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JP2019167618A - 真空処理装置及びトレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、反応ガスの漏れを抑えることができる真空処理装置及びトレイを提供する。【解決手段】内部を真空とすることが可能なチャンバ20と、チャンバ20内に設けられた回転テーブル31であって、当該回転テーブル31の回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークWを循環搬送する回転テーブル31と、回転テーブル31に搭載され、ワークWを載置する複数のトレイ1と、回転テーブル31により搬送されるワークWの周囲に反応ガスG1,G2を導入し、プラズマにより所定の処理を行う処理部と、を有し、処理部は、回転テーブル31の径方向においてトレイ1の処理部に対向する面とトレイ1に載置されたワークWの処理部に対向する面との間に、間隔を空けて対向するシールド部材8、58を有し、複数のトレイ1の処理部に対向する面は、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、真空処理装置及びトレイに関する。
半導体装置や液晶ディスプレイあるいは光ディスクなど各種の製品の製造工程において、例えばウェーハやガラス基板等のワーク上に光学膜等の薄膜を作成することがある。薄膜は、ワークに対して金属等の膜を形成する成膜や、形成した膜に対してエッチング、酸化又は窒化等の膜処理を行う等によって、作成することができる。
成膜あるいは膜処理は様々な方法で行うことができるが、その一つとして、プラズマを用いた方法がある。成膜では、ターゲットを配置したチャンバに反応ガスである不活性ガスを導入し、ターゲットに直流電圧を印加する。プラズマ化した不活性ガスのイオンをターゲットに衝突させ、ターゲットから叩き出された材料をワークに堆積させて成膜を行う。膜処理では、電極を配置したチャンバに反応ガスであるプロセスガスを導入し、電極に高周波電圧を印加する。プラズマ化したプロセスガスのイオン、ラジカル等の活性種をワーク上の膜に衝突させることによって、膜処理を行う。
このような成膜と膜処理を連続して行えるように、一つのチャンバの内部に回転テーブルを設け、回転テーブル上方の周方向に、複数の処理部を配置した真空処理装置がある(例えば、特許文献1参照)。この処理部は、成膜用のユニットと膜処理用のユニットを複数配置したものである。このようにワークを回転テーブル上に保持して搬送し、成膜ユニットと膜処理ユニットの直下を通過させることで、光学膜等が形成される。
上記のような真空処理装置においては、チャンバ内の成膜ユニットに対応する位置には、シールド部材によって成膜室が形成される。また、膜処理ユニットにおいては、筒状の構成部材である筒部が設けられ、筒部の内部から下方にかけてプロセスガスを導入するガス空間が形成される。そして、誘電体の窓部材が、筒部の開口に形成されたフランジに、Oリング等のシール部材を介して搭載されることにより、ガス空間が封止される。窓部材に用いられる誘電体は、石英等の比較的硬くて脆い材質が用いられる。
特許第4428873号公報
以上のような真空処理装置において、成膜ユニットのシールド部材の縁部は、ワークの通過を許容するために、隙間を空けてワークに近接している。しかし、成膜ユニットにおいて、シールド部材からの成膜材料や不活性ガスの漏れを極力少なくするためには、シールド部材とワークとの間隔はできるだけ小さくすることが好ましい。また、膜処理ユニットの筒部の縁部にも、ワークの通過を許容するために、ワークとの間に隙間が空けられている。膜処理ユニットにおいても、筒部からのプロセスガスの漏れを極力少なくするためには、筒部とワークとの間隔はできるだけ小さくすることが好ましい。このため、シールド部材の縁部とワークとの間、筒部とワークとの間には、それぞれ例えば数ミリの隙間が形成されるように設定されている。
しかしながら、回転テーブルの表面とワークにおける成膜される面との間には、高低差が生じる。すると、ワークとシールド部材又は筒部との隙間を少なくしたとしても、ワークが存在しない箇所における回転テーブルの表面と、シールド部材又は筒部との隙間は拡大する。このため、ワークが存在しない箇所において、反応ガスの漏れや回り込みが発生する。例えば、成膜ユニットにおいて反応ガスとしてアルゴンガス、膜処理ユニットにおいて反応ガスとして酸素を用いている場合に、一方が他方に混入するコンタミネーションが発生することは、両者の反応が阻害されることになり好ましくない。
本発明は、処理部からの反応ガスの漏れを抑制できる真空処理装置及びトレイを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の真空処理装置は、内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバ内に設けられた回転テーブルであって、当該回転テーブルの回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、前記回転テーブルに搭載され、前記ワークを載置する複数のトレイと、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記回転テーブルの径方向において前記トレイの前記処理部に対向する面と前記トレイに載置された前記ワークの前記処理部に対向する面との間に、前記ワークが通過可能な間隔を空けて対向するシールド部材を有し、複数の前記トレイの前記処理部に対向する面は、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する。
前記ワークは、前記処理部に対向する面に凸部を有し、前記シールド部材は、前記ワークの凸部に沿う凹部を有していてもよい。前記トレイは、前記処理部に対向する面に、前記シールド部材の凹部に沿う凸部を有していてもよい。前記シールド部材には、成膜される膜の膜厚分布を調整する調整部が設けられていてもよい。前記回転テーブルは、前記トレイの位置を規制する規制部を有していてもよい。前記トレイは、前記ワークが嵌め込まれる嵌込部を有していてもよい。
前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部を含んでいてもよい。前記処理部は、前記ワークに形成された膜と反応ガスとを反応させる膜処理を行う膜処理部を含んでいてもよい。
他の態様の真空処理装置は、内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバ内に設けられ、円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、を有し、前記ワークは、前記処理部に対向する面に凸部を有し、前記処理部は、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに間隔を空けて対向し、前記ワークの凸部に沿う凹部を有するシールド部材を有し、前記回転テーブルの表面に、前記シールド部材の凹部に沿う凸部が設けられ、前記回転テーブルの凸部の表面が、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する。
前記回転テーブルは、前記ワークが載置されるトレイが搭載されることにより、前記回転テーブルの表面と前記トレイの表面とが、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分が生じる搭載部を有していてもよい。
他の態様のトレイは、内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバ内に設けられた回転テーブルであって、当該回転テーブルの回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、を有し、前記処理部が、前記回転テーブルの径方向において前記ワークの前記処理部に対向する面との間に、前記ワークが通過可能な間隔を空けて対向するシールド部材を有する真空処理装置に使用され、前記ワークが載置されるトレイであって、前記回転テーブルに複数搭載されることにより、前記処理部に対向する面が、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する。
本発明によれば、処理部からの反応ガスの漏れを抑制することができる。
実施形態の真空処理装置の透視斜視図である。 実施形態の真空処理装置の透視平面図である。 図2のA−A線断面図である。 ワークの側面図(A)、平面図(B)、斜視図(C)である。 トレイの側面図(A)、平面図(B)、斜視図(C)である。 トレイを載置していない回転テーブルを示す平面図である。 トレイを載置した回転テーブルを示す平面図である。 成膜部のシールド部材を示す斜視図である。 シールド部材とワークとの間隔を示す部分拡大断面図である。 図2のB−B線断面図である。 処理ユニットの分解斜視図である。 シールド部材とワークとの間隔を示す部分拡大断面図である。 トレイの搬出入の態様を示す説明図である。 トレイの他の態様を示す断面図である。 調整部を示す斜視図である。 着脱部材を示す斜視図である。 嵌込部を有するトレイを示す斜視図である。 嵌込部の一態様を示す斜視図である。 嵌込部及びスペーサの一態様を示す斜視図である。 トレイ及びこれを載置した回転テーブルの変形例を示す平面図である。 ワークの変形例を示す側面図(A)、平面図(B)、斜視図(C)である。 回転テーブルの変形例を示す部分斜視図である。 回転テーブルの変形例を示す下面図である。 真空処理装置の変形例であって、図23のC−C線に対応する断面図である。 変形例のトレイを示す斜視図である。 変形例のトレイに対するワークの装着過程(A)、回転テーブルに対するトレイの装着過程(B)、回転テーブルに対するトレイの装着後(C)を示す部分断面による説明図である。 変形例のトレイを示す分解斜視図である。 変形例のトレイを示す分解斜視図である。 変形例のトレイを示す斜視図(A)、D−D線に対応する断面図(B)である。
本発明の実施の形態(以下、本実施形態と呼ぶ)について、図面を参照して具体的に説明する。
[概要]
図1に示す真空処理装置100は、ワークWに対して、プラズマを用いて処理部により所定の処理を行う装置である。処理部による所定の処理は、本実施形態では、個々のワークWの表面に化合物膜を形成する処理である。真空処理装置100は、図1〜図3に示すように、チャンバ20内に、回転テーブル31、処理部である成膜部40A、40B及び40C、膜処理部50A、50Bを有する。なお、図1は、真空処理装置100の透視斜視図、図2は、透視平面図、図3は、図2のA−A線断面図である。
回転テーブル31が回転すると、回転テーブル31に載置されたトレイ1(図5参照)上のワークWが、回転テーブル31の回転軸心(回転中心)を中心とする円周の軌跡で移動する。この移動により、ワークWは、成膜部40A、40B又は40Cに対向する位置を繰り返し通過する。成膜部40A、40B及び40Cは、この通過毎に、スパッタリングによりターゲット41A、41B、41Cの粒子をワークWの表面に付着させる。また、ワークWは膜処理部50A又は50Bに対向する位置を繰り返し通過する。この通過毎に、成膜部40A、40B、40CによってワークWの表面に付着した粒子は、導入されたプロセスガスG2中の物質と化合して化合物膜となる。
[ワーク]
ワークWは、図4(A)の側面図、(B)の平面図、(C)の斜視図に示すように、処理部に対向する面、つまり、処理対象となる面(以下、処理対象面Spとする)に凸部Cpを有し、凸部Cpと反対側の面に凹部Rpを有する板状の部材である。凸部Cpとは、処理対象面Spにおいて、曲率中心が処理対象面Spとは反対側に位置する湾曲部分または、処理対象面Spが角度の異なる複数の平面で構成される場合に異なる平面同士を連結する部分(図21参照)をいう。凹部Rpとは凸部Cpの反対側の部分をいう。本実施形態では、ワークWは長方形状の基板であって、一短辺側に形成された湾曲部分によって処理対象面Spに凸部Cpが形成されている。つまり、湾曲により伸長する側が凸部Cp、伸縮する側が凹部Rpである。また、ワークWの凸部Cpから他方の短辺までの処理対象面Spは、平坦面となっている。
[トレイ]
トレイ1は、図5(A)の側面図、図5(B)の平面図、図5(C)の斜視図に示すように、ワークWを載置する部材である。トレイ1において、処理部に対向する面を対向面11と称する。本実施形態では、トレイ1は、略扇形形状の板状体であり、V字に沿う一対の側面である斜面12を有している。一対の斜面12が接近する側の端部は、直線に沿う内周面13で結ばれている。トレイ1の一対の斜面12が離れる側の端部には、直交する辺を組み合わせた凸形状に沿う外周面14が連続している。この外周面14における互いに対向する平行な面を、規制面14aと呼ぶ。
各トレイ1は、対向面11に、後述するシールド部材8の凹部80、シールド部材58の凹部58cに沿う凸部11aを有する(図9、図12参照)。凹部80、58cに沿うとは、凹部80、58cに倣う形状であることをいう。トレイ1の凸部11aは、凹部80、58cに非接触で対向する。本実施形態では、凸部11aは、ワークWの凹部Rpに倣う曲面でもある。凸部11aは、図5(B)に示すように、平面視で一対の斜面12の中央を結ぶ円弧状に沿って形成されている。トレイ1の対向面11は、凸部11aを挟んで、内周面13側が回転テーブル31に近い低位の平坦面、外周面14側が回転テーブル31から離れた高位の平坦面となっている。
トレイ1の材質としては、熱伝導性の高い材質、例えば、金属とすることが好ましい。本実施形態では、トレイ1の材質をSUSとする。なお、トレイ1の材質は、例えば、熱伝導性の良いセラミクスや樹脂、または、それらの複合材としてもよい。
[真空処理装置]
真空処理装置100は、図1〜図3に示すように、チャンバ20、搬送部30、成膜部40A、40B、40C、膜処理部50A、50B、ロードロック部60、制御装置70を有する。
[チャンバ]
チャンバ20は、内部を真空とすることが可能な容器である。つまり、チャンバ20の内部には、真空室21が形成される。真空室21は、チャンバ20の内部の天井20a、内底面20b及び内周面20cにより囲まれて形成される円柱形状の密閉空間である。真空室21は、気密性があり、減圧により真空とすることができる。なお、チャンバ20の天井20aは、開閉可能に構成されている。つまり、チャンバ20は分離構造となっている。
真空室21の内部の所定の領域には、反応ガスGが導入される。反応ガスGは、成膜用のスパッタガスG1、膜処理用のプロセスガスG2を含む(図3参照)。以下の説明では、スパッタガスG1、プロセスガスG2を区別しない場合には、反応ガスGと呼ぶ場合がある。スパッタガスG1は、電力の印加により生じるプラズマにより、発生するイオンをターゲット41A、41B、41Cに衝突させて、ターゲット41A、41B、41Cの材料をワークWの表面に堆積させるための反応ガスである。例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、スパッタガスG1として用いることができる。
プロセスガスG2は、誘導結合により生じるプラズマにより発生する活性種を、ワークWの表面に堆積された膜に浸透させて、化合物膜を形成するための反応ガスGである。以下、このようなプラズマを利用した表面処理であって、ターゲット41A、41B、41Cを用いない処理を、逆スパッタと呼ぶ場合がある。プロセスガスG2は、処理の目的によって適宜変更可能である。例えば、膜の酸窒化を行う場合には、酸素Oと窒素Nの混合ガスを用いる。
チャンバ20は、図3に示すように、排気口22、導入口24を有する。排気口22は、真空室21と外部との間で気体の流通を確保して、排気Eを行うための開口である。この排気口22は、例えば、チャンバ20の底部に形成されている。排気口22には、排気部23が接続されている。排気部23は、配管及び図示しないポンプ、バルブ等を有する。この排気部23による排気処理により、真空室21内は減圧される。
導入口24は、各成膜部40A、40B、40CにスパッタガスG1を導入するための開口である。この導入口24は、例えば、チャンバ20の上部に設けられている。この導入口24には、ガス供給部25が接続されている。ガス供給部25は、配管の他、図示しない反応ガスGのガス供給源、ポンプ、バルブ等を有する。このガス供給部25によって、導入口24から真空室21内にスパッタガスG1が導入される。なお、チャンバ20の上部には、後述するように、膜処理部50A、50Bが挿入される開口21aが設けられている。
[搬送部]
搬送部30は、ワークWを、回転テーブル31の回転軸心を中心とする円周の搬送経路Tで循環搬送させる装置である。循環搬送は、ワークWを上記円周の軌跡で繰り返し周回移動させることをいう。搬送経路Tは、搬送部30によってワークW又は後述するトレイ1が移動する軌跡であり、ドーナツ状の幅のある円環である。以下、搬送部30の詳細を説明する。
搬送部30は、回転テーブル31、モータ32を有する。回転テーブル31は、チャンバ20内に設けられ、ワークWを循環搬送する。回転テーブル31は、例えば、ステンレス鋼の板状部材の表面に酸化アルミニウムを溶射したものとしても良い。以降、単に「周方向」という場合には、「回転テーブル31の周方向」を意味し、単に「半径方向」という場合には、「回転テーブル31の半径方向」を意味する。また、「高さ」、「厚み」とは、回転テーブル31の回転の軸に平行な方向の長さである。モータ32は、回転テーブル31に駆動力を与え、この回転テーブル31を水平面内で回転させる駆動源である。
回転テーブル31は、図6の平面図に示すように、搭載部33を有する。搭載部33は、搬送部30により搬送されるトレイ1が搭載される領域である。搭載部33は、回転テーブル31の表面に設けられている。回転テーブル31の表面は、回転テーブル31が水平方向である場合に上方を向く面、つまり天面である。搭載部33は、回転テーブル31上に後述する敷板33aが敷き詰められることによって形成されることになる、回転テーブル31の回転中心と同心の略円環状に窪んだ領域である。各トレイ1は、図7の平面図に示すように、それぞれの斜面12が互いに接するように、搭載部33に並べられることにより、平面視で環状に敷き詰められる。これにより、複数のトレイ1は、円周等配位置に搭載される。トレイ1の斜面12は、回転テーブル31の半径に沿う。これにより、本実施形態では、搭載部33上に、60°間隔で6つのトレイ1を載置することができる。
回転テーブル31の搭載部33に複数のトレイ1が搭載されることで、複数のトレイ1の対向面11は、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成されている。ここで複数のトレイ1の対向面11が面一となるとは、各トレイ1の対向面11における対応する箇所同士が実質的に同一の高さとなる場合をいう。そして、本実施形態では、6個のトレイ1の凸部11aが、円周上に連続して構成される凸状部分を形成する。つまり、上記のように、凸部11aは円弧状に沿って形成されているので(図5(B)参照)、この凸部11aが複数連続することにより、複数の円弧を組み合わせた円周状の凸状部分が形成される。なおトレイ1としては、後述するように、凸部11aを有していないものも適用可能であるが(図20参照)、その場合、各トレイ1の対向面により、一平面が形成されることになる。但し、各トレイ1の境界には、僅かな溝が生じていてもよい。なお、搭載部33の内周側の縁部は、複数のトレイ1の内周面13に接する六角形状となっている。搭載部33の外周側の縁部は、複数のトレイ1の外周面14に接する多角形状となっている。
より具体的には、搭載部33は、回転テーブル31の表面と、この表面に取り付けられた複数の敷板33aの縁部によって構成されている。敷板33aは、多角形状のプレートであり、回転テーブル31の表面に環状に敷き詰めることにより、回転テーブル31の表面との高低差を生じさせて、トレイ1を嵌め込む窪みを形成する。敷板33aの表面の高さは、嵌め込まれたトレイ1と面一となるように設定されている。
ここでいうトレイ1と面一とは、各敷板33aの高さが、トレイ1における当該敷板が接する部分の高さと実質的に同一の高さとなる場合をいう。このため、トレイ1の縁部に高低差がある場合には、トレイ1の縁部に接する敷板33aが、その縁部の高さに等しくなっている。但し、各トレイ1と各敷板33aの境界には、僅かな溝が生じていてもよい。本実施形態では、上記のようにトレイ1は凸部11aを有し、内周面13側よりも外周面14側が厚くなっている。このため、トレイ1が搭載部33に搭載された場合に、内周面13側よりも外周面14側が高くなる。これに対応させて、内周面13側の敷板33aよりも、外周面14側の敷板33aが厚く形成され、トレイ1と面一となっている。なお図20を用いて説明するような、凸部11aを有していないトレイ1を用いる場合には、各トレイ1の対向面11と各敷板33aの上面とにより、一平面が形成されることになる。
さらに、搭載部33は、規制部33bを有する。規制部33bは、トレイ1の位置を規制する。本実施形態の規制部33bは、トレイ1の搬送経路Tに沿う方向への移動を規制する。より具体的には、規制部33bは、トレイ1の規制面14aに接するととともに、搬送経路Tに交差する方向の縁部である。この規制部33bは、規制面14aに接することにより、トレイ1の位置が周方向にずれないように規制する。
本実施形態では、図5(C)、図7に示すように、各トレイ1に3つのワークWが載置される。このため、合計で18のワークWを処理することができる。回転テーブル31は、ワークWを搭載したトレイ1を循環搬送して成膜部40A、40B、40C、膜処理部50A、50Bに対向する位置を繰り返し通過させる。
なお、ワークWは、トレイ1の対向面11に対して直接載置されてもよいし、粘着シート等を介して間接的に載置されていてもよい。各トレイ1に載置されるワークWの数は、これには限定されない、トレイ1毎に単数のワークWが載置されてもよいし、複数のワークWが載置されてもよい。
さらに、回転テーブル31には、図6に示すように、開口31a、カム穴31bが形成されている。開口31aは、回転テーブル31の各トレイ1が載置される円周等配位置に設けられた貫通孔である。カム穴31bは、回転テーブル31の底面に、円周等配位置に設けられた略円錐形状の窪みである(図13参照)。
[成膜部]
成膜部40A、40B、40Cは、搬送経路Tを循環搬送されるワークWに対向する位置に設けられ、スパッタリングによりワークWに成膜材料を堆積させて膜を形成する処理部である。以下、複数の成膜部40A、40B、40Cを区別しない場合には、成膜部40として説明する。成膜部40は、図3に示すように、スパッタ源4、電源部6、シールド部材8を有する。
(スパッタ源)
スパッタ源4は、ワークWにスパッタリングにより成膜材料を堆積させて成膜する成膜材料の供給源である。スパッタ源4は、図2及び図3に示すように、ターゲット41A、41B、41C、バッキングプレート42、電極43を有する。ターゲット41A、41B、41Cは、ワークWに堆積されて膜となる成膜材料によって形成され、搬送経路Tに離隔して対向する位置に配置されている。
本実施形態では、3つのターゲット41A、41B、41Cが、平面視で三角形の頂点上に並ぶ位置に設けられている。回転テーブル31の回転中心に近い方から外周に向かって、ターゲット41A、41B、41Cの順で配置されている。以下、ターゲット41A、41B、41Cを区別しない場合には、ターゲット41として説明する。ターゲット41の表面は、搬送部30により移動するワークWに、離隔して対向する。
なお、3つのターゲット41A、41B、41Cによって、成膜材料を付着させることができる領域は、半径方向におけるトレイ1の大きさよりも大きい。このように、成膜部40で成膜させる領域に対応し、搬送経路Tに沿った円環状の領域を成膜領域F(図2の点線で示す)とする。成膜領域Fの半径方向の幅は、半径方向におけるトレイ1の幅よりも長い。また、本実施形態では、3つのターゲット41A、41B、41Cは、成膜領域Fの半径方向の幅全域で隙間なく成膜材料を付着させることができるように配置されている。
成膜材料としては、例えば、シリコン、ニオブなどを使用する。但し、スパッタリングにより成膜される材料であれば、種々の材料を適用可能である。また、ターゲット41は、例えば、円柱形状である。但し、長円柱形状、角柱形状等、他の形状であってもよい。
バッキングプレート42は、各ターゲット41A、41B、41Cを個別に保持する部材である。電極43は、チャンバ20の外部から各ターゲット41A、41B、41Cに個別に電力を印加するための導電性の部材である。各ターゲット41A、41B、41Cに印加する電力は、個別に変えることができる。なお、スパッタ源4には、必要に応じてマグネット、冷却機構などが適宜具備されている。
(電源部)
電源部6は、ターゲット41に電力を印加する構成部である。この電源部6によってターゲット41に電力を印加することにより、プラズマ化したスパッタガスG1が生じる。そして、プラズマにより生じたイオンがターゲット41に衝突することで、ターゲット41から叩き出された成膜材料をワークWに堆積させることができる。各ターゲット41A、41B、41Cに印加する電力は、個別に変えることができる。本実施形態においては、電源部6は、例えば、高電圧を印加するDC電源である。なお、高周波スパッタを行う装置の場合には、RF電源とすることもできる。回転テーブル31は、接地されたチャンバ20と同電位であり、ターゲット41側に高電圧を印加することにより、電位差を発生させている。
(シールド部材)
シールド部材8は、図3及び図8に示すように、トレイ1に載置されたワークWに間隔を空けて対向する部材である。本実施形態のシールド部材8は、ワークWが通過する側に開口81を有し、成膜部40による成膜が行われる成膜室Sを形成する。つまり、シールド部材8は、スパッタガスG1が導入され、プラズマを発生させる空間を形成し、スパッタガスG1及び成膜材料のチャンバ20内への漏れを抑制する。
シールド部材8は、天井部82、側面部83を有する。天井部82は、成膜室Sの天井を形成する部材である。天井部82は、図8に示すように、回転テーブル31の平面と平行に配置された略扇形の板状体である。天井部82には、成膜室S内に各ターゲット41A、41B、41Cが露出するように、各ターゲット41A、41B、41Cに対応する位置に、ターゲット41A、41B、41Cの大きさ及び形状と同じターゲット孔82aが形成されている。天井部82は、ターゲット孔82aからターゲット41A、41B、41Cが露出するように、チャンバ20の天井20aに取り付けられている。
側面部83は、成膜室Sの周縁の側面を形成する部材である。側面部83は、外周壁83a、内周壁83b、隔壁83c、83dを有する。外周壁83a及び内周壁83bは、円弧状に湾曲した直方体形状で、回転テーブル31の平面に直交する方向に垂下した板状体である。外周壁83aの上縁は、天井部82の外縁に取り付けられている。内周壁83bの上縁は、天井部82の内縁に取り付けられている。また、シールド部材8の内部には、ターゲット41A、41B、41Cの近傍までガス供給部25の先端が延びている。
隔壁83c、83dは、平坦な直方体形状で、回転テーブル31の平面に直交する方向に垂下した板状体である。隔壁83c、83dの上縁は、それぞれが、天井部82の一対の半径方向の縁部に取り付けられている。天井部82と側面部83との接合部は、気密に封止されている。なお、天井部82と側面部83を、一体的に、つまり共通の材料により連続して形成してもよい。このようなシールド部材8により、上部及び周縁の側面が天井部82及び側面部83によって覆われ、ワークWに向かう下部が開口した成膜室Sが形成される。
シールド部材8は、平面視で回転テーブル31の半径方向における中心側から外側に向けて拡径する略扇形になっている。ここでいう略扇形とは、扇子の扇面の部分の形を意味する。シールド部材8の開口81も、同様に略扇形である。回転テーブル31上に保持されるワークWが開口81の下を通過する速度は、回転テーブル31の半径方向において中心側に向かうほど遅くなり、外側へ向かうほど速くなる。そのため、開口81が単なる長方形又は正方形であると、半径方向における中心側と外側とでワークWが開口81の直下を通過する時間に差が生じる。開口81を半径方向における中心側から外側に向けて拡径させることで、ワークWが開口81を通過する時間を一定とすることができ、後述するプラズマ処理を均等にできる。ただし、通過する時間の差が製品上問題にならない程度であれば、長方形又は正方形でもよい。シールド部材8の材質としては、例えば、アルミニウムやSUSを用いることができる。
隔壁83c、83dの下端と回転テーブル31との間には、図3及び図9に示すように、回転する回転テーブル31上のワークWが通過可能な間隔D1が形成されている。つまり、シールド部材8の下縁とワークWとの間に、僅かな隙間が生じるように、隔壁83c、83dの高さが設定されている。
より具体的には、シールド部材8は、トレイ1に載置されたワークWの凸部Cpに沿う凹部80を有する。凸部Cpに沿うとは、凸部Cpに倣う形状であることをいう。本実施形態では、凹部80は、凸部Cpの湾曲に沿う曲面である。但し、凹部80と凸部Cpとの間は、上記のように間隔D1が空いている。つまり、凹部80を含む隔壁83c、83dの下縁には、ワークWの処理対象面Spに非接触で沿う形状が形成されている。ワークWの処理対象面Spとシールド部材8との間隔D1は、凸部Cpと凹部80との間隔も含めて、1mm〜15mmとすることが好ましい。これは、ワークWの通過を許容するとともに、内部の成膜室Sの圧力を維持するためである。
このようなシールド部材8によって、図2に示すように、スパッタ源4によりワークWが成膜される成膜ポジションM2、M4、M5、膜処理を行う膜処理ポジションM1、M3が仕切られる。シールド部材8によって、成膜ポジションM2、M4、M5の反応ガスG及び成膜材料が真空室21に拡散することを抑制できる。
成膜ポジションM2、M4、M5の水平方向の範囲は、各シールド部材8によって区切られた領域となる。なお、回転テーブル31により循環搬送されるワークWが、成膜ポジションM2、M4、M5のターゲット41に対向する位置を繰り返し通過することにより、ワークWの表面に成膜材料が膜として堆積する。
成膜ポジションM2、M4、M5の各シールド部材8で画される成膜室Sは、成膜の大半が行われる領域であるが、成膜室Sから外れる領域であっても、成膜室Sからの成膜材料の漏れはあるため、全く膜の堆積がないわけではない。つまり、成膜部40において成膜が行われる成膜領域Fは、シールド部材8で画される成膜室Sよりもやや広い領域となる。
このような成膜部40は、複数の成膜部40A、40B、40Cに同じ成膜材料を用いて同時に成膜することにより、一定時間内における成膜量つまり、成膜レートを上げることができる。また、複数の成膜部40A、40B、40Cに互いに異なる種類の成膜材料を用いて同時或いは順々に成膜することにより、複数の成膜材料の層から成る膜を形成することもできる。
[膜処理部]
膜処理部50A、50Bは、搬送部30により搬送されるワークWに堆積した材料に対して膜処理を行う処理部である。この膜処理は、ターゲット41を用いない逆スパッタである。以下、膜処理部50A、50Bを区別しない場合には、膜処理部50として説明する。膜処理部50は、処理ユニット5を有する。この処理ユニット5の構成例を図10の断面図、図11の分解斜視図、図13の部分拡大図を参照して説明する。
処理ユニット5は、図10及び図11に示すように、筒部H、窓部材52、供給部53、アンテナ55、シールド部材58を有する。筒部Hは、一端の開口Hoが、チャンバ20の内部の搬送経路Tに向かう方向に延在した構成部である。筒部Hは、筒状体51と対向部hを有する。対向部hは、開口Hoを有し、回転テーブル31に向かう構成部である。これらの筒部Hを構成する部材のうち、まず、筒状体51について説明し、対向部hについては後述する。
筒状体51は、水平断面が角丸長方形状の筒である。ここでいう角丸長方形状とは、陸上競技におけるトラック形状である。トラック形状とは、一対の部分円を凸側を相反する方向として離隔して対向させ、それぞれの両端を互いに並行な直線で結んだ形状である。筒状体51は、回転テーブル31と同様の材質とする。筒状体51は、開口Hoが回転テーブル31側に離隔して向かうように、チャンバ20の天井20aに設けられた開口21aに挿入されている。これにより、筒状体51の側壁の大半は、真空室21内に収容されている。筒状体51は、その長径が回転テーブル31の半径方向と平行となるように配置されている。なお、厳密な平行である必要はなく、多少の傾きがあってもよい。
窓部材52は、筒部Hに設けられ、チャンバ20内のプロセスガスG2が導入されるガス空間Rと外部との間を仕切る部材である。本実施形態では、窓部材52は、筒部Hを構成する筒状体51に設けられている。ガス空間Rは、膜処理部50において、回転テーブル31と筒部Hの内部との間に形成される空間であり、回転テーブル31によって循環搬送されるワークWが繰り返し通過する。窓部材52は、筒状体51の内部に収まり、筒状体51の水平断面と略相似形の石英等の誘電体の平板である。窓部材52は、上記のように配設された筒状体51の水平断面と略相似形の角丸長方形状の板である。つまり、窓部材52は、搬送経路Tに沿う方向の長さよりも、搬送経路Tに交差する方向の長さが長い。なお、窓部材52は、アルミナ等の誘電体であってもよいし、シリコン等の半導体であってもよい。
筒部Hには、窓部材52を支持する支持部510が設けられている。本実施形態では、支持部510は、筒部Hを構成する筒状体51に設けられている。支持部510と窓部材52との間に、ガス空間Rと外部との間を封止するシール部材21bが設けられている。
支持部510には、供給口512が形成されている。供給口512は、プロセスガスG2を筒状体51内に供給する穴である。供給口512は、断面がL字形となるように、筒状体51の下端の開口51aまで貫通している。供給口512は、支持部510において搬送経路Tの下流側と上流側とに設けられている。各々の供給口512は、対向する位置に設けられている。
さらに、筒状体51における開口51aとは反対側の端部には、外フランジ51bが形成されている。外フランジ51bの下面とチャンバ20の天面との間には、全周に亘るシール部材21bが配設され、開口21aが気密に封止されている。
供給部53は、ガス空間RにプロセスガスG2を供給する装置である。供給部53は、図示しないボンベ等のプロセスガスG2の供給源とこれに接続された配管53b、53cを有している。また、図示はしないが、供給部53は、供給口512から導入するプロセスガスG2の供給量を調整する調節部を有する。調節部は、供給部53の単位時間当たりのプロセスガスG2の供給量を、個別に調節するマスフローコントローラ(MFC)である。MFCは、流体の流量を計測する質量流量計と流量を制御する電磁弁を有する部材である。
アンテナ55は、搬送経路Tを通過するワークWを処理するための誘導結合プラズマを発生させる部材である。アンテナ55は、ガス空間Rの外部であって窓部材52の近傍に配置される。アンテナ55に電力が印加されることにより、アンテナ電流がつくる磁界に誘導された電界が発生し、ガス空間RのプロセスガスG2をプラズマ化する。アンテナ55の形状により発生する誘導結合プラズマの分布形状を変えることができる。本実施形態においては、アンテナ55は、平面方向から見て角丸長方形の電路を導体により形成する。これにより、筒状体51内のガス空間Rの水平断面と略相似する形状の誘導結合プラズマを発生させることができる。
アンテナ55には、高周波電力を印加するためのRF電源55aが接続されている。RF電源55aの出力側には整合回路であるマッチングボックス55bが直列に接続されている。RF電源55aとアンテナ55との間には、マッチングボックス55bが接続されている。マッチングボックス55bは、入力側及び出力側のインピーダンスを整合させることで、プラズマの放電を安定化させる。
対向部hは、冷却部56、分散部57を有する。冷却部56は、図11に示すように、筒状体51と外形の大きさが略同一の角丸長方形状の筒形部材であり、その上面が筒状体51の底面に接して合致する位置に設けられている。冷却部56の内部には、図示はしないが、冷却水が流通するキャビティが設けられている。キャビティには、冷却水を循環供給する冷却水循環装置であるチラーに接続された供給口と排水口が連通している。このチラーにより冷却された冷却水が供給口から供給され、キャビティ内を流通して排水口から排出されることを繰り返すことにより、冷却部56が冷却され、筒状体51及び分散部57の加熱が抑制される。
分散部57は、筒状体51、冷却部56と外形の大きさが略同一の角丸長方形状の筒形部材であり、その上面が冷却部56の底面に接して合致する位置に設けられている。分散部57には、分散板57aが設けられている。分散板57aは、供給口512と間隔を空け、且つ、供給口512に対向する位置に配置され、供給口512から導入されるプロセスガスG2を分散させて、ガス空間Rに流入させる。この分散板57aが内側に設けられている分だけ、分散部57は、環状部分の水平方向の幅が、筒状体51よりも大きくなっている。
供給部53から供給口512を介して、ガス空間RにプロセスガスG2を導入し、RF電源55aからアンテナ55に高周波電圧を印加する。すると、窓部材52を介して、ガス空間Rに電界が発生し、プロセスガスG2がプラズマ化される。これにより、電子、イオン及びラジカル等の活性種が発生する。
なお、冷却部56と筒状体51との間、冷却部56と分散部57との間には、シート561、562が配設されている。シート561、562は、冷却部56と筒状体51、分散部57との密着性を高めて、熱伝導性を高める薄板状の部材である。例えば、カーボンシートを用いる。
シールド部材58は、図3、図10〜図12に示すように、トレイ1に載置されたワークWに間隔を空けて対向する部材である。本実施形態のシールド部材58は、対向部hと回転テーブル31との間に、対向部h及び回転テーブル31に対して非接触且つチャンバ20に対して不動で介在する。シールド部材58は、プラズマを閉じ込めて、プロセスガスG2を成膜部40へ拡散するのを抑制する機能を有する。シールド部材58は、開口Hoに対向する位置に設けられ、プラズマ処理の範囲を調節する調節穴58aが形成されている。
また、シールド部材58は、図12に示すように、トレイ1に載置されたワークWの凸部Cpに沿う凹部58cを有する。凸部Cpに沿うとは、凸部Cpに倣う形状であることをいう。本実施形態では、凹部58cは、凸部Cpの湾曲に沿う曲面である。但し、凹部58cと凸部Cpとの間は間隔が空いている。つまり、凹部58cを含むシールド部材58の下端は、ワークWの処理対象面Spに非接触で沿う形状に形成されている。ワークWの処理対象面Spとシールド部材58との間隔D2は、凸部Cpと凹部58cとの間隔も含めて、1mm〜15mmとすることが好ましい。これは、ワークWの通過を許容するとともに、内部のガス空間Rの圧力を維持するためである。なお、本実施形態では、後述するように分散部57とシールド部材58との間に間隔dが生じるので、間隔D2と間隔dとを合わせても、15mmを超えないことが好ましい。
より具体的には、シールド部材58は、図11に示すように、筒状体51と外形が略同一の角丸長方形状の環状のプレートであり、基体581、遮蔽板582を有する。基体581は、シールド部材58の外形を形成する厚肉の平板部分である。基体581には、上記の凹部58cが設けられている。遮蔽板582は、基体581の内縁に形成され、基体581よりも薄肉の平板部分であり、その内側に調節穴58aが形成されている。調節穴58aは、回転テーブル31の外周側と外周より回転テーブル31の中心側(以下、内周側と呼ぶ)とで大きさが異なっている。ワークWに対してプラズマ処理、つまり膜処理を行う処理領域の枠は、調節穴58aで画される。
ここで、回転テーブル31の外周側と内周側とを比べると、一定距離を通過する速度に差が生じる。つまり、本実施形態の筒状体51のように、長径が回転テーブル31の半径方向と平行となるように配置されている場合、筒状体51の下部を回転テーブル31が通過する時間は、内周側よりも外周側が短い。
このため、本実施形態では、内周側と外周側で、ワークWがプラズマに晒される時間が同じになり、処理レートを合わせるために、上記のように、遮蔽板582によってプラズマを遮蔽する範囲を決定している。つまり、調節穴58aの形状によって、プラズマに晒される範囲を決定していることになる。このことは、シールド部材58に、開口Hoに対向する位置に設けられ、プラズマ処理の範囲を調節する遮蔽板582を有することと、プラズマ処理の範囲を調節する調節穴58aを有することとは、同義であることを意味している。調節穴58aの形状例としては、扇形や三角形を挙げることができる。また、開口Hoより大きくならない範囲で、扇形や三角形の中心角の異なる遮蔽板582に交換することにより、遮蔽の範囲を変更できる。
シールド部材58は、導電性材料で構成するとよい。また、電気抵抗が低い材料としてもよい。そのような材料として、アルミニウム、ステンレス又は銅が挙げられる。回転テーブル31と同じ材料で構成しても良く、異なる材料で構成しても良い。シールド部材58は、例えば、ステンレス鋼の板状部材の表面に酸化アルミニウムを溶射したものとしてもよい。シールド部材58は、ワークWと同様にプラズマ処理され、熱によって劣化するので交換する必要がある。そこで、プラズマ処理の内容に応じて、エッチング防止剤、酸化防止剤又は窒化防止剤でコーティングすることにより、交換頻度を減らすことができる。また、筒部Hと分離して構成されているので、交換作業は容易となる。
図3及び図10に示すように、シールド部材58は、支持部材58bによって、対向部hの分散部57と回転テーブル31の間に、非接触で位置するように固定されている。支持部材58bは、回転テーブル31の外側から、シールド部材58の半径方向外側を支持固定する部材である。支持部材58bは、柱状の部材であり、内底面20bから立設され、回転テーブル31の表面よりも高い位置まで延びて、回転テーブル31の外縁の外側に延びた基体581を支持している。つまり、分離構造のチャンバ20の一方、つまり開閉可能な天井20aに筒部Hが設けられているのに対して、他方、つまり内底面20bに回転テーブル31及びシールド部材58が設けられている。
シールド部材58とワークWとの間の間隔D2と、分散部57とシールド部材58との間の間隔dの関係について述べる。本実施形態では、分散部57とシールド部材58との間に間隔dが生じるので、ガス空間Rの圧力を維持するために、間隔D2をなるべく短くするとともに、間隔D2と間隔dとを合わせても、5mm以上で15mmを超えないことが好ましい。つまり、5mm≦D2+d≦15mmとするとよい。例えば、間隔D2=間隔d=5mm程度とすることが考えられる。
さらに、シールド部材58は、図10に示すように、冷却部583を有する。冷却部583は、シールド部材58の内部に設けられ、冷却水が流通する水路である。水路には、冷却水を循環供給する冷却水循環装置であるチラーに接続された供給口と排水口が連通している。このチラーにより冷却された冷却水が供給口から供給され、水路内を流通して排水口から排出されることを繰り返すことにより、シールド部材58が冷却される。水路は配管により構成されるが、例えば、支持部材58bに沿って内底面20bを気密に通過して、チャンバ20の外に延びている。
[ロードロック部]
ロードロック部60は、真空室21の真空を維持した状態で、図示しない搬送手段によって、外部から未処理のワークWを搭載したトレイ1を、真空室21に搬入し、処理済みのワークWを搭載したトレイ1を真空室21の外部へ搬出する装置である。このロードロック部60は、周知の構造のものを適用することができるため、説明を省略する。
なお、図13に示すように、チャンバ20内には、ロードロック部60を介して、外部と回転テーブル31との間で、トレイ1を搬送するリフタ35が設けられている。リフタ35は、図示しない駆動機構によって、ロボットアームAMとの間でトレイ1の受け渡しを行う位置と、回転テーブル31に対するトレイ1の上げ下げを行う位置との間を昇降する。このため、リフタ35は、回転テーブル31の開口31a内を挿通可能に設けられている。
また、チャンバ20内には、回転テーブル31の停止位置を決める位置決めピン36が設けられている。位置決めピン36は先端が円錐形状であり、図示しない駆動機構によって、カム穴31bに先端が挿脱する方向に移動する。モータ32の制御によって回転テーブル31の大まかな位置決めを行った後、位置決めピン36の先端が、カム穴31bに挿入されると、回転テーブル31の搭載部33の各トレイ1の位置が、ロードロック部60に対応する位置に合う。
[制御装置]
制御装置70は、真空処理装置100の各部を制御する装置である。この制御装置70は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。つまり、真空室21へのスパッタガスG1及びプロセスガスG2の導入および排気に関する制御、電源部6、RF電源55aの制御、回転テーブル31の回転の制御などに関しては、その制御内容がプログラムされている。制御装置70は、このプログラムがPLCやCPUなどの処理装置により実行されるものであり、多種多様なプラズマ処理の仕様に対応可能である。
具体的に制御される対象を挙げると以下の通りである。すなわち、モータ32の回転速度、真空処理装置100の初期排気圧力、スパッタ源4の選択、ターゲット41及びアンテナ55への印加電力、スパッタガスG1及びプロセスガスG2の流量、種類、導入時間及び排気時間、成膜及び膜処理の時間などである。
特に、本実施形態では、制御装置70は、成膜部40のターゲット41への電力の印加、ガス供給部25からのスパッタガスG1の供給量を制御することにより、成膜レートを制御する。また、制御装置70は、アンテナ55への電力の印加、供給部53からのプロセスガスG2の供給量を制御することにより、膜処理レートを制御する。
[動作]
以上のような本実施形態の動作を説明する。なお、図示はしないが、真空処理装置100には、ロボットアームAMによって、ワークWを搭載したトレイ1の搬入、搬送、搬出が行われる。
複数のトレイ1は、図13に示すように、ロボットアームAMによって、ロードロック部60を介して、チャンバ20内に順次搬入される。つまり、回転テーブル31は、搭載部33のトレイ1の搭載位置を、ロードロック部60からの搬入箇所に移動させる。位置決めピン36が上昇して先端がカム穴31bに挿入されることにより、各トレイ1の搭載位置が、ロードロック部60の下部に位置決めされる。
リフタ35が上昇すると、ロボットアームAMに保持されたトレイ1を支持して、ロボットアームAMが退避する。リフタ35が下降することにより、回転テーブル31の搭載部33上に、トレイ1が搭載される。これを順次繰り返すことにより、図2及び図3に示すように、ワークWを搭載したトレイ1が、回転テーブル31上に環状に搭載される。
このようにトレイ1が搭載されると、トレイ1の対向面11は、凸部11aを含めて円周上に連続して、全て面一となる。さらに、敷板33aの表面とトレイ1の表面も、全て面一となる。このため、トレイ1と、シールド部材8及びシールド部材58との間隔は、凸部Cpも含めて、全周に亘って一定となる(図9、図12参照)。また、トレイ1に載置されたワークWの処理対象面Spは、シールド部材8、シールド部材58に対して一定の間隔を維持しつつ、トレイ1の対向面11よりも接近する。
以上のように真空処理装置100に導入されたワークWに対する膜を形成する処理は、以下のように行われる。なお、以下の動作は、成膜部40Aのみ及び膜処理部50Aのみといったように、成膜部40と膜処理部50の中からそれぞれ一つを稼働させて成膜及び膜処理を行う例である。但し、複数組の成膜部40、膜処理部50を稼働させて処理レートを高めてもよい。また、成膜部40及び膜処理部50による成膜及び膜処理の例は、酸窒化シリコンの膜を形成する処理である。酸窒化シリコンの膜を形成することは、ワークWに原子レベルでシリコンを付着させる毎に、酸素イオン及び窒素イオンを浸透させる処理を、ワークWを循環搬送させながら繰り返すことで行う。
まず、真空室21は、排気部23によって常に排気され減圧されている。そして、真空室21が所定の圧力に到達すると、図2及び図3に示すように、回転テーブル31が回転する。これにより、搭載部33に保持されたワークWは、搬送経路Tに沿って移動し、成膜部40A、40B、40Cおよび膜処理部50A、50Bの下を通過する。回転テーブル31が所定の回転速度に達すると、次に、成膜部40のガス供給部25は、スパッタガスG1を、ターゲット41の周囲に供給する。このとき、膜処理部50の供給部53も、プロセスガスG2をガス空間Rに供給する。
成膜部40では、電源部6が各ターゲット41A、41B、41Cに電力を印加する。これにより、スパッタガスG1がプラズマ化する。スパッタ源4において、プラズマにより発生したイオン、ラジカル等の活性種は、ターゲット41に衝突して成膜材料の粒子を飛ばす。このため、成膜部40を通過するワークWの表面には、その通過毎に成膜材料の粒子が堆積されて、膜が生成される。この例では、シリコンの層が形成される。
電源部6は、回転テーブル31の内周側から外周側に行くに従って順次電力が大きくなるように、各ターゲット41A、41B、41Cに電力を印加する。このため、スパッタリングによる単位時間当たりの成膜量は、内周側から外周側に行くほど多くなるが、内周側から外周側に行くほど回転テーブル31の通過速度は、速くなる。結果として、ワークWの全体の膜厚は均一となる。
なお、ワークWは、稼働していない成膜部40や膜処理部50を通過しても、成膜や膜処理は行われないため、加熱されない。この加熱されない領域において、ワークWは熱を放出する。なお、稼働していない成膜部40とは、例えば成膜ポジションM4、M5である。また、稼働していない膜処理部50とは、例えば、膜処理ポジションM3である。
一方、成膜されたワークWは、処理ユニット5における筒状体51に対向する位置を通過する。処理ユニット5では、図3及び図10に示すように、供給部53から供給口512を介して、筒状体51にプロセスガスG2である酸素及び窒素が供給され、RF電源55aからアンテナ55に高周波電圧が印加される。高周波電圧の印加によって、窓部材52を介して、ガス空間Rに電界がかかり、プラズマが生成される。生成されたプラズマによって発生した酸素イオン及び窒素イオンが、成膜されたワークWの表面に衝突することにより、膜材料に浸透する。遮蔽板582は、開口Hoの外縁部分を概ね覆うことによって、覆った部分においてプラズマを遮蔽する。したがって、プラズマ処理は、調節穴58aによって規定された範囲で行われる。
アンテナ55に印加される印加電力を上昇させても、支持部510は冷却部56によって冷却されるので、温度上昇が抑えられる。また、分散部57も、冷却部56によって冷却されるので、温度上昇が抑えられる。そして、支持部510と冷却部56との間には熱伝導性の高いシート561が接触して介在し、分散部57と冷却部56との間には熱伝導性の高いシート562が接触して介在している。これにより、支持部510、分散部57の熱は冷却部56に効率よく伝達される。
さらに、プラズマによる酸素イオン及び窒素イオンが衝突することにより、シールド部材58も加熱されるが、分散部57とは間隔d(図12参照)を空けて分離しているので、その熱は分散部57に伝達しない。仮に、シールド部材58が熱変形したとしても、それによる歪みが分散部57に伝達されることも防止される。また、シールド部材58自体も、冷却部583によって冷却される。以上のことから、シールド部材58、分散部57、支持部510の加熱による熱変形が抑えられるので、窓部材52の変形や損傷が防止される。
以上のような膜を形成する処理の間、回転テーブル31は回転を継続しワークWを搭載したトレイ1を循環搬送し続ける。このように、ワークWを循環させて成膜と膜処理を繰り返すことにより、ワークWの表面に化合物膜として酸窒化シリコンの膜が形成される。
回転テーブル31が回転しても、トレイ1の対向面11は、凸部11aを含めて円周上に連続していて、全て面一となっている。このため、ワークWの載置されていない箇所においても、トレイ1とシールド部材8及びシールド部材58との間隔が一定に維持され、大きく空くことがない。
酸窒化シリコンの膜が所望の膜厚となる所定の処理時間が経過したら、成膜部40及び膜処理部50を停止する。つまり、電源部6によるターゲット41への電力の印加、供給口512からのプロセスガスG2の供給、RF電源55aによる電力の印加等を停止する。
このように、膜を形成する処理が完了した後、ワークWを搭載したトレイ1は、回転テーブル31の回転と位置決めピン36により、順次、ロードロック部60に位置決めされリフタ35及びロボットアームAMにより、外部へ搬出される。
[作用効果]
以上のような本実施形態では、内部を真空とすることが可能なチャンバ20と、チャンバ20内に設けられた回転テーブル31であって、当該回転テーブル31の回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークWを循環搬送する回転テーブル31と、回転テーブル31に搭載され、ワークWを載置する複数のトレイ1と、回転テーブル31により搬送されるワークWに対して、導入された反応ガスGをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、を有し、処理部は、回転テーブル31の径方向においてトレイ1の処理部に対向する面とトレイ1に載置されたワークWの処理部に対向する面との間に、ワークWが通過可能な間隔を空けて対向するシールド部材8、58を有し、複数のトレイ1の処理部に対向する面は、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する。
このため、ワークWとシールド部材8、58との間隔に比べて、トレイ1とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止され、処理部からの反応ガスGの漏洩を抑制することができる。また、異なる反応ガスGを用いる処理部を含む場合に、反応ガスの漏洩による相互のコンタミネーションを防止できる。さらに、種々の形状のワークWに対応した形状のトレイ1を用意しておくことで、トレイ1を交換するだけで、ワークWの形状の変更に対応できる。
また、シールド部材8、58とワークWとの間隔を調整することによって、反応ガスGの漏洩を抑制できる。シールド部材58は、筒部Hから分離しているため、ワークWとの間隔の調整を容易且つ正確に行うことができる。
ワークWは、処理部に対向する面に凸部Cpを有し、シールド部材8、58は、ワークWの凸部Cpに沿う凹部80、58cを有する。このため、ワークWに凸部Cpがあっても、ワークWとシールド部材8、58との間隔が拡大することが防止され、反応ガスGの漏洩を抑制できる。
トレイ1は、処理部に対向する面に、シールド部材8、58の凹部80、58cに沿う凸部11aを有する。このため、トレイ1のワークWが載置されていない部分においても、トレイ1とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止され、反応ガスGの漏洩を、より一層抑制できる。
回転テーブル31は、トレイ1の位置を規制する規制部33bを有する。このため、回転テーブル31の回転によるトレイ1のずれが防止され、ワークWの位置が安定する。
[変形例]
(1)ワークWの形状、種類及び材料は特定のものに限定されない。例えば、図21に示すように、処理対象面Spが角度の異なる複数の平面で構成されることにより、異なる平面同士を連結する部分によって凸部Cpが形成されたワークWであってもよい。また、ワークWの厚みによっては、ワークWの処理対象面Spがトレイ1の対向面11よりも上に突出する場合がある。この場合、シールド部材8、58に、ワークWの突出部分を避ける凹部80、58cを設けることになる。但し、ワークWの処理対象面Spに、凸部Cpがなくてもよい。ワークWの材料としては、金属、カーボン等の導電性材料を含むもの、ガラスやゴム等の絶縁物を含むもの、シリコン等の半導体を含むものを用いても良い。シールド部材8、58の凹部80、58cは、ワークWの凸部Cpに沿う形状であればよいため、ワークWの形状に応じて、種々の形状とすることができる。また、トレイ1の凸部11aは、シールド部材8、58の凹部80、58cに沿う形状であればよいため、凹部80、58cの形状に応じて、種々の形状とすることができる。
さらに、ワークWの成膜される面は、上記の実施形態では、凸部Cpを有する面を成膜していたが、反対側の面を成膜してもよい。例えば、凹部Rpを有する面を成膜してもよい。この場合、シールド部材8、58は、凹部Rpに沿う凸部を有していればよい。また、トレイ1は、凹部Rpに沿うとともに、シールド部材8、58の凸部に沿う凹部を有していればよい。
例えば、図14(A)に示すように、断面が円弧状となるワークWのように、ワークWの処理対象面Spの全体が凸部Cpとなっていてもよい。この場合、シールド部材8、58の凹部80、58cも円弧状として、トレイ1の凸部11aも断面が円弧状となるように形成する。また、図14(B)に示すように、両縁に凸部Cpを有することにより、処理対象面Spの全体が処理部側に隆起して接近している形状でもよい。この場合、シールド部材8、58の凹部80、58c、トレイ1の凸部11aも処理対象面Spに沿う形状となるように形成する。
(2)シールド部材8に、図15に示すように、調整部85を設けてもよい。調整部85は、成膜される膜の膜厚分布を調整する部材である。調整部85は、成膜領域Fの一部に、成膜材料のスパッタ粒子を遮蔽する領域を形成することにより、膜厚分布を補正する。つまり、スパッタ粒子が多く付着して膜が厚くなり易い箇所に、必要以上にスパッタ粒子が付着しないように遮蔽する部分である。つまり、調整部85は、成膜材料を遮る遮蔽部である。
例えば、図15では、シールド部材8の隔壁83dの下端に、成膜室Sの内部の方向に突出した面により、調整部85を構成する。ワークWの凸部Cpによって、処理対象面Spがターゲット41に近づくことにより、膜厚分布が厚くなる箇所に、成膜室S側に突出した山を形成している。これにより、山の部分でスパッタ粒子を遮蔽して、ワークWへ必要以上に付着することが防止されるので、膜厚分布を均一にすることができる。
(3)シールド部材8を、チャンバ20の天井20aに取り付けるのではなく、支柱等により、チャンバ20の内底面又は内周面に支持される構成としてもよい。これにより、開閉される天井20aから、シールド部材8を分離することができ、シールド部材8とワークWとの間隔の調整を容易且つ正確に行うことができる。
(4)図16に示すように、凹部80を、シールド部材8に着脱可能な着脱部材86に設けてもよい。例えば、着脱部材86を、シールド部材8の隔壁83c、83dに着脱自在に設ける。着脱部材86は、隔壁83dと同様の形状であるが、その下縁に、凹部80aが形成されている。着脱部材86には、位置決め用の位置決め部Lが形成されている。本態様の位置決め部Lは、爪を屈曲させたフック状となっている。隔壁83c、83dには、複数の略方形の肉抜孔Naが形成され、軽量化が図られている。肉抜孔Naの下縁には、位置決め部Lが係止される係止部Nbが形成されている。本態様の係止部Nbは、フック状の位置決め部Lが嵌る切欠きとなっている。
また、成膜室Sにおけるスパッタリング時の成膜材料は着脱部材86に付着するので、着脱部材86は、シールド部材8への膜の形成を防止する防着板としても機能する。着脱部材86を外して清掃又は交換することにより、膜を除去することができる。このため、重量物であるシールド部材8を清掃又は交換する手間を省くことができる。
なお、シールド部材8は、上記の実施形態では、処理部を全周で囲む壁を備えた構成となっている。但し、シールド部材8は、回転テーブル31の径方向において、トレイ1の処理部に対向する面とトレイ1に載置されたワークWの処理部に対向する面との間に、ワークWが通過可能な間隔を空けて対向していればよい。つまり、シールド部材8は、反応ガスGの漏れを防ぐ機能を有していればよい。このため、例えば、シールド部材8は少なくとも隔壁83c、83dを有していればよい。
(5)図17に示すように、トレイ1に、ワークWが嵌め込まれる嵌込部11bを設けてもよい。嵌込部11bは、ワークWの厚み方向の一部又は全部が埋め込まれる窪みである。これにより、ワークWの処理対象面Spと、トレイ1の表面との高低差を少なくして、ワークW以外のトレイ1の表面とシールド部材8、58との隙間が拡大することを防止して、反応ガスの漏れをより一層抑制できる。
この場合、トレイ1の表面とワークWの処理対象面Spとが面一となるように、嵌込部11bの深さを設定することが好ましい。このための構成としては、例えば、図18に示すように、嵌込部11bの深さと、ワークWの厚みを略一致させてもよい。また、図19に示すように、スペーサ11cを用いて、トレイ1の表面とワークWの処理対象面Spとが面一となるようにしてもよい。例えば、嵌込部11bの底面を、回転テーブル31に近い低位の平坦面に合わせ、スペーサ11cを介してワークWを載置することにより、トレイ1の表面とワークWの処理対象面Spとが面一となるようにしてもよい。この場合、ワークWの厚さが均等で、これに合わせてスペーサ11cの厚さが部分的に異なっていてもよい(図中α)。ワークWの厚さが部分的に異なっていて、これを補うように、均等な厚さのスペーサ11cを介在させて、トレイ1の表面とワークWの処理対象面Spとが面一となるようにしてもよい(図中β)。
(6)回転テーブル31により同時搬送されるトレイ1、ワークWの数は、少なくとも1つであればよく、上記の実施形態で例示した数には限定されない。つまり、1つのトレイ1、1つのワークWが循環搬送される態様でもよく、2つ以上のトレイ1、2つ以上のワークWが循環搬送される態様でもよい。トレイ1が搭載部33の一部にのみ搭載されたとしても、規制部33bによってトレイ1のずれが防止される。
(7)複数のトレイ1の対向面11は、図20に示すように、円周の軌跡に沿って連続して面一となるように形成されていればよく、必ずしも凸部11aを有していなくてもよい。例えば、トレイ1の対向面11が平坦面であってもよい。また、シールド部材8、58が、凹部80、58cを有していなくてもよい。つまり、複数のトレイ1の対向面11が円周の軌跡に沿って連続して面一となるように形成されていれば、ワークWが存在しない箇所で、トレイ1とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止され、反応ガスGの漏洩を抑制できる。
(8)搭載部33は、回転テーブル31に直接形成した窪みによって構成してもよい。また、トレイ1は、回転テーブル31上に敷き詰めることができればよいため、搭載部33は、必ずしも窪んだ領域として設ける必要はない。例えば、トレイ1が、半径方向において、シールド部材8、58よりも長い場合には、回転テーブル31の表面は平坦であってもよい。なお、トレイ1を保持するための構成としては、溝、穴、突起、治具、ホルダ、メカチャック、粘着チャック等を有していてもよい。
(9)図22(A)、(B)に示すように、回転テーブル31の表面に、シールド部材8、58の凹部80、58cに沿う凸部31cが、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成してもよい。この場合も、図22(A)に示すように、回転テーブル31の表面とトレイ1の対向面11とが面一となるように設定することが好ましい。つまり、対向面11に凸部11aを有するトレイ1を搭載すると、回転テーブル31の表面とトレイ1が円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する搭載部33を、回転テーブル31に設ける構成としてもよい。この場合には、ワークWが存在しない箇所で、トレイ1とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止されるとともに、トレイ1が存在しない箇所においても、回転テーブル31の表面とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止され、反応ガスGの漏洩を抑制できる。
また、上記のように、回転テーブル31の表面に凸部31cを設ける場合に、図22(B)に示すように、回転テーブル31に直接形成した窪みによって、ワークWを嵌め込む嵌込部31dを設けてもよい。この場合、凸部Cpを有するワークWを嵌込部31dに嵌め込むと、回転テーブル31の表面とワークWの表面が円周の軌跡に沿って面一となる。このように構成しても、ワークWが存在しない箇所で、回転テーブル31とシールド部材8、58との間隔が極端に拡大することが防止され、反応ガスGの漏洩を抑制できる。
(10)成膜材料については、スパッタリングにより成膜可能な種々の材料を適用可能である。例えば、タンタル、チタン、アルミニウム等を適用できる。化合物とするための材料についても、種々の材料を適用可能である。
(11)成膜部におけるターゲットの数は、3つには限定されない。ターゲットを1つとしても、2つとしても、4つ以上としてもよい。ターゲットの数を多くして、印加電力を調節することによって、より細かい膜厚の制御が可能となる。また、成膜部を1つとしても、2つとしても、4つ以上としてもよい。成膜部の数を多くして、成膜レートを向上させることができる。これに応じて、膜処理部の数も多くして、膜処理レートを向上させることができる。
(12)成膜部40及び膜処理部50のいずれか一方のみを作動させるように運転してもよい。また、処理部としては、成膜部40及び膜処理部50の少なくとも一方を有していればよい。さらに、処理部は、成膜及びこれに対する膜処理には限定されない。プラズマによって発生させた活性種を利用して、処理対象に処理を行う真空処理装置に適用できる。例えば、処理ユニットにおいて、ガス空間内にプラズマを発生させて、エッチング、アッシング等の表面改質、クリーニング等を行う真空処理装置として構成してもよい。この場合、例えば、アルゴン等の不活性ガスをプロセスガスとすることが考えられる。
(13)筒状体、窓部材、アンテナの形状も、上記の実施形態で例示したものには限定されない。水平断面が方形、円形、楕円形であってもよい。上記の実施形態では、筒部Hとシールド部材58とが、分離した構造であったが、筒部Hとシールド部材58とが一体となった構造も、本発明に含まれる。さらに、成膜部40、膜処理部50は、上記の態様には限定されない。例えば、膜処理部50で発生させるプラズマは、誘導結合プラズマには限定されない。
(14)回転テーブル31にトレイ1を搭載する搭載部33を有する真空処理装置、上記のようなトレイ1も本発明の一態様である。
(15)上記の態様では、水平に配置した回転テーブル31の上面に搭載部33を設け、この回転テーブル31を水平面内で回転させ、この回転テーブル31の上方に成膜部40および膜処理部50を配置するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転テーブル31の配置は、水平に限らず垂直の配置でも傾斜した配置でも良い。また、搭載部33も、回転テーブル31の少なくとも一方の面に設けられていれば良く、水平配置した回転テーブル31の下面に設けるようにしても良い。さらに、回転テーブル31の両方の面に設けるようにしても良い。また、成膜部40と膜処理部50は、回転テーブル31の搭載部33が設けられた面に対向して配置されていれば良い。したがって、例えば、水平配置した回転テーブル31の下面に搭載部33を設けた場合は、成膜部40と膜処理部50を、回転テーブル31の下側から回転テーブル31に対向する位置に配置すればよい。なお、回転テーブル31を垂直や傾斜した配置としたり、回転テーブル31の下側に搭載部33を設けたりした場合、搭載部33にトレイ1を着脱自在に保持するための保持機構、例えば、チャック機構などを設けると良い。また、合わせてトレイ1にも、ワークを着脱自在に保持するためのチャック機構などの保持機構や、ワークを嵌め込むことで保持させることのできる爪部材などにより挟持する保持機構を設けるようにしても良い。
成膜部40と膜処理部50を、回転テーブル31の下側から回転テーブル31に対向する位置に配置する変形例を、図23〜図29を参照して説明する。図23は、変形例の回転テーブル31の下面図、図24は、変形例の回転テーブル31を組み込んで、成膜部40及び膜処理部50を回転テーブル31の下側に配置した真空処理装置のC−C線断面図である。図25は、変形例のトレイ1を示す斜視図である。図26は、トレイ1に対するワークWの装着、回転テーブル31に対するトレイ1の装着を示す説明図である。図27は、他の変形例のトレイ1を示す分解斜視図である。図28は、他の変形例のトレイ1を示す分解斜視図、図29(A)は斜視図、図29(B)は断面図である。
(成膜部及び膜処理部)
図24に示すように、成膜部40及び膜処理部50は、回転テーブル31の下側に配置されている。成膜部40及び膜処理部50は、上記の態様と同様の構成であるが、上下が反転されて設置されている。このため、シールド部材8の開口81、シールド部材58の調節穴58a(図10、図11参照)は上方に向き、回転テーブル31の下側に対向している。
シールド部材8は、天井部82がチャンバ20の内底面20bと接するように取り付けられている。ここでいう天井部82は、この変形例では下側となる。シールド部材58は、上記の態様と同様に、支持部材58bによって、対向部hの分散部57と回転テーブル31の間に、非接触で位置するように固定されている。
(トレイ)
トレイ1は、図25の斜視図に示すように、略扇形形状の板状体である。なお、図25は、成膜部40、膜処理部50に対向する対向面11側を上にして示している。トレイ1が回転テーブル31に搭載される際には、図23、図24、図26(B)、(C)に示すように、対向面11は下側に向かう。ここで、トレイ1の対向面11を有する側を対向部X1、その反対面の側を支持部X2とする。
トレイ1の支持部X2の外形形状は、対向部X1の外形形状と略同一であるが、そのサイズは、対向部X1よりも一回り大きい。このため、トレイ1は、対向部X1の外周よりも支持部X2の外周が、全周に亘って外側に張り出した張出部15を有している。また、対向部X1は、シールド部材8の凹部80、シールド部材58の凹部58cに沿う凸部11aを有する。
トレイ1は、上下方向に貫通した複数の開口16を有する。ここで、図26(A)に示すように、開口16は、支持部X2側が対向部X1側よりも一回り大きくなっている。より具体的には、開口16の支持部X2側は、ワークWをトレイ1の内部に入れることが可能な大きさの挿入部16aとなっている。また、開口16の対向部X1側は、内側に隆起してトレイ1を保持可能な保持部16bとなっている。保持部16bの内周は、ワークWの外形と略同一の形状であるが、ワークWより一回り小さくなっているため、図23、図24、26(B)に示すように、挿入部16aから挿入されたワークWの処理対象面Spの外周を保持する。
(回転テーブル)
回転テーブル31には、図24及び図26(B)、(C)に示すように、開口31aが設けられている。開口31aは、回転テーブル31の各トレイ1が載置される円周等配位置に設けられた貫通孔である。開口31aは、トレイ1の対向部X1の外形と略同一の形状であり、対向部X1の外形より僅かに大きくなっているため、対向部X1が嵌り合うように形成されている。
回転テーブル31の上面には、開口31aの周囲にトレイ1の張出部15が載置される載置面31eが設けられるとともに、上記の態様と同様に敷板33aに規制部33bが設けられている。
そして、回転テーブル31の下面は、シールド部材8、58の凹部80、58cに沿う凸部31cが、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有するように形成されている。このように、面一となる部分を有する形状は、上下が反転している以外は、上記の態様と同様である。
なお、トレイ1にワークWを載置した状態では、開口16の下端は、数mm以下の開口深さを有する。このように数mm以下の段差を有する部分があっても、本発明の目的である処理部からの反応ガスの漏れの抑制が可能である。このため、この程度の僅かな段差は、本発明では「面一」に含まれる。つまり、「複数のトレイの処理部に対向する面は、円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有する」の「面一」は、正確に連続した面である必要はなく、僅かな段差を含んでいてもよい。また、この変形例のような構成であってもトレイ1の対向面11と回転テーブル31の下面とを、回転中心側において、円周の軌跡に沿って連続して面一とすることもできる。
(トレイの装着)
このような変形例では、図26(A)に示すように、ワークWは、開口16の挿入部16aからトレイ1の内部に挿入され、図26(B)に示すように、ワークWの処理対象面Spの外周が、開口16の保持部16bによって保持される。このため、トレイ1には、ワークWを保持するための複雑な機構を設ける必要がない。
そして、図23、図26(B)、(C)に示すように、ワークWを載置したトレイ1の対向部X1を、回転テーブル31の開口31aに嵌め合わせると、支持部X2の張出部15が、開口31aの周囲の載置面31eによって支持される。また、張出部15の外周の位置が、敷板33aの規制部33bによって規制される。このように、トレイ1を回転テーブル31に搭載すると、対向面11が回転テーブル31の開口31aを貫通し、回転テーブル31の下面側に露出する。このため、回転テーブル31に、トレイ1を着脱自在に保持するための複雑な保持機構を設ける必要がない。さらに、ワークWの処理対象面が下方を向いていると、塵、埃、装置内に付着した成膜材料等が、重力により落下してワークWに付着することが防止される。
また、ワークWの処理対象面Spが下方を向いても、トレイ1から落下しないように保持する例として、図27に示すように、スライドベース11d及びスペーサ11cを用いる例を説明する。すなわち、トレイ1の対向面11に形成された嵌込部11bの内壁に、トレイ1の平面に平行な溝11eを形成する。スライドベース11dは、直方体形状であり、その相反する側面に、溝11eに挿入される凸部11fが形成されている。スライドベース11dにおける対向面11側の面には、両面粘着テープ等の粘着材11gを介して、スペーサ11cが貼り付けられる。スペーサ11cの対向面11側の面には、粘着材11gを介して、ワークWが貼り付けられる。このようにワークWを搭載したスライドベース11dの凸部11fを溝11eに挿入することにより、嵌込部11bに対して、スライドベース11d及びスペーサ11cとともにワークWを装着する。このとき、ワークWの処理対象面Spは、トレイ1の対向面11と面一となることが好ましい。
この例では、以下のような作用効果が得られる。
(1)粘着材11gでワークWの裏面を支持するので、ワークWの処理対象面Spの全面に成膜することができる。
(2)スペーサ11cの形状を変化させることで、異なる形状のワークWに対応することができる。
(3)トレイ1の対向面11の全面に粘着材11gを設ける場合と比べると、粘着材11gの面積を必要最小限とすることができるので、粘着材11gからのアウトガスの量を減らすことができ、成膜前の排気時間の短縮が可能となる。
(4)ワークWをスペーサ11cに真空中で貼り合わせるので、トレイ1に比べると小さなチャンバで貼り合わせが可能となり、排気時間の短縮が可能となる。
なお、スライドベース11dを省略して、トレイ1とスペーサ11cが一体となっている構成としてもよい。この場合にも、上記の(1)、(3)の作用効果が得られる。また、スペーサ11cにワークWを保持する保持手段は、粘着材11gに替えて、静電チャックを用いてもよい。
また、図28、図29に示すように、トレイ1を、対向部X1と支持部X2とに分解可能に構成してもよい。この場合、例えば、対向部X1と支持部X2との間に、スペーサ11cを介してワークWを挟んで固定する。すなわち、図28に示すように、対向部X1には、ネジ17の胴部が挿入される取付孔18が複数形成され、支持部X2には、ネジ17の胴部がねじ込まれるネジ穴19aが複数形成されている。スペーサ11cは、ワークWの載置面とは反対側の面に、直方体の固定ブロック11hを有している。支持部X2には、対向部X1の開口16に対応する位置に、固定ブロック11hが挿入される複数の孔である嵌込部11bが設けられている。各嵌込部11bに固定ブロック11hを挿入することにより、スペーサ11cが支持部X2に固定される。なお、このように、嵌込部11bには、スペーサ11cのみ嵌め込まれる態様も含まれる。
図29(A)に示すように、スペーサ11cにワークWを載置して、対向部X1を被せ、ネジ17を各取付孔18に挿入してネジ17によって締め付けることにより、対向部X1と支持部X2とを固定する。ワークWは、図29(B)に示すように、スペーサ11cと保持部16bに挟まれるとともに、処理対象面Spを開口16から露出させることができる。トレイ1をあらかじめ一体的に形成することは加工が難しいが、別体で構成された対向部X1と支持部X2を合わせるようにすれば、トレイ1の作製が容易となる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
100 真空処理装置
1 トレイ
11 対向面
11a 凸部
11b 嵌込部
11c スペーサ
11d スライドベース
11e 溝
11f 凸部
11g 粘着材
11h 固定ブロック
12 斜面
13 内周面
14 外周面
14a 規制面
15 張出部
16 開口
16a 挿入部
16b 保持部
17 ネジ
18 取付孔
19a ネジ穴
20 チャンバ
20a 天井
20b 内底面
20c 内周面
21 真空室
21a 開口
21b シール部材
22 排気口
23 排気部
24 導入口
25 ガス供給部
30 搬送部
31 回転テーブル
31a 開口
31b カム穴
31c 凸部
31d 嵌込部
31e 載置面
32 モータ
33 搭載部
33a 敷板
33b 規制部
35 リフタ
36 位置決めピン
40、40A、40B、40C 成膜部
4 スパッタ源
41、41A、41B、41C ターゲット
42 バッキングプレート
43 電極
5 処理ユニット
50、50A、50B 膜処理部
51 筒状体
51a 開口
51b 外フランジ
510 支持部
512 供給口
52 窓部材
53 供給部
53b、53c 配管
55 アンテナ
55a RF電源
55b マッチングボックス
56 冷却部
561、562 シート
57 分散部
57a 分散板
58 シールド部材
58a 調節穴
58b 支持部材
58c 凹部
581 基体
582 遮蔽板
583 冷却部
6 電源部
60 ロードロック部
70 制御装置
8 シールド部材
80 凹部
81 開口
82 天井部
82a ターゲット孔
83 側面部
83a 外周壁
83b 内周壁
83c、83d 隔壁
85 調整部
86 着脱部材
D1、D2、d 間隔
E 排気
T 搬送経路
L 位置決め部
M1、M3 膜処理ポジション
M2、M4、M5 成膜ポジション
Na 肉抜孔
Nb 係止部
G 反応ガス
G1 スパッタガス
G2 プロセスガス
F 成膜領域
H 筒部
Ho 開口
h 対向部
R ガス空間
S 成膜室
W ワーク
Sp 処理対象面
Cp 凸部
Rp 凹部

Claims (11)

  1. 内部を真空とすることが可能なチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた回転テーブルであって、当該回転テーブルの回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、
    前記回転テーブルに搭載され、前記ワークを載置する複数のトレイと、
    前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、
    を有し、
    前記処理部は、前記回転テーブルの径方向において前記トレイの前記処理部に対向する面と前記トレイに載置された前記ワークの前記処理部に対向する面との間に、前記ワークが通過可能な間隔を空けて対向するシールド部材を有し、
    複数の前記トレイの前記処理部に対向する面は、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有することを特徴とする真空処理装置。
  2. 前記ワークは、前記処理部に対向する面に凸部を有し、
    前記シールド部材は、前記ワークの凸部に沿う凹部を有することを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。
  3. 前記トレイは、前記処理部に対向する面に、前記シールド部材の凹部に沿う凸部を有することを特徴とする請求項2記載の真空処理装置。
  4. 前記シールド部材には、成膜される膜の膜厚分布を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の真空処理装置。
  5. 前記回転テーブルは、前記トレイの位置を規制する規制部を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の真空処理装置。
  6. 前記トレイは、前記ワークが嵌め込まれる嵌込部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の真空処理装置。
  7. 前記処理部は、前記ワークに、スパッタリングにより成膜材料を堆積させて膜を形成する成膜部を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の真空処理装置。
  8. 前記処理部は、前記ワークに形成された膜と反応ガスとを反応させる膜処理を行う膜処理部を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の真空処理装置。
  9. 内部を真空とすることが可能なチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられ、円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、
    前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、
    を有し、
    前記ワークは、前記処理部に対向する面に凸部を有し、
    前記処理部は、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに間隔を空けて対向し、前記ワークの凸部に沿う凹部を有するシールド部材を有し、
    前記回転テーブルの表面に、前記シールド部材の凹部に沿う凸部が設けられ、
    前記回転テーブルの凸部の表面が、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有することを特徴とする真空処理装置。
  10. 前記回転テーブルは、前記ワークが載置されるトレイが搭載されることにより、前記回転テーブルの表面と前記トレイの表面とに、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分が生じる搭載部を有することを特徴とする請求項9記載の真空処理装置。
  11. 内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバ内に設けられた回転テーブルであって、当該回転テーブルの回転軸心を中心とする円周の軌跡でワークを循環搬送する回転テーブルと、前記回転テーブルにより搬送される前記ワークに対して、導入された反応ガスをプラズマ化して所定の処理を行う処理部と、を有し、前記処理部が、前記回転テーブルの径方向において前記ワークの前記処理部に対向する面との間に、前記ワークが通過可能な間隔を空けて対向するシールド部材を有する真空処理装置に使用され、前記ワークが載置されるトレイであって、
    前記回転テーブルに複数搭載されることにより、前記処理部に対向する面が、前記円周の軌跡に沿って連続して面一となる部分を有することを特徴とするトレイ。
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