JP2019163528A - Collimator and processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、コリメータ及び処理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a collimator and a processing apparatus.
例えば半導体ウェハに金属を成膜するスパッタ装置は、成膜される金属粒子の方向を揃えるためのコリメータを有する。コリメータは、多数の貫通口を形成する壁を有し、半導体ウェハのような、処理がされる物体に対して略垂直方向に飛ぶ粒子を通過させるとともに、斜めに飛ぶ粒子を遮断する。 For example, a sputtering apparatus for depositing metal on a semiconductor wafer has a collimator for aligning the direction of metal particles to be deposited. The collimator has walls that form a large number of through holes, and allows particles flying in a substantially vertical direction to an object to be processed, such as a semiconductor wafer, to pass therethrough and blocks particles flying obliquely.
コリメータは例えば、設置、交換、及び洗浄のため、装置に対して取り付け及び取り外しが行われる。コリメータが重いと、コリメータの取り付け及び取り外し作業の効率が低下してしまう。 The collimator is attached to and detached from the device for installation, replacement and cleaning, for example. If the collimator is heavy, the efficiency of attaching and removing the collimator is reduced.
一つの実施形態に係るコリメータは、取付部材と、複数の整流部材とを備える。前記取付部材は、第１の方向に延びる枠を有する。前記整流部材は、複数の第１の壁をそれぞれ有し、前記取付部材に取り外し可能に取り付けられ、前記第１の方向と交差する方向に隣り合い、前記複数の第１の壁によって並行に配置された複数の第１の貫通口を形成する。 A collimator according to one embodiment includes an attachment member and a plurality of rectifying members. The attachment member has a frame extending in the first direction. The rectifying member has a plurality of first walls, is removably attached to the attachment member, is adjacent to the direction intersecting the first direction, and is arranged in parallel by the plurality of first walls. The plurality of first through holes formed are formed.
（第１の実施形態） (First embodiment)
以下に、第１の実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明についても、記載されていない他の表現がされても良い。 The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 8. In the present specification, basically, a vertically upward direction is defined as an upward direction and a vertically downward direction is defined as a downward direction. In the present specification, a plurality of expressions may be described for the constituent elements according to the embodiment and the description of the elements. Other expressions that are not described may be applied to the components and descriptions in which a plurality of expressions are made. Furthermore, the constituent elements that are not expressed in a plurality of expressions and descriptions may be expressed in other ways that are not described.
図１は、第１の実施形態に係るスパッタ装置１を概略的に示す断面図である。スパッタ装置１は、処理装置の一例であり、例えば、半導体製造装置、製造装置、加工装置、又は装置とも称され得る。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sputtering apparatus 1 according to the first embodiment. The sputtering apparatus 1 is an example of a processing apparatus, and may be referred to as, for example, a semiconductor manufacturing apparatus, a manufacturing apparatus, a processing apparatus, or an apparatus.
スパッタ装置１は、例えば、マグネトロンスパッタリングを行うための装置である。スパッタ装置１は、例えば、半導体ウェハ２の表面に、金属粒子によって成膜を行う。半導体ウェハ２は、物体の一例であり、例えば、対象とも称され得る。なお、スパッタ装置１は、例えば、他の対象物に成膜を行っても良い。
The sputtering apparatus 1 is an apparatus for performing magnetron sputtering, for example. For example, the sputtering apparatus 1 forms a film with metal particles on the surface of the
スパッタ装置１は、チャンバ１１と、ターゲット１２と、ステージ１３と、マグネット１４と、遮蔽部材１５と、コリメータ１６と、ポンプ１７と、タンク１８とを備える。ターゲット１２は、粒子発生源の一例である。コリメータ１６は、例えば、遮蔽部品、整流部品、又は方向調整部品とも称され得る。
The sputtering apparatus 1 includes a
各図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、チャンバ１１の幅に沿う。Ｙ軸は、チャンバ１１の奥行き（長さ）に沿う。Ｚ軸は、チャンバ１１の高さに沿う。以下の記載は、Ｚ軸が鉛直方向に沿うものとして説明する。なお、スパッタ装置１のＺ軸が鉛直方向に対して斜めに交差しても良い。
As shown in each drawing, in this specification, an X axis, a Y axis, and a Z axis are defined. The X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other. The X axis is along the width of the
チャンバ１１は、密閉可能な箱状に形成される。チャンバ１１は、上壁２１と、底壁２２と、側壁２３と、排出口２４と、導入口２５とを有する。上壁２１は、例えば、バッキングプレート、取付部、又は保持部とも称され得る。
The
上壁２１と底壁２２とは、Ｚ軸方向（鉛直方向）に対向するように配置される。Ｚ軸方向は、Ｚ軸の正方向（Ｚ軸の矢印が向く方向、上方向）と、Ｚ軸の負方向（Ｚ軸の矢印の反対方向、下方向）とを含む。上壁２１は、所定の間隔を介して底壁２２の上方に位置する。側壁２３は、Ｚ軸方向に延びる筒状に形成され、上壁２１と底壁２２とに接続される。
The
チャンバ１１の内部に処理室１１ａが設けられる。上壁２１、底壁２２、及び側壁２３の内面が、処理室１１ａを形成する。処理室１１ａは、気密に閉じられることが可能である。気密に閉じられた状態とは、処理室１１ａの内部と外部との間で気体の移動が無い状態であり、処理室１１ａに排出口２４及び導入口２５が開口しても良い。
A
ターゲット１２、ステージ１３、遮蔽部材１５、及びコリメータ１６は、処理室１１ａに配置され、チャンバ１１に収容される。なお、ターゲット１２、ステージ１３、遮蔽部材１５、及びコリメータ１６はそれぞれ、部分的に処理室１１ａの外に位置しても良い。
The
排出口２４は、処理室１１ａに開口し、ポンプ１７に接続される。ポンプ１７は、例えば、ドライポンプ、クライオポンプ、又はターボ分子ポンプなどである。ポンプ１７が排出口２４から処理室１１ａの気体を吸引することで、処理室１１ａの気圧が低下し得る。ポンプ１７は、処理室１１ａを真空にすることが可能である。
The
導入口２５は、処理室１１ａに開口し、タンク１８に接続される。タンク１８は、例えばアルゴンガスのような不活性ガスを収容する。アルゴンガスが、タンク１８から導入口２５を通って処理室１１ａに導入され得る。タンク１８は、アルゴンガスの流量を調整可能なバルブを有する。
The
ターゲット１２は、粒子の発生源として利用される、例えば円盤状の金属板である。なお、ターゲット１２は、他の形状に形成されても良い。本実施形態において、ターゲット１２は、例えば銅によって作られる。ターゲット１２は、他の材料によって作られても良い。
The
ターゲット１２は、チャンバ１１の上壁２１の取付面２１ａに取り付けられる。バッキングプレートである上壁２１は、ターゲット１２の冷却材及び電極として用いられる。なお、チャンバ１１は、上壁２１と異なる部品としてのバッキングプレートを有しても良い。
The
上壁２１の取付面２１ａは、Ｚ軸の負方向に向き、略平坦に形成された、上壁２１の内面である。このような取付面２１ａにターゲット１２が配置される。上壁２１は、発生源配置部の一例である。発生源配置部は、独立の部材又は部品に限らず、ある部材又は部品上の特定の位置であって良い。
The mounting
ターゲット１２は、下方向に向く略平坦な下面１２ａを有する。ターゲット１２に電圧が印加されると、チャンバ１１の内部に導入されたアルゴンガスがイオン化し、プラズマＰが発生する。図１は、プラズマＰを二点鎖線で示す。
The
マグネット１４は、例えば、電磁石又は永久磁石である。マグネット１４は、処理室１１ａの外部に位置し、上壁２１及びターゲット１２に沿って移動可能である。上壁２１は、ターゲット１２とマグネット１４との間に位置する。プラズマＰは、マグネット１４の近くで発生する。
The
プラズマＰのアルゴンイオンがターゲット１２に衝突することで、例えばターゲット１２の下面１２ａから、粒子Ｃが飛ぶ。言い換えると、ターゲット１２は、粒子Ｃを放出することが可能である。粒子Ｃは、本実施形態における粒子の一例であり、ターゲット１２を構成する成膜材料の微小な粒である。本実施形態において、粒子Ｃは、銅イオン、銅原子、及び銅分子を含む。
When the argon ions of the plasma P collide with the
ターゲット１２の下面１２ａから粒子Ｃが飛ぶ方向は、コサイン則（ランベルトの余弦則）に従って分布する。すなわち、下面１２ａのある一点から飛ぶ粒子Ｃは、下面１２ａの法線方向（鉛直方向）に最も多く飛ぶ。法線方向に対して角度θで傾斜する（斜めに交差する）方向に飛ぶ粒子Ｃの数は、法線方向に飛ぶ粒子Ｃの数の余弦（ｃｏｓθ）に大よそ比例する。
The direction in which the particles C fly from the
ステージ１３は、チャンバ１１の底壁２２の上に配置される。上壁２１及びターゲット１２は、ステージ１３からＺ軸の正方向に離間して配置される。Ｚ軸の正方向は、第１の方向の一例である。ステージ１３は、上方に向く略平坦な載置面１３ａを有する。載置面１３ａは、半導体ウェハ２を支持する。半導体ウェハ２は、例えば円盤状に形成される。なお、半導体ウェハ２は、他の形状に形成されても良い。
The
載置面１３ａは、上壁２１の取付面２１ａからＺ軸の負方向に離間し、取付面２１ａと向かい合う。このような載置面１３ａに、半導体ウェハ２が配置される。ステージ１３は、物体配置部の一例である。物体配置部は、独立の部材又は部品に限らず、ある部材又は部品上の特定の位置であって良い。
The mounting
ステージ１３は、Ｚ軸方向に移動可能であるとともに、回転可能である。ステージ１３は、ヒータを有し、載置面１３ａに配置された半導体ウェハ２を温めることが可能である。さらに、ステージ１３は電極としても用いられる。
The
遮蔽部材１５は、略筒状に形成される。遮蔽部材１５は、側壁２３の一部と、側壁２３と半導体ウェハ２との間の隙間と、を覆う。遮蔽部材１５が半導体ウェハ２を保持しても良い。遮蔽部材１５は、ターゲット１２から放出された粒子Ｃが、底壁２２及び側壁２３に付着することを抑制する。
The shielding
コリメータ１６は、Ｚ軸方向において、上壁２１の取付面２１ａと、ステージ１３の載置面１３ａとの間に配置される。別の表現によれば、コリメータ１６は、Ｚ軸方向において、ターゲット１２と半導体ウェハ２との間に配置される。コリメータ１６は、例えばチャンバ１１の側壁２３に取り付けられる。コリメータ１６は、遮蔽部材１５に支持されても良い。
The
コリメータ１６とチャンバ１１との間は、絶縁される。例えば、コリメータ１６とチャンバ１１との間に、絶縁性の部材が介在する。さらに、コリメータ１６と遮蔽部材１５との間も絶縁される。
The
Ｚ軸方向において、コリメータ１６と上壁２１の取付面２１ａとの間の距離は、コリメータ１６とステージ１３の載置面１３ａとの間の距離よりも短い。コリメータ１６の配置は、これに限らない。
In the Z-axis direction, the distance between the
図２は、第１の実施形態のコリメータ１６を示す斜視図である。図３は、第１の実施形態のコリメータ１６を分解して示す斜視図である。図３に示すように、コリメータ１６は、ベース部材３１と、複数のコリメート部材３２とを有する。ベース部材３１は、取付部材の一例である。コリメート部材３２は、整流部材の一例である。
FIG. 2 is a perspective view showing the
ベース部材３１は、例えば、アルミニウムによって作られることで、容易に製造可能である。ベース部材３１は、ステンレス鋼のような他の材料によって作られても良い。ベース部材３１は、枠４１と、コリメート部４２とを有する。枠４１は、例えば、外縁部、保持部、支持部、又は壁とも称され得る。
The
枠４１は、Ｚ軸方向に延びる略円筒状の壁である。なお、枠４１はこれに限らず、矩形のような他の形状に形成されても良い。枠４１は、内周面４１ａを有する。内周面４１ａは、円筒状の枠４１の中心軸Ａｘに向く。枠４１の中心軸Ａｘは、Ｚ軸方向に延びる。Ｘ‐Ｙ平面において、内周面４１ａに囲まれた部分の面積は、半導体ウェハ２の断面積よりも大きい。
The
図１に示すように、枠４１は、側壁２３の一部を覆う。Ｚ軸方向における上壁２１とステージ１３との間において、側壁２３は、遮蔽部材１５と、コリメータ１６の枠４１とに覆われる。枠４１は、ターゲット１２から放出された粒子Ｃが、側壁２３に付着することを抑制する。
As shown in FIG. 1, the
図３に示すように、コリメート部４２は、Ｘ‐Ｙ平面において、筒状の枠４１の内側に設けられる。コリメート部４２は、枠４１の内周面４１ａに接続される。枠４１とコリメート部４２とは一体に作られる。なお、コリメート部４２は、枠４１と異なる部品であっても良い。コリメート部４２は、枠４１の内側に固定される。
As shown in FIG. 3, the collimating
図１に示すように、コリメート部４２は、上壁２１の取付面２１ａとステージ１３の載置面１３ａとの間に配置される。コリメート部４２は、Ｚ軸方向において、上壁２１から離間するとともに、ステージ１３から離間する。コリメート部４２は、複数のコリメート部材３２を支持する。
As shown in FIG. 1, the collimating
図４は、第１の実施形態の一つのコリメート部材３２を示す斜視図である。複数のコリメート部材３２は、互いに略同一の形状を有する。このため、コリメート部材３２の製造コストの増大が抑制される。図４において、一つのコリメート部材３２が代表して示される。なお、複数のコリメート部材３２は、互いに異なる形状を有する複数種類のコリメート部材３２を含んでも良い。
FIG. 4 is a perspective view showing one collimating
コリメート部材３２は、例えば、ステンレス鋼又はセラミックスによって作られることで、洗浄及び繰り返しの使用が容易となる。なお、コリメート部材３２は、アルミニウムのような他の材料によって作られても良い。また、ベース部材３１の材料とコリメート部材３２の材料とが同一であっても良い。
The collimating
図２に示すように、複数のコリメート部材３２はそれぞれ、複数の第１の壁５１を有する。第１の壁５１は、例えば、板又は遮蔽部とも称され得る。複数の第１の壁５１は、互いに接続され、一体に作られる。複数の第１の壁５１は、複数の第１の貫通口５２を形成する。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
複数の第１の貫通口５２は、Ｚ軸方向に延びる六角形の孔である。複数の第１の貫通口５２は、並行に配置される。すなわち、複数の第１の壁５１は、内側に第１の貫通口５２が形成された複数の六角形の筒の集合体（ハニカム構造）を形成する。Ｚ軸方向に延びる第１の貫通口５２は、Ｚ軸方向に移動する粒子Ｃのような物体を通過させることが可能である。なお、第１の貫通口５２は、他の形状に形成されても良い。
The plurality of first through
並行に配置された複数の第１の貫通口５２では、一つの第１の貫通口５２と、他の一つの第１の貫通口５２とが、互いに沿って延びるとともに、第１の貫通口５２が延びる方向と交差する方向に隣り合う。本実施形態において、複数の第１の貫通口５２は、平行に配置される。しかし、複数の第１の貫通口５２がそれぞれ延びる方向は、平行に限らず、互いに僅かに異なっても良い。このように、並行は、二つのものが等距離で交わらずに延びる数学的平行を含むが、数学的平行と一致するとは限らない。
In the plurality of first through
図１に示すように、コリメート部材３２は、上端部５５と下端部５６とをさらに有する。上端部５５は、Ｚ軸の正方向におけるコリメート部材３２の端部であり、ターゲット１２及び上壁２１の取付面２１ａに向く。下端部５６は、Ｚ軸の負方向におけるコリメート部材３２の端部であり、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向く。
As shown in FIG. 1, the collimating
第１の貫通口５２は、コリメート部材３２の上端部５５から下端部５６に亘って設けられる。すなわち、第１の貫通口５２は、ターゲット１２に向かって開口するとともに、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって開口する孔である。
The first through
図４に示すように、複数の第１の壁５１はそれぞれ、Ｚ軸方向に延びる略矩形（四角形）の板である。第１の壁５１は、例えば、Ｚ軸方向に対して斜めに交差する方向に延びても良い。複数の第１の壁５１はそれぞれ、上端面５１ａと、下端面５１ｂと、二つの壁面５１ｃ，５１ｄとを有する。壁面５１ｃは、第１の面の一例である。壁面５１ｄは、第２の面の一例である。
As shown in FIG. 4, each of the plurality of
図５は、第１の実施形態のベース部材３１の一部とコリメート部材３２の一部とを概略的に示す断面図である。図５に示すように、上端面５１ａは、Ｚ軸の正方向における第１の壁５１の端面である。複数の第１の壁５１の上端面５１ａは、コリメート部材３２の上端部５５を形成する。コリメート部材３２の上端部５５は、実質的に平坦に形成される。なお、上端部５５は、例えば、ターゲット１２及び上壁２１の取付面２１ａから遠ざかるように湾曲しても良い。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of the
下端面５１ｂは、Ｚ軸の負方向における第１の壁５１の端面である。複数の第１の壁５１の下端面５１ｂは、コリメート部材３２の下端部５６を形成する。図１に示すように、コリメート部材３２の下端部５６は、複数のコリメート部材３２の下端部５６が全体としてステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向かって突出するように湾曲する。このため、コリメート部材３２は、鉛直方向における長さが互いに異なる複数の第１の壁５１を有する。なお、下端部５６は、例えば、実質的に平坦に形成されても良い。
The
図５に示すように、壁面５１ｃ、５１ｄは、略平坦に形成され、Ｚ軸と交差する方向（Ｘ‐Ｙ平面上の方向）に向く。一つの第１の壁５１の壁面５１ｃ，５１ｄはそれぞれ、他の複数の第１の壁５１の壁面５１ｃ又は壁面５１ｄとともに、一つの第１の貫通口５２を形成（規定）する。このため、壁面５１ｃ，５１ｄは、一つの第１の貫通口５２の内側に向く。壁面５１ｄは、壁面５１ｃの反対側に位置する。
As shown in FIG. 5, the wall surfaces 51c and 51d are formed substantially flat and face in a direction intersecting the Z axis (direction on the XY plane). The wall surfaces 51c and 51d of one
図３に示すように、ベース部材３１のコリメート部４２は、複数の第２の壁６１を有する。第２の壁６１は、例えば、板又は遮蔽部とも称され得る。複数の第２の壁６１は、互いに接続され、一体に作られる。コリメート部４２に、複数の第２の壁６１により形成され、並行に配置された複数の第２の貫通口６２が設けられる。
As shown in FIG. 3, the collimating
複数の第２の貫通口６２は、Ｚ軸方向に延びる六角形の孔である。すなわち、複数の第２の壁６１は、内側に第２の貫通口６２が形成された複数の六角形の筒の集合体（ハニカム構造）を形成する。Ｚ軸方向に延びる第２の貫通口６２は、Ｚ軸方向に移動する粒子Ｃのような物体を通過させることが可能である。なお、第２の貫通口６２は、他の形状に形成されても良い。
The plurality of second through
複数の第２の壁６１はそれぞれ、Ｚ軸方向に延びる略矩形（四角形）の板である。第２の壁６１は、例えば、Ｚ軸方向に対して斜めに交差する方向に延びても良い。複数の第２の壁６１はそれぞれ、上端面６１ａと、下端面６１ｂと、二つの壁面６１ｃ，６１ｄとを有する。上端面６１ａは、第１の方向における端面の一例である。壁面６１ｃは、第３の面の一例である。壁面６１ｄは、第４の面の一例である。
Each of the plurality of
図５に示すように、上端面６１ａは、Ｚ軸の正方向における第２の壁６１の端面である。下端面６１ｂは、Ｚ軸の負方向における第２の壁６１の端面である。壁面６１ｃ、６１ｄは、略平坦に形成され、Ｚ軸と交差する方向に向く。
As shown in FIG. 5, the
一つの第２の壁６１の壁面６１ｃ，６１ｄはそれぞれ、他の複数の第２の壁６１の壁面６１ｃ又は壁面６１ｄとともに、一つの第２の貫通口６２を形成（規定）する。このため、壁面６１ｃ，６１ｄは、一つの第２の貫通口６２の内側に向く。壁面６１ｄは、壁面６１ｃの反対側に位置する。
The wall surfaces 61c and 61d of one
本実施形態において、第２の壁６１は、第１の壁５１よりも薄い。このため、第１の壁５１の二つの壁面５１ｃ，５１ｄの間の距離は、第２の壁６１の二つの壁面６１ｃ，６１ｄの間の距離よりも大きい。なお、第２の壁６１の厚さは、第１の壁５１の厚さと等しくても良いし、より厚くても良い。
In the present embodiment, the
図３に示すように、コリメート部４２は、内側部分６３と、外側部分６４とを有する。内側部分６３は、支持部の一例である。内側部分６３及び外側部分６４はそれぞれ、コリメート部４２の一部である。内側部分６３は、複数の第２の壁６１を有し、複数の第２の貫通口６２が設けられる。外側部分６４も、複数の第２の壁６１を有する。
As shown in FIG. 3, the collimating
Ｘ‐Ｙ平面において、内側部分６３は略円形の領域であり、外側部分６４は略円環状の領域である。内側部分６３は、外側部分６４に囲まれ、外側部分６４よりも中心軸Ａｘに近い。内側部分６３と外側部分６４とは、Ｚ軸と交差する方向に隣接する。外側部分６４は、枠４１の内周面４１ａに接続される。内側部分６３は、外側部分６４を介して、枠４１に接続される。
In the XY plane, the
図１に示すように、コリメート部４２は、上端部６５と、底部６６と、下端部６７とをさらに有する。上端部６５は、Ｚ軸の正方向におけるコリメート部４２の端部であり、Ｚ軸の正方向における外側部分６４の端部でもある。底部６６は、Ｚ軸の正方向における内側部分６３の端部である。上端部６５及び底部６６は、ターゲット１２及び上壁２１の取付面２１ａに向く。下端部６７は、Ｚ軸の負方向におけるコリメート部４２の端部であり、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向く。Ｚ軸方向において、底部６６は、上端部６５と下端部６７との間に位置する。
As shown in FIG. 1, the collimating
図３に示すように、コリメート部４２に、収容部６８が設けられる。収容部６８は、底部６６の上方且つ外側部分６４の内側に設けられ、Ｚ軸の正方向に開放された窪みである。底部６６は、収容部６８の底面を形成する。
As shown in FIG. 3, the
図１に示すように、第２の貫通口６２は、コリメート部４２の上端部６５又は底部６６から下端部６７に亘って設けられる。すなわち、第２の貫通口６２は、ターゲット１２に向かって開口するとともに、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって開口する孔である。
As shown in FIG. 1, the second through-
外側部分６４の複数の第２の壁６１の上端面６１ａは、コリメート部４２の上端部６５を形成する。コリメート部４２の上端部６５は、実質的に平坦に形成される。なお、上端部６５は、例えば、ターゲット１２及び上壁２１の取付面２１ａから遠ざかるように湾曲しても良い。
Upper end surfaces 61 a of the plurality of
内側部分６３の複数の第２の壁６１の上端面６１ａは、コリメート部４２の底部６６を形成する。コリメート部４２の底部６６は、ターゲット１２及び上壁２１の取付面２１ａから遠ざかるように湾曲する。底部６６の曲率半径は、コリメート部材３２の下端部５６の曲率半径と略等しい。
Upper end surfaces 61 a of the plurality of
複数の第２の壁６１の下端面６１ｂは、コリメート部４２の下端部６７を形成する。コリメート部４２の下端部６７は、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２及びステージ１３の載置面１３ａに向かって突出するように湾曲する。下端部６７の曲率半径は、コリメート部材３２の下端部５６の曲率半径と略等しい。
Lower end surfaces 61 b of the plurality of
コリメート部４２の上端部６５と下端部６７とは、互いに異なる形状を有する。このため、外側部分６４は、鉛直方向における長さが互いに異なる複数の第２の壁６１を有する。一方、コリメート部４２の底部６６と下端部６７とは、略同一の形状を有する。このため、内側部分６３は、鉛直方向における長さが略同一な複数の第２の壁６１を有する。
The
Ｚ軸方向において、内側部分６３の長さは、コリメート部材３２の長さよりも短い。言い換えると、Ｚ軸方向において、内側部分６３の第２の壁６１の長さは、第１の壁５１の長さよりも短い。なお、第１の壁５１及び第２の壁６１の長さはこれに限らない。
In the Z-axis direction, the length of the
図２に示すように、複数のコリメート部材３２は、収容部６８に収容され、ベース部材３１に取り外し可能に取り付けられる。別の表現によれば、複数のコリメート部材３２は、枠４１及び外側部分６４の内側に配置される。
As shown in FIG. 2, the plurality of
収容部６８において、複数のコリメート部材３２は、中心軸Ａｘの周方向に隣り合うように配置される。周方向は、中心軸Ａｘまわりの方向であり、第１の方向と交差する方向の一例である。
In the
以下の説明において、複数のコリメート部材３２は、コリメート部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆと個別に称され得る。言い換えると、複数のコリメート部材３２は、コリメート部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆを含む。コリメート部材３２Ａは、第１の整流部材の一例である。コリメート部材３２Ｂは、第２の整流部材の一例である。
In the following description, the plurality of
コリメート部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆは、中心軸Ａｘの周方向に並べられるとともに隣り合う。また、中心軸Ａｘの近傍において、コリメート部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆは、中心軸Ａｘの径方向にも隣り合う。径方向は、中心軸Ａｘと直交する方向である。
The
複数の第１の貫通口５２はそれぞれ、一つのコリメート部材３２の複数の第１の壁５１により形成された複数の第１の貫通口５２Ａと、隣り合う複数のコリメート部材３２の複数の第１の壁５１により形成された複数の第１の貫通口５２Ｂとを含む。第１の貫通口５２Ｂは、中間開口の一例である。
Each of the plurality of first through
例えば、図２に示すように、コリメート部材３２Ａの複数の第１の壁５１と、コリメート部材３２Ｂの複数の第１の壁５１とが、第１の貫通口５２Ｂを形成する。同じく、コリメート部材３２Ｂ，３２Ｃ、コリメート部材３２Ｃ，３２Ｄ、コリメート部材３２Ｄ，３２Ｅ、コリメート部材３２Ｅ，３２Ｆ、及びコリメート部材３２Ｆ，３２Ａの複数の第１の壁５１が、複数の第１の貫通口５２Ｂを形成する。
For example, as shown in FIG. 2, the plurality of
本実施形態において、複数の第１の貫通口５２は、コリメート部４２の外側部分６４の複数の第２の壁６１と、コリメート部材３２の複数の第１の壁５１とにより形成された複数の第１の貫通口５２Ｃも含む。なお、第１の貫通口５２は、この例に限られない。
In the present embodiment, the plurality of first through
Ｚ軸方向の平面視において、第１の貫通口５２の形状は、第２の貫通口６２の形状と相似形である。コリメート部材３２がベース部材３１に取り付けられると、複数の第１の貫通口５２は、内側部分６３の複数の第２の貫通口６２とＺ軸の正方向に並べられる。言い換えると、Ｚ軸方向の平面視において、複数の第１の貫通口５２は、複数の第２の貫通口６２と重なる。なお、第１の貫通口５２の形状及び位置は、第２の貫通口６２の形状及び位置と異なっても良い。
In plan view in the Z-axis direction, the shape of the first through
図５に示すように、コリメート部材３２がベース部材３１に取り付けられると、複数の第１の壁５１は、内側部分６３の複数の第２の壁６１とＺ軸の正方向に並べられる。このため、第１の壁５１の下端面５１ｂと、内側部分６３の第２の壁６１の上端面６１ａとが向かい合う。
As shown in FIG. 5, when the collimating
図６は、第１の実施形態の複数の第１の壁５１と複数の第２の壁６１とを模式的に示す斜視図である。図７は、第１の実施形態の複数の第１の壁５１と複数の第２の壁６１とを分解して模式的に示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a plurality of
図６及び図７は、説明のため、一つの第１の貫通口５２を形成する六つの第１の壁５１と、一つの第２の貫通口６２を形成する六つの第２の壁６１とを、模式的に示す。図７に例示するように、複数のコリメート部材３２にそれぞれ、凸部７１が設けられる。凸部７１は、凸部及び第１の接続部の一例である。
6 and 7 are, for the sake of explanation, six
凸部７１は、コリメート部材３２の複数の第１の壁５１の少なくとも一つに設けられる。図５に示すように、凸部７１は、第１の壁５１の下端面５１ｂから、Ｚ軸の負方向に突出する。別の表現によれば、凸部７１は、第１の壁５１から、当該第１の壁５１と並ぶ第２の壁６１に向かって突出する。
The
凸部７１は、第１の壁５１の下端面５１ｂに沿って延びる板状に形成される。凸部７１はこの例に限らず、例えば、円柱状に形成されても良い。凸部７１は、第１の壁５１よりも薄い。このため、凸部７１は、第１の壁５１の二つの壁面５１ｃ，５１ｄの間に位置するとともに、二つの壁面５１ｃ，５１ｄから離間する。凸部７１は、二つの壁面５１ｃ，５１ｄの間の略中央に位置する。
The
コリメート部４２の内側部分６３の複数の第２の壁６１の上端面６１ａに、凹部７２が設けられる。凹部７２は、凹部及び第２の接続部の一例である。凹部７２は、第２の壁６１の上端面６１ａから窪む有底の穴である。
凹部７２は、第２の壁６１の上端面６１ａに沿って延びる溝状に形成される。凹部７２はこの例に限らず、凸部７１に対応した形状を有し、例えば円形の穴であっても良い。凹部７２の幅は、第２の壁６１の厚さよりも短い。このため、複数の凹部７２はそれぞれ、第２の壁６１の二つの壁面６１ｃ，６１ｄの間に位置するとともに、二つの壁面６１ｃ，６１ｄから離間する。凹部７２は、二つの壁面６１ｃ，６１ｄの間の略中央に位置する。
The
凹部７２に凸部７１が挿入されることで、凸部７１と凹部７２とが接続される。凹部７２の底面７２ａは、挿入された凸部７１を支持することで、コリメート部材３２を支持する。凹部７２の底面７２ａは、コリメート部材３２がＺ軸の負方向に移動（落下）することを制限する。一方、コリメート部材３２は、凹部７２に沿って、Ｚ軸の正方向に移動可能である。さらに、凹部７２の縁７２ｂは、コリメート部材３２が、ベース部材３１に対してＺ軸と交差する方向に移動することを制限する。これにより、コリメート部材３２が、ベース部材３１に取り付けられる。凸部７１が凹部７２から抜かれることで、コリメート部材３２はベース部材３１から取り外される。
By inserting the
図１に示すように、コリメート部材３２は、ベース部材３１に取り付けられることで、コリメート部４２の内側部分６３と、上壁２１の取付面２１ａとの間に配置される。コリメート部材３２は、Ｚ軸方向において、上壁２１から離間する。
As shown in FIG. 1, the collimating
図５に示すように、Ｚ軸方向において、凹部７２の深さは、凸部７１の長さよりも小さい。このため、凸部７１が凹部７２の底面７２ａに支持された状態において、凸部７１の一部が凹部７２に収容されるとともに、凸部７１の他の部分が凹部７２の外に位置する。さらに、第１の壁５１が第２の壁６１からＺ軸の正方向に離間し、第１の壁５１の下端面５１ｂは、第２の壁６１の上端面６１ａと、隙間Ｇ１を介して向かい合う。隙間Ｇ１の幅である第１の壁５１と第２の壁６１との間の距離は、半導体ウェハ２に粒子Ｃによって形成される膜の厚さよりも長い。
As shown in FIG. 5, the depth of the
互いに連通した第１の貫通口５２及び第２の貫通口６２は、隣接する他の第１の貫通口５２及び他の第２の貫通口６２と、隙間Ｇ１によって連通される。例えば壁面６１ｃに沿う隙間Ｇ１の断面積は、Ｚ軸と直交する第１の貫通口５２の断面積及び第２の貫通口６２の断面積のそれぞれよりも小さい。
The first through
図８は、第１の実施形態の二つのコリメート部材３２Ａ，３２Ｂの複数の第１の壁５１と複数の第２の壁６１とを模式的に示す斜視図である。図８は、説明のため、一つの第１の貫通口５２Ａを形成するコリメート部材３２Ａの六つの第１の壁５１と、一つの第１の貫通口５２Ｂを形成するコリメート部材３２Ｂの五つの第１の壁５１と、二つの第２の貫通口６２を形成する複数の第２の壁６１とを、模式的に示す。図８における第１の壁５１は、説明のための模式的な一例であり、図１乃至図４における第１の壁５１と異なり得る。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing the plurality of
図８の例において、コリメート部材３２Ａの一つの第１の壁５１と、コリメート部材３２Ｂの五つの第１の壁５１とが、一つの第１の貫通口５２Ｂを形成する。コリメート部材３２Ａの第１の壁５１と、コリメート部材３２Ｂの第１の壁５１とは、接触せず、Ｚ軸と交差する方向に互いに離間する。Ｚ軸と交差する方向は、第１の方向と交差する方向の一例である。
In the example of FIG. 8, one
コリメート部材３２Ａの複数の第１の壁５１と、コリメート部材３２Ｂの複数の第１の壁５１との間に、複数の隙間Ｇ２が設けられる。コリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂとの間の隙間Ｇ２は、略均一な幅を有し、Ｚ軸方向に延びる。隙間Ｇ２が略均一な幅を有することで、コリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂとの間で放電が生じることが抑制される。
A plurality of gaps G2 are provided between the plurality of
図２に示すように、コリメート部材３２Ａ，３２Ｂの間の隙間Ｇ２は、一つの第１の貫通口５２Ｂと、隣接する他の一つの第１の貫通口５２Ｂとに連通する。複数の第１の貫通口５２Ｂにそれぞれ、少なくとも二つの隙間Ｇ２が連通する。隙間Ｇ２の幅であるコリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１との間の距離は、隙間Ｇ１の幅である第１の壁５１と第２の壁６１との間の距離よりも長い。
As shown in FIG. 2, the gap G2 between the
以上説明したスパッタ装置１は、例えば、以下のようにマグネトロンスパッタリングを行う。なお、スパッタ装置１がマグネトロンスパッタリングを行う方法は、以下に説明される方法に限らない。 The sputtering apparatus 1 described above performs, for example, magnetron sputtering as follows. Note that the method by which the sputtering apparatus 1 performs magnetron sputtering is not limited to the method described below.
まず、図１に示すポンプ１７が、排出口２４から処理室１１ａの気体を吸引する。これにより、処理室１１ａの空気が除去され、処理室１１ａの気圧が低下する。ポンプ１７は、処理室１１ａを真空にする。
First, the
次に、タンク１８が、導入口２５から処理室１１ａに、アルゴンガスを導入する。ターゲット１２に電圧が印加されると、マグネット１４の磁場付近でプラズマＰが生じる。さらに、ステージ１３に電圧が印加されても良い。
Next, the
ターゲット１２の下面１２ａをイオンがスパッタすることで、ターゲット１２の下面１２ａから、半導体ウェハ２に向かって粒子Ｃが放出される。上述のように、粒子Ｃが飛ぶ方向は、コサイン則に従って分布する。
Ions are sputtered on the
鉛直方向に放出された粒子Ｃは、第１及び第２の貫通口５２，６２を通過して、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。一方、鉛直方向に対して斜めに交差する方向（傾斜方向）に放出される粒子Ｃも存在する。
The particles C released in the vertical direction pass through the first and second through
傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲外である粒子Ｃは、コリメータ１６に付着する。例えば、粒子Ｃは、第１又は第２の壁５１，６１に付着する。すなわち、コリメータ１６は、傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲外である粒子Ｃを遮断する。傾斜方向に飛ぶ粒子Ｃは、遮蔽部材１５に付着することもある。
The particles C whose angle between the tilt direction and the vertical direction is outside the predetermined range adhere to the
傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲内である粒子Ｃは、コリメータ１６の第１及び第２の貫通口５２，６２を通過して、ステージ１３に支持された半導体ウェハ２に向かって飛ぶ。なお、傾斜方向と鉛直方向との間の角度が所定の範囲内である粒子Ｃが、遮蔽部材１５又はコリメータ１６に付着することがある。
Particles C having an angle between the tilt direction and the vertical direction within a predetermined range pass through the first and second through
コリメータ１６の第１及び第２の貫通口５２，６２を通過した粒子Ｃは、半導体ウェハ２に付着及び堆積することで、半導体ウェハ２に成膜される。言い換えると、半導体ウェハ２は、ターゲット１２が放出した粒子Ｃにより、金属膜を形成される。第１及び第２の貫通口５２，６２を通過した粒子Ｃの向き（方向）は、鉛直方向に対して所定の範囲内で揃う。このように、コリメータ１６の形状によって、半導体ウェハ２に成膜される粒子Ｃの方向が制御される。
The particles C that have passed through the first and second through
半導体ウェハ２に成膜される粒子Ｃの膜の厚さが所望の厚さに達するまでの間、マグネット１４が移動する。マグネット１４が移動することで、プラズマＰが移動し、ターゲット１２を均一に削ることができる。
The
図５に示すように、第１の壁５１の下端面５１ｂと第２の壁６１の上端面６１ａとの近傍に向かって、粒子Ｃが飛来することがある。しかし、第１の壁５１の下端面５１ｂと第２の壁６１の上端面６１ａとが互いに離間しているため、粒子Ｃにより第１の壁５１と第２の壁６１とが結合されることが抑制される。
As shown in FIG. 5, the particles C may fly toward the vicinity of the
凸部７１が第１の壁５１の壁面５１ｃ，５１ｄから離間し、凹部７２が第２の壁６１の壁面６１ｃ，６１ｄから離間する。このため、粒子Ｃが凸部７１と凹部７２との接続部分に到達することが抑制され、粒子Ｃによりベース部材３１とコリメート部材３２とが結合されることが抑制される。
The
例えば、粒子Ｃが半導体ウェハ２の金属膜に衝突することで、当該金属膜から略上方向に粒子Ｃが放出されることがある。しかし、ターゲット１２から放出される粒子Ｃの方が、半導体ウェハ２の膜から放出される粒子Ｃよりも多い。
For example, when the particle C collides with the metal film of the
第１の壁５１は第２の壁６１よりも厚く、第１の壁５１の壁面５１ｃ，５１ｄと凸部７１との間の距離は、第２の壁６１の壁面６１ｃ，６１ｄと凹部７２との間の距離よりも長い。このため、第１の壁５１は、凸部７１と凹部７２との接続部分を大きく覆い、ターゲット１２から放出された粒子Ｃが凸部７１と凹部７２との接続部分に到達することを抑制する。
The
第１の壁５１の下端面５１ｂと第２の壁６１の上端面６１ａとの間の距離は、第１の壁５１及び第２の壁６１に堆積した粒子Ｃが第１の壁５１と第２の壁６１とを結合することを抑制可能なように設定される。さらに、第１の壁５１の下端面５１ｂと第２の壁６１の上端面６１ａとの間の距離、第１の壁５１の壁面５１ｃ，５１ｄと凸部７１との間の距離、そして第２の壁６１の壁面６１ｃ，６１ｄと凹部７２との間の距離は、粒子Ｃが凸部７１と凹部７２との接続部分に到達することを抑制可能なように設定される。
The distance between the
例えば、図１に示すように、Ｚ軸と直交する方向の平面視において、第１の壁５１の上端面５１ａと隙間Ｇ１とを結ぶ仮想線Ｌ１を定義する。さらに、図５に示すように、第１の壁５１の下端面５１ｂ及び壁面５１ｃ，５１ｄの角と、凸部７１及び凹部７２の接続部と、を結ぶ仮想線Ｌ２を定義する。この場合に、仮想線Ｌ１と中心軸Ａｘ（Ｚ軸）との間の角度Ｄ１が、仮想線Ｌ２と中心軸Ａｘ（Ｚ軸）との間の角度Ｄ２よりも小さくなるように、ベース部材３１及びコリメート部材３２の寸法が設定される。
For example, as shown in FIG. 1, an imaginary line L1 connecting the
図８に示すように、コリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１との近傍に向かって、粒子Ｃが飛来することがある。しかし、コリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１とが互いに離間しているため、粒子Ｃによりコリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂとが結合されることが抑制される。
As shown in FIG. 8, the particles C may fly toward the vicinity of the
第１の壁５１において、上端面５１ａのようなターゲット１２に近い部分ほど、粒子Ｃが付着及び堆積しやすい。コリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１との間の距離は、コリメート部材３２Ａ，３２Ｂに堆積した粒子Ｃがコリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂとを結合することを抑制可能なように設定される。
In the
本実施形態のコリメータ１６のベース部材３１及びコリメート部材３２は、例えば、３Ｄプリンタによって積層造形される。ベース部材３１及びコリメート部材３２は、鋳造や鍛造のような、他の方法によって製造されても良い。
The
以上説明された第１の実施形態に係るスパッタ装置１において、複数のコリメート部材３２は、ベース部材３１に取り外し可能に取り付けられ、Ｚ軸の正方向と交差する方向に隣り合い、複数の第１の壁５１によって並行に配置された複数の第１の貫通口５２を形成する。複数のコリメート部材３２をベース部材３１から取り外すことで、ベース部材３１と、複数のコリメート部材３２とを、例えばスパッタ装置１に対するコリメータ１６の取り付け及び取り外しの際に個別に扱うことができる。このように、コリメータ１６が分解及び組立可能であるため、一度に扱われるベース部材３１やコリメート部材３２のような部品の個々の重量を低減でき、スパッタ装置１に対するコリメータ１６の取り付け及び取り外しが容易となる。さらに、例えば、第１の壁５１に粒子Ｃが堆積した場合、コリメート部材３２を交換することで、コリメータ１６が粒子Ｃの向きを揃える精度を回復することができる。
In the sputtering apparatus 1 according to the first embodiment described above, the plurality of
コリメート部材３２Ａの複数の第１の壁５１と、コリメート部材３２Ｂの複数の第１の壁５１とは、Ｚ軸の正方向と交差する方向に互いに離間する。これにより、コリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１とが、例えばターゲット１２から飛来した粒子Ｃにより結合することが抑制される。従って、複数のコリメート部材３２の分解が妨げられることが抑制される。さらに、複数のコリメート部材３２が互いに干渉することが抑制され、コリメート部材３２の製造における精度を緩和させることができる。
The plurality of
ベース部材３１の内側部分６３は、内側部分６３の凹部７２がコリメート部材３２の凸部７１に接続されることで、複数のコリメート部材３２を支持する。支持されたコリメート部材３２の第１の壁５１は、内側部分６３からＺ軸の正方向に離間する。これにより、第１の壁５１と内側部分６３とが、例えばターゲット１２から飛来した粒子Ｃにより結合することが抑制される。従って、ベース部材３１とコリメート部材３２との分解が妨げられることが抑制される。
The
凸部７１は、第１の壁５１のうち一つから突出する。凹部７２は、第２の壁６１の上端面６１ａから窪むとともに凸部７１の一部が収容される。これにより、凸部７１を凹部７２に挿し込むだけで凹部７２が凸部７１に接続されるため、ベース部材３１とコリメート部材３２とを容易に組み立てることができる。
The
内側部分６３は、複数の第２の壁６１により形成されるとともに並行に配置された複数の第２の貫通口６２が設けられる。複数の第１の貫通口５２は、複数の第２の貫通口６２とＺ軸の正方向に並べられる。これにより、並べられた第１の貫通口５２及び第２の貫通口６２の長さをより長くすることができ、例えば、第１の壁５１及び第２の壁６１がターゲット１２から斜めに飛ぶ粒子Ｃを遮り、第１の貫通口５２及び第２の貫通口６２を通過する粒子Ｃの向きをより精度良く揃えることができる。
The
凸部７１は、第１の壁５１の二つの壁面５１ｃ，５１ｄの間に位置するとともに、二つの壁面５１ｃ，５１ｄから離間する。凹部７２は、第２の壁６１の二つの壁面６１ｃ，６１ｄの間に位置するとともに、二つの壁面６１ｃ，６１ｄから離間する。これにより、例えばターゲット１２から飛来した粒子Ｃが、凸部７１と凹部７２との接続部分に到達することが抑制される。従って、凸部７１と凹部７２との接続部分が粒子Ｃにより結合することが抑制され、ベース部材３１とコリメート部材３２との分解が妨げられることが抑制される。
The
二つの壁面５１ｃ，５１ｄの間の距離は、二つの壁面６１ｃ，６１ｄの間の距離よりも大きい。これにより、ターゲット１２がコリメータ１６からＺ軸の正方向に離間した位置に配置される場合、ターゲット１２から飛来した粒子Ｃが、凸部７１と凹部７２との接続部分に到達することが抑制される。従って、凸部７１と凹部７２との接続部分が粒子Ｃにより結合することが抑制され、ベース部材３１とコリメート部材３２との分解が妨げられることが抑制される。
The distance between the two
コリメート部４２は、内側部分６３と外側部分６４とを有する。内側部分６３は、複数のコリメート部材３２を支持する底部６６を有する。外側部分６４は、複数のコリメート部材３２を囲む。これにより、複数のコリメート部材３２の形状を同一に設計しやすくなる。さらに、複数のコリメート部材３２を小型化及び軽量化することができる。
The
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description of the plurality of embodiments, components having the same functions as the components already described are denoted by the same reference numerals as those described above, and further description may be omitted. . In addition, a plurality of components to which the same reference numerals are attached do not necessarily have the same functions and properties, and may have different functions and properties according to each embodiment.
図９は、第２の実施形態に係る複数のコリメート部材３２の一部を示す斜視図である。図９に示すように、例えば隣り合うコリメート部材３２Ａ，３２Ｂの複数の第１の壁５１により、第１の貫通口５２Ｂが形成される。
FIG. 9 is a perspective view showing a part of the plurality of
第１の貫通口５２Ｂを形成するコリメート部材３２Ａの複数の第１の壁５１は、第１の端壁８１を含む。第１の端壁８１は、他の二つの第１の壁５１に接続されるとともに、コリメート部材３２Ｂに向かって延びる一つの第１の壁５１である。第１の端壁８１は、第１の基壁８２と、複数の第１の凸壁８３とを含む。
The plurality of
第１の基壁８２は、他の二つの第１の壁５１から、コリメート部材３２Ｂに向かって突出する。コリメート部材３２Ｂに向く第１の基壁８２の端面８２ａは、Ｚ軸方向に略直線状に延びる。Ｚ軸方向において、第１の基壁８２は、コリメート部材３２Ａの上端部５５から下端部５６に亘って設けられる。
The
複数の第１の凸壁８３は、第１の基壁８２の端面８２ａから、コリメート部材３２Ｂに向かって略平行に突出する。Ｚ軸方向における、複数の第１の凸壁８３のそれぞれの長さ（幅）は、第１の基壁８２の長さよりも短い。複数の第１の凸壁８３は、Ｚ軸方向に間隔を介して並べられる。
The plurality of first
第１の貫通口５２Ｂを形成するコリメート部材３２Ｂの複数の第１の壁５１は、第２の端壁８５を含む。第２の端壁８５は、他の二つの第１の壁５１に接続されるとともに、コリメート部材３２Ａに向かって延びる一つの第１の壁５１である。第２の端壁８５は、第２の基壁８６と、複数の第２の凸壁８７とを含む。
The plurality of
第２の基壁８６は、他の二つの第１の壁５１から、コリメート部材３２Ａに向かって突出する。コリメート部材３２Ａに向く第２の基壁８６の端面８６ａは、Ｚ軸方向に略直線状に延びる。第２の基壁８６の端面８６ａと第１の基壁８２の端面８２ａとは、間隔を介して向かい合う。Ｚ軸方向において、第２の基壁８６は、コリメート部材３２Ｂの上端部５５から下端部５６に亘って設けられる。
The
複数の第２の凸壁８７は、第２の基壁８６の端面８６ａから、コリメート部材３２Ａに向かって略平行に突出する。Ｚ軸方向における、複数の第２の凸壁８７のそれぞれの長さ（幅）は、第２の基壁８６の長さよりも短い。複数の第２の凸壁８７は、Ｚ軸方向に間隔を介して並べられる。
The plurality of second
複数の第１の凸壁８３と複数の第２の凸壁８７とは、Ｚ軸方向に間隔を介して交互に並べられる。さらに、コリメート部材３２Ｂに向く第１の凸壁８３の端面８３ａは、間隔を介して第２の基壁８６の端面８６ａに向く。コリメート部材３２Ａに向く第２の凸壁８７の端面８７ａは、間隔を介して第１の基壁８２の端面８２ａに向く。
The plurality of first
第１の端壁８１と第２の端壁８５とは、接触せず、Ｚ軸方向及びＺ軸と交差する方向に互いに離間する。第１の端壁８１と第２の端壁８５との間に、略均一な幅を有するとともに蛇行する隙間Ｇ２が設けられる。
The
複数の第１の凸壁８３及び複数の第２の凸壁８７は、端凸壁８９を含む。端凸壁８９は、Ｚ軸方向に並ぶ複数の第１の凸壁８３及び複数の第２の凸壁８７のうち、Ｚ軸の正方向の端に位置する第１の凸壁８３又は第２の凸壁８７である。本実施形態において、Ｚ軸の正方向の端に位置する第２の凸壁８７が端凸壁８９である。しかし、第１の凸壁８３が端凸壁８９であっても良い。
The plurality of first
第１の凸壁８３及び第２の凸壁８７が突出する方向（長手方向）において、端凸壁８９の長さは、第１の凸壁８３の長さよりも短く、且つ他の第２の凸壁８７の長さよりも短い。長手方向は、第２の方向の一例である。
In the direction (longitudinal direction) in which the first
端凸壁８９である第２の凸壁８７の端面８７ａと第１の基壁８２の端面８２ａとの間の距離は、他の第２の凸壁８７の端面８７ａと第１の基壁８２の端面８２ａとの間の距離よりも長い。さらに、端凸壁８９である第２の凸壁８７の端面８７ａと第１の基壁８２の端面８２ａとの間の距離は、第１の凸壁８３の端面８３ａと第２の基壁８６の端面８６ａとの間の距離よりも長い。
The distance between the
以上説明された第２の実施形態のスパッタ装置１において、コリメート部材３２Ａの複数の第１の凸壁８３と、コリメート部材３２Ｂの複数の第２の凸壁８７とは、Ｚ軸の正方向に間隔を介して交互に並べられる。これにより、コリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂが離間するとともに、複数の第１の凸壁８３及び複数の第２の凸壁８７が、例えばターゲット１２から斜めに飛ぶ粒子Ｃを遮る。従って、コリメート部材３２Ａとコリメート部材３２Ｂとが粒子Ｃにより結合することが抑制されるとともに、第１の貫通口５２を通過する粒子Ｃの向きをより精度良く揃えることができる。
In the sputtering apparatus 1 of the second embodiment described above, the plurality of first
ターゲット１２がコリメータ１６からＺ軸の正方向に離間した位置に配置される場合、ターゲット１２から飛来した粒子Ｃは、Ｚ軸の正方向の端に位置する端凸壁８９に付着しやすい。複数の第１の凸壁８３及び複数の第２の凸壁８７のうち、端凸壁８９は、他よりも長手方向における長さが短い。このため、端凸壁８９が堆積した粒子Ｃにより他の第１の壁５１に結合することが抑制される。
When the
（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、第３の実施形態に係る複数のコリメート部材３２を示す平面図である。図１０に示すように、Ｚ軸方向の平面視において、一つの第１の貫通口５２Ｂの中心と、当該第１の貫通口５２Ｂに連通する一つの隙間Ｇ２と、を結ぶ仮想線Ｌ３は、当該第１の貫通口５２Ｂの中心と、当該第１の貫通口５２Ｂに連通する他の一つの隙間Ｇ２と、を結ぶ仮想線Ｌ４と交差する。すなわち、仮想線Ｌ３と仮想線Ｌ４とが異なっており、一致しない。このため、複数の隙間Ｇ２が直線状に並ばない。仮想線Ｌ３は、第１の仮想線の一例である。仮想線Ｌ４は、第２の仮想線の一例である。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing a plurality of
複数の第１の貫通口５２Ｂのそれぞれにおいて、仮想線Ｌ３と仮想線Ｌ４とが交差する。このような第３の実施形態の複数のコリメート部材３２も、互いに略同一の形状を有する。なお、少なくとも一つの第１の貫通口５２Ｂにおいて、仮想線Ｌ３と仮想線Ｌ４とが一致し、二つの隙間Ｇ２が対向しても良い。
In each of the plurality of first through
以上説明された第３の実施形態のスパッタ装置１において、コリメート部材３２Ａの第１の壁５１とコリメート部材３２Ｂの第１の壁５１とによって形成された第１の貫通口５２Ｂに、二つの隙間Ｇ２が連通する。Ｚ軸の正方向の平面視において、一つの第１の貫通口５２Ｂの中心と、当該第１の貫通口５２Ｂに連通する一つの隙間Ｇ２と、を結ぶ仮想線Ｌ３は、当該第１の貫通口５２Ｂの中心と、当該第１の貫通口５２Ｂに連通する他の一つの隙間Ｇ２と、を結ぶ仮想線Ｌ４と交差する。これにより、第１の貫通口５２Ｂに連通する一つの隙間Ｇ２を通過した粒子Ｃが、当該第１の貫通口５２Ｂに連通する他の隙間Ｇ２をさらに通過することが抑制される。従って、第１の壁５１がターゲット１２から斜めに飛ぶ粒子を遮り、第１の貫通口５２を通過する粒子Ｃの向きをより精度良く揃えることができる。
In the sputtering apparatus 1 of the third embodiment described above, two gaps are formed in the first through
（第４の実施形態）
以下に、第４の実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第４の実施形態に係るコリメータ１６を示す斜視図である。図１２は、第４の実施形態のコリメータ１６の一部を示す断面図である。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a perspective view showing a
図１２に示すように、第４の実施形態のベース部材３１は、コリメート部４２の代わりに、支持枠９１を有する。支持枠９１は、支持部の一例である。支持枠９１は、略円環状に形成され、枠４１の内周面４１ａに接続される。第４の実施形態において、凹部７２は、支持枠９１に設けられ、支持枠９１の上端面９１ａから窪む。上端面９１ａは、Ｚ軸の正方向における支持枠９１の端面である。
As shown in FIG. 12, the
枠４１は、上端面４１ｂと、下端面４１ｃとを有する。上端面４１ｂは、Ｚ軸の正方向における枠４１の端面である。下端面４１ｃは、Ｚ軸の負方向における枠４１の端面である。支持枠９１は、下端面４１ｃの近傍に位置する。枠４１の上端面４１ｂに、複数の凹部９３が設けられる。凹部９３は、上端面４１ｂから窪む有底の穴である。
The
第４の実施形態において、複数の第１の壁５１は、枠壁９５を含む。枠壁９５は、枠４１の内周面４１ａに沿って延びる壁である。枠壁９５も、他の複数の第１の壁５１とともに、第１の貫通口５２を形成する。
In the fourth embodiment, the plurality of
枠壁９５は、内周面９５ａと、外周面９５ｂと、下端面９５ｃとを有する。内周面９５ａは、中心軸Ａｘに向き、複数の第１の壁５１に接続される。外周面９５ｂは、内周面の反対側に位置し、枠４１の内周面４１ａに面する。下端面９５ｃは、Ｚ軸の負方向における枠壁９５の端面である。下端面９５ｃと、支持枠９１の上端面９１ａとは、間隔を介して向かい合う。第４の実施形態において、凸部７１は、枠壁９５に設けられ、枠壁９５の下端面９５ｃから突出する。
The
複数のコリメート部材３２はそれぞれ、フランジ部９６をさらに有する。フランジ部９６は、外周面９５ｂから突出する。フランジ部９６は、下端面９６ａを有する。下端面９６ａは、Ｚ軸の負方向におけるフランジ部９６の端面である。下端面９６ａと、枠４１の上端面４１ｂとは、間隔を介して向かい合う。下端面９６ａに、凸部９８が設けられる。凸部９８は、下端面９６ａから、Ｚ軸の負方向に突出する。
Each of the plurality of
凹部７２に凸部７１が挿入され、凸部７１と凹部７２とが接続される。凹部７２の底面７２ａは、コリメート部材３２の凸部７１を支持する。さらに、凹部９３に凸部９８が挿入され、凸部９８と凹部９３とが接続される。凹部９３の底面９３ａは、コリメート部材３２の凸部９８を支持する。これにより、コリメート部材３２が、ベース部材３１に取り付けられる。凸部７１，９８が凹部７２，９３から抜かれることで、コリメート部材３２はベース部材３１から取り外される。
The
凸部７１が凹部７２の底面７２ａに支持された状態において、枠壁９５が、支持枠９１からＺ軸の正方向に離間する。さらに、凸部９８が凹部９３の底面９３ａに支持された状態において、凸部９８の一部が凹部９３に収容されるとともに、凸部９８の他の部分が凹部９３の外に位置する。このため、フランジ部９６が、枠４１からＺ軸の正方向に離間する。
In a state where the
以上説明された第４の実施形態のように、ベース部材３１は、コリメート部４２の代わりに支持枠９１を有しても良い。なお、ベース部材３１がコリメート部４２と支持枠９１との両方を有しても良い。
As in the fourth embodiment described above, the
以上説明した少なくとも一つの実施形態において、スパッタ装置１が処理装置の一例である。しかし、処理装置は、蒸着装置のような他の装置であっても良い。処理装置が蒸着装置である場合、例えば、蒸発させられる材料が粒子発生源の一例であり、当該材料から発生する蒸気が粒子の一例であり、蒸着させられる加工対象が物体の一例である。気化した物質である蒸気は、一種類又は複数種類の分子を含む。当該分子は粒子である。蒸着装置において、コリメータ１６は、例えば、蒸発させられる材料が配置される位置と、加工対象が配置される位置との間に配置される。
In at least one embodiment described above, the sputtering apparatus 1 is an example of a processing apparatus. However, the processing apparatus may be another apparatus such as a vapor deposition apparatus. When the processing apparatus is a vapor deposition apparatus, for example, the material to be evaporated is an example of a particle generation source, the vapor generated from the material is an example of particles, and the processing target to be vapor deposited is an example of an object. Vapor, which is a vaporized substance, contains one or more types of molecules. The molecule is a particle. In the vapor deposition apparatus, the
粒子は、処理装置に応じて、分子、原子、イオン、原子核、電子、素粒子、蒸気（気化した物質）、及び電磁波（光子）のような、物質又はエネルギー線を構成する種々の粒子であっても良い。 Depending on the processing equipment, the particles are various particles that make up substances or energy rays, such as molecules, atoms, ions, nuclei, electrons, elementary particles, vapors (vaporized substances), and electromagnetic waves (photons). May be.
以上説明された少なくとも一つの実施形態によれば、複数の整流部材は、取付部材に取り外し可能に取り付けられ、第１の方向と交差する方向に隣り合い、複数の第１の壁によって並行に配置された複数の第１の貫通口を形成する。複数の整流部材を取付部材から取り外すことで、取付部材と、複数の整流部材とを、例えばコリメータの設置のための搬送時や組立時に個別に扱うことができる。このように、コリメータが分解及び組立可能であるため、一度に扱われる取付部材や整流部材のような部品の個々の重量を低減でき、コリメータの取り付け及び取り外しが容易となる。 According to at least one embodiment described above, the plurality of rectifying members are detachably attached to the attachment member, are adjacent to each other in a direction intersecting the first direction, and are arranged in parallel by the plurality of first walls. The plurality of first through holes formed are formed. By removing the plurality of rectifying members from the mounting member, the mounting member and the plurality of rectifying members can be handled individually, for example, at the time of transportation or assembly for installing the collimator. Thus, since the collimator can be disassembled and assembled, the individual weights of parts such as the mounting member and the rectifying member that are handled at a time can be reduced, and the collimator can be easily attached and detached.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。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とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…スパッタ装置、２…半導体ウェハ、１２…ターゲット、１３…ステージ、１６…コリメータ、２１…上壁、３１…ベース部材、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ…コリメート部材、４１…枠、４２…コリメート部、５１…第１の壁、５１ａ…上端面、５１ｂ…下端面、５１ｃ，５１ｄ…壁面、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ…第１の貫通口、６１…第２の壁、６１ａ…上端面、６１ｂ…下端面、６１ｃ，６１ｄ…壁面、６２…第２の貫通口、６３…内側部分、７１…凸部、７２…凹部、８３…第１の凸壁、８７…第２の凸壁、８９…端凸壁、９１…支持枠、９１ａ…上端面、９５…枠壁、９５ａ…内周面、９５ｂ…外周面、９５ｃ…下端面、Ｃ…粒子、Ｇ１，Ｇ２…隙間、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…仮想線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputtering device, 2 ... Semiconductor wafer, 12 ... Target, 13 ... Stage, 16 ... Collimator, 21 ... Upper wall, 31 ... Base member, 32, 32A, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F ... Collimating member, 41 ... frame, 42 ... collimating part, 51 ... first wall, 51a ... upper end surface, 51b ... lower end surface, 51c, 51d ... wall surface, 52, 52A, 52B, 52C ... first through hole, 61 ... second Wall, 61a ... upper end surface, 61b ... lower end surface, 61c, 61d ... wall surface, 62 ... second through-hole, 63 ... inner part, 71 ... convex portion, 72 ... concave portion, 83 ... first convex wall, 87 ... Second convex wall, 89 ... end convex wall, 91 ... support frame, 91a ... upper end surface, 95 ... frame wall, 95a ... inner peripheral surface, 95b ... outer peripheral surface, 95c ... lower end surface, C ... particles, G1, G2 ... Gap, L1, L2, L3, L4 ... Virtual line.
Claims (11)
複数の第１の壁をそれぞれ有し、前記取付部材に取り外し可能に取り付けられ、前記第１の方向と交差する方向に隣り合い、前記複数の第１の壁によって並行に配置された複数の第１の貫通口を形成する、複数の整流部材と、
を具備するコリメータ。 An attachment member having a frame extending in a first direction;
A plurality of first walls each having a plurality of first walls, removably attached to the attachment member, adjacent to each other in a direction intersecting the first direction, and arranged in parallel by the plurality of first walls. A plurality of rectifying members forming one through hole;
A collimator comprising:
前記第１の整流部材の前記複数の第１の壁と、前記第２の整流部材の前記複数の第１の壁とは、前記第１の方向と交差する方向に互いに離間する、
請求項１のコリメータ。 The plurality of rectifying members include a first rectifying member having the plurality of first walls, and the first rectifying member having the plurality of first walls and intersecting the first direction. An adjacent second rectifying member,
The plurality of first walls of the first rectifying member and the plurality of first walls of the second rectifying member are separated from each other in a direction intersecting the first direction.
The collimator of claim 1.
前記複数の第１の壁は、前記支持部から前記第１の方向に離間し、
前記複数の整流部材はそれぞれ、前記複数の第１の壁のうち一つに第１の接続部が設けられ、
前記支持部は、前記第１の方向における端面を有し、前記端面に複数の第２の接続部が設けられ、前記複数の第２の接続部がそれぞれ前記第１の接続部に接続されることで前記複数の整流部材を支持する、
請求項１又は請求項２のコリメータ。 The mounting member has a support portion connected to the frame,
The plurality of first walls are separated from the support portion in the first direction,
Each of the plurality of rectifying members is provided with a first connection portion on one of the plurality of first walls,
The support portion has an end surface in the first direction, a plurality of second connection portions are provided on the end surface, and the plurality of second connection portions are respectively connected to the first connection portions. To support the plurality of rectifying members,
The collimator according to claim 1 or 2.
前記複数の第２の接続部はそれぞれ、前記端面から窪むとともに前記凸部の一部が収容される凹部を含む、
請求項３のコリメータ。 The first connection portion includes a convex portion protruding from one of the plurality of first walls,
Each of the plurality of second connection portions includes a recess that is recessed from the end face and that accommodates a part of the protrusion.
The collimator according to claim 3.
前記複数の第１の貫通口が、前記複数の第２の貫通口と前記第１の方向に並べられる、
請求項３又は請求項４のコリメータ。 The support portion has a plurality of second walls, and is provided with a plurality of second through holes formed in parallel with the plurality of second walls,
The plurality of first through holes are aligned with the plurality of second through holes in the first direction.
The collimator according to claim 3 or claim 4.
前記複数の第１の壁はそれぞれ、一つの前記第１の貫通口の内側に向く第１の面と、前記第１の面の反対側に位置する第２の面と、を有し、
前記複数の第２の壁はそれぞれ、一つの前記第２の貫通口の内側に向く第３の面と、前記第３の面の反対側に位置する第４の面と、を有し、
前記第１の接続部は、一つの前記第１の壁の前記第１の面と前記第２の面との間に位置するとともに、前記第１の面及び前記第２の面から離間し、
前記複数の第２の接続部はそれぞれ、一つの前記第２の壁の前記第３の面と前記第４の面との間に位置するとともに、前記第３の面及び前記第４の面から離間する、
請求項５のコリメータ。 The plurality of second connection portions are provided on the plurality of second walls,
Each of the plurality of first walls has a first surface facing the inside of one of the first through holes, and a second surface located on the opposite side of the first surface,
Each of the plurality of second walls has a third surface facing the inside of one second through hole, and a fourth surface located on the opposite side of the third surface,
The first connection portion is located between the first surface and the second surface of one of the first walls, and is separated from the first surface and the second surface,
Each of the plurality of second connection portions is located between the third surface and the fourth surface of one second wall, and from the third surface and the fourth surface. Separate,
The collimator of claim 5.
前記複数の第１の貫通口は、前記第１の整流部材の少なくとも一つの前記第１の壁と前記第２の整流部材の少なくとも一つの前記第１の壁とによってそれぞれが形成された複数の中間開口を含み、
前記複数の中間開口にそれぞれ、二つの前記隙間が連通し、
前記第１の方向の平面視において、一つの前記中間開口の中心と、当該中間開口に連通する一つの前記隙間と、を結ぶ第１の仮想線は、当該中間開口の中心と、当該中間開口に連通する他の一つの前記隙間と、を結ぶ第２の仮想線と交差する、
請求項２のコリメータ。 A plurality of gaps are provided between the plurality of first walls of the first rectifying member and the plurality of first walls of the second rectifying member;
The plurality of first through holes are each formed by at least one first wall of the first rectifying member and at least one first wall of the second rectifying member. Including an intermediate opening,
Two of the gaps communicate with each of the plurality of intermediate openings,
In plan view in the first direction, the first imaginary line connecting the center of one intermediate opening and the one gap communicating with the intermediate opening is the center of the intermediate opening and the intermediate opening. Intersects with a second imaginary line connecting the other one of the gaps communicating with
The collimator according to claim 2.
前記第２の整流部材の前記複数の第１の壁のうち一つは、前記第１の整流部材に向かって突出するとともに前記第１の方向に間隔を介して並べられた複数の第２の凸壁を有し、
前記複数の第１の凸壁と前記複数の第２の凸壁とは、前記第１の方向に間隔を介して交互に並べられた、
請求項２のコリメータ。 One of the plurality of first walls of the first rectifying member protrudes toward the second rectifying member and a plurality of first walls arranged in the first direction with an interval therebetween. Has a convex wall,
One of the plurality of first walls of the second rectifying member protrudes toward the first rectifying member and a plurality of second walls arranged in the first direction with an interval therebetween. Has a convex wall,
The plurality of first convex walls and the plurality of second convex walls are alternately arranged with an interval in the first direction,
The collimator according to claim 2.
前記物体配置部から前記第１の方向に離間した位置に配置され、前記物体に向かって粒子を放出することが可能な粒子発生源が配置されるよう構成された発生源配置部と、
前記物体配置部と前記発生源配置部との間に配置された、請求項１乃至請求項１０のうちいずれか一つのコリメータと、
を具備する処理装置。 An object placement unit configured to place an object;
A source arrangement unit arranged at a position spaced from the object arrangement unit in the first direction and configured to arrange a particle generation source capable of emitting particles toward the object; and
The collimator according to any one of claims 1 to 10, wherein the collimator is disposed between the object placement unit and the generation source placement unit.
A processing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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| JP2018053239A JP2019163528A (en) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Collimator and processor |
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