KR20230045541A - Film formation apparatus - Google Patents
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Abstract
[과제] 챔버의 내부에 성막 재료가 부착되는 것을 저감하여, 메인터넌스성이 향상된 성막 장치를 제공한다.
[해결수단] 실시형태의 성막 장치(D)는, 내부를 진공으로 할 수 있는 챔버(1)와, 성막 재료를 포함하는 타겟(61)을 갖고, 상기 챔버 내에 있어서, 스퍼터링에 의해 가공물(W)에 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)와, 타겟(61)과 간격을 두고서 배치되고, 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)에 의한 성막이 이루어지는 성막실(S)을 형성하여, 챔버(1) 내에 있어서의 성막실(S)과 외부를 구획하는 구획 부재(9)와, 타겟(61)과 구획 부재(9) 사이에 설치되어, 챔버(1)의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 억제하는 억제부(104)를 갖는다. [PROBLEMS] To provide a film formation apparatus with improved maintenance properties by reducing adhesion of film formation materials to the inside of a chamber.
[Solution] A film forming apparatus D of an embodiment has a chamber 1 capable of vacuuming the inside thereof and a target 61 containing a film forming material, and in the chamber, a workpiece W by sputtering ), the film forming units 4a to 4d, 4f, and 4g for depositing and forming a film, and the target 61 and the film forming units 4a to 4d, 4f, and 4g, which are arranged at a distance from each other to form a film. A chamber S is formed and installed between a partition member 9 that partitions the film formation chamber S and the outside in the chamber 1, and between the target 61 and the partition member 9, and the chamber 1 ) has a restraining portion 104 that suppresses film formation material from adhering to the inner surface of .
Description
본 발명은 성막 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a film forming apparatus.
반도체나 디스플레이 혹은 광디스크 등 각종 제품의 제조 공정에 있어서, 예컨대 웨이퍼나 유리 기판 등의 가공물 상에 광학막 등의 박막을 성막하는 경우가 있다. 박막은, 가공물에 대하여 금속 등의 막을 형성하는 성막과, 형성한 막에 대하여 에칭, 산화 또는 질화 등의 막 처리를 반복함으로써 작성할 수 있다. BACKGROUND ART In manufacturing processes of various products such as semiconductors, displays, and optical disks, thin films such as optical films may be formed on workpieces such as wafers and glass substrates. A thin film can be created by repeating film formation for forming a film of metal or the like on a workpiece and film treatment such as etching, oxidation, or nitriding on the formed film.
성막 및 막 처리는 다양한 방법으로 행할 수 있지만, 그 하나로서 플라즈마를 이용한 것이 있다. 성막에서는, 타겟을 배치한 진공 용기인 챔버 내에 불활성 가스를 도입하고 직류 전압을 인가한다. 플라즈마화한 불활성 가스의 이온을 타겟에 충돌시키고, 타겟으로부터 떨어져 나온 재료를 가공물에 퇴적시켜 성막을 행한다. 막 처리에서는, 전극을 배치한 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하고, 전극에 고주파 전압을 인가한다. 플라즈마화한 프로세스 가스의 이온을 가공물 상의 막에 충돌시킴으로써 막 처리를 행한다. Although film formation and film processing can be performed by various methods, plasma is used as one of them. In film formation, an inert gas is introduced into a chamber that is a vacuum container in which a target is placed, and a DC voltage is applied. Ions of an inert gas converted into plasma are caused to collide with the target, and the material separated from the target is deposited on the workpiece to form a film. In film processing, a process gas is introduced into a chamber in which electrodes are placed, and a high-frequency voltage is applied to the electrodes. The film treatment is performed by colliding ions of the process gas converted into plasma into a film on the workpiece.
이러한 성막과 막 처리를 연속해서 행할 수 있도록, 하나의 챔버의 내부에 회전 테이블을 설치하여, 타겟이 지지된 챔버의 천장, 즉 회전 테이블의 위쪽에 쉴드 부재라고 부르는 구획 부재로 구획된 복수의 성막실, 막 처리실을 구성한 성막 장치가 있다(예컨대 특허문헌 1 참조). 이러한 성막 장치에서는, 가공물을 회전 테이블 상에 유지하여 반송하고, 성막부와 막 처리부의 바로 아래를 통과시킴으로써, 광학막 등을 형성할 수 있다. In order to continuously perform such film formation and film processing, a rotation table is installed inside one chamber, and a plurality of film formation partitioned by a partition member called a shield member is placed on the ceiling of the chamber in which the target is supported, that is, above the rotation table. There is a film forming apparatus comprising a chamber and a film processing chamber (see Patent Document 1, for example). In such a film forming apparatus, an optical film or the like can be formed by holding and transporting a workpiece on a rotary table and passing it directly below the film forming unit and the film processing unit.
상기와 같은 성막 장치에서는, 성막실을 형성하는 구획 부재는, 타겟이 지지된 챔버의 천장의 사이에 간극을 두고서 유지된다. 즉, 타겟과 구획 부재의 사이에 간극이 생겨 버린다. 그렇게 하면, 타겟으로부터 비산한 성막 재료가 이 간극으로부터 새어, 챔버 내에 있어서의 성막실의 외부로 비산하여, 천장 등의 챔버 내면에 부착되어 버린다. 그렇게 하면, 챔버 내면에 성막 재료가 부착되어 막이 생성되어 버리기 때문에, 막의 제거에 시간이 걸려, 메인터넌스성이 악화되었다. 이 때문에, 챔버의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 저감하여, 메인터넌스성을 향상시킬 것이 요구되고 있었다. In the above film formation apparatus, the partition member forming the film formation chamber is held with a gap between the ceiling of the chamber in which the target is supported. That is, a gap will arise between a target and a partition member. Then, the film formation material scattered from the target leaks through this gap, scatters to the outside of the film formation chamber in the chamber, and adheres to the inner surface of the chamber such as the ceiling. In that case, since the film formation material adheres to the inner surface of the chamber and the film is formed, it takes time to remove the film and the maintenance performance deteriorates. For this reason, it has been desired to reduce adhesion of the film forming material to the inner surface of the chamber and to improve maintenance performance.
본 발명의 실시형태의 목적은, 챔버의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 저감하여, 메인터넌스성이 향상된 성막 장치를 제공하는 데에 있다.An object of an embodiment of the present invention is to provide a film formation apparatus with improved maintainability by reducing adhesion of film formation material to the inner surface of a chamber.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 실시형태의 성막 장치는, 내부를 진공으로 할 수 있는 챔버와, 성막 재료를 포함하는 타겟을 갖고, 상기 챔버 내에 있어서, 스퍼터링에 의해 가공물에 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 성막부와, 상기 타겟과 간격을 두고서 배치되고, 상기 성막부에 의한 성막이 이루어지는 성막실을 형성하여, 상기 챔버 내에 있어서의 상기 성막실과 외부를 구획하는 구획 부재와, 상기 타겟과 상기 구획 부재의 사이에 설치되어, 상기 챔버의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 억제하는 억제부가 설치된다. In order to achieve the above object, a film forming apparatus of an embodiment according to the present invention has a chamber capable of evacuating the inside and a target containing a film forming material, and in the chamber, the film forming material is deposited on a workpiece by sputtering. a film formation unit for depositing and forming a film; a partition member disposed at a distance from the target and forming a film formation chamber in which film formation is performed by the film formation unit, and dividing the film formation chamber and the outside in the chamber; and the target and a restraining portion provided between the partition member and suppressing adhesion of the film-forming material to the inner surface of the chamber.
본 발명의 실시형태의 성막 장치에 의하면, 챔버의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 저감하여, 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다.According to the film forming apparatus of the embodiment of the present invention, adhesion of the film forming material to the inner surface of the chamber can be reduced and maintenance performance can be improved.
도 1은 실시형태에 따른 성막 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 투시 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시형태의 구획 부재를 도시하는 상부면 측의 사시도이다.
도 4는 도 1의 실시형태의 포위 부재를 도시하는 바닥면 측의 사시도이다.
도 5는 도 2의 타겟 주변의 포위 부재 및 구획 부재를 도시하는 확대 단면도이다.
도 6은 도 5의 포위 부재의 주변을 도시하는 확대 단면도이다.
도 7은 성막 입자의 부착 양태를 도시하는 실시형태의 설명도(A), 종래 기술의 설명도(B)이다.
도 8은 억제부의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 9는 포위 부재의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 10은 포위 부재의 변형예를 도시하는 단면도이다. 1 is a perspective plan view schematically showing the configuration of a film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a AA cross-sectional view of FIG. 1 .
Fig. 3 is a perspective view from the top surface side showing the partition member of the embodiment of Fig. 1;
Fig. 4 is a bottom side perspective view showing the enclosing member of the embodiment of Fig. 1;
Fig. 5 is an enlarged sectional view showing an enclosing member and a partition member around the target of Fig. 2;
Fig. 6 is an enlarged sectional view showing the periphery of the enclosing member in Fig. 5;
Fig. 7 is an explanatory diagram (A) of an embodiment and an explanatory diagram (B) of a prior art showing the adhesion mode of film-forming particles.
8 is a cross-sectional view showing a modified example of the restraining unit.
Fig. 9 is a perspective view showing a modified example of the enveloping member.
Fig. 10 is a cross-sectional view showing a modified example of the enclosing member.
[구성][composition]
본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment of this invention is specifically described with reference to drawings.
[챔버][chamber]
도 1 및 도 2에 도시하는 것과 같이 성막 장치(D)는 챔버(1)를 갖는다. 챔버(1)는 대략 원통 형상의 바닥을 가진 용기이다. 챔버(1)는, 내부를 진공으로 할 수 있고, 상부를 개폐할 수 있는 덮개체(1a)를 갖는다. 덮개체(1a)는, 원형의 판형 부재이며, 챔버(1)의 상부를 기밀하게 밀봉한다. 또한, 챔버(1)에는 배기부(2)가 설치되어, 챔버(1)의 내부를 진공으로 배기할 수 있게 된다. 즉, 챔버(1)는 진공 용기로서 기능한다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the film forming apparatus D has a chamber 1 . The chamber 1 is a vessel with a substantially cylindrical bottom. The chamber 1 has a
[반송부][Return Department]
챔버(1) 내에는, 원주의 궤적으로 가공물(W)을 회전 반송하는 반송부로서, 회전 테이블(3)이 설치된다. 즉, 중공(中空)의 회전축(3b)이 챔버(1)의 바닥부를 관통하여 챔버(1)의 내부에 세워 설치되고, 회전축(3b)에는 대략 원형의 회전 테이블(3)이 부착된다. 회전축(3b)에는 도시하지 않는 구동 기구가 연결된다. 구동 기구의 구동에 의해서 회전 테이블(3)은 회전축(3b)을 중심으로 회전한다. 중공의 회전축(3b)의 내부에는 부동(不動)의 지주(3c)가 배치된다. 지주(3c)는, 챔버(1)의 외부에 설치되는 도시하지 않는 베이스에 고정되고, 챔버(1)의 바닥부를 관통하여 챔버(1)의 내부에 세워 설치된다. 회전 테이블(3)의 중심에는 개구부가 형성된다. 지주(3c)는 회전 테이블(3)의 개구부를 관통하고, 선단은 회전 테이블(3)의 상면과 챔버(1) 상면의 사이에 위치한다. In the chamber 1, a rotary table 3 is installed as a conveying unit for rotationally conveying the workpiece W along a circumferential trajectory. That is, a hollow rotating
회전 테이블(3)의 개구부와 지주(3c)의 사이에는 볼 베어링(3d)이 배치된다. 즉, 회전 테이블(3)은 볼 베어링(3d)을 통해 지주(3c)에 회전 가능하게 지지된다. 또, 지주(3c)의 선단은 후술하는 내주 지지부(IP)를 구성한다.A ball bearing 3d is disposed between the opening of the rotary table 3 and the
챔버(1), 회전 테이블(3) 및 회전축(3b)은, 성막 장치(D)에 있어서 캐소드로서 작용하기 때문에, 전기 저항이 적은 도전성의 금속 부재로 구성하면 된다. 회전 테이블(3)은, 예컨대 스테인리스강의 판형 부재의 표면에 산화알루미늄을 용사한 것으로 하여도 좋다. Since the chamber 1, the rotary table 3, and the
회전 테이블(3)의 상면에는 가공물(W)을 유지하는 유지부(3a)가 복수 마련된다. 복수의 유지부(3a)는 회전 테이블(3)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 설치된다. 회전 테이블(3)이 회전함으로써, 유지부(3a)에 유지된 가공물(W)이 회전 테이블(3)의 둘레 방향으로 이동한다. 바꿔 말하면, 회전 테이블(3)의 면 위에는, 가공물(W)의 원주의 이동 궤적인 반송 경로(이하, 「반송로(L)」라고 한다.)가 형성된다. 유지부(3a)는 예컨대 가공물(W)을 배치하는 트레이로 할 수 있다. A plurality of
이후, 단순히 「둘레 방향」이라고 하는 경우에는 「회전 테이블(3)의 둘레 방향」을 의미하고, 단순히 「반경 방향」이라고 하는 경우에는 「회전 테이블(3)의 반경 방향」을 의미한다. 또한, 본 실시형태에서는 가공물(W)의 예로서 평판형의 기판을 이용하고 있지만, 플라즈마 처리를 행하는 가공물(W)의 종류, 형상 및 재료는 특정한 것에 한정되지 않는다. 예컨대 중심에 오목부 혹은 볼록부를 갖는 만곡된 기판을 이용하여도 좋다. 또한, 금속, 카본 등의 도전성 재료를 포함하는 것, 유리나 고무 등의 절연물을 포함하는 것, 실리콘 등의 반도체를 포함하는 것을 이용하여도 좋다. Hereinafter, in the case of simply "circumferential direction", it means "the circumferential direction of the turn table 3", and in the case of simply "radial direction", it means the "radial direction of the turn table 3". Further, in the present embodiment, a flat substrate is used as an example of the workpiece W, but the type, shape, and material of the workpiece W to be subjected to the plasma treatment are not limited to specific ones. For example, a curved substrate having a concave portion or a convex portion in the center may be used. Moreover, you may use what contains a conductive material, such as metal and carbon, what contains an insulator, such as glass and rubber, and what contains a semiconductor, such as silicon.
회전 테이블(3)의 위쪽에는, 성막 장치(D)에 있어서의 각 공정의 처리를 행하는 처리부가 설치된다. 각 처리부는, 회전 테이블(3)의 면 위에 형성되는 가공물(W)의 반송로(L)를 따라 서로 소정의 간격을 두고서 인접하도록 배치된다. 유지부(3a)에 유지된 가공물(W)이 각 처리부 아래를 통과함으로써 각 공정의 처리가 이루어진다.Above the rotary table 3, a processing unit that performs processing of each process in the film forming apparatus D is installed. Each of the processing units is disposed so as to be adjacent to each other at a predetermined distance along the conveyance path L of the workpiece W formed on the surface of the rotary table 3 . Each process is performed by passing the workpiece W held by the holding
[처리부][processing unit]
도 1의 예에서는, 회전 테이블(3) 상의 반송로(L)를 따라서 7개의 처리부(4a∼4g)가 배치된다. 본 실시형태에서는, 처리부(4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g)는 가공물(W)에 성막 처리를 행하는 성막부이다. 처리부(4e)는 성막부에 의해서 가공물(W) 상에 형성된 막에 대하여 처리를 행하는 막 처리부이다. 본 실시형태에서는, 성막부(4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g)는, 회전 테이블(3)에 의해 반송되는 가공물(W)에, 스퍼터링에 의해 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 처리부로서 설명한다. 또한, 막 처리부(4e)는, 후산화(後酸化)를 행하는 것으로서 설명한다. 후산화란, 성막부에서 성막된 금속막에 대하여, 플라즈마에 의해 생성된 산소 이온 등을 도입함으로써 금속막을 산화시키는 처리이다.In the example of FIG. 1, seven
처리부(4a)와 처리부(4g)의 사이에는, 챔버(1) 내부의 진공을 유지한 상태에서 외부로부터 미처리의 가공물(W)을 챔버(1)의 내부로 반입하고, 처리 완료된 가공물(W)을 챔버(1)의 외부로 반출하는 로드록부(5)가 설치된다. 또, 본 실시형태에서는, 가공물(W)의 반송 방향을, 도 1의 시계 방향으로, 처리부(4a) 위치에서 처리부(4g)로 향하는 방향으로 한다. 물론 이것은 일례이며, 반송 방향, 처리부의 종류, 배열 순서 및 수는 특정한 것에 한정되지 않고, 적절하게 결정할 수 있다. Between the
[성막부][Holy Tabernacle]
성막부인 처리부(4a)의 구성예를 도 2에 도시한다. 다른 성막부(4b, 4c, 4d, 4f, 4g)도 성막부(4a)와 같은 식으로 구성하여도 좋지만, 그 밖의 구성을 적용하여도 좋다. 2 shows an example of the configuration of the
(스퍼터원)(Sputter One)
도 2에 도시하는 것과 같이, 성막부(4a)는 스퍼터원(6)을 갖는다. 스퍼터원(6)은, 성막 재료의 공급원이다. 스퍼터원(6)은 타겟(61), 배킹 플레이트(62), 전극(63)을 갖는다. 타겟(61)은 가공물(W) 상에 퇴적되어 막으로 되는 성막 재료로 구성된 판형 부재이다. 타겟(61)은 가공물(W)이 성막부(4a) 아래를 통과할 때에 가공물(W)과 대향하는 위치에 설치된다. 본 실시형태의 타겟(61)은 원형인 것이 3개 설치되어 있다. 2개의 타겟(61)은 중심이 회전 테이블(3)의 반경 방향으로 나란히 늘어서 있다. 하나의 타겟(61)은, 그 중심이 다른 2개의 타겟(61)의 중심과 이등변 삼각형의 꼭지점을 형성하는 위치에 배치된다.As shown in FIG. 2 , the
배킹 플레이트(62)는 타겟(61)을 유지하는 부재이다. 전극(63)은 챔버(1)의 외부로부터 타겟(61)에 전력을 인가하기 위한 도전성 부재이다. 또, 스퍼터원(6)에는, 필요에 따라서, 마그넷, 냉각 기구 등이 적절하게 구비된다. The
타겟(61)에는 전극(63)을 통해 직류 전압을 인가하는 DC 전원(7)이 접속된다. 또한, 챔버(1)의 바닥부에는, 타겟(61)에 대향하는 위치에, 스퍼터 가스를 챔버(1)의 내부에 도입하는 스퍼터 가스 도입부(8)가 설치된다. 스퍼터 가스는 예컨대 아르곤 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다. The
(구획 부재)(partition member)
이상과 같은 스퍼터원(6)의 아래쪽에는 구획 부재(9)가 마련된다. 구획 부재(9)는, 가공물(W)이 통과하는 측에 개구(91)를 갖고, 성막부(4a)에 의한 성막이 이루어지는 성막실(S)을 형성하는 부재이다. 구획 부재(9)는 챔버(1) 내에 있어서의 성막실(S)과 외부를 구획한다. 구획 부재(9)는, 타겟으로부터 비산한 성막 재료가 성막실(S) 외부의 부재에 부착되거나, 성막실(S) 내에 도입되는 스퍼터 가스가 성막실(S)의 외부로 유출되는 것을 막는 쉴드 기능을 갖기 때문에 쉴드 부재라고도 부른다. Below the
구획 부재(9)는, 천장부(92), 측면부(93)를 갖는다. 천장부(92)는, 성막실(S)의 천장을 형성하는 부재이다. 천장부(92)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 것과 같이, 회전 테이블(3)의 평면과 평행하게 배치되는 대략 부채형의 판형체이다. 천장부(92)에는, 성막실(S) 내에 각 타겟(61)이 노출되도록, 각 타겟(61)에 대응하는 위치에, 타겟(61)의 크기 및 형상과 동일한 타겟 구멍(92a)이 형성된다. 또한, 구획 부재(9)에 의해서 형성되는 성막실(S)의 내부에는, 타겟(61)의 근방까지 스퍼터 가스 도입부(8)의 선단이 연장된다. The
측면부(93)는, 성막실(S)의 둘레 가장자리의 측면을 형성하는 부재이다. 측면부(93)는, 외주벽(93a), 내주벽(93b), 격벽(93c, 93d)을 갖는다. 외주벽(93a) 및 내주벽(93b)은, 원호형으로 만곡된 직방체 형상이며, 회전 테이블(3)의 평면에 직교하는 방향으로 늘어진 판형체이다. 외주벽(93a)의 상측 가장자리는, 천장부(92)의 바깥 가장자리에 부착된다. 내주벽(93b)의 상측 가장자리는, 천장부(92)의 내측 가장자리에 부착된다. The
격벽(93c, 93d)은, 평탄한 직방체 형상이며, 회전 테이블(3)의 평면에 직교하는 방향으로 늘어진 판형체이다. 격벽(93c, 93d)의 상측 가장자리는, 각각이 천장부(92)의 한 쌍의 반경 방향의 가장자리부에 부착된다. 천장부(92)와 측면부(93)의 접합부는, 기밀하게 밀봉된다. 또, 천장부(92)와 측면부(93)를 일체적으로, 즉 공통의 재료에 의해 연속해서 형성하여도 좋다. 이러한 구획 부재(9)에 의해, 상부 및 둘레 가장자리의 측면이 천장부(92) 및 측면부(93)에 의해서 덮이고, 가공물(W)로 향하는 하부가 개구된, 성막실(S)이 형성된다. The
이 성막실(S)은, 성막의 대부분이 이루어지는 영역이지만, 성막실(S)로부터 벗어나는 영역이라도, 성막실(S)로부터의 성막 재료의 누설은 있기 때문에, 전혀 막의 퇴적이 없는 것은 아니다. 즉, 성막부(4a)에 있어서 성막이 이루어지는 성막 영역은, 구획 부재(9)로 이루어지는 성막실(S)보다 약간 넓은 영역으로 된다. This film formation chamber S is an area where most of the film formation takes place, but even in areas outside the film formation chamber S, there is leakage of film formation material from the film formation chamber S, so there is no film deposition at all. That is, the film formation area in which the film is formed in the
구획 부재(9)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 것과 같이, 위에서 보면 회전 테이블(3)의 반경 방향에 있어서의 중심 측에서 외측을 향해 직경 확장하는 대략 부채형으로 되어 있다. 여기서 말하는 대략 부채형이란, 부채의 부채면 부분의 형태를 의미한다. 구획 부재(9)의 개구(91)도 마찬가지로 대략 부채형이다. 회전 테이블(3) 상에 유지되는 가공물(W)이 개구(91) 아래를 통과하는 속도는, 회전 테이블(3)의 반경 방향에 있어서 중심 측을 향할수록 늦어지고, 외측을 향할수록 빨라진다. 그 때문에, 개구(91)가 단순한 장방형 또는 정방형이면, 반경 방향에 있어서의 중심 측과 외측에서 가공물(W)이 개구(91)의 바로 아래를 통과하는 시간에 차이가 생긴다. 개구(91)를 반경 방향에 있어서의 중심 측에서 외측을 향하여 직경 확장시킴으로써, 가공물(W)이 개구(91)를 통과하는 시간을 일정하게 할 수 있어, 후술하는 플라즈마 처리를 균등하게 할 수 있다. 단, 통과하는 시간의 차가 제품상 문제가 되지 않는 정도이면, 장방형 또는 정방형이라도 좋다. 구획 부재(9)의 재질로서는 예컨대 알루미늄이나 SUS를 이용할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 3 , the
구획 부재(9)는, 도 2에 도시하는 것과 같이, 지지부(P)에 의해서 지지된다. 지지부(P)는, 챔버(1)에 고정 배치되며 또한 덮개체(1a)로부터 독립된 부재이다. 본 실시형태에서는, 지지부(P)는, 외주 지지부(OP), 내주 지지부(IP)를 갖는다. 외주 지지부(OP)는, 챔버(1)의 바닥부로부터 세워 설치되는 복수의 기둥형 부재로, 회전 테이블(3)의 외측이며, 회전 테이블(3)에 탑재되는 가공물(W)보다도 약간 높은 위치까지 연장된다. 내주 지지부(IP)는, 지주(3c)의 선단에 형성되는 평탄면이다. 이 내주 지지부(IP)는, 외주 지지부(OP)와 동등한 높이가 되도록 설정된다. As shown in FIG. 2, the
이러한 외주 지지부(OP)와 내주 지지부(IP) 상에 구획 부재(9)가 탑재된다. 이에 따라, 외주 지지부(OP)의 상단이 구획 부재(9)의 외주벽(93a)의 하단을 지지하고, 내주 지지부(IP)가 구획 부재(9)의 내주벽(93b)의 하단을 지지한다. 격벽(93c, 93d)의 하단과 회전 테이블(3)의 사이에는, 회전하는 회전 테이블(3) 상의 가공물(W)이 통과할 수 있는 간격이 형성된다. 즉, 구획 부재(9)의 하측 가장자리와 가공물(W)의 사이에 약간의 간극이 생기도록 지지부(P)의 높이가 설정된다. The
한편, 구획 부재(9)의 상부, 즉 천장부(92)는, 덮개체(1a)를 닫은 경우에, 덮개체(1a)에 접촉하지 않는 높이가 되도록, 외주 지지부(OP), 내주 지지부(IP)의 높이, 측면부(93)의 높이, 천장부(92)의 두께가 설정된다. 덮개체(1a)와 천장부(92)의 간격은, 진공 빼기를 했을 때에 휘어지는 덮개체(1a)가 천장부(92)에 접촉하지 않는 거리로 한다. 예컨대 미리 실험 등으로, 진공 빼기할 때에, 덮개체(1a)가 휘어져 생기는 높이 방향의 변위량인 휨량을 조사해 두고, 이 휨량보다도 큰 간극이, 덮개체(1a) 하면과 천장부(92) 상면의 사이에 생기는 거리로 한다. On the other hand, the upper portion of the
(포위 부재)(absence of siege)
타겟(61)과 구획 부재(9)의 사이에는, 도 2 및 도 5에 도시하는 것과 같이, 포위 부재(100)가 마련된다. 포위 부재(100)는, 도전성의 부재이며, 캐소드가 되는 타겟(61)에 대하여 애노드 전위로 설정되어, 플라즈마 중의 전자를 포착함으로써 방전을 안정하게 유지하는 기능이 있다. 이 때문에, 포위 부재(100)는, 애노드 링, 어스 쉴드, 환상 애노드, 애노드판, 애노드 전극 등이라고도 불린다.Between the
도 4는 포위 부재(100)를 도시하는 바닥면 측의 사시도이다. 즉, 포위 부재(100)에 있어서, 챔버(1)의 바닥면 측의 면인 대향면(102)을 위로 향하게 한 도면이다. 이 도 4에 도시하는 것과 같이, 포위 부재(100)는 판형체이며, 각 타겟(61)이 노출되는 복수의 개구(101)가 형성됨으로써, 각 타겟(61)의 주위를 둘러싼다. 본 실시형태의 포위 부재(100)는, 스퍼터원(6)에 있어서의 타겟(61) 이외의 성막실(S)에 대향하는 부분을 덮도록 덮개체(1a)에 부착된다. 도 5 및 도 6에 도시하는 것과 같이, 개구(101)의 내주와 타겟(61)의 외주의 사이에는 간격(G1)의 간극이 형성된다. 이러한 간극을 두고 있는 것은, 포위 부재(100)와 타겟(61)의 접촉을 방지함으로써, 애노드 전위로 된 포위 부재(100)와 타겟(61)의 단락을 방지하기 위해서이다. 4 is a perspective view from the bottom side showing the enclosing
여기서, 성막실(S)을 구성하는 구획 부재(9)는, 비교적 중량이 크기 때문에, 덮개체(1a)에 사람 손으로 부착하거나, 덮개체(1a)에 부착된 상태에서 덮개체(1a)를 개폐하기는 매우 곤란하다. 이 때문에, 상기한 것과 같이, 구획 부재(9)는, 덮개체(1a)와는 별체로 챔버(1) 내에 설치된다. 한편, 포위 부재(100)는, 챔버(1)의 덮개체(1a) 측에 마련되는 타겟(61)과의 간격을 일정하게 유지하여 타겟과 접촉하지 않게 하기 위해서, 덮개체(1a)에 볼트 등에 의해 부착된다. 즉, 타겟(61)과 포위 부재(100)가 부착된 상태에서 덮개체(1a)를 개폐할 수 있게 되어 있다. Here, since the
포위 부재(100)가 덮개체(1a)에 부착되는 부분은, 구획 부재(9)와 간극을 두고서 연직 방향으로 겹쳐 있다. 즉, 포위 부재(100)에 있어서의 타겟(61)으로부터 떨어진 측의 부분은, 구획 부재(9)와의 사이에 통기 경로를 형성하면서 구획 부재(9)에 의해서 덮인다. 이러한, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)의 간극은, 덮개체(1a)를 챔버(1)에 부착할 때의 부착 오차를 고려하여, 양자가 충돌하지 않게 하기 위해서 필요하게 된다. 또, 포위 부재(100)의 구획 부재(9)와 대향하는 평탄면을 대향면(102)으로 한다. 구획 부재(9)에 있어서, 포위 부재(100)와 대향하는 평탄면은, 천장부(92)의 일부이며, 대향면(92b)으로 한다(도 5, 6 참조). The portion where the enclosing
본 실시형태에서는, 포위 부재(100)와 구획 부재(9) 사이의 영역(일례로서 타겟(61)과 반대측의 영역)에, 굴곡된 통기 경로가 형성된다. 예컨대 포위 부재(100)의 단부에 볼록부(103), 이것에 대향하는 구획 부재(9)에 오목부(94)가 형성되고, 양자가 간격을 두고서 겹침으로써, 소위 래버린스 구조가 형성된다. 또, 포위 부재(100)에 오목부, 구획 부재(9)에 볼록부가 형성되어도 좋다. In this embodiment, a bent ventilation path is formed in the region between the enclosing
복수의 개구(101)는, 타겟(61)과 동심으로 타겟(61)의 스퍼터면의 외주를 따르는 원형이다. 상기한 것과 같이, 개구(101)의 내주와 타겟(61)의 외주의 사이에는 간극이 형성되고, 그 간극의 간격(G1)은, 포위 부재(100)의 치수 오차나 부착 오차가 있더라도 타겟(61)과 접촉하지 않을 정도의 치수, 또는 타겟(61)으로부터 비산한 성막 입자(이하, 스퍼터 입자라고도 한다)가 이 간극에 존재한다고 해도, 성막 입자를 통해 타겟(61)과 포위 부재(100)가 접촉하지 않을 정도의 치수로 된다. 간격(G1)은 예컨대 2 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. The plurality of
개구(101)의 타겟(61)의 외주를 따르는 위치에는 억제부(104)가 설치된다. 이 억제부(104)는, 타겟(61)과 구획 부재(9)의 사이에 설치되어, 챔버(1)의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 억제한다. 즉, 억제부(104)는, 구획 부재(9)와 포위 부재(100)의 간극에 스퍼터 입자가 침입하는 것을 방해하도록 설치된다. 보다 구체적으로는 억제부(104)는, 포위 부재(100)의 두께가 늘어난 부분이다. 억제부(104)는, 타겟(61) 측으로부터 멀어지는 방향으로 서서히 두께를 늘림으로써 경사지는 경사면(105)을 갖는다. 경사면(105)은, 포위 부재(100)의 두께 방향의 단면이 끝으로 갈수로 넓어져 성막실(S)의 내측을 향하는 링 형상의 테이퍼면이다. A restraining
경사면(105)의 타겟(61)의 표면과의 평행한 면에 대한 경사각(α)은, 예컨대 135°∼170°로 하는 것이 바람직하다(도 6 참조). 여기서 말하는 타겟(61)의 표면이란, 성막에 의해 소모되기 전의 평탄면이며, 타겟(61)의 축에 직교하는 면이다. 즉, 경사면(105)은 타겟(61)의 스퍼터면에 대하여 경사진 면이다. The inclination angle α of the
억제부(104)의 표면은, 곡면으로 접속되는 면을 갖는다. 즉, 억제부(104)의 표면에 있어서, 경사면(105)의 양단은, 다른 부분과 곡면을 통해 연속된다. 또한, 경사면(105) 이외의 부분도 곡면으로 연속된다. 또, 곡면이 아니라, 둔각의 면으로 연속해 있어도 좋다. 또, 억제부(104)의 표면은, 조면화(粗面化) 처리가 이루어지고, 또한 용사막이 형성됨으로써 조면화된다. 이에 따라, 성막 재료가 부착되기 쉽고, 박리되기 어렵게 되어 있다. The surface of the restraining
억제부(104)에는 홈(106)이 형성된다. 이 홈(106)은 스퍼터 입자가 침입하기 어려운 폭(d)을 갖는다. 이 폭(d)은 예컨대 1∼5 mm로 하는 것이 바람직하다. 홈(106)은, 개구(101)를 따르는 환상이며, 깊이 방향이 타겟(61)의 두께 방향과 평행하다. 여기서, 폭(d)은, 타겟(61)의 두께 방향과 직교하는 방향의 길이이다. A
상기와 같은 억제부(104)의 외주와 구획 부재(9)의 측면의 사이에는 간격(G2)의 간극이 형성된다. 억제부(104)의 외주와 구획 부재(9)의 측면의 간격(G2)은, 예컨대 8 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 간극이 존재하지 않으면 구획 부재(9)와 포위 부재(100)의 사이에 스퍼터 입자가 침입하여, 양자의 대향면에 부착되기 어렵게 되지만, 그럼에도 불구하고 이러한 일정한 간격의 간극을 두는 것은, 상기한 것과 같이, 덮개체(1a)를 부착할 때에, 부착 오차를 고려하여, 양자가 접촉하지 않게 하기 위해서이다. 같은 이유에서, 타겟(61)과 반대측에 있어서의 포위 부재(100)의 대향면(102)과 구획 부재(9)의 사이에 형성되는 간극의 간격(G3)은, 1∼3 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 포위 부재(100)의 볼록부(103)와 구획 부재(9)의 오목부(94)의 사이에 형성되는 간극의 간격도, G3과 동등하게 하는 것이 바람직하다. 또, 이들 간격(G1∼G3)은, 후술하는 챔버(1)의 진공 빼기를 할 때의 덮개체(1a)의 휘어짐 후에 상기한 값이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. A gap G2 is formed between the outer periphery of the restraining
또한, 본 실시형태에서는, 도 2 및 도 5에 도시하는 것과 같이, 포위 부재(100)와 구획 부재(9) 사이의 영역(일례로서 타겟(61)과 반대측의 영역)에 있어서, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)를 전기적으로 접속하는 도통부(107)가 마련된다. 도통부(107)는, 도전성의 탄성을 갖는 부재에 의해 형성되어, 포위 부재(100) 및 구획 부재(9)의 어느 한쪽에 부착된다. 도통부(107)가 탄성을 갖는 것은, 덮개체(1a)를 부착할 때의, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)의 간격의 오차를 흡수하기 위해서이다. 예컨대 도통부(107)는 구리의 압축 코일 스프링으로 할 수 있다. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5 , in the region between the enclosing
[막 처리부][Membrane Processing Unit]
막 처리부(4e)는, 챔버(1) 내부의 상면에 설치되며, 통형으로 형성되는 전극(이하, 「통형 전극」이라고 한다.)(10)을 구비한다. 통형 전극(10)은 각통형이며, 일단에 개구부(11)를 갖고, 타단은 폐색된다. 통형 전극(10)은, 챔버(1)의 상면에 형성되는 관통 구멍을 관통하고, 개구부(11) 측의 단부가 챔버(1)의 내부에 위치하며, 폐색된 단부가 챔버(1)의 외부에 위치하도록 배치된다. 통형 전극(10)은, 절연재를 통해 챔버(1)의 관통 구멍의 둘레 가장자리에 지지된다. 통형 전극(10)의 개구부(11)는, 회전 테이블(3) 상에 형성된 반송로(L)과 마주 보는 위치에 배치된다. 즉, 회전 테이블(3)은, 반송부로서, 가공물(W)을 반송하여 개구부(11)의 바로 아래를 통과시킨다. 그리고, 개구부(11) 바로 아래의 위치가, 가공물(W)의 통과 위치가 된다.The
도 1 및 도 2에 도시하는 것과 같이, 통형 전극(10) 및 그 개구부(11)는, 구획 부재(9)와 마찬가지로, 위에서 보면 회전 테이블(3)의 반경 방향에 있어서의 중심 측에서 외측을 향하여 직경 확장하는 대략 부채형으로 되어 있다. 대략 부채형이라고 하는 이유는, 구획 부재(9)와 마찬가지로, 통과하는 시간의 차가 제품상 문제가 되지 않는 정도이면, 장방형 또는 정방형이라도 좋다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the
상술한 것과 같이, 통형 전극(10)은, 챔버(1)의 관통 구멍을 관통하여, 일부가 챔버(1)의 외부에 노출된다. 이 통형 전극(10)에 있어서의 챔버(1)의 외부에 노출되는 부분은, 도 2에 도시하는 것과 같이, 외부 쉴드(12)에 의해 덮인다. 외부 쉴드(12)에 의해서 챔버(1) 내부의 공간이 기밀하게 유지된다. 통형 전극(10)의 챔버(1)의 내부에 위치하는 부분의 주위는, 내부 쉴드(13)에 의해서 덮인다. As described above, the
내부 쉴드(13)는, 통형 전극(10)과 동축의 각통형이며, 챔버(1) 내부의 상면에 지지된다. 내부 쉴드(13)의 통의 각 측면은, 통형 전극(10)의 각 측면과 대략 평행하게 형성된다. 내부 쉴드(13)의 하단은, 통형 전극(10)의 개구부(11)와 높이 방향에 있어서 동일한 위치이지만, 내부 쉴드(13)의 하단에는, 회전 테이블(3)의 상면과 평행하게 연장되는 플랜지(14)가 형성된다. 이 플랜지(14)에 의해서, 통형 전극(10)의 내부에서 발생하는 플라즈마가 내부 쉴드(13)의 외부로 유출되는 것이 억제된다. 회전 테이블(3)에 의해서 반송되는 가공물(W)은, 회전 테이블(3)과 플랜지(14) 사이의 간극을 지나 통형 전극(10)의 개구부(11)의 바로 아래로 반입되고, 다시 회전 테이블(3)과 플랜지(14) 사이의 간극을 지나 통형 전극(10)의 개구부(11)의 바로 아래로부터 반출된다.The
통형 전극(10)에는 고주파 전압을 인가하기 위한 RF 전원(15)이 접속된다. RF 전원(15)의 출력 측에는 정합 회로인 매칭 박스(21)가 직렬로 접속된다. RF 전원(15)은 챔버(1)에도 접속된다. 통형 전극(10)이 애노드, 챔버(1)로부터 세워 설치하는 회전 테이블(3)이 캐소드로서 작용한다. 매칭 박스(21)는, 입력 측 및 출력 측의 임피던스를 정합시킴으로써 플라즈마의 방전을 안정화시킨다. 또, 챔버(1)나 회전 테이블(3)은 접지된다. 플랜지(14)를 갖는 내부 쉴드(13)도 접지된다.An
또한, 통형 전극(10)에는 프로세스 가스 도입부(16)가 접속되고, 프로세스 가스 도입부(16)를 통해 외부의 프로세스 가스 공급원으로부터 통형 전극(10)의 내부에 프로세스 가스가 도입된다. 프로세스 가스는 막 처리의 목적에 따라 적절하게 변경 가능하다. 예컨대 에칭을 행하는 경우는, 에칭 가스로서 아르곤 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다. 산화 처리 또는 후산화 처리를 행하는 경우는 산소를 이용할 수 있다. 질화 처리를 행하는 경우는 질소를 이용할 수 있다. RF 전원(15) 및 프로세스 가스 도입부(16)는, 함께 외부 쉴드(12)에 형성된 관통 구멍을 통해 통형 전극(10)에 접속한다. In addition, a process
[제어부][control part]
성막 장치(D)는 또한, 제어부(20)를 구비한다. 제어부(20)는 PLC이나 CPU 등의 프로세서라고 불리는 연산 처리 장치로 구성된다. 제어부(20)는, 챔버(1)에의 스퍼터 가스 및 프로세스 가스의 도입 및 배기에 관한 제어, DC 전원(7) 및 RF 전원(15)의 제어 및 회전 테이블(3)의 회전 속도의 제어 등의 제어를 행한다. The film forming apparatus D also includes a
[동작][movement]
본 실시형태의 성막 장치(D)의 동작을 설명한다. 덮개체(1a)를 연 상태에서, 구획 부재(9)가, 외주 지지부(OP), 내주 지지부(IP)에 탑재된다. 외주 지지부(OP), 내주 지지부(IP)는, 상기와 같은 높이로 설정되기 때문에, 구획 부재(9)의 하단은, 가공물(W)이 통과할 수 있는 간격을 두고서 지지된다. The operation of the film forming apparatus D of this embodiment will be described. With the
이어서, 덮개체(1a)에 의해서 챔버(1)를 밀봉한다. 이에 따라, 덮개체(1a) 측에 부착되는 타겟(61)은, 구획 부재(9)의 천장부(92)에 형성되는 타겟 구멍(92a)으로부터 성막실(S)의 내부로 향하는 위치가 된다. 포위 부재(100)에 있어서의 억제부(104)의 경사면(105)은, 타겟 구멍(92a)으로 들어가 성막실(S)의 중앙을 향하고, 대향면(102)은 구획 부재(9)의 상부면에 간격을 두고서 대향한다. 이때, 포위 부재(100)의 볼록부가 구획 부재(9)의 오목부(94)로 들어가도록 간격을 두고서 겹쳐지기 때문에, 래버린스 구조의 통기 경로가 형성된다. 또한, 도통부(107)가, 포위 부재(100)와 구획 부재(9) 사이에 끼워져 양자에 접촉하면서 압축되기 때문에, 양자의 전기적 도통이 확보된다. Next, the chamber 1 is sealed by the
이와 같이 덮개체(1a)에 의해서 챔버(1)를 밀봉한 후, 챔버(1)의 내부는 배기부(2)에 의해 배기되어 진공 상태로 된다. 챔버(1) 내부의 진공 상태를 유지하면서 로드록부(5)로부터 미처리의 가공물(W)을 챔버(1) 내로 반입한다. 반입된 가공물(W)은, 로드록부(5)에 순차 위치 결정되는 회전 테이블(3)의 유지부(3a)에 의해서 유지된다. 더욱이, 회전 테이블(3)을 연속해서 회전시킴으로써, 가공물(W)을 반송로(L)를 따라 회전 반송하여, 각 처리부(4a∼4g)의 아래를 통과시킨다. After the chamber 1 is sealed by the
진공 빼기를 하면 덮개체(1a)는 대기압에 의해서 휜다. 그러나, 구획 부재(9)는, 덮개체(1a)에는 부착되지 않고, 덮개체(1a)로부터 독립된 외주 지지부(OP), 내주 지지부(IP)에 의해서 지지된다. 그리고, 구획 부재(9)의 천장부(92)는 휘어진 덮개체(1a)에 접촉하지 않는 위치에 있다. 이 때문에, 진공 빼기에 의해서 덮개체(1a)가 휘더라도, 당초에 설정한 구획 부재(9)와 회전 테이블(3)의 간격이 변화되는 일이 없고, 가공물(W)과 구획 부재(9) 하단의 간극이 유지된다.When the vacuum is released, the
성막부(4a)에서는, 스퍼터 가스 도입부(8)로부터 스퍼터 가스를 도입하여, DC 전원(7)으로부터 스퍼터원(6)에 직류 전압을 인가한다. 직류 전압의 인가에 의해서 스퍼터 가스가 플라즈마화되어 이온이 발생한다. 발생한 이온이 타겟(61)에 충돌하면, 타겟(61)의 성막 재료가 튀어 나온다. 튀어 나온 성막 재료가 성막부(4a) 아래를 통과하는 가공물(W)에 퇴적함으로써, 가공물(W) 상에 박막이 형성된다. 다른 성막부(4b, 4c, 4d, 4f, 4g)에서도 같은 방법으로 성막이 이루어진다. 단, 반드시 모든 성막부에서 성막할 필요는 없다. 일례로서, 여기서는 가공물(W)에 대하여 Si막을 DC 스퍼터링에 의해 성막한다. In the
이와 같은 성막 시에는, 도 7(A)에 도시하는 것과 같이, 억제부(104)의 경사면(105)에도 스퍼터 입자가 부착되게 되는데, 이에 따라, 타겟(61)으로부터 비산한 연직 방향과 이것에 경사진 방향의 성막 재료가, 억제부(104)에 의해서 방해를 받아 포착되게 되기 때문에, 억제부(104) 이외의 영역인, 대향면(102), 챔버(1)의 천장 등에 성막 재료가 부착되기 어렵게 된다. 또한, 경사면(105)에 형성된 홈(106) 안으로는 성막 재료가 들어가기 어렵기 때문에, 부착되기 어렵게 된다. At the time of such a film formation, as shown in FIG. 7(A), sputtered particles also adhere to the
성막부(4a)에서 성막이 이루어진 가공물(W)은, 이어서 반송로(L) 위를 회전 테이블(3)에 의해서 반송되고, 막 처리부(4e)에 있어서, 통형 전극(10)의 개구부(11)의 바로 아래의 위치, 즉 막 처리 위치를 통과한다. 상술한 것과 같이, 본 실시형태에서는, 막 처리부(4e)에 있어서 후산화를 행하는 예를 설명한다. 막 처리부(4e)에서는, 프로세스 가스 도입부(16)로부터 통형 전극(10) 내로 프로세스 가스인 산소 가스를 도입하고, RF 전원(15)으로부터 통형 전극(10)에 고주파 전압을 인가한다. 고주파 전압의 인가에 의해서 산소 가스가 플라즈마화되어, 전자, 이온 및 라디칼 등이 발생한다. 플라즈마는, 애노드인 통형 전극(10)의 개구부(11)로부터 캐소드인 회전 테이블(3)로 흐른다. 플라즈마 중의 이온이 개구부(11) 아래를 통과하는 가공물(W) 상의 박막에 충돌함으로써 박막이 후산화된다. 또, 구획 부재(9)와 포위 부재(100) 사이가 래버린스 구조의 통기 경로로 되기 위해서, 막 처리부(4e)로부터의 프로세스 가스가 성막실(S) 내로 침입하여 타겟(61)의 표면에 부착되어, 타겟(61)의 표면이 산화 등으로 오염되는 것이 억제된다. The workpiece W, on which a film has been formed in the
[효과][effect]
(1) 본 실시형태의 성막 장치(D)는, 내부를 진공으로 할 수 있는 챔버(1)와, 성막 재료를 포함하는 타겟(61)을 갖고, 상기 챔버 내에 있어서, 스퍼터링에 의해 가공물(W)에 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)와, 타겟(61)과 간격을 두고서 배치되고, 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)에 의한 성막이 이루어지는 성막실(S)을 형성하여, 챔버(1) 내에 있어서의 성막실(S)과 외부를 구획하는 구획 부재(9)와, 타겟(61)과 구획 부재(9)의 사이에 마련되어, 챔버(1)의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 억제하는 억제부(104)를 갖는 것을 특징으로 한다. (1) The film formation apparatus D of this embodiment includes a chamber 1 capable of evacuating the inside thereof, and a
이와 같이, 억제부(104)가 마련되기 때문에, 구획 부재(9)와 챔버(1)의 내벽면에 간극이 형성되어 있다고 해도, 이 간극으로부터 챔버(1) 내에 있어서의 성막실(S)의 외부로 성막 재료가 비산되는 것이 억제되어, 챔버(1)의 내면과 같은, 챔버(1) 내의 부재이자 억제부(104) 이외의 영역에, 성막 재료가 부착되는 것이 억제된다. 이 때문에, 부착된 막을 제거하기 위해서 챔버(1) 내의 부재의 세정해야 할 면적을 감소시킬 수 있어, 메인터넌스성이 향상된다. Since the restraining
(2) 타겟(61)과 구획 부재(9)의 사이에 설치된 판형체이며, 타겟(61)이 노출되는 개구(101)가 형성됨으로써 타겟(61)의 주위를 둘러싸는, 포위 부재(100)가 마련되고, 억제부(104)는, 개구(101)의 타겟(61)의 외주를 따르는 위치에 있어서 두께가 늘어난 부분이다. (2) Enclosing
이 때문에, 타겟(61)의 주위에 설치되는 억제부(104)에 성막 재료가 부착되어, 다른 영역에 성막 재료가 부착되는 것이 억제되기 때문에, 포위 부재(100)에 의해서, 챔버(1) 내부에 막이 부착되는 것이 억제되며 또한 메인터넌스 시에는 억제부(104)에 부착된 막을 제거하면 되기 때문에, 세정해야 할 면적을 감소시킬 수 있어, 메인터넌스성이 향상된다. 이것은, 도 7(A)에 도시하는 본 실시형태보다도, 도 7(B)에 도시하는 포위 부재(100)가 평탄한 경우에, 스퍼터 입자(PA)가 방해 받지 않고서 포위 부재(100)와 구획 부재(9)의 사이로 들어가기 쉽다는 점에서도 분명하다. For this reason, since the film-forming material adheres to the restraining
(3) 억제부(104)는, 타겟(61)으로부터 멀어지는 방향을 향하여 서서히 두께를 늘림으로써 경사지는 경사면(105)을 갖는다. 이 때문에, 타겟(61)으로부터 비산한 수직 방향의 성막 재료와 비스듬한 방향의 성막 재료가, 경사면(105)에 의해서 차폐, 포착되기 쉽게 되고, 경사면(105) 이외의 영역은 성막 재료가 부착되기 어렵게 된다. 이 때문에, 세정 면적을 적게 할 수 있어, 메인터넌스성이 향상된다. (3) The restraining
(4) 경사면(105)의 타겟(61)의 표면과 평행한 면에 대한 경사각(α)은, 135°∼170°이다. 이와 같이, 경사면(105)의 경사각(α)을, 타겟(61)의 표면과 평행한 면에 대하여 완만하게 함으로써, 성막 재료가 부착되기 쉽게 되어, 다른 부위에 성막 재료가 부착되는 것을 저감할 수 있다. (4) The inclination angle α of the
(5) 억제부(104)의 표면은, 곡면 또는 둔각으로 접속되는 면을 갖는다. 예각으로 접속된 면은 성막 재료가 부착된 경우에는 박리하기 쉽게 되지만, 곡면 또는 둔각으로 접속된 면으로 함으로써, 성막 재료가 부착되기 쉽고, 박리한 성막 재료가 가공물(W)에 낙하하기 어렵게 되기 때문에, 막질이 악화할 가능성을 저감할 수 있다. (5) The surface of the restraining
(6) 억제부(104)에는 홈(106)이 형성된다. 이 때문에, 홈(106) 내부에는 스퍼터 입자가 침입하기 어렵게 되기 때문에, 억제부(104)의 표면에 성막 재료가 퇴적하여도 홈(106)의 내부에 도전성을 갖는 면을 확보할 수 있다. 따라서, 자속 밀도가 높은 타겟(61) 주위의 억제부(104)에 있어서, 효율적으로 전자를 포착할 수 있는 상태를 유지할 수 있기 때문에, 포위 부재(100)의 애노드로서의 기능을 잃게 되는 애노드 소실을 막을 수 있다. 이에 따라, 방전이 불안정하게 되어 막질이나 막 두께 균일성이 악화하는 것이 방지되어, 스퍼터링을 양호하게 행할 수 있다. 이것은, 성막 재료가 Si와 같이 절연성이 높은 재료이고, 애노드 소실이 생기기 쉬운 경우에 특히 유효하다. (6) A
(7) 포위 부재(100)와 구획 부재(9) 사이의 영역에, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)를 전기적으로 접속하는 도통부(107)를 갖는다. 이 때문에, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)의 전기적인 접속을 확보함으로써, 포위 부재(100)와 비교하여 성막되지 않은 부위가 있는 구획 부재(9)도 전자를 포착할 수 있다. 따라서, 구획 부재(9)도 애노드로서 기능하게 하여 애노드 소실을 막을 수 있다. 또한, 포위 부재(100)와 구획 부재(9)의 사이에 도통부(107)를 개재시킴으로써, 챔버(1) 내의 다른 처리부로부터의 이종의 처리 가스가 성막실(S)로 돌아 들어가 타겟(61)이 오염되는 것이 저감된다. (7) In a region between the enclosing
(8) 챔버(1) 내에 설치되어, 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)에 의해 성막된 막을 처리하는, 막 처리부(4e)와, 챔버(1) 내에 설치되어, 성막부(4a∼4d, 4f, 4g)와 막 처리부(4e)의 사이에서 가공물(W)을 반송하는, 반송부인 회전 테이블(3)을 갖고, 포위 부재(100)와 구획 부재(9) 사이의 영역에, 굴곡된 통기 경로가 형성된다. 이 때문에, 막 처리부(4e)로부터의 산소를 포함하는 프로세스 가스 등의 이종의 가스가 돌아 들어가는 것을 막아, 타겟(61) 표면의 오염을 억제할 수 있다.(8) a
[변형예][modified example]
본 발명의 실시형태는 상기한 양태에 한정되는 것은 아니며, 이하와 같은 양태도 포함한다. 또, 상기한 양태와 같은 구성에 관해서는 설명을 생략한다. Embodiments of the present invention are not limited to the above aspects, but also include the following aspects. In addition, description about the structure similar to the above-mentioned aspect is abbreviate|omitted.
(1) 홈(106) 및 도통부(107)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 생략하여도 좋다. 또한, 도 8에 도시하는 것과 같이, 구획 부재(9)에 억제부(95)를 설치하여도 좋다. 예컨대 구획 부재(9)에 있어서의 타겟(61) 근방에 있어서, 타겟(61)과 구획 부재(9)의 간격을 좁히도록 돌출되는 부분을 억제부(95)로 하여도 좋다. 이에 따라, 상기한 억제부(104)와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 예컨대 이러한 억제부(95)에도, 상기와 같은 경사면, 곡면 또는 둔각으로 접속되는 면을 형성하여도 좋다. (1) Either or both of the
(2) 막 처리부로서는, 유도 결합에 의해 생기는 플라즈마에 의해 발생하는 활성종을, 가공물(W)의 표면에 퇴적된 막에 침투시켜, 화합물의 막을 형성하는 처리부라도 좋다. 또한, 회전 반송하면서 성막이나 막 처리를 행하는 장치가 아니라, 성막부에 있어서의 성막, 막 처리부에 있어서의 막 처리를 정지한 상태에서 행하는 장치이며, 성막부, 막 처리부의 사이를 반송부가 반송하는 성막 장치라도 좋다. 반송부는 회전 테이블(3)에는 한정되지 않는다. 또한, 정지한 상태에서 성막만을 행하고, 막 처리는 다른 곳에서 행하는 장치이며, 반송부를 갖지 않은 성막 장치라도 좋다. (2) The film processing unit may be a processing unit for infiltrating active species generated by plasma generated by inductive coupling into the film deposited on the surface of the workpiece W to form a film of a compound. In addition, it is not an apparatus that performs film formation or film processing while being rotated and transported, but an apparatus that performs film formation in the film formation unit and film processing in the film processing unit in a stopped state, and the transfer unit transports the film between the film formation unit and the film processing unit. A film forming device may be used. The transport unit is not limited to the rotary table 3 . Further, it is an apparatus that only performs film formation in a stopped state and performs film processing at another location, and may be a film formation apparatus without a transfer unit.
(3) 포위 부재(100)를, 도 9에 도시하는 것과 같이, 타겟(61)마다 복수로 나눠 구성하여도 좋다. 또한, 도 10에 도시하는 것과 같이, 예컨대 억제부(104)를, 볼트 등의 체결 부재에 의해서 포위 부재(100)로부터 착탈 가능하게 설치함으로써, 메인터넌스 시에는 억제부(104)만을 떼어내어 세정하면 되기 때문에, 메인터넌스성이 향상된다. (3) As shown in FIG. 9 , the enveloping
[다른 실시형태][Other Embodiments]
이상, 본 발명의 실시형태 및 각 부의 변형예를 설명했지만, 이 실시형태나 각 부의 변형예는, 일례로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않았다. 상술한 이들 신규의 실시형태는, 그 밖의 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되며 또한 청구범위에 기재된 발명에 포함된다. 각 청구항의 발명을 어떻게 조합한 양태로 하는지는 자유이며, 상기한 어느 특징을 선택하여 조합하여도 좋고, 생략하여도 좋다. As mentioned above, although embodiment of this invention and the modified example of each part were described, this embodiment and the modified example of each part are presented as an example, and limiting the scope of the invention is not intended. These novel embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims. It is free to make the invention of each claim into a combined aspect, and any of the above characteristics may be selected and combined, or may be omitted.
1: 챔버
1a: 덮개체
2: 배기부
3: 회전 테이블
3a: 유지부
3b: 회전축
3c: 지주
3d: 볼 베어링
4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g: 처리부(성막부)
4e: 처리부(막 처리부)
5: 로드록부
6: 스퍼터원
61: 타겟
62: 배킹 플레이트
63: 전극
7: DC 전원
8: 스퍼터 가스 도입부
9: 구획 부재
91: 개구
92: 천장부
92a: 타겟 구멍
92b: 대향면
93: 측면부
93a: 외주벽
93b: 내주벽
93c: 격벽
93d: 격벽
94: 오목부
95: 억제부
10: 통형 전극
11: 개구부
12: 외부 쉴드
13: 내부 쉴드
14: 플랜지
15: RF 전원
16: 프로세스 가스 도입부
20: 제어부
21: 매칭 박스
100: 포위 부재
101: 개구
102: 대향면
103: 볼록부
104: 억제부
105: 경사면
106: 홈
107: 도통부1:
2: exhaust part 3: rotary table
3a: holding
3c:
4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g: processing unit (film formation unit)
4e: processing unit (film processing unit) 5: load-lock unit
6: Sputter One 61: Target
62: backing plate 63: electrode
7: DC power source 8: sputter gas inlet
9: partition member 91: opening
92
92b: opposite surface 93: side part
93a: outer
93c:
94: concave portion 95: suppression portion
10: tubular electrode 11: opening
12: outer shield 13: inner shield
14: flange 15: RF power
16: process gas introduction part 20: control part
21: matching box 100: enveloping member
101: opening 102: opposite surface
103: convex portion 104: suppression portion
105: slope 106: groove
107: conducting part
Claims (9)
성막 재료를 포함하는 타겟을 갖고, 상기 챔버 내에 있어서, 스퍼터링에 의해 가공물에 성막 재료를 퇴적시켜 성막하는 성막부와,
상기 타겟과 간격을 두고서 배치되고, 상기 성막부에 의한 성막이 이루어지는 성막실을 형성하여, 상기 챔버 내에 있어서의 상기 성막실과 외부를 구획하는 구획 부재와,
상기 타겟과 상기 구획 부재의 사이에 설치되어, 상기 챔버의 내면에 성막 재료가 부착되는 것을 억제하는 억제부
를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치. A chamber capable of vacuuming the inside;
a film forming unit having a target containing a film forming material, and forming a film by depositing the film forming material on a workpiece by sputtering in the chamber;
a partition member disposed at a distance from the target, forming a film formation chamber in which film formation is performed by the film formation unit, and partitioning the film formation chamber in the chamber from the outside;
A restraining unit installed between the target and the partition member to suppress adhesion of the film forming material to the inner surface of the chamber.
A film forming apparatus characterized in that it has a.
상기 타겟과 상기 구획 부재의 사이에 설치되는 판형체이며, 상기 타겟이 노출되는 개구가 형성됨으로써 상기 타겟의 주위를 둘러싸는, 포위 부재가 설치되고,
상기 억제부는, 상기 개구의 상기 타겟의 외주를 따르는 위치에 있어서, 두께가 늘어난 부분인 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 1,
It is a plate-like body installed between the target and the partition member, and an enclosure member is provided that surrounds the periphery of the target by forming an opening through which the target is exposed,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the restraining portion is a portion having an increased thickness at a position of the opening along the outer circumference of the target.
상기 억제부는, 상기 구획 부재에 있어서의 상기 타겟 근방에 있어서, 상기 타겟과 상기 구획 부재의 간격을 좁히도록 돌출되는 부분인 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 1,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the restraining portion is a portion protruding in the vicinity of the target in the partition member so as to narrow a gap between the target and the partition member.
상기 억제부는, 상기 타겟으로부터 멀어지는 방향을 향하여 서서히 두께를 늘림으로써 경사지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 2 or 3,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the restraining portion has an inclined surface that is inclined by gradually increasing its thickness in a direction away from the target.
상기 경사면의 상기 타겟의 표면과 평행한 면에 대한 경사각은 135°∼170°인 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 4,
An inclination angle of the inclined plane with respect to a plane parallel to the surface of the target is 135° to 170°.
상기 억제부의 표면은 곡면 또는 둔각으로 접속되는 면을 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to any one of claims 1 to 3,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the surface of the restraining portion has a curved surface or a surface connected at an obtuse angle.
상기 억제부에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 2,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein a groove is formed in the restraining portion.
상기 포위 부재와 상기 구획 부재 사이의 영역에 있어서, 상기 포위 부재와 상기 구획 부재를 전기적으로 접속하는 도통부를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 2,
A film forming apparatus comprising a conducting portion electrically connecting the enclosing member and the partition member in a region between the enclosing member and the partition member.
상기 챔버 내에 설치되어, 상기 성막부에 의해 성막된 막을 처리하는, 막 처리부와,
상기 챔버 내에 설치되어, 상기 성막부와 상기 막 처리부의 사이에서 가공물을 반송하는, 반송부
를 갖고,
상기 포위 부재와 상기 구획 부재 사이의 영역에, 굴곡된 통기 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 성막 장치. According to claim 2 or 8,
a film processing unit installed in the chamber to process the film formed by the film forming unit;
A transport unit installed in the chamber to transport a workpiece between the film forming unit and the film processing unit.
have
A film forming apparatus characterized in that a curved ventilation path is formed in a region between the enclosing member and the partition member.
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