TW202015496A - 等離子體處理裝置 - Google Patents
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Abstract
等離子體處理裝置包括:搬送部,在真空容器中具有旋轉體,通過旋轉體而以圓周的搬送路徑循環搬送工件;筒部,在朝向真空容器的內部的搬送路徑的方向上延伸存在;窗構件,將導入有工藝氣體的氣體空間與外部之間加以劃分;以及天線,通過施加電力而在氣體空間的工藝氣體中產生電感耦合等離子體;並且筒部具有設置有開口且朝向旋轉體的對向部,在對向部與旋轉體之間具有隔離壁,所述隔離壁相對於對向部及旋轉體而非接觸且相對於真空容器而以固定不動的方式介隔存在,在隔離壁形成有與開口對向且調節等離子體處理的範圍的調節孔。
Description
本發明是有關於一種等離子體處理裝置。
在半導體裝置或液晶顯示器(display)或者光盤(disk)等各種製品的製造步驟中,有在例如晶片(wafer)或玻璃基板等工件(work)上製作光學膜等薄膜的情況。薄膜可通過相對於工件而形成金屬等的膜的成膜、或相對於所形成的膜而進行蝕刻(etching)、氧化或氮化等膜處理等而製作。
成膜或膜處理可利用各種方法來進行,作為其一,有使用等離子體(plasma)的方法。在成膜中,將惰性氣體導入至配置有靶材(target)的腔室(chamber)內,並施加直流電壓。使經等離子體化的惰性氣體的離子(ion)碰撞靶材,使自靶材撞出的材料堆積於工件而進行成膜。在膜處理中,將工藝氣體(process gas)導入至配置有電極的腔室內,並對電極施加高頻電壓。使經等離子體化的工藝氣體的離、自由基等活性種碰撞工件上的膜,由此進行膜處理。
存在一種等離子體處理裝置,其在一個腔室的內部安裝有作為旋轉體的旋轉平台(table),在旋轉平台上方的周方向上配置有多個成膜用的單元(unit)與膜處理用的單元,以便可連續地進行此種成膜與膜處理(例如,參照專利文獻1)。如上所述般,將工件保持於旋轉平台上來搬送,並使其在成膜單元與膜處理單元的正下方經過,由此形成光學膜等。
在使用旋轉平台的等離子體處理裝置中,作為膜處理單元,有時使用上端封閉且下端具有開口部的筒形的電極(以下,稱為“筒形電極”)。在使用筒形電極的情況下,在腔室的上部設置開口部,將筒形電極的上端介隔絕緣物安裝於所述開口部。筒形電極的側壁在腔室的內部延伸存在,且下端的開口部介隔微小的間隙而面向旋轉平台。腔室接地,筒形電極作為陽極(anode)發揮功能,腔室與旋轉平台作為陰極(cathode)發揮功能。將工藝氣體導入至筒形電極的內部並施加高頻電壓,從而產生等離子體。所產生的等離子體中所含的電子流入至作為陰極的旋轉平台側。使被旋轉平台保持的工件在筒形電極的開口部之下經過,由此通過等離子體而生成的離子、自由基等活性種碰撞工件來進行膜處理。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4428873號公報
[專利文獻2] 日本專利第3586198號公報
[發明所欲解決之課題]
近年來,成為處理對象的工件大型化,另外,也要求提高處理效率,因此有產生等離子體來進行成膜、膜處理的領域擴大的傾向。但是,在對筒形電極施加電壓而產生等離子體的情況下,有時難以產生廣範圍、高密度的等離子體。
因此,開發一種等離子體處理裝置,其可產生相對較廣範圍、高密度的等離子體來對大型的工件進行膜處理(例如,參照專利文獻2)。關於此種等離子體處理裝置,天線在與導入有工藝氣體的氣體空間之間介隔介電體等窗構件而配置於腔室外。而且,通過對天線施加高頻電壓而在氣體空間內產生電感耦合的等離子體來進行膜處理。
此處,在使用旋轉平台的等離子體處理裝置中,考慮如下情況:應用進行利用電感耦合的膜處理的裝置來代替筒形電極。所述情況下,將後述的筒狀的構成構件(以下,設為筒部)插入至腔室上部的開口部。由此,自筒部的內部至下方構成導入工藝氣體的氣體空間。而且,將介電體的窗構件介隔O型環(O ring)等密封構件而搭載於形成於筒部的開口的凸緣,由此將氣體空間密封。窗構件中所使用的介電體可使用石英等相對較硬且脆的材質。另外,在筒部與旋轉平台之間形成有用來確保與工件的間隔且防止工藝氣體的流出、蔓延的間隙。
在此種結構中,若通過氣體空間中所產生的等離子體對筒部進行加熱,則筒部發生熱變形,並在支撐窗構件的凸緣處產生應力。如此,因凸緣的變形而有窗構件發生變形或受到損傷的可能性。
另外,為了防止工藝氣體的流出、蔓延,需要在筒部的與旋轉平台對向的面和工件之間確保幾毫米的間隙,但若發生如上所述般的熱變形,則有時難以確保間隔。進而,例如,在腔室的一部分為開閉蓋的結構且在蓋側安裝有筒部的情況下,筒部的位置取決於所開閉的蓋的位置。因此,難以通過蓋的開閉而正確地進行筒部的與旋轉平台對向的面和旋轉平台之間的間隙的調整。
本發明的目的在於提供一種等離子體處理裝置,其可防止對在筒部中所構成的將氣體空間與外部之間加以劃分的窗構件帶來熱變形的影響,且可正確地調整筒部與工件之間的間隔。
[解決課題之手段]
為了達成所述目的,本發明包括:真空容器,可將內部設為真空;
搬送部,設置於所述真空容器內,具有搭載工件並旋轉的旋轉體,通過使所述旋轉體旋轉而以圓周的搬送路徑循環搬送所述工件;筒部,在所述筒部的一端的開口朝向所述真空容器的內部的所述搬送路徑的方向上延伸存在;窗構件,設置於所述筒部,將所述筒部的內部與所述旋轉體之間的導入有工藝氣體的氣體空間和外部之間加以劃分;以及天線,配置於所述氣體空間的外部且為所述窗構件的附近,通過施加電力而在所述氣體空間的工藝氣體中產生電感耦合等離子體,所述電感耦合等離子體是用來對經過所述搬送路徑的工件進行等離子體處理;並且所述筒部具有設置有所述開口且朝向所述旋轉體的對向部,在所述對向部與所述旋轉體之間具有隔離壁,所述隔離壁相對於所述對向部及所述旋轉體而非接觸且相對於所述真空容器而以固定不動的方式介隔存在,在所述隔離壁形成有調節孔,所述調節孔設置於與所述開口對向的位置且調節所述等離子體處理的範圍。
所述隔離壁與所述對向部之間可由密封構件密封。在所述隔離壁與所述對向部之間可具有組合非接觸的凹凸而成的迷宮式結構。
在所述隔離壁的與所述旋轉體對向的面可形成以非接觸狀態沿所述工件的處理對象面的形狀。在所述隔離壁的與所述旋轉體對向的面可形成和經彎曲的所述工件的形狀一致的彎曲。
所述隔離壁的外形可大於所述筒部的外形。
可具有對所述對向部進行冷卻的第1冷卻部。可具有對所述隔離壁進行冷卻的第2冷卻部。
所述真空容器為分離結構,所述筒部可設置於所述真空容器的所分離的一側,所述旋轉體及所述隔離壁可設置於所述真空容器的所分離的另一側。
[發明的效果]
根據本發明,可防止對在筒部中所構成的將氣體空間與外部之間加以劃分的窗構件帶來熱變形的影響,且可正確地調整筒部與工件之間的間隔。
參照圖式對本發明的實施方式(以下,稱為本實施方式)進行具體說明。
[概要]
圖1所示的等離子體處理裝置100是利用等離子體而在各個工件W的表面形成化合物膜的裝置。即,如圖1~圖3所示,關於等離子體處理裝置100,若旋轉體31旋轉,則被保持部33保持的托盤34上的工件W以圓周的軌跡移動。通過所述移動,工件W反復經過與成膜部40A、成膜部40B或成膜部40C對向的位置。每次所述經過時,通過濺射而使靶材41A~靶材41C的粒子附著於工件W的表面。另外,工件W反復經過與膜處理部50A或膜處理部50B對向的位置。每次所述經過時,附著於工件W的表面的粒子與所導入的工藝氣體G2中的物質進行化合而成為化合物膜。
[構成]
如圖1~圖3所示,此種等離子體處理裝置100包括:真空容器20、搬送部30、成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C、膜處理部50A、膜處理部50B、負載鎖(load lock)部60、控制裝置70。
[真空容器]
真空容器20是可將內部設為真空的容器即所謂的腔室。真空容器20在內部形成真空室21。真空室21是由真空容器20的內部的頂板20a、內底面20b及內周面20c包圍而形成的圓柱形狀的密閉空間。真空室21具有氣密性,且可通過減壓而設為真空。此外,真空容器20的頂板20a以可開閉的方式構成。即,真空容器20為分離結構。
向真空室21的內部的規定區域導入反應氣體G。反應氣體G包含成膜用的濺射氣體G1、膜處理用的工藝氣體G2(參照圖3)。在以下的說明中,在不對濺射氣體G1、工藝氣體G2加以區別的情況下,有時稱為反應氣體G。濺射氣體G1是用來利用通過施加電力而產生的等離子體,使產生的離子碰撞靶材41A~靶材41C,從而使靶材41A~靶材41C的材料堆積於工件W的表面的氣體。例如,可將氬氣等惰性氣體用作濺射氣體G1。
工藝氣體G2是用來使利用通過電感耦合而產生的等離子體,使產生的活性種浸透至堆積於工件W的表面的膜,從而形成化合物膜的氣體。以下,有時將此種利用等離子體的表面處理即不使用靶材41A~靶材41C的處理稱為逆濺射。工藝氣體G2可根據處理的目的而適當變更。例如,在進行膜的氮氧化的情況下,使用氧氣O2
與氮氣N2
的混合氣體。
如圖3所示,真空容器20具有排氣口22、導入口24。排氣口22是用來確保真空室21與外部之間的氣體流通而進行排氣E的開口。所述排氣口22例如形成於真空容器20的底部。在排氣口22連接有排氣部23。排氣部23具有配管及未圖示的泵、閥等。通過利用所述排氣部23的排氣處理,而將真空室21內減壓。
導入口24是用來將濺射氣體G1導入至各成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C的開口。所述導入口24例如設置於真空容器20的上部。在所述導入口24連接有氣體供給部25。除了配管以外,氣體供給部25還具有未圖示的反應氣體G的氣體供給源、泵、閥等。通過所述氣體供給部25而將濺射氣體G1自導入口24導入至真空室21內。此外,如後述,在真空容器20的上部設置有供膜處理部50A、膜處理部50B插入的開口21a。
[搬送部]
對搬送部30的概略進行說明。搬送部30具有設置於真空容器20內的旋轉體31即搭載工件W的旋轉體31。搬送部30是通過使旋轉體31旋轉而以圓周的搬送路徑T循環搬送工件W的裝置。循環搬送是指使工件W以圓周的軌跡反復環繞移動。搬送路徑T是通過搬送部30而使工件W或後述的托盤34移動的軌跡,且為環形形狀的具有寬度的圓環。以下,對搬送部30的詳細情況進行說明。
旋轉體31是圓形的板狀的旋轉平台。旋轉體31例如可採用在不銹鋼的板狀構件的表面噴鍍有氧化鋁者。以下,在簡稱為“周方向”時,是指“旋轉體31的周方向”,在簡稱為“半徑方向”時,是指“旋轉體31的半徑方向”。另外,在本實施方式中,作為工件W的例子,使用平板狀的基板,但進行等離子體處理的工件W的種類、形狀及材料並不限定於特定者。例如,也可使用中心具有凹部或者凸部的經彎曲的基板。另外,也可使用包含金屬、碳(carbon)等導電性材料的基板,包含玻璃或橡膠等絕緣物的基板,包含矽等半導體的基板。另外,進行等離子體處理的工件W的數量也並不限定於特定的數量。
除了旋轉體31以外,搬送部30還具有馬達32、保持部33。馬達32是提供驅動力並使旋轉體31以圓的中心為軸進行旋轉的驅動源。保持部33是保持通過搬送部30而搬送的托盤34的構成部。在旋轉體31的表面,多個保持部33配設於圓周等配位置。本實施方式中所述的旋轉體31的表面在旋轉體31為水平方向的情況下為朝向上方的面即頂面。例如,各保持部33保持托盤34的區域是以與旋轉體31的周方向的圓的切線平行的朝向來形成,且在周方向上等間隔地設置。更具體而言,保持部33是保持托盤34的槽、孔、凸起、夾具、固定器等,且可通過機械吸盤(mechanical chuck)、黏著吸盤來構成。
托盤34是在方形狀的平板的一側具有搭載工件W的平坦的載置面的構件。作為托盤34的材質,優選為設為熱傳導性高的材質、例如金屬。在本實施方式中,將托盤34的材質設為不銹鋼(SUS)。此外,托盤34的材質例如也可設為熱傳導性佳的陶瓷或樹脂或者這些的複合材。相對於托盤34的載置面,工件W可直接搭載,也可介隔具有黏著片的框架等而間接搭載。相對於每個托盤34,可搭載單個工件W,也可搭載多個工件W。
在本實施方式中,設置有六個保持部33,因此,在旋轉體31上以60°的間隔來保持六個托盤34。但是,保持部33可為一個,也可為多個。旋轉體31循環搬送搭載有工件W的托盤34並使其反復經過與成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C、膜處理部50A、膜處理部50B對向的位置。
[成膜部]
成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C是設置於與在搬送路徑T所循環搬送的工件W對向的位置且通過濺射而使成膜材料堆集於工件W來形成膜的處理部。以下,在不對多個成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C加以區別的情況下,以成膜部40的形式進行說明。如圖3所示,成膜部40具有濺射源4、劃分部44、電源部6。
(濺射源)
濺射源4是通過濺射而使成膜材料堆積於工件W來進行成膜的成膜材料的供給源。如圖2及圖3所示,濺射源4具有靶材41A、靶材41B、靶材41C、背板(backing plate)42、電極43。靶材41A、靶材41B、靶材41C是由堆積於工件W來成為膜的成膜材料形成,配置於與搬送路徑T隔開且對向的位置。
在本實施方式中,三個靶材41A、靶材41B、靶材41C設置於俯視時在三角形的頂點上排列的位置。自靠近旋轉體31的旋轉中心處朝向外周,而以靶材41A、靶材41B、靶材41C的順序配置。以下,在不對靶材41A、靶材41B、靶材41C加以區別的情況下,以靶材41的形式進行說明。靶材41的表面與通過搬送部30而移動的工件W隔開且對向。此外,可通過三個靶材41A、靶材41B、靶材41C而附著成膜材料的區域大於半徑方向上的托盤34的大小。如上所述,與利用成膜部40而成膜的區域相對應,將沿搬送路徑T的圓環狀的區域設為成膜區域F(以圖2的點線表示)。成膜區域F的半徑方向上的寬度長於半徑方向上的托盤34的寬度。另外,在本實施方式中,三個靶材41A~靶材41C配置為可在成膜區域F的半徑方向上的整個寬度區域無間隙地附著成膜材料。
作為成膜材料,例如使用矽、鈮等。但是,若為通過濺射而進行成膜的材料,則可應用各種材料。另外,靶材41例如為圓柱形狀。但是,也可為長圓柱形狀、角柱形狀等其他形狀。
背板42是對各靶材41A、靶材41B、靶材41C個別地保持的構件。電極43是用來自真空容器20的外部對各靶材41A、靶材41B、靶材41C個別地施加電力的導電性構件。對各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的電力可個別地變更。此外,在濺射源4中視需要而適當具備磁鐵、冷卻機構等。
(劃分部)
劃分部44是將通過濺射源4而使工件W成膜的成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5、進行膜處理的膜處理部位M1、膜處理部位M3加以劃分的構件。如圖2所示,劃分部44是自搬送部30的旋轉體31的旋轉中心呈放射狀配設的方形的壁板。例如,如圖1所示,劃分部44設置於真空室21的頂板20a的膜處理部50A、成膜部40A、膜處理部50B、成膜部40B、成膜部40C之間。劃分部44的下端空出供工件W經過的間隙,與旋轉體31對向。通過存在所述劃分部44,而可抑制成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的反應氣體G及成膜材料擴散至真空室21。
成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的水平方向上的範圍成為由一對劃分部44所劃分的區域。此外,通過旋轉體31而循環搬送的工件W反復經過成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的與靶材41對向的位置,由此成膜材料以膜的形式堆積於工件W的表面。所述成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5是進行大部分成膜的區域,但即便是超出所述區域的區域,也有成膜材料的洩露,因此並非完全沒有膜的堆積。即,進行成膜的區域成為稍微廣於各成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5的區域。
(電源部)
電源部6是對靶材41施加電力的構成部。通過利用所述電源部6對靶材41施加電力,從而產生經等離子體化的濺射氣體G1。而且,通過等離子體而產生的離子碰撞靶材41,由此可使自靶材41撞出的成膜材料堆積於工件W。對各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的電力可個別地變更。在本實施方式中,電源部6例如是施加高電壓的直流(Direct Current,DC)電源。此外,在為進行高頻濺射的裝置的情況下,也可設為射頻(Radio Frequency,RF)電源。旋轉體31與接地的真空容器20為相同電位,通過對靶材41側施加高電壓而產生電位差。
關於此種成膜部40,通過在多個成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C中使用相同的成膜材料來同時成膜,可提高固定時間內的成膜量即成膜速率。另外,通過在多個成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C中使用彼此不同種類的成膜材料來同時或依序成膜,也可形成包含多種成膜材料的層的膜。
在本實施方式中,如圖1及圖2所示,在搬送路徑T的搬送方向上,在與膜處理部50A、膜處理部50B之間配設有三個成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C。成膜部位M2、成膜部位M4、成膜部位M5對應於三個成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C。膜處理部位M1、膜處理部位M3對應於兩個膜處理部50A、膜處理部50B。
[膜處理部]
膜處理部50A、膜處理部50B是對堆積於通過搬送部30而搬送的工件W上的材料進行膜處理的處理部。以下,所述膜處理是不使用靶材41的逆濺射。以下,在不對膜處理部50A、膜處理部50B加以區別的情況下,以膜處理部50的形式進行說明。膜處理部50具有處理單元5。參照圖3~圖6對所述處理單元5的構成例進行說明。
如圖3及圖4所示,處理單元5具有筒部H、窗構件52、供給部53、調節部54(參照圖9)、天線55、隔離壁58。筒部H是在一端的開口Ho朝向真空容器20的內部的搬送路徑T的方向上延伸存在的構成部。筒部H具有筒狀體51與對向部h。對向部h是具有開口ho且朝向旋轉體31的構成部。構成該些筒部H的構件中,首先對筒狀體51進行說明,關於對向部h,將於後敘述。
筒狀體51是水平剖面為圓角長方形狀的筒。此處所述的圓角長方形狀是田徑運動的跑道形狀。跑道形狀是指如下形狀:將一對部分圓以使凸側相反的方向分隔且相向,並利用彼此平行的直線將各自的兩端連結。筒狀體51設為與旋轉體31相同的材質。筒狀體51是以使開口Ho與旋轉體31側隔開且相向的方式插入至設置於真空容器20的頂板20a的開口21a。由此,筒狀體51的大部分側壁收容於真空室21內。筒狀體51以其長徑方向與旋轉體31的半徑方向成為平行的方式配置。此外,無需嚴格地平行,也可稍微傾斜。
如圖4所示,窗構件52是設置於筒部H且將真空容器20內的導入有工藝氣體G2的氣體空間R與外部之間加以劃分的構件。在本實施方式中,窗構件52設置於構成筒部H的筒狀體51。氣體空間R為在膜處理部50中形成於旋轉體31與筒部H的內部之間的空間,通過旋轉體31而循環搬送的工件W反復經過。窗構件52是收納於筒狀體51的內部且與筒狀體51的水平剖面為大致相似形狀的石英等介電體的平板(參照圖8)。窗構件52是與如上所述般配設的筒狀體51的水平剖面為大致相似形狀的圓角長方形狀的板。即,如圖3、圖4所示,窗構件52的與搬送路徑T交差的方向上的長度L長於沿搬送路徑T的方向上的長度S(參照圖8)。此外,窗構件52可為氧化鋁等介電體,也可為矽等半導體。
如圖5所示,在筒部H設置有支撐窗構件52的支撐部510。在本實施方式中,支撐部510設置於構成筒部H的筒狀體51。在支撐部510與窗構件52之間設置有將氣體空間R與外部之間加以密封的片構件21b。
以下,對支撐部510、窗構件52、片構件21b的構成進一步具體說明。如圖4及圖5所示,支撐部510是如下厚壁部:以與外周正交的垂直剖面成為L字形的方式,筒狀體51的一端的內緣跨及整個周並突出至筒狀體51的內側。所述支撐部510的最內緣是與筒狀體51的剖面為大致相似形狀的圓角長方形的開口51a。
支撐部510具有隨著自筒狀體51的內壁向開口51a靠近而逐漸變低的棚面510A、棚面510B、棚面510C,因此成為階梯狀。
棚面510B具有第1對向面511a、第2對向面511b及槽511c(燕尾槽(dovetail groove))。第1對向面511a是棚面510B的一部分跨及整個周並突出至窗構件52側的部分的平坦的前頂面。第1對向面511a是設置於棚面510B上的氣體空間R的外部側且與窗構件52對向的面。第2對向面511b是設置於棚面510B上的氣體空間R側且與窗構件52對向的面。第2對向面511b是跨及第1對向面511a的內側的整個周並突出至窗構件52側的部分的平坦的前頂面。槽511c是在第1對向面511a與第2對向面511b之間跨及整個周而形成的凹陷部(燕尾槽),嵌入有無端狀的片構件21b。片構件21b例如為O型環。所述片構件21b的上部自槽511c突出,通過載置窗構件52而氣密地密封開口51a。
如圖4及圖5所示,在支撐部510形成有供給口512。如圖4及圖5所示,供給口512是將工藝氣體G2供給至筒狀體51內的孔。如圖5所示,供給口512以成為L字形的方式自棚面510A貫穿至開口51a。供給口512設置於支撐部510的搬送路徑T的下游側與上游側。各個供給口512設置於對向的位置。
進而,如圖4所示,在筒狀體51的與開口51a相反的一側的端部形成有外凸緣51b。在外凸緣51b的下表面與真空容器20的頂面之間配設有跨及整個周的片構件21b,從而氣密地密封開口21a。
如圖4、圖6及圖9所示,供給部53是將工藝氣體G2供給至氣體空間R的裝置。供給部53具有未圖示的儲氣瓶等工藝氣體G2的供給源及與其連接的配管53a、配管53b、配管53c。工藝氣體G2例如為氧氣及氮氣。配管53a是來自各個工藝氣體G2的供給源的一對路徑。配管53b是一對路徑即配管53a會聚而成的一條路徑。配管53b連接於一供給口512。配管53c自配管53b分支而連接於另一供給口512(參照圖9)。
如圖9所示,調節部54對自供給口512導入的工藝氣體G2的供給量進行調整。即,調節部54對供給部53的每單位時間的工藝氣體G2的供給量個別地調節。調節部54具有分別設置於配管53a的質流控制器(Mass Flow Controller,MFC)54a。MFC 54a是具有測量流體的流量的質量流量計與控制流量的電磁閥的構件。
如圖8及圖10所示,天線55是產生用來對經過搬送路徑T的工件W進行處理的電感耦合等離子體的構件。天線55配置於氣體空間R的外部且為窗構件52的附近。通過對天線55施加電力,從而產生由天線電流形成的磁場所誘導的電場,並將氣體空間R的工藝氣體G2等離子體化。可根據天線55的形狀來變更所產生的電感耦合等離子體的分佈形狀。在本實施方式中,通過將天線55設為以下所示的形狀,可產生與筒狀體51內的氣體空間R的水平剖面為大致相似的形狀的電感耦合等離子體。
天線55具有多個導體551a~導體551d及電容器552。多個導體551分別為帶狀的導電性構件,通過彼此介隔電容器552而連接,從而形成自平面方向觀察時為圓角長方形的電路。所述天線55的外形為開口51a以下的大小。
各電容器552為大致圓柱形狀,且串聯連接於導體551a、導體551b、導體551c、導體551d之間。若僅由導體構成天線55,則電壓振幅在電源側的端部會變得過大,會局部地削減窗構件52。因此,通過分割導體而連接電容器552,在各導體551a、導體551b、導體551c、導體551d的端部產生小的電壓振幅,從而抑制窗構件52的削減。
但是,在電容器552部分中,阻斷導體551a、導體551b、導體551c、導體551d的連接性,等離子體密度降低。因此,與窗構件52對向的導體551a、導體551b、導體551c、導體551d的端部構成為彼此在平面方向上產生重疊而自上下方向夾持電容器552。更具體而言,如圖10所示,導體551a、導體551b、導體551c、導體551d相對於電容器552的連接端以剖面成為倒L字形的方式屈曲。在鄰接的導體551a、導體551b的端部的水平面設置有自上下方向夾持電容器552的間隙。同樣地,在導體551b、導體551c的端部的水平面、導體551c、導體551d的端部的水平面分別設置有自上下方向夾持電容器552的間隙。
在天線55連接有用來施加高頻電力的RF電源55a。在RF電源55a的輸出側串聯連接有作為匹配電路的匹配器(matching box)55b。例如,將導體551d的一端與RF電源55a連接。在所述例中,導體551a為接地側。在RF電源55a與導體551d的一端之間連接有匹配器55b。匹配器55b通過使輸入側及輸出側的阻抗匹配,從而使等離子體的放電穩定化。
對向部h具有冷卻部56、分散部57。如圖4、圖5及圖6所示,冷卻部56是外形的大小與筒狀體51大致相同的圓角長方形狀的筒形構件,且設置於其上表面與筒狀體51的底面相接且相吻合的位置。雖未進行圖示,但在冷卻部56的內部設置有供冷卻水流通的腔(cavity)。在腔處連通有連接於冷卻器的供給口與排水口,所述冷卻器是循環供給冷卻水的冷卻水循環裝置。通過利用所述冷卻器反復進行如下操作,從而將冷卻部56冷卻並抑制筒狀體51及分散部57的加熱,所述操作為自供給口供給經冷卻的冷卻水,在腔內流通並自排水口排出。
分散部57是外形的大小與筒狀體51、冷卻部56大致相同的圓角長方形狀的筒形構件,且設置於其上表面與冷卻部56的底面相接且相吻合的位置。在分散部57設置有分散板57a。分散板57a配置於與供給口512空開間隔且與供給口512對向的位置,使自供給口512導入的工藝氣體G2分散並使其流入至氣體空間R。分散部57的環狀部分的水平方向上的寬度較筒狀體51大在內側設置有所述分散板57a的部分。
更具體而言,分散板57a自分散部57的內緣跨及整個周而豎立,超出冷卻部56並延伸設置至接近窗構件52的底面的位置。如圖5所示,分散板57a與供給口512之間的工藝氣體G2的流路在旋轉體31側被封閉並且在窗構件52側連通於氣體空間R。即,在支撐部510與分散板57a之間形成有上方沿窗構件52的下表面而連通於窗構件52的下方的氣體空間R的環狀的間隙。
另外,分散板57a進入至筒狀體51內的氣體空間R,因此氣體空間R中的等離子體的產生區域成為分散板57a的內側的空間。此外,分散板57a與窗構件52的距離例如設為1 mm至5 mm。若將所述距離設為5 mm以下,則可防止在間隙中產生異常放電。此外,在本實施方式中,分散部57的下端的內緣成為對向部h的開口Ho,對向部h的開口Ho也可為筒部的開口Ho。
自供給部53經由供給口512而將工藝氣體G2導入至氣體空間R,並自RF電源55a對天線55施加高頻電壓。如此,介隔窗構件52而在氣體空間R產生電場並將工藝氣體G2等離子體化。由此,產生電子、離子及自由基等活性種。
此外,在冷卻部56與筒狀體51之間、冷卻部56與分散部57之間配設有片材561、片材562。片材561、片材562是提高冷卻部56與筒狀體51、分散部57的密合性且提高熱傳導性的薄板狀的構件。例如使用碳片。
如圖4~圖7所示,隔離壁58是在對向部h與旋轉體31之間,相對於對向部h及旋轉體31而非接觸且相對於真空容器20而以固定不動的方式介隔存在的構件。隔離壁58具有封閉等離子體而抑制工藝氣體G2擴散至成膜部40的功能。在隔離壁58形成有調節孔58a,所述調節孔58a設置於與開口Ho對向的位置且調節等離子體處理的範圍。
更具體而言,隔離壁58是外形與筒狀體51大致相同的圓角長方形狀的環狀的板,且具有基體581、遮蔽板582。基體581是形成隔離壁58的外形的厚壁的平板部分。遮蔽板582是形成於基體581的內緣且與基體581相比壁更薄的平板部分,在其內側形成有調節孔58a。調節孔58a在旋轉體31的外周側與較外周更靠旋轉體31的中心的一側(以下,稱為內周側)的大小不同。對工件W進行等離子體處理即膜處理的處理區域的框由調節孔58a劃出。此處,若將旋轉體31的外周側與內周側加以比較,在經過一定距離的速度中產生差。即,在如本實施方式的筒狀體51般以長徑方向與旋轉體31的半徑方向成為平行的方式配置的情況下,關於旋轉體31在筒狀體51的下部經過的時間,外周側短於內周側。因此,在本實施方式中,在內周側與外周側,工件W暴露於等離子體中的時間相同,為了結合處理速率,如上所述,通過遮蔽板582來決定遮蔽等離子體的範圍。即,根據調節孔58a的形狀,決定暴露於等離子體中的範圍。意指所述情況與如下情況為相同含義:在隔離壁58具有設置於與開口Ho對向的位置且調節等離子體處理的範圍的遮蔽板582及具有調節等離子體處理的範圍的調節孔58a。作為調節孔58a的形狀例,可列舉扇形或三角形。另外,可通過在不會大於開口Ho的範圍內更換扇形或三角形的中心角不同的遮蔽板582來變更遮蔽的範圍。
隔離壁58優選為包含導電性材料。另外,也可採用電阻低的材料。作為此種材料,可列舉鋁、不銹鋼或銅。也可包含與旋轉體31相同的材料,還可包含不同的材料。隔離壁58例如可採用在不銹鋼的板狀構件的表面噴鍍有氧化鋁者。隔離壁58與工件W同樣地進行等離子體處理並因熱而劣化,因此需要進行更換。因此,可根據等離子體處理的內容,利用抗蝕刻劑、抗氧化劑或抗氮化劑進行塗布,由此可減少更換頻率。另外,由於與筒部H分離而構成,因此容易進行更換作業。
如圖3所示,隔離壁58通過支撐構件58b而以非接觸地位於對向部h的分散部57與旋轉體31之間的方式固定。支撐構件58b是自旋轉體31的外側對隔離壁58的半徑方向外側進行支撐固定的構件。支撐構件58b是柱狀的構件,且自內底面20b豎立設置並延伸至高於旋轉體31的表面的位置,而對延伸至旋轉體31的外緣的外側的基體581進行支撐。即,筒部H設置於分離結構的真空容器20的一側即可開閉的頂板20a,相對於此,旋轉體31及隔離壁58設置於另一側即內底面20b。
如圖7所示,在隔離壁58與工件W之間確保間隔D。其原因在於:容許工件W的經過並且維持內部的氣體空間R的壓力,例如考慮設為5 mm~15 mm。但是,在本實施方式中,由於在分散部57與隔離壁58之間產生間隔d,因此為了維持氣體空間R的壓力,盡可能縮短間隔D,並且優選為即便將間隔D與間隔d合計,也不超過15 mm。即,優選為設為5 mm≦D+d≦15 mm。例如考慮設為間隔D=間隔d=5 mm左右。
進而,如圖4及圖5所示,隔離壁58具有冷卻部(第2冷卻部)583。冷卻部583是設置於隔離壁58的內部且供冷卻水流通的水路。在水路連通有連接於冷卻器的供給口與排水口,所述冷卻器是循環供給冷卻水的冷卻水循環裝置。通過利用所述冷卻器反復進行如下操作,從而將隔離壁58冷卻,所述操作為自供給口供給經冷卻的冷卻水,在水路內流通並自排水口排出。水路包含配管,例如沿支撐構件58b而在內底面20b氣密地經過並延伸至真空容器20之外。
[負載鎖部]
負載鎖部60是在維持真空室21的真空的狀態下,通過未圖示的搬送設備,自外部將搭載有未處理的工件W的托盤34搬入至真空室21,並將搭載有處理完的工件W的托盤34搬出至真空室21的外部的裝置。所述負載鎖部60可應用周知的結構,因此省略說明。
[控制裝置]
控制裝置70是對等離子體處理裝置100的各部進行控制的裝置。所述控制裝置70例如可由專用的電子電路或者以規定的程序進行動作的計算機等來構成。即,關於與濺射氣體G1及工藝氣體G2對於真空室21的導入及排氣相關的控制、電源部6、RF電源55a的控制、旋轉體31的旋轉的控制等,其控制內容已程序化。控制裝置70通過可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)或中央處理器(Central Processing Unit,CPU)等處理裝置來執行所述程序,可對應於多種多樣的等離子體處理樣式。
若列舉具體經控制的對象,則為如下所述。即,馬達32的旋轉速度、等離子體處理裝置100的初始排氣壓力、濺射源4的選擇、對於靶材41及天線55的施加電力、濺射氣體G1及工藝氣體G2的流量、種類、導入時間及排氣時間、成膜及膜處理的時間等。
尤其,在本實施方式中,控制裝置70通過控制對於成膜部40的靶材41的電力的施加、來自氣體供給部25的濺射氣體G1的供給量來控制成膜速率。另外,控制裝置70通過控制對於天線55的電力的施加、來自供給部53的工藝氣體G2的供給量來控制膜處理速率。
參照假想的功能方塊圖即圖11,對用來以所述方式執行各部的動作的控制裝置70的構成進行說明。即,控制裝置70包括:機構控制部71、電源控制部72、氣體控制部73、存儲部74、設定部75、輸入輸出控制部76。
機構控制部71是控制排氣部23、氣體供給部25、供給部53、調節部54、馬達32、負載鎖部60等的驅動源、電磁閥、開關、電源等的處理部。電源控制部72是控制電源部6、RF電源55a的處理部。例如,電源控制部72個別地控制對靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的電力。在欲使成膜速率在工件W的整體中均勻的情況下,考慮所述內周與外周的速度差而以靶材41A<靶材41B<靶材41C的方式依次提高電力。即,只要和內周與外周的速度成比例地決定電力即可。但是,成比例的控制為一例,且速度越大,越提高電力,只要以處理速率變得均勻的方式設定即可。另外,針對形成於工件W的欲加厚膜厚的部位,只要提高對於靶材41的施加電力即可,針對欲減薄膜厚的部位,只要減低對於靶材41的施加電力即可。
氣體控制部73是控制利用調節部54的工藝氣體G2的導入量的處理部。此外,氣體控制部73也控制濺射氣體G1的導入量。存儲部74是存儲本實施方式的控制中所需的信息的構成部。存儲於存儲部74的信息包含排氣部23的排氣量、對各靶材41施加的電力、濺射氣體G1的供給量、對天線55施加的電力、供給口512的工藝氣體G2的供給量。設定部75是將自外部輸入的信息設定於存儲部74的處理部。此外,對天線55施加的電力例如通過在旋轉體31旋轉一次的期間所成膜的所期望的膜厚與旋轉體31的旋轉速度(rpm)來決定。
輸入輸出控制部76是控制與成為控制對象的各部之間的信號的轉換或輸入輸出的接口(interface)。進而,在控制裝置70連接有輸入裝置77、輸出裝置78。輸入裝置77是用來使操作員經由控制裝置70來操作等離子體處理裝置100的開關、觸摸屏、鍵盤、鼠標等輸入設備。例如,可通過輸入設備來輸入所使用的成膜部40、膜處理部50的選擇、所期望的膜厚、各靶材41A~靶材41C的施加電力、來自供給口512的工藝氣體G2的供給量等。
輸出裝置78是使用來確認裝置的狀態的信息呈操作員可視認的狀態的顯示器、燈、儀錶(meter)等輸出設備。例如,輸出裝置78可顯示來自輸入裝置77的信息的輸入畫面。所述情況下,也可設為以示意圖顯示靶材41A、靶材41B、靶材41C,並選擇各自的位置來輸入數值。進而,還可以示意圖顯示靶材41A、靶材41B、靶材41C,並以數值顯示各自所設定的值。
[動作]
以下,參照所述圖1~圖11來對如上所述的本實施方式的動作進行說明。此外,雖未進行圖示,但等離子體處理裝置100是通過輸送機、機械臂等搬送設備來進行搭載有工件W的托盤34的搬入、搬送、搬出。
多個托盤34通過負載鎖部60的搬送設備而依次搬入至真空容器20內。旋轉體31使空的保持部33依次移動至自負載鎖部60搬入的搬入部位。保持部33對通過搬送設備而搬入的托盤34分別個別地保持。如此,如圖2及圖3所示,搭載有成為成膜對象的工件W的托盤34全部被載置於旋轉體31上。
相對於如上所述般導入至等離子體處理裝置100的工件W的形成膜的處理以如下方式進行。此外,以下動作是如僅成膜部40A及僅膜處理部50A等般,自成膜部40與膜處理部50中,使各自一個運行來進行成膜及膜處理的一例。但是,也可使多組成膜部40、膜處理部50運行來提高處理速率。另外,利用成膜部40及膜處理部50的成膜及膜處理的一例是形成氮氧化矽的膜的處理。形成氮氧化矽的膜是通過如下方式來進行:每次使矽以原子水平附著於工件W時,一邊循環搬送工件W一邊反復進行使氧離子及氮離子浸透的處理。
首先,真空室21通過排氣部23而始終進行排氣減壓。而且,真空室21達到規定的壓力後,如圖2及圖3所示,旋轉體31旋轉。由此,被保持部33保持的工件W沿搬送路徑T移動並在成膜部40A、成膜部40B、成膜部40C及膜處理部50A、膜處理部50B之下經過。旋轉體31達到規定的旋轉速度後,繼而,成膜部40的氣體供給部25將濺射氣體G1供給至靶材41的周圍。此時,膜處理部50的供給部53也將工藝氣體G2供給至氣體空間R。
在成膜部40中,電源部6對各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加電力。由此,濺射氣體G1等離子體化。在濺射源4中,通過等離子體而產生的離子等活性種碰撞靶材41來射出成膜材料的粒子。因此,在經過成膜部40的工件W的表面,在每次所述經過時,成膜材料的粒子堆積而生成膜。在所述例中,形成矽層。
通過電源部6對各靶材41A、靶材41B、靶材41C施加的電力以隨著自旋轉體31的內周側向外周側靠近而依次變大的方式設定於存儲部74。電源控制部72依據設定於所述存儲部74的電力而輸出指示以控制電源部6對各靶材41施加的電力。為了進行所述控制,利用濺射的每單位時間的成膜量自內周側向外周側越靠近越多,但自內周側向外周側越靠近,旋轉體31的經過速度越快。結果工件W的整體膜厚變得均勻。
此外,工件W即便經過未運行的成膜部40或膜處理部50,也不進行成膜或膜處理,因此未被加熱。在所述未被加熱的區域中,工件W放出熱。此外,未運行的成膜部40例如為成膜部位M4、成膜部位M5。另外,未運行的膜處理部50例如為膜處理部M3。
另一方面,經成膜的工件W經過處理單元5中的與筒狀體51對向的位置。如圖4及圖9所示,在處理單元5中,自供給部53經由供給口512而將作為工藝氣體G2的氧氣及氮氣供給至筒狀體51,並自RF電源55a對天線55施加高頻電壓。通過施加高頻電壓,介隔窗構件52而對氣體空間R施加電場,從而生成等離子體。通過所生成的等離子體而產生的氧離子及氮離子碰撞經成膜的工件W的表面,由此浸透至膜材料。遮蔽板582通過大致覆蓋開口Ho的外緣部分而在所覆蓋的部分遮蔽等離子體。因此,在由調節孔58a所規定的範圍內進行等離子體處理。
即便使對天線55施加的放電電力上升,支撐部510也通過冷卻部56而冷卻,因此溫度上升得到抑制。另外,分散部57也通過冷卻部56而冷卻,因此溫度上升得到抑制。而且,熱傳導性高的片材561接觸地介隔存在於支撐部510與冷卻部56之間,熱傳導性高的片材562接觸地介隔存在於分散部57與冷卻部56之間。由此,支撐部510、分散部57的熱效率良好地傳遞至冷卻部56。
進而,通過由等離子體所產生的氧離子及氮離子發生碰撞,隔離壁58也被加熱,但由於與分散部57空開間隔d(參照圖7)而分離,因此所述熱未傳遞至分散部57。即便假設隔離壁58發生熱變形,也可防止由其所引起的應變傳遞至分散部57。另外,隔離壁58自身也通過冷卻部583而冷卻。由此,可抑制由隔離壁58、分散部57、支撐部510的加熱所引起的熱變形,因此可防止窗構件52的變形或損傷。
自供給口512導入的工藝氣體G2的每單位時間的流量設定於存儲部74。氣體控制部73依據設定於所述存儲部74的流量而輸出指示以使調節部54控制在各配管53a中流通的工藝氣體G2的流量。
另外,如圖5所示,自供給口512供給的工藝氣體G2通過碰撞分散板57a而沿分散板57a的垂直面水平擴展,並且自分散板57a的上緣流入至氣體空間R。如上所述,由於工藝氣體G2分散,因此不存在僅供給口512附近的工藝氣體G2的流量極端增大的情況。
在如上所述般的形成膜的處理的期間,旋轉體31繼續旋轉並持續循環搬送搭載有工件W的托盤34。如上所述,使工件W循環而反復進行成膜與膜處理,由此在工件W的表面形成氮氧化矽的膜作為化合物膜。
經過氮氧化矽的膜成為所期望的膜厚的規定的處理時間後,停止成膜部40及膜處理部50。即,停止利用電源部6的對於靶材41的電力的施加、來自供給口512的工藝氣體G2的供給、利用RF電源55a的電壓的施加等。
如上所述,形成膜的處理完成後,搭載有工件W的托盤34通過旋轉體31的旋轉而依次定位於負載鎖部60,並通過搬送設備而搬出至外部。
[作用效果]
(1)本實施方式包括:真空容器20,可將內部設為真空;搬送部30,設置於真空容器20內,具有搭載工件W並旋轉的旋轉體31,通過使旋轉體31旋轉而以圓周的搬送路徑循環搬送工件W;筒部H,在一端的開口Ho朝向真空容器20的內部的搬送路徑T的方向上延伸存在;窗構件52,設置於筒部H,將真空容器20內的導入有工藝氣體G2的氣體空間R與外部之間加以劃分;以及天線55,配置於氣體空間R的外部且為窗構件52的附近,通過施加電力而在氣體空間R的工藝氣體G2中產生電感耦合等離子體,所述電感耦合等離子體是用來對經過搬送路徑T的工件W進行等離子體處理。
而且,筒部H具有設置有開口Ho且朝向旋轉體31的對向部h,在對向部h與旋轉體31之間具有隔離壁58,所述隔離壁58相對於對向部h及旋轉體31而非接觸且相對於真空容器20而以固定不動的方式介隔存在,在隔離壁58形成有調節孔58a,所述調節孔58a設置於與開口Ho對向的位置且調節等離子體處理的範圍。
因此,可防止對在筒部H中所構成的將氣體空間R與外部之間加以劃分的窗構件52帶來熱變形的影響,且可正確地調整氣體空間R與工件W之間的間隔。即,由於隔離壁58相對於對向部h及旋轉體31而非接觸且相對於真空容器20而以固定不動的方式介隔存在,因此可將隔離壁58與工件W的間隔設為固定。另外,通過將筒部H與隔離壁58形成為不同體,可抑制隔離壁58的熱傳遞至筒部H,並可防止由筒部H的熱變形所引起的窗構件52的變形。
例如,在本實施方式中,為了結合旋轉體31的內周側與外周側的處理速率,隨著自外周側向內周側靠近,調節孔58a的寬度逐漸變小。由此,遮蔽板582遮蔽等離子體的部分的面積向內周越靠近越廣。若如上所述般所遮蔽的寬度變廣,則吸收等離子體的熱的面積增加,因此內周側的溫度變高。如此,自隔離壁58的外周側向內周側越靠近,熱變形越大。若隔離壁58固定於筒部H內,則所述不均勻的熱變形傳遞至筒部H,從而在支撐窗構件52的部分也產生應變。所述應變傳遞至窗構件52,從而有窗構件52破損的可能性。在本實施方式中,由於隔離壁58與筒部H分離,因此可防止此種事態。
(2)具有對對向部h進行冷卻的冷卻部56。因此,可防止對向部h的熱對窗構件52帶來影響。
(3)具有對隔離壁58進行冷卻的冷卻部583。因此,可防止隔離壁58的熱變形。
(4)真空容器20為分離結構,筒部H設置於真空容器20的所分離的一側即頂板20a,旋轉體31及隔離壁58設置於真空容器20的所分離的另一側即內底面20b。若假設設為筒部H與隔離壁58為一體的結構(一體結構的筒部),則在打開真空容器20的頂板20a時,一體結構的筒部會遠離旋轉體31。與之相反,在關閉頂板20a時,真空容器20被密閉,因此無法觀察到一體結構的筒部。因此,難以對一體結構的筒部與旋轉體31的間隔進行調整並加以確認。在本實施方式中,由於可與頂板20a的開閉無關地將隔離壁58和旋轉體31的間隔設為固定,因此容易進行工件W與隔離壁58的間隔的調整、確認。
[變形例]
(1)如圖12及圖13所示,隔離壁58與對向部h之間可由密封構件C密封。例如,在隔離壁58的與分散部57對向的面且為包圍調節孔58a的整個周形成凹陷部(燕尾槽)U。在所述凹陷部U嵌入無端狀的作為密封構件C的O型環。而且,使密封構件C接觸於分散部57的底面。由此,隔離壁58與分散部57之間被密封,因此可維持氣體空間R的壓力。另外,也可防止工藝氣體G2擴散至成膜部40。此外,作為密封構件C,也可使用屏蔽指板(Shield Finger)。由此,可將隔離壁58與分散部57之間密封且可確保導電性,並且可使隔離壁58確實地接地。
(2)如圖14及圖15所示,可在隔離壁58與對向部h之間具有組合非接觸的凹凸而成的迷宮式結構B。例如,在隔離壁58的與分散部57對向的面形成環狀的槽即凹部Bx。而且,在分散部57形成以非接觸進入凹部Bx的凸條By。由此,隔離壁58與分散部57之間的流路曲折,因此工藝氣體G2難以流出,從而可維持氣體空間R的壓力。所述凹凸的組合的數量、大小等並不限定於所述例。此外,如圖16所示,也可設置所述(1)的密封構件C的同時,設置迷宮式結構B。由此,可更確實地維持氣體空間R的壓力。所述情況下,防止密封構件C暴露於等離子體中而受到損傷,因此優選為在迷宮式結構B的外周側設置密封構件C。所述密封構件C可為O型環,也可為屏蔽指板。
(3)隔離壁58的外形可大於筒狀體51的外形。例如,如圖17(A)所示,將基體581設為扇形,或如圖17(B)所示,也可將基體581設為多邊形。由此,與設為與筒部H相同的圓筒形狀的情況相比,可降低旋轉體31與隔離壁58的間隙的電導(conductance)。
(4)也可在隔離壁58的與旋轉體31對向的面形成以非接觸沿工件W的處理對象面的形狀。例如,如圖18所示,隔離壁58的下表面可結合呈凸狀彎曲的工件W的形狀而彎曲。另外,隔離壁58的下表面也可結合呈凹狀彎曲的工件W的形狀而彎曲。由此,在工件W位於隔離壁58的正下方時,可縮窄隔離壁58與旋轉體31之間的間隙,且可防止由工藝氣體G2的洩漏所引起的壓力的降低。另外,通過配置多個工件W並將彼此的間隔縮窄,一個工件W經過後,立即下一工件W過來,從而連續縮窄隔離壁58與旋轉體31之間的間隙,因此工藝氣體G2更進一步難以洩漏。
[其他實施方式]
本發明並不限定於所述實施方式,也包含如以下所述般的實施方式。
(1)除使用屏蔽指板的情況外,也可對隔離壁施加RF電力。
(2)關於成膜材料,可應用可通過濺射來成膜的各種材料。例如,可應用鉭、鈦、鋁等。關於用來形成化合物的材料,也可用各種材料。
(3)成膜部中的靶材的數量並不限定於三個。可將靶材設為一個,也可設為兩個,還可設為四個以上。通過增多靶材的數量並調節施加電力,可進行更細微的膜厚的控制。另外,可將成膜部設為一個,也可設為兩個,還可設為四個以上。可增多成膜部的數量來提高成膜速率。據此,也可增多膜處理部的數量來提高膜處理速率。
(4)未必進行成膜部的成膜,也可不具有成膜部。即,本發明並不限定於進行膜處理的等離子體處理裝置,可應用於利用通過等離子體而產生的活性種來對處理對象進行處理的等離子體處理裝置。例如,也可構成為如下等離子體處理裝置:在處理單元中,在氣體空間內產生等離子體來進行蝕刻、灰化等表面改質、清洗等。所述情況下,例如考慮將氬氣等惰性氣體設為工藝氣體。
(5)筒狀體、窗構件、天線的形狀也並不限定於所述實施方式中所例示的形狀。水平剖面也可為方形、圓形、橢圓形。
(6)通過搬送部而同時搬送的托盤、工件的數量、對其加以保持的保持部的數量至少為一個即可,並不限定於所述實施方式中所例示的數量。即,可為循環搬送一個工件W的實施方式,也可為循環搬送兩個以上的工件W的實施方式。還可為將兩個以上的工件在徑方向上排列並循環搬送的實施方式。
(7)在所述實施方式中,將旋轉體設為旋轉平台,但旋轉體並不限定於平台形狀。也可為在自旋轉中心呈放射狀延伸的臂上保持托盤或工件並旋轉的旋轉體。成膜部及膜處理部也可位於真空容器的底面側,且成膜部及膜處理部與旋轉體的上下關係相反。所述情況下,配設有保持部的旋轉體的表面在旋轉體為水平方向的情況下成為朝向下方的面即下表面。
(8)以上,對本發明的實施方式及各部的變形例進行了說明,但所述實施方式或各部的變形例作為一例而提出,並不意圖限定發明的範圍。所述的這些新穎的實施方式可以其他各種形態實施,在不脫離發明的主旨的範圍內可進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形包含於發明的範圍或主旨內,並且包含於申請專利範圍所記載的發明內。
100:等離子體處理裝置
20:真空容器
20a:頂板
20b:內底面
20c:內周面
21:真空室
21a:開口
21b:密封構件
22:排氣口
23:排氣部
24:導入口
25:氣體供給部
30:搬送部
31:旋轉體
32:馬達
33:保持部
34:托盤
40、40A、40B、40C:成膜部
4:濺射源
41、41A、41B、41C:靶材
42:背板
43:電極
44:劃分部
5:處理單元
50、50A、50B:膜處理部
51:筒狀體
51a:開口
51b:外凸緣
510:支撐部
510A、510B、510C:棚面
511a:第1對向面
511b:第2對向面
511c:槽
512:供給口
52:窗構件
53:供給部
53a、53b、53c:配管
54:調節部
54a:質流控制器(MFC)
55:天線
55a:射頻電源(RF電源)
55b:匹配器
551、551a~551d:導體
552:電容器
56:冷卻部
561、562:片材
57:分散部
57a:分散板
58:隔離壁
58a:調節孔
58b:支撐構件
581:基體
582:遮蔽板
583:冷卻部
6:電源部
60:負載鎖部
70:控制裝置
71:機構控制部
72:電源控制部
73:氣體控制部
74:存儲部
75:設定部
76:輸入輸出控制部
77:輸入裝置
78:輸出裝置
B:迷宮式結構
Bx:凹部
By:凸條
C:密封構件
D、d:間隔
E:排氣
T:搬送路徑
M、M3:膜處理部位
M2、M4、M5:成膜部位
G:反應氣體
G1:濺射氣體
G2:工藝氣體
F:成膜區域
H:筒部
Ho:開口
h:對向部
R:氣體空間
U:凹陷部
W:工件
L、S:長度
圖1是實施方式的等離子體處理裝置的透視立體圖。
圖2是實施方式的等離子體處理裝置的透視平面圖。
圖3是圖2的A-A線剖面圖。
圖4是圖2的B-B線剖面圖。
圖5是表示圖4的A部的詳細情況的放大圖。
圖6是表示實施方式的處理單元的分解立體圖。
圖7是表示分散部、隔離壁及工件的間隔的說明圖。
圖8是表示實施方式的處理單元的透視平面圖。
圖9是表示工藝氣體的流路的示意圖。
圖10是表示實施方式的天線的立體圖。
圖11是表示實施方式的控制裝置的構成的方塊圖。
圖12是表示設置有密封構件的隔離壁的平面圖。
圖13是表示在分散部與隔離壁之間設置有密封構件的例子的部分剖面圖。
圖14是表示設置有凹部的隔離壁的平面圖。
圖15是在分散部與隔離壁之間形成迷宮式結構的部分剖面圖。
圖16是在分散部與隔離壁之間設置密封構件與迷宮式結構的部分剖面圖。
圖17(A)、圖17(B)是表示隔離壁的變形例的平面圖。
圖18是表示隔離壁的變形例的部分剖面圖。
21b:密封構件
31:旋轉體
51:筒狀體
51a:開口
510:支撐部
510A、510B、510C:棚面
511a:第1對向面
511b:第2對向面
511c:槽
512:供給口
52:窗構件
53b:配管
56:冷卻部
561、562:片材
57:分散部
57a:分散板
58:隔離壁
58a:調節孔
581:基體
582:遮蔽板
583:冷卻部
G2:工藝氣體
Ho:開口
h:對向部
R:氣體空間
Claims (9)
- 等離子體處理裝置,其特徵在於包括: 真空容器,可將內部設為真空; 搬送部,設置於所述真空容器內,具有搭載工件並旋轉的旋轉體,通過使所述旋轉體旋轉而以圓周的搬送路徑循環搬送所述工件; 筒部,在所述筒部的一端的開口朝向所述真空容器的內部的所述搬送路徑的方向上延伸存在; 窗構件,設置於所述筒部,將所述筒部的內部與所述旋轉體之間的導入有工藝氣體的氣體空間和外部之間加以劃分;以及 天線,配置於所述氣體空間的外部且為所述窗構件的附近,通過施加電力而在所述氣體空間的工藝氣體中產生電感耦合等離子體,所述電感耦合等離子體是用來對經過所述搬送路徑的工件進行等離子體處理;並且 所述筒部具有設置有所述開口且朝向所述旋轉體的對向部, 在所述對向部與所述旋轉體之間具有隔離壁,所述隔離壁相對於所述對向部及所述旋轉體而非接觸且相對於所述真空容器而以固定不動的方式介隔存在, 在所述隔離壁形成有調節孔,所述調節孔設置於與所述開口對向的位置且調節所述等離子體處理的範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述的等離子體處理裝置,其中 所述隔離壁與所述對向部之間由密封構件密封。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的等離子體處理裝置,其中 在所述隔離壁與所述對向部之間具有組合非接觸的凹凸而成的迷宮式結構。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的等離子體處理裝置,其中 在所述隔離壁的與所述旋轉體對向的面形成有以非接觸狀態沿所述工件的處理對象面的形狀。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的等離子體處理裝置,其中 所述隔離壁的外形大於所述筒部的外形。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的等離子體處理裝置,其中 具有對所述對向部進行冷卻的第1冷卻部。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的等離子體處理裝置,其中 具有對所述隔離壁進行冷卻的第2冷卻部。
- 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的等離子體處理裝置,其中 所述真空容器為分離結構,所述筒部設置於所述真空容器的所分離的一側,所述旋轉體及所述隔離壁設置於所述真空容器的所分離的另一側。
- 如申請專利範圍第4項所述的等離子體處理裝置,其中 在所述隔離壁的與所述旋轉體對向的面形成有和經彎曲的所述工件的形狀一致的彎曲。
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