 의해, 플라즈마에 노출되는 범위를 결정하고 있게 된다. 이것은, 실드 부재(58)에, 개구(Ho)에 대향하는 위치에 설치되고, 플라즈마 처리의 범위를 조절하는 차폐판(582)을 갖는 것과, 플라즈마 처리의 범위를 조절하는 조절 구멍(58a)을 갖는 것은, 같은 뜻인 것을 의미하고 있다. 조절 구멍(58a)의 형상예로서는, 부채형이나 삼각형을 들 수 있다. 또한, 개구(Ho)보다 커지지 않는 범위에서, 부채형이나 삼각형의 중심각이 상이한 차폐판(582)으로 교환함으로써, 차폐의 범위를 변경할 수 있다.
실드 부재(58)는, 도전성 재료로 구성하면 된다. 또한, 전기 저항이 낮은 재료로 해도 좋다. 그러한 재료로서, 알루미늄, 스테인리스 또는 구리를 들 수 있다. 회전 테이블(31)과 동일한 재료로 구성해도 좋고, 상이한 재료로 구성해도 좋다. 실드 부재(58)는, 예컨대, 스테인리스강의 판형 부재의 표면에 산화알루미늄을 용사한 것으로 해도 좋다. 실드 부재(58)는, 워크(W)와 마찬가지로 플라즈마 처리되고, 열에 의해 열화되기 때문에 교환할 필요가 있다. 그래서, 플라즈마 처리의 내용에 따라, 에칭 방지제, 산화 방지제 또는 질화 방지제로 코팅함으로써, 교환 빈도를 줄일 수 있다. 또한, 통부(H)와 분리되어 구성되어 있기 때문에, 교환 작업은 용이해진다.
도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 실드 부재(58)는, 지지 부재(58b)에 의해, 대향부(h)의 분산부(57)와 회전 테이블(31) 사이에, 비접촉으로 위치하도록 고정되어 있다. 지지 부재(58b)는, 회전 테이블(31)의 외측으로부터, 실드 부재(58)의 반경 방향 외측을 지지 고정하는 부재이다. 지지 부재(58b)는, 기둥형의 부재이고, 내저면(20b)으로부터 세워져 설치되며, 회전 테이블(31)의 표면보다 높은 위치까지 연장되어, 회전 테이블(31)의 외측 가장자리의 외측으로 연장된 기체(581)를 지지하고 있다. 즉, 분리 구조의 챔버(20)의 한쪽, 즉 개폐 가능한 천장(20a)에 통부(H)가 설치되어 있는 데 대해, 다른쪽, 즉 내저면(20b)에 회전 테이블(31) 및 실드 부재(58)가 설치되어 있다.
실드 부재(58)와 워크(W) 사이의 간격(D2)과, 분산부(57)와 실드 부재(58) 사이의 간격(d)의 관계에 대해 서술한다. 본 실시형태에서는, 분산부(57)와 실드 부재(58) 사이에 간격(d)이 발생하기 때문에, 가스 공간(R)의 압력을 유지하기 위해서, 간격(D2)을 가능한 한 짧게 하고, 간격(D2)과 간격(d)을 합쳐도, 5 ㎜ 이상이고 15 ㎜를 넘지 않는 것이 바람직하다. 즉, 5 ㎜≤D2+d≤15 ㎜로 하면 된다. 예컨대, 간격(D2)=간격(d)=5 ㎜ 정도로 하는 것이 고려된다.
또한, 실드 부재(58)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각부(583)를 갖는다. 냉각부(583)는, 실드 부재(58)의 내부에 설치되고, 냉각수가 유통되는 수로이다. 수로에는, 냉각수를 순환 공급하는 냉각수 순환 장치인 칠러에 접속된 공급구와 배수구가 연통되어 있다. 이 칠러에 의해 냉각된 냉각수가 공급구로부터 공급되고, 수로 내를 유통하여 배수구로부터 배출되는 것을 반복함으로써, 실드 부재(58)가 냉각된다. 수로는 배관에 의해 구성되는데, 예컨대, 지지 부재(58b)를 따라 내저면(20b)을 기밀하게 통과하여, 챔버(20) 밖으로 연장되어 있다.
[로드록부]
로드록부(60)는, 진공실(21)의 진공을 유지한 상태에서, 도시하지 않은 반송 수단에 의해, 외부로부터 미처리의 워크(W)를 탑재한 트레이(1)를, 진공실(21)에 반입하고, 처리가 끝난 워크(W)를 탑재한 트레이(1)를 진공실(21) 외부로 반출하는 장치이다. 이 로드록부(60)는, 주지의 구조의 것을 적용할 수 있기 때문에, 설명을 생략한다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 챔버(20) 내에는, 로드록부(60)를 통해, 외부와 회전 테이블(31) 사이에서, 트레이(1)를 반송하는 리프터(35)가 설치되어 있다. 리프터(35)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 로봇 아암(AM)과의 사이에서 트레이(1)의 전달을 행하는 위치와, 회전 테이블(31)에 대한 트레이(1)의 오르내림을 행하는 위치 사이를 승강한다. 이 때문에, 리프터(35)는, 회전 테이블(31)의 개구(31a) 내를 삽입 관통 가능하게 설치되어 있다.
또한, 챔버(20) 내에는, 회전 테이블(31)의 정지 위치를 결정하는 위치 결정핀(36)이 설치되어 있다. 위치 결정핀(36)은 선단이 원뿔 형상이고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 캠 구멍(31b)에 선단이 삽입 및 분리되는 방향으로 이동한다. 모터(32)의 제어에 의해 회전 테이블(31)의 대략적인 위치 결정을 행한 후, 위치 결정핀(36)의 선단이, 캠 구멍(31b)에 삽입되면, 회전 테이블(31)의 탑재부(33)의 각 트레이(1)의 위치가, 로드록부(60)에 대응하는 위치에 맞는다.
[제어 장치]
제어 장치(70)는, 진공 처리 장치(100)의 각부를 제어하는 장치이다. 이 제어 장치(70)는, 예컨대, 전용의 전자 회로 혹은 미리 정해진 프로그램으로 동작하는 컴퓨터 등에 의해 구성할 수 있다. 즉, 진공실(21)에의 스퍼터 가스(G1) 및 프로세스 가스(G2)의 도입 및 배기에 관한 제어, 전원부(6), RF 전원(55a)의 제어, 회전 테이블(31)의 회전의 제어 등에 대해서는, 그 제어 내용이 프로그램되어 있다. 제어 장치(70)는, 이 프로그램이 PLC나 CPU 등의 처리 장치에 의해 실행되는 것이며, 다종 다양한 플라즈마 처리의 사양에 대응 가능하다.
구체적으로 제어되는 대상을 들면 이하와 같다. 즉, 모터(32)의 회전 속도, 진공 처리 장치(100)의 초기 배기 압력, 스퍼터원(4)의 선택, 타겟(41) 및 안테나(55)에의 인가 전력, 스퍼터 가스(G1) 및 프로세스 가스(G2)의 유량, 종류, 도입 시간 및 배기 시간, 성막 및 막 처리의 시간 등이다.
특히, 본 실시형태에서는, 제어 장치(70)는, 성막부(40)의 타겟(41)에의 전력의 인가, 가스 공급부(25)로부터의 스퍼터 가스(G1)의 공급량을 제어함으로써, 성막 레이트를 제어한다. 또한, 제어 장치(70)는, 안테나(55)에의 전력의 인가, 공급부(53)로부터의 프로세스 가스(G2)의 공급량을 제어함으로써, 막 처리 레이트를 제어한다.
[동작]
이상과 같은 본 실시형태의 동작을 설명한다. 한편, 도시는 하지 않으나, 진공 처리 장치(100)에는, 로봇 아암(AM)에 의해, 워크(W)를 탑재한 트레이(1)의 반입, 반송, 반출이 행해진다.
복수의 트레이(1)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(AM)에 의해, 로드록부(60)를 통해, 챔버(20) 내에 순차 반입된다. 즉, 회전 테이블(31)은, 탑재부(33)의 트레이(1)의 탑재 위치를, 로드록부(60)로부터의 반입 개소로 이동시킨다. 위치 결정핀(36)이 상승하여 선단이 캠 구멍(31b)에 삽입됨으로써, 각 트레이(1)의 탑재 위치가, 로드록부(60)의 하부에 위치 결정된다.
리프터(35)가 상승하면, 로봇 아암(AM)에 유지된 트레이(1)를 지지하고, 로봇 아암(AM)이 퇴피한다. 리프터(35)가 하강함으로써, 회전 테이블(31)의 탑재부(33) 상에, 트레이(1)가 탑재된다. 이것을 순차 반복함으로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 워크(W)를 탑재한 트레이(1)가, 회전 테이블(31) 상에 환형으로 탑재된다.
이와 같이 트레이(1)가 탑재되면, 트레이(1)의 대향면(11)은, 볼록부(11a)를 포함하여 원주 상에 연속해서, 전부 동일 평면이 된다. 또한, 깔판(33a)의 표면과 트레이(1)의 표면도, 전부 동일 평면이 된다. 이 때문에, 트레이(1)와, 실드 부재(8) 및 실드 부재(58)와의 간격은, 볼록부(Cp)도 포함하여, 전체 둘레에 걸쳐 일정해진다(도 9, 도 12 참조). 또한, 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 처리 대상면(Sp)은, 실드 부재(8), 실드 부재(58)에 대해 일정한 간격을 유지하면서, 트레이(1)의 대향면(11)보다 접근한다.
이상과 같이 진공 처리 장치(100)에 도입된 워크(W)에 대한 막을 형성하는 처리는, 이하와 같이 행해진다. 한편, 이하의 동작은, 성막부(40A)만 및 막 처리부(50A)만이라고 하는 것처럼, 성막부(40)와 막 처리부(50) 중에서 각각 하나를 가동시켜 성막 및 막 처리를 행하는 예이다. 단, 복수 세트의 성막부(40), 막 처리부(50)를 가동시켜 처리 레이트를 높여도 좋다. 또한, 성막부(40) 및 막 처리부(50)에 의한 성막 및 막 처리의 예는, 산질화실리콘의 막을 형성하는 처리이다. 산질화실리콘의 막을 형성하는 것은, 워크(W)에 원자 레벨로 실리콘을 부착시킬 때마다, 산소 이온 및 질소 이온을 침투시키는 처리를, 워크(W)를 순환 반송시키면서 반복함으로써 행한다.
먼저, 진공실(21)은, 배기부(23)에 의해 항상 배기되어 감압되어 있다. 그리고, 진공실(21)이 미리 정해진 압력에 도달하면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(31)이 회전한다. 이에 의해, 탑재부(33)에 유지된 워크(W)는, 반송 경로(T)를 따라 이동하여, 성막부(40A, 40B, 40C) 및 막 처리부(50A, 50B) 아래를 통과한다. 회전 테이블(31)이 미리 정해진 회전 속도에 도달하면, 다음으로, 성막부(40)의 가스 공급부(25)는, 스퍼터 가스(G1)를, 타겟(41) 주위에 공급한다. 이때, 막 처리부(50)의 공급부(53)도, 프로세스 가스(G2)를 가스 공간(R)에 공급한다.
성막부(40)에서는, 전원부(6)가 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 전력을 인가한다. 이에 의해, 스퍼터 가스(G1)가 플라즈마화한다. 스퍼터원(4)에서, 플라즈마에 의해 발생한 이온, 라디칼 등의 활성종은, 타겟(41)에 충돌하여 성막 재료의 입자를 날려 버린다. 이 때문에, 성막부(40)를 통과하는 워크(W)의 표면에는, 그 통과마다 성막 재료의 입자가 퇴적되어, 막이 생성된다. 이 예에서는, 실리콘의 층이 형성된다.
전원부(6)는, 회전 테이블(31)의 내주측으로부터 외주측으로 감에 따라 순차 전력이 커지도록, 각 타겟(41A, 41B, 41C)에 전력을 인가한다. 이 때문에, 스퍼터링에 의한 단위 시간당의 성막량은, 내주측으로부터 외주측으로 갈수록 많아지지만, 내주측으로부터 외주측으로 갈수록 회전 테이블(31)의 통과 속도는, 빨라진다. 결과로서, 워크(W) 전체의 막 두께는 균일해진다.
한편, 워크(W)는, 가동하고 있지 않은 성막부(40)나 막 처리부(50)를 통과해도, 성막이나 막 처리는 행해지지 않기 때문에, 가열되지 않는다. 이 가열되지 않는 영역에서, 워크(W)는 열을 방출한다. 한편, 가동하고 있지 않은 성막부(40)란, 예컨대 성막 포지션(M4, M5)이다. 또한, 가동하고 있지 않은 막 처리부(50)란, 예컨대, 막 처리 포지션(M3)이다.
한편, 성막된 워크(W)는, 처리 유닛(5)에서의 통형체(51)에 대향하는 위치를 통과한다. 처리 유닛(5)에서는, 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 공급부(53)로부터 공급구(512)를 통해, 통형체(51)에 프로세스 가스(G2)인 산소 및 질소가 공급되고, RF 전원(55a)으로부터 안테나(55)에 고주파 전압이 인가된다. 고주파 전압의 인가에 의해, 창 부재(52)를 통해, 가스 공간(R)에 전계가 가해져, 플라즈마가 생성된다. 생성된 플라즈마에 의해 발생한 산소 이온 및 질소 이온이, 성막된 워크(W)의 표면에 충돌함으로써, 막 재료에 침투한다. 차폐판(582)은, 개구(Ho)의 외측 가장자리 부분을 대략 덮음으로써, 덮은 부분에서 플라즈마를 차폐한다. 따라서, 플라즈마 처리는, 조절 구멍(58a)에 의해 규정된 범위에서 행해진다.
안테나(55)에 인가되는 인가 전력을 상승시켜도, 지지부(510)는 냉각부(56)에 의해 냉각되기 때문에, 온도 상승이 억제된다. 또한, 분산부(57)도, 냉각부(56)에 의해 냉각되기 때문에, 온도 상승이 억제된다. 그리고, 지지부(510)와 냉각부(56) 사이에는 열 전도성이 높은 시트(561)가 접촉하여 개재되고, 분산부(57)와 냉각부(56) 사이에는 열 전도성이 높은 시트(562)가 접촉하여 개재되어 있다. 이에 의해, 지지부(510), 분산부(57)의 열은 냉각부(56)에 효율적으로 전달된다.
또한, 플라즈마에 의한 산소 이온 및 질소 이온이 충돌함으로써, 실드 부재(58)도 가열되지만, 분산부(57)와는 간격(d)(도 12 참조)을 두고 분리되어 있기 때문에, 그 열은 분산부(57)에 전달되지 않는다. 만일, 실드 부재(58)가 열 변형했다고 해도, 그에 의한 변형이 분산부(57)에 전달되는 것도 방지된다. 또한, 실드 부재(58) 자체도, 냉각부(583)에 의해 냉각된다. 이상의 점에서, 실드 부재(58), 분산부(57), 지지부(510)의 가열에 의한 열 변형이 억제되기 때문에, 창 부재(52)의 변형이나 손상이 방지된다.
이상과 같은 막을 형성하는 처리 동안, 회전 테이블(31)은 회전을 계속하여 워크(W)를 탑재한 트레이(1)를 계속해서 순환 반송한다. 이와 같이, 워크(W)를 순환시켜 성막과 막 처리를 반복함으로써, 워크(W)의 표면에 화합물막으로서 산질화실리콘의 막이 형성된다.
회전 테이블(31)이 회전해도, 트레이(1)의 대향면(11)은, 볼록부(11a)를 포함하여 원주 상에 연속하고 있고, 전부 동일 평면으로 되어 있다. 이 때문에, 워크(W)가 배치되어 있지 않은 개소에서도, 트레이(1)와 실드 부재(8) 및 실드 부재(58)와의 간격이 일정하게 유지되고, 크게 벌어지는 일이 없다.
산질화실리콘의 막이 소망의 막 두께가 되는 미리 정해진 처리 시간이 경과하면, 성막부(40) 및 막 처리부(50)를 정지한다. 즉, 전원부(6)에 의한 타겟(41)에의 전력의 인가, 공급구(512)로부터의 프로세스 가스(G2)의 공급, RF 전원(55a)에 의한 전력의 인가 등을 정지한다.
이와 같이, 막을 형성하는 처리가 완료된 후, 워크(W)를 탑재한 트레이(1)는, 회전 테이블(31)의 회전과 위치 결정핀(36)에 의해, 순차, 로드록부(60)에 위치 결정되어 리프터(35) 및 로봇 아암(AM)에 의해, 외부로 반출된다.
[작용 효과]
이상과 같은 본 실시형태에서는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버(20)와, 챔버(20) 내에 설치된 회전 테이블(31)로서, 상기 회전 테이블(31)의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크(W)를 순환 반송하는 회전 테이블(31)과, 회전 테이블(31)에 탑재되고, 워크(W)를 배치하는 복수의 트레이(1)와, 회전 테이블(31)에 의해 반송되는 워크(W)에 대해, 도입된 반응 가스(G)를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 갖고, 처리부는, 회전 테이블(31)의 직경 방향에서 트레이(1)의 처리부에 대향하는 면과 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 처리부에 대향하는 면 사이에, 워크(W)가 통과 가능한 간격을 두고 대향하는 실드 부재(8, 58)를 가지며, 복수의 트레이(1)의 처리부에 대향하는 면은, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다.
이 때문에, 워크(W)와 실드 부재(8, 58)와의 간격에 비해, 트레이(1)와 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되고, 처리부로부터의 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다. 또한, 상이한 반응 가스(G)를 이용하는 처리부를 포함하는 경우에, 반응 가스의 누설에 의한 상호의 컨태미네이션을 방지할 수 있다. 또한, 여러 가지 형상의 워크(W)에 대응한 형상의 트레이(1)를 준비해 둠으로써, 트레이(1)를 교환하는 것만으로, 워크(W)의 형상의 변경에 대응할 수 있다.
또한, 실드 부재(8, 58)와 워크(W)와의 간격을 조정함으로써, 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다. 실드 부재(58)는, 통부(H)로부터 분리되어 있기 때문에, 워크(W)와의 간격의 조정을 용이하고 또한 정확하게 행할 수 있다.
워크(W)는, 처리부에 대향하는 면에 볼록부(Cp)를 갖고, 실드 부재(8, 58)는, 워크(W)의 볼록부(Cp)를 따르는 오목부(80, 58c)를 갖는다. 이 때문에, 워크(W)에 볼록부(Cp)가 있어도, 워크(W)와 실드 부재(8, 58)와의 간격이 확대되는 것이 방지되고, 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다.
트레이(1)는, 처리부에 대향하는 면에, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)를 따르는 볼록부(11a)를 갖는다. 이 때문에, 트레이(1)의 워크(W)가 배치되어 있지 않은 부분에서도, 트레이(1)와 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되고, 반응 가스(G)의 누설을, 보다 한층 억제할 수 있다.
회전 테이블(31)은, 트레이(1)의 위치를 규제하는 규제부(33b)를 갖는다. 이 때문에, 회전 테이블(31)의 회전에 의한 트레이(1)의 어긋남이 방지되어, 워크(W)의 위치가 안정된다.
[변형예]
(1) 워크(W)의 형상, 종류 및 재료는 특정한 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 21에 도시된 바와 같이, 처리 대상면(Sp)이 각도가 상이한 복수의 평면으로 구성됨으로써, 상이한 평면끼리를 연결하는 부분에 의해 볼록부(Cp)가 형성된 워크(W)여도 좋다. 또한, 워크(W)의 두께에 따라서는, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 트레이(1)의 대향면(11)보다 위로 돌출되는 경우가 있다. 이 경우, 실드 부재(8, 58)에, 워크(W)의 돌출 부분을 피하는 오목부(80, 58c)를 형성하게 된다. 단, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)에, 볼록부(Cp)가 없어도 좋다. 워크(W)의 재료로서는, 금속, 카본 등의 도전성 재료를 포함하는 것, 유리나 고무 등의 절연물을 포함하는 것, 실리콘 등의 반도체를 포함하는 것을 이용해도 좋다. 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)는, 워크(W)의 볼록부(Cp)를 따르는 형상이면 되기 때문에, 워크(W)의 형상에 따라, 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 또한, 트레이(1)의 볼록부(11a)는, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)를 따르는 형상이면 되기 때문에, 오목부(80, 58c)의 형상에 따라, 여러 가지 형상으로 할 수 있다.
또한, 워크(W)의 성막되는 면은, 상기한 실시형태에서는, 볼록부(Cp)를 갖는 면을 성막하고 있었으나, 반대측의 면을 성막해도 좋다. 예컨대, 오목부(Rp)를 갖는 면을 성막해도 좋다. 이 경우, 실드 부재(8, 58)는, 오목부(Rp)를 따르는 볼록부를 갖고 있으면 된다. 또한, 트레이(1)는, 오목부(Rp)를 따르고, 실드 부재(8, 58)의 볼록부를 따르는 오목부를 갖고 있으면 된다.
예컨대, 도 14의 (A)에 도시된 바와 같이, 단면이 원호형이 되는 워크(W)와 같이, 워크(W)의 처리 대상면(Sp) 전체가 볼록부(Cp)로 되어 있어도 좋다. 이 경우, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)도 원호형으로 하고, 트레이(1)의 볼록부(11a)도 단면이 원호형이 되도록 형성한다. 또한, 도 14의 (B)에 도시된 바와 같이, 양 가장자리에 볼록부(Cp)를 가짐으로써, 처리 대상면(Sp) 전체가 처리부측으로 융기하여 접근하고 있는 형상이어도 좋다. 이 경우, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c), 트레이(1)의 볼록부(11a)도 처리 대상면(Sp)을 따르는 형상이 되도록 형성한다.
(2) 실드 부재(8)에, 도 15에 도시된 바와 같이, 조정부(85)를 설치해도 좋다. 조정부(85)는, 성막되는 막의 막 두께 분포를 조정하는 부재이다. 조정부(85)는, 성막 영역(F)의 일부에, 성막 재료의 스퍼터 입자를 차폐하는 영역을 형성함으로써, 막 두께 분포를 보정한다. 즉, 스퍼터 입자가 많이 부착되어 막이 두꺼워지기 쉬운 개소에, 필요 이상으로 스퍼터 입자가 부착되지 않도록 차폐하는 부분이다. 즉, 조정부(85)는, 성막 재료를 차단하는 차폐부이다.
예컨대, 도 15에서는, 실드 부재(8)의 격벽(83d)의 하단에, 성막실(S)의 내부의 방향으로 돌출된 면에 의해, 조정부(85)를 구성한다. 워크(W)의 볼록부(Cp)에 의해, 처리 대상면(Sp)이 타겟(41)에 근접함으로써, 막 두께 분포가 두꺼워지는 개소에, 성막실(S)측으로 돌출된 산을 형성하고 있다. 이에 의해, 산의 부분으로 스퍼터 입자를 차폐하여, 워크(W)에 필요 이상으로 부착되는 것이 방지되기 때문에, 막 두께 분포를 균일하게 할 수 있다.
(3) 실드 부재(8)를, 챔버(20)의 천장(20a)에 부착하는 것이 아니라, 지주 등에 의해, 챔버(20)의 내저면 또는 내주면에 지지되는 구성으로 해도 좋다. 이에 의해, 개폐되는 천장(20a)으로부터, 실드 부재(8)를 분리할 수 있고, 실드 부재(8)와 워크(W)와의 간격의 조정을 용이하고 또한 정확하게 행할 수 있다.
(4) 도 16에 도시된 바와 같이, 오목부(80)를, 실드 부재(8)에 착탈 가능한 착탈 부재(86)에 형성해도 좋다. 예컨대, 착탈 부재(86)를, 실드 부재(8)의 격벽(83c, 83d)에 착탈 가능하게 설치한다. 착탈 부재(86)는, 격벽(83d)과 동일한 형상이지만, 그 하측 가장자리에, 오목부(80a)가 형성되어 있다. 착탈 부재(86)에는, 위치 결정용의 위치 결정부(L)가 형성되어 있다. 본 양태의 위치 결정부(L)는, 갈고리를 굴곡시킨 후크형으로 되어 있다. 격벽(83c, 83d)에는, 복수의 대략 사각형의 라이트닝 홀(lightening hole; Na)이 형성되어, 경량화가 도모되어 있다. 라이트닝 홀(Na)의 하측 가장자리에는, 위치 결정부(L)가 걸리는 걸림부(Nb)가 형성되어 있다. 본 양태의 걸림부(Nb)는, 후크형의 위치 결정부(L)가 끼워지는 절결로 되어 있다.
또한, 성막실(S)에서의 스퍼터링 시의 성막 재료는 착탈 부재(86)에 부착되기 때문에, 착탈 부재(86)는, 실드 부재(8)에의 막의 형성을 방지하는 방착판(防着板)으로서도 기능한다. 착탈 부재(86)를 벗겨 청소 또는 교환함으로써, 막을 제거할 수 있다. 이 때문에, 중량물인 실드 부재(8)를 청소 또는 교환하는 수고를 생략할 수 있다.
한편, 실드 부재(8)는, 상기한 실시형태에서는, 처리부를 전체 둘레에서 둘러싸는 벽을 구비한 구성으로 되어 있다. 단, 실드 부재(8)는, 회전 테이블(31)의 직경 방향에서, 트레이(1)의 처리부에 대향하는 면과 트레이(1)에 배치된 워크(W)의 처리부에 대향하는 면 사이에, 워크(W)가 통과 가능한 간격을 두고 대향하고 있으면 된다. 즉, 실드 부재(8)는, 반응 가스(G)의 누설을 방지하는 기능을 갖고 있으면 된다. 이 때문에, 예컨대, 실드 부재(8)는 적어도 격벽(83c, 83d)을 갖고 있으면 된다.
(5) 도 17에 도시된 바와 같이, 트레이(1)에, 워크(W)가 감입되는 감입부(11b)를 형성해도 좋다. 감입부(11b)는, 워크(W)의 두께 방향의 일부 또는 전부가 매립되는 오목부이다. 이에 의해, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)과, 트레이(1)의 표면과의 고저차를 적게 하여, 워크(W) 이외의 트레이(1)의 표면과 실드 부재(8, 58)와의 간극이 확대되는 것을 방지하고, 반응 가스의 누설을 보다 한층 억제할 수 있다.
이 경우, 트레이(1)의 표면과 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 동일 평면이 되도록, 감입부(11b)의 깊이를 설정하는 것이 바람직하다. 이를 위한 구성으로서는, 예컨대, 도 18에 도시된 바와 같이, 감입부(11b)의 깊이와, 워크(W)의 두께를 대략 일치시켜도 좋다. 또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 스페이서(11c)를 이용하여, 트레이(1)의 표면과 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 동일 평면이 되도록 해도 좋다. 예컨대, 감입부(11b)의 바닥면을, 회전 테이블(31)에 가까운 저위의 평탄면에 맞추고, 스페이서(11c)를 통해 워크(W)를 배치함으로써, 트레이(1)의 표면과 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 동일 평면이 되도록 해도 좋다. 이 경우, 워크(W)의 두께가 균등하고, 이에 맞춰 스페이서(11c)의 두께가 부분적으로 상이해도 좋다(도면 중 α). 워크(W)의 두께가 부분적으로 상이하고, 이것을 보충하도록, 균등한 두께의 스페이서(11c)를 개재시켜, 트레이(1)의 표면과 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 동일 평면이 되도록 해도 좋다(도면 중 β).
(6) 회전 테이블(31)에 의해 동시 반송되는 트레이(1), 워크(W)의 수는, 적어도 하나이면 되고, 상기한 실시형태에서 예시한 수에는 한정되지 않는다. 즉, 하나의 트레이(1), 하나의 워크(W)가 순환 반송되는 양태여도 좋고, 2개 이상의 트레이(1), 2개 이상의 워크(W)가 순환 반송되는 양태여도 좋다. 트레이(1)가 탑재부(33)의 일부에만 탑재되었다고 해도, 규제부(33b)에 의해 트레이(1)의 어긋남이 방지된다.
(7) 복수의 트레이(1)의 대향면(11)은, 도 20에 도시된 바와 같이, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되도록 형성되어 있으면 되고, 반드시 볼록부(11a)를 갖고 있지 않아도 좋다. 예컨대, 트레이(1)의 대향면(11)이 평탄면이어도 좋다. 또한, 실드 부재(8, 58)가, 오목부(80, 58c)를 갖고 있지 않아도 좋다. 즉, 복수의 트레이(1)의 대향면(11)이 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되도록 형성되어 있으면, 워크(W)가 존재하지 않는 개소에서, 트레이(1)와 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되고, 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다.
(8) 탑재부(33)는, 회전 테이블(31)에 직접 형성한 오목부에 의해 구성해도 좋다. 또한, 트레이(1)는, 회전 테이블(31) 상에 깔 수 있으면 되기 때문에, 탑재부(33)는, 반드시 움푹 들어간 영역으로서 형성할 필요는 없다. 예컨대, 트레이(1)가, 반경 방향에서, 실드 부재(8, 58)보다 긴 경우에는, 회전 테이블(31)의 표면은 평탄해도 좋다. 한편, 트레이(1)를 유지하기 위한 구성으로서는, 홈, 구멍, 돌기, 지그, 홀더, 메커니컬 척, 점착 척 등을 갖고 있어도 좋다.
(9) 도 22의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(31)의 표면에, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)를 따르는 볼록부(31c)가, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖도록 형성해도 좋다. 이 경우도, 도 22의 (A)에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(31)의 표면과 트레이(1)의 대향면(11)이 동일 평면이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 대향면(11)에 볼록부(11a)를 갖는 트레이(1)를 탑재하면, 회전 테이블(31)의 표면과 트레이(1)가 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는 탑재부(33)를, 회전 테이블(31)에 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는, 워크(W)가 존재하지 않는 개소에서, 트레이(1)와 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되고, 트레이(1)가 존재하지 않는 개소에서도, 회전 테이블(31)의 표면과 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되며, 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 회전 테이블(31)의 표면에 볼록부(31c)를 형성하는 경우에, 도 22의 (B)에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(31)에 직접 형성한 오목부에 의해, 워크(W)를 감입하는 감입부(31d)를 형성해도 좋다. 이 경우, 볼록부(Cp)를 갖는 워크(W)를 감입부(31d)에 감입하면, 회전 테이블(31)의 표면과 워크(W)의 표면이 원주의 궤적을 따라 동일 평면이 된다. 이와 같이 구성해도, 워크(W)가 존재하지 않는 개소에서, 회전 테이블(31)과 실드 부재(8, 58)와의 간격이 극단적으로 확대되는 것이 방지되고, 반응 가스(G)의 누설을 억제할 수 있다.
(10) 성막 재료에 대해서는, 스퍼터링에 의해 성막 가능한 여러 가지 재료를 적용 가능하다. 예컨대, 탄탈, 티탄, 알루미늄 등을 적용할 수 있다. 화합물로 하기 위한 재료에 대해서도, 여러 가지 재료를 적용 가능하다.
(11) 성막부에서의 타겟의 수는, 3개에는 한정되지 않는다. 타겟을 하나로 해도, 2개로 해도, 4개 이상으로 해도 좋다. 타겟의 수를 많게 하고, 인가 전력을 조절함으로써, 보다 정밀한 막 두께의 제어가 가능해진다. 또한, 성막부를 하나로 해도, 2개로 해도, 4개 이상으로 해도 좋다. 성막부의 수를 많게 하여, 성막 레이트를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 막 처리부의 수도 많게 하여, 막 처리 레이트를 향상시킬 수 있다.
(12) 성막부(40) 및 막 처리부(50) 중 어느 한쪽만을 작동시키도록 운전해도 좋다. 또한, 처리부로서는, 성막부(40) 및 막 처리부(50) 중 적어도 한쪽을 갖고 있으면 된다. 또한, 처리부는, 성막 및 이에 대한 막 처리에는 한정되지 않는다. 플라즈마에 의해 발생시킨 활성종을 이용하여, 처리 대상에 처리를 행하는 진공 처리 장치에 적용할 수 있다. 예컨대, 처리 유닛에서, 가스 공간 내에 플라즈마를 발생시켜, 에칭, 애싱 등의 표면 개질, 클리닝 등을 행하는 진공 처리 장치로서 구성해도 좋다. 이 경우, 예컨대, 아르곤 등의 불활성 가스를 프로세스 가스로 하는 것이 고려된다.
(13) 통형체, 창 부재, 안테나의 형상도, 상기한 실시형태에서 예시한 것에는 한정되지 않는다. 수평 단면이 사각형, 원형, 타원형이어도 좋다. 상기한 실시형태에서는, 통부(H)와 실드 부재(58)가 분리된 구조였으나, 통부(H)와 실드 부재(58)가 일체로 된 구조도, 본 발명에 포함된다. 또한, 성막부(40), 막 처리부(50)는, 상기한 양태에는 한정되지 않는다. 예컨대, 막 처리부(50)에서 발생시키는 플라즈마는, 유도 결합 플라즈마에는 한정되지 않는다.
(14) 회전 테이블(31)에 트레이(1)를 탑재하는 탑재부(33)를 갖는 진공 처리 장치, 상기와 같은 트레이(1)도 본 발명의 일 양태이다.
(15) 상기한 양태에서는, 수평으로 배치한 회전 테이블(31)의 상면에 탑재부(33)를 형성하고, 이 회전 테이블(31)을 수평면 내에서 회전시키며, 이 회전 테이블(31)의 상방에 성막부(40) 및 막 처리부(50)를 배치하는 것으로서 설명하였으나, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 회전 테이블(31)의 배치는, 수평에 한하지 않고 수직의 배치여도 경사진 배치여도 좋다. 또한, 탑재부(33)도, 회전 테이블(31)의 적어도 한쪽 면에 형성되어 있으면 되고, 수평 배치한 회전 테이블(31)의 하면에 형성하도록 해도 좋다. 또한, 회전 테이블(31)의 양방의 면에 형성하도록 해도 좋다. 또한, 성막부(40)와 막 처리부(50)는, 회전 테이블(31)의 탑재부(33)가 형성된 면에 대향하여 배치되어 있으면 된다. 따라서, 예컨대, 수평 배치한 회전 테이블(31)의 하면에 탑재부(33)를 형성한 경우에는, 성막부(40)와 막 처리부(50)를, 회전 테이블(31)의 하측으로부터 회전 테이블(31)에 대향하는 위치에 배치하면 된다. 한편, 회전 테이블(31)을 수직이나 경사진 배치로 하거나, 회전 테이블(31)의 하측에 탑재부(33)를 형성하거나 한 경우, 탑재부(33)에 트레이(1)를 착탈 가능하게 유지하기 위한 유지 기구, 예컨대, 척 기구 등을 설치하면 된다. 또한, 아울러 트레이(1)에도, 워크를 착탈 가능하게 유지하기 위한 척 기구 등의 유지 기구나, 워크를 감입함으로써 유지시킬 수 있는 갈고리 부재 등에 의해 협지(挾持)하는 유지 기구를 설치하도록 해도 좋다.
성막부(40)와 막 처리부(50)를, 회전 테이블(31)의 하측으로부터 회전 테이블(31)에 대향하는 위치에 배치하는 변형예를, 도 23 내지 도 29를 참조하여 설명한다. 도 23은 변형예의 회전 테이블(31)의 하면도, 도 24는 변형예의 회전 테이블(31)을 편입시키고, 성막부(40) 및 막 처리부(50)를 회전 테이블(31)의 하측에 배치한 진공 처리 장치의 C-C선 단면도이다. 도 25는 변형예의 트레이(1)를 도시한 사시도이다. 도 26은 트레이(1)에 대한 워크(W)의 장착, 회전 테이블(31)에 대한 트레이(1)의 장착을 도시한 설명도이다. 도 27은 다른 변형예의 트레이(1)를 도시한 분해 사시도이다. 도 28은 다른 변형예의 트레이(1)를 도시한 분해 사시도, 도 29의 (A)는 사시도, 도 29의 (B)는 단면도이다.
(성막부 및 막 처리부)
도 24에 도시된 바와 같이, 성막부(40) 및 막 처리부(50)는, 회전 테이블(31)의 하측에 배치되어 있다. 성막부(40) 및 막 처리부(50)는, 상기한 양태와 동일한 구성이지만, 상하가 반전되어 설치되어 있다. 이 때문에, 실드 부재(8)의 개구(81), 실드 부재(58)의 조절 구멍(58a)(도 10, 도 11 참조)은 상방으로 향하고, 회전 테이블(31)의 하측에 대향하고 있다.
실드 부재(8)는, 천장부(82)가 챔버(20)의 내저면(20b)과 접하도록 부착되어 있다. 여기서 말하는 천장부(82)는, 이 변형예에서는 하측이 된다. 실드 부재(58)는, 상기한 양태와 마찬가지로, 지지 부재(58b)에 의해, 대향부(h)의 분산부(57)와 회전 테이블(31) 사이에, 비접촉으로 위치하도록 고정되어 있다.
(트레이)
트레이(1)는, 도 25의 사시도에 도시된 바와 같이, 대략 부채형 형상의 판형체이다. 한편, 도 25는 성막부(40), 막 처리부(50)에 대향하는 대향면(11)측을 위로 하여 도시하고 있다. 트레이(1)가 회전 테이블(31)에 탑재될 때에는, 도 23, 도 24, 도 26의 (B), (C)에 도시된 바와 같이, 대향면(11)은 하측으로 향한다. 여기서, 트레이(1)의 대향면(11)을 갖는 측을 대향부(X1), 그 반대면의 측을 지지부(X2)로 한다.
트레이(1)의 지지부(X2)의 외형 형상은, 대향부(X1)의 외형 형상과 대략 동일하지만, 그 사이즈는, 대향부(X1)보다 한층 크다. 이 때문에, 트레이(1)는, 대향부(X1)의 외주보다 지지부(X2)의 외주가, 전체 둘레에 걸쳐 외측으로 돌출된 돌출부(15)를 갖고 있다. 또한, 대향부(X1)는, 실드 부재(8)의 오목부(80), 실드 부재(58)의 오목부(58c)를 따르는 볼록부(11a)를 갖는다.
트레이(1)는, 상하 방향으로 관통한 복수의 개구(16)를 갖는다. 여기서, 도 26의 (A)에 도시된 바와 같이, 개구(16)는, 지지부(X2)측이 대향부(X1)측보다 한층 크게 되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(16)의 지지부(X2)측은, 워크(W)를 트레이(1)의 내부에 넣는 것이 가능한 크기의 삽입부(16a)로 되어 있다. 또한, 개구(16)의 대향부(X1)측은, 내측으로 융기하여 트레이(1)를 유지 가능한 유지부(16b)로 되어 있다. 유지부(16b)의 내주는, 워크(W)의 외형과 대략 동일한 형상이지만, 워크(W)보다 한층 작게 되어 있기 때문에, 도 23, 도 24, 도 26의 (B)에 도시된 바와 같이, 삽입부(16a)로부터 삽입된 워크(W)의 처리 대상면(Sp)의 외주를 유지한다.
(회전 테이블)
회전 테이블(31)에는, 도 24 및 도 26의 (B), (C)에 도시된 바와 같이, 개구(31a)가 형성되어 있다. 개구(31a)는, 회전 테이블(31)의 각 트레이(1)가 배치되는 원주 등배 위치에 형성된 관통 구멍이다. 개구(31a)는, 트레이(1)의 대향부(X1)의 외형과 대략 동일한 형상이고, 대향부(X1)의 외형보다 약간 크게 되어 있기 때문에, 대향부(X1)가 끼워 맞춰지도록 형성되어 있다.
회전 테이블(31)의 상면에는, 개구(31a) 주위에 트레이(1)의 돌출부(15)가 배치되는 배치면(31e)이 설치되고, 상기한 양태와 마찬가지로 깔판(33a)에 규제부(33b)가 설치되어 있다.
그리고, 회전 테이블(31)의 하면은, 실드 부재(8, 58)의 오목부(80, 58c)를 따르는 볼록부(31c)가, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖도록 형성되어 있다. 이와 같이, 동일 평면이 되는 부분을 갖는 형상은, 상하가 반전되어 있는 것 이외에는, 상기한 양태와 동일하다.
한편, 트레이(1)에 워크(W)를 배치한 상태에서는, 개구(16)의 하단은, 수 ㎜ 이하의 개구 깊이를 갖는다. 이와 같이 수 ㎜ 이하의 단차를 갖는 부분이 있어도, 본 발명의 목적인 처리부로부터의 반응 가스의 누설의 억제가 가능하다. 이 때문에, 이 정도의 약간의 단차는, 본 발명에서는 「동일 평면」에 포함된다. 즉, 「복수의 트레이의 처리부에 대향하는 면은, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 갖는다」의 「동일 평면」은, 정확하게 연속된 면일 필요는 없고, 약간의 단차를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 이 변형예와 같은 구성이어도 트레이(1)의 대향면(11)과 회전 테이블(31)의 하면을, 회전 중심측에서, 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면으로 할 수도 있다.
(트레이의 장착)
이러한 변형예에서는, 도 26의 (A)에 도시된 바와 같이, 워크(W)는, 개구(16)의 삽입부(16a)로부터 트레이(1)의 내부에 삽입되어, 도 26의 (B)에 도시된 바와 같이, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)의 외주가, 개구(16)의 유지부(16b)에 의해 유지된다. 이 때문에, 트레이(1)에는, 워크(W)를 유지하기 위한 복잡한 기구를 설치할 필요가 없다.
그리고, 도 23, 도 26의 (B), (C)에 도시된 바와 같이, 워크(W)를 배치한 트레이(1)의 대향부(X1)를, 회전 테이블(31)의 개구(31a)에 끼워 맞추면, 지지부(X2)의 돌출부(15)가, 개구(31a) 주위의 배치면(31e)에 의해 지지된다. 또한, 돌출부(15)의 외주의 위치가, 깔판(33a)의 규제부(33b)에 의해 규제된다. 이와 같이, 트레이(1)를 회전 테이블(31)에 탑재하면, 대향면(11)이 회전 테이블(31)의 개구(31a)를 관통하여, 회전 테이블(31)의 하면측에 노출된다. 이 때문에, 회전 테이블(31)에, 트레이(1)를 착탈 가능하게 유지하기 위한 복잡한 유지 기구를 설치할 필요가 없다. 또한, 워크(W)의 처리 대상면이 하방을 향하고 있으면, 티끌, 먼지, 장치 내에 부착된 성막 재료 등이, 중력에 의해 낙하하여 워크(W)에 부착되는 것이 방지된다.
또한, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)이 하방을 향해도, 트레이(1)로부터 낙하하지 않도록 유지하는 예로서, 도 27에 도시된 바와 같이, 슬라이드 베이스(11d) 및 스페이서(11c)를 이용하는 예를 설명한다. 즉, 트레이(1)의 대향면(11)에 형성된 감입부(11b)의 내벽에, 트레이(1)의 평면에 평행한 홈(11e)을 형성한다. 슬라이드 베이스(11d)는, 직육면체 형상이고, 그 상반되는 측면에, 홈(11e)에 삽입되는 볼록부(11f)가 형성되어 있다. 슬라이드 베이스(11d)에서의 대향면(11)측의 면에는, 양면 점착 테이프 등의 점착재(11g)를 통해, 스페이서(11c)가 부착된다. 스페이서(11c)의 대향면(11)측의 면에는, 점착재(11g)를 통해, 워크(W)가 부착된다. 이와 같이 워크(W)를 탑재한 슬라이드 베이스(11d)의 볼록부(11f)를 홈(11e)에 삽입함으로써, 감입부(11b)에 대해, 슬라이드 베이스(11d) 및 스페이서(11c)와 함께 워크(W)를 장착한다. 이때, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)은, 트레이(1)의 대향면(11)과 동일 평면이 되는 것이 바람직하다.
이 예에서는, 이하와 같은 작용 효과가 얻어진다.
(1) 점착재(11g)로 워크(W)의 이면을 지지하기 때문에, 워크(W)의 처리 대상면(Sp)의 전면에 성막할 수 있다.
(2) 스페이서(11c)의 형상을 변화시킴으로써, 상이한 형상의 워크(W)에 대응할 수 있다.
(3) 트레이(1)의 대향면(11)의 전면에 점착재(11g)를 형성하는 경우와 비교하면, 점착재(11g)의 면적을 필요 최소한으로 할 수 있기 때문에, 점착재(11g)로부터의 아웃 가스의 양을 줄일 수 있고, 성막 전의 배기 시간의 단축이 가능해진다.
(4) 워크(W)를 스페이서(11c)에 진공 중에서 접합시키기 때문에, 트레이(1)에 비하면 작은 챔버에서 접합이 가능해지고, 배기 시간의 단축이 가능해진다.
한편, 슬라이드 베이스(11d)를 생략하고, 트레이(1)와 스페이서(11c)가 일체로 되어 있는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에도, 상기한 (1), (3)의 작용 효과가 얻어진다. 또한, 스페이서(11c)에 워크(W)를 유지하는 유지 수단은, 점착재(11g)를 대신하여, 정전 척을 이용해도 좋다.
또한, 도 28, 도 29에 도시된 바와 같이, 트레이(1)를, 대향부(X1)와 지지부(X2)로 분해 가능하게 구성해도 좋다. 이 경우, 예컨대, 대향부(X1)와 지지부(X2) 사이에, 스페이서(11c)를 통해 워크(W)를 끼워 고정한다. 즉, 도 28에 도시된 바와 같이, 대향부(X1)에는, 나사(17)의 몸통부가 삽입되는 부착 구멍(18)이 복수개 형성되고, 지지부(X2)에는, 나사(17)의 몸통부가 비틀어 넣어지는 나사 구멍(19a)이 복수개 형성되어 있다. 스페이서(11c)는, 워크(W)의 배치면과는 반대측의 면에, 직육면체의 고정 블록(11h)을 갖고 있다. 지지부(X2)에는, 대향부(X1)의 개구(16)에 대응하는 위치에, 고정 블록(11h)이 삽입되는 복수의 구멍인 감입부(11b)가 형성되어 있다. 각 감입부(11b)에 고정 블록(11h)을 삽입함으로써, 스페이서(11c)가 지지부(X2)에 고정된다. 한편, 이와 같이, 감입부(11b)에는, 스페이서(11c)만 감입되는 양태도 포함된다.
도 29의 (A)에 도시된 바와 같이, 스페이서(11c)에 워크(W)를 배치하고, 대향부(X1)를 씌우며, 나사(17)를 각 부착 구멍(18)에 삽입하여 나사(17)에 의해 체결함으로써, 대향부(X1)와 지지부(X2)를 고정한다. 워크(W)는, 도 29의 (B)에 도시된 바와 같이, 스페이서(11c)와 유지부(16b) 사이에 끼워지고, 처리 대상면(Sp)을 개구(16)로부터 노출시킬 수 있다. 트레이(1)를 미리 일체적으로 형성하는 것은 가공이 어렵지만, 별체로 구성된 대향부(X1)와 지지부(X2)를 맞추도록 하면, 트레이(1)의 제작이 용이해진다.
[다른 실시형태]
이상, 본 발명의 실시형태 및 각부의 변형예를 설명하였으나, 이 실시형태나 각부의 변형예는, 일례로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 전술한 이들 신규의 실시형태는, 그 외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구의 범위에 기재된 발명에 포함된다.
100: 진공 처리 장치 1: 트레이
11: 대향면 11a: 볼록부
11b: 감입부 11c: 스페이서
11d: 슬라이드 베이스 11e: 홈
11f: 볼록부 11g: 점착재
11h: 고정 블록 12: 사면
13: 내주면 14: 외주면
14a: 규제면 15: 돌출부
16: 개구 16a: 삽입부
16b: 유지부 17: 나사
18: 부착 구멍 19a: 나사 구멍
20: 챔버 20a: 천장
20b: 내저면 20c: 내주면
21: 진공실 21a: 개구
21b: 시일 부재 22: 배기구
23: 배기부 24: 도입구
25: 가스 공급부 30: 반송부
31: 회전 테이블 31a: 개구
31b: 캠 구멍 31c: 볼록부
31d: 감입부 31e: 배치면
32: 모터 33: 탑재부
33a: 깔판 33b: 규제부
35: 리프터 36: 위치 결정핀
40, 40A, 40B, 40C: 성막부 4: 스퍼터원
41, 41A, 41B, 41C: 타겟 42: 배킹 플레이트
43: 전극 5: 처리 유닛
50, 50A, 50B: 막 처리부 51: 통형체
51a: 개구 51b: 외측 플랜지
510: 지지부 512: 공급구
52: 창 부재 53: 공급부
53b, 53c: 배관 55: 안테나
55a: RF 전원 55b: 매칭 박스
56: 냉각부 561, 562: 시트
57: 분산부 57a: 분산판
58: 실드 부재 58a: 조절 구멍
58b: 지지 부재 58c: 오목부
581: 기체 582: 차폐판
583: 냉각부 6: 전원부
60: 로드록부 70: 제어 장치
8: 실드 부재 80a: 오목부
81: 개구 82: 천장부
82a: 타겟 구멍 83: 측면부
83a: 외주벽 83b: 내주벽
83c, 83d: 격벽 85: 조정부
86: 착탈 부재 D1, D2, d: 간격
E: 배기 T: 반송 경로
L: 위치 결정부 M1, M3: 막 처리 포지션
M2, M4, M5: 성막 포지션 Na: 라이트닝 홀
Nb: 걸림부 G: 반응 가스
G1: 스퍼터 가스 G2: 프로세스 가스
F: 성막 영역 H: 통부
Ho: 개구 h: 대향부
R: 가스 공간 S: 성막실
W: 워크 Sp: 처리 대상면
Cp: 볼록부 Rp: 오목부

Claims (11)

  1. 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와,
    상기 챔버 내에 설치된 회전 테이블로서, 상기 회전 테이블의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블에 탑재되고, 상기 워크를 배치하는 복수의 트레이와,
    상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 처리부는, 상기 회전 테이블의 직경 방향에서 상기 트레이의 상기 처리부에 대향하는 면과 상기 트레이에 배치된 상기 워크의 상기 처리부에 대향하는 면 사이에, 상기 워크가 통과 가능한 간격을 두고 대향하는 실드 부재를 포함하며,
    복수의 상기 트레이의 상기 처리부에 대향하는 면은, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 워크는, 상기 처리부에 대향하는 면에 볼록부를 포함하고,
    상기 실드 부재는, 상기 워크의 볼록부를 따르는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 트레이는, 상기 처리부에 대향하는 면에, 상기 실드 부재의 오목부를 따르는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실드 부재에는, 성막(成膜)되는 막의 막 두께 분포를 조정하는 조정부가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전 테이블은, 상기 트레이의 위치를 규제하는 규제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 트레이는, 상기 워크가 감입(嵌入)되는 감입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 워크에, 스퍼터링에 의해 성막 재료를 퇴적시켜 막을 형성하는 성막부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 워크에 형성된 막과 반응 가스를 반응시키는 막 처리를 행하는 막 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  9. 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와,
    상기 챔버 내에 설치되고, 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 워크는, 상기 처리부에 대향하는 면에 볼록부를 포함하며,
    상기 처리부는, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 간격을 두고 대향하고, 상기 워크의 볼록부를 따르는 오목부를 포함하는 실드 부재를 포함하고,
    상기 회전 테이블의 표면에, 상기 실드 부재의 오목부를 따르는 볼록부가 형성되며,
    상기 회전 테이블의 볼록부의 표면이, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전 테이블은, 상기 워크가 배치되는 트레이가 탑재됨으로써, 상기 회전 테이블의 표면과 상기 트레이의 표면에, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분이 발생하는 탑재부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  11. 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와, 상기 챔버 내에 설치된 회전 테이블로서, 상기 회전 테이블의 회전 축심을 중심으로 하는 원주의 궤적으로 워크를 순환 반송하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 의해 반송되는 상기 워크에 대해, 도입된 반응 가스를 플라즈마화하여 미리 정해진 처리를 행하는 처리부를 포함하고, 상기 처리부가, 상기 회전 테이블의 직경 방향에서 상기 워크의 상기 처리부에 대향하는 면과의 사이에, 상기 워크가 통과 가능한 간격을 두고 대향하는 실드 부재를 포함하는 진공 처리 장치에 사용되며, 상기 워크가 배치되는 트레이로서,
    상기 회전 테이블에 복수개 탑재됨으로써, 상기 처리부에 대향하는 면이, 상기 원주의 궤적을 따라 연속해서 동일 평면이 되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이.
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