JP2003105538A - Plasma film forming device - Google Patents
Plasma film forming deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、PVD処理を行う
ための蒸発源と、マイクロ波プラズマ源とを組み合わせ
たプラズマ成膜装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma film forming apparatus in which an evaporation source for performing PVD processing and a microwave plasma source are combined.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平10−219444号公報には、
マイクロ波ECRプラズマ源とスパッタ装置を融合した
装置において、スパッタカソードとマイクロ波プラズマ
室との間にスリット状障壁を設けて、スパッタされた粒
子がプラズマ室に逆流することを防止した技術が開示さ
れている。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-219444 discloses
In a device in which a microwave ECR plasma source and a sputtering device are integrated, a technique is disclosed in which a slit-shaped barrier is provided between a sputtering cathode and a microwave plasma chamber to prevent sputtered particles from flowing back to the plasma chamber. ing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】プラズマ源に不要付着
物がついた場合、プラズマ源の動作が不安定になるなど
の弊害が生じるため、これを防止する必要がある。とこ
ろが、特開平10−219444号公報に記載の技術の
ようにスリット状障壁を設けてプラズマ源に飛来する粒
子を遮断する場合、プラズマ源で発生したプラズマがス
リットによって遮蔽され、成膜チャンバの中に所望のプ
ラズマを誘引することができないという問題が発生す
る。When the plasma source has unwanted deposits, the plasma source may become unstable in operation, which must be prevented. However, when the slit-shaped barrier is provided to block the particles flying to the plasma source as in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-219444, the plasma generated by the plasma source is blocked by the slit, and Moreover, there arises a problem that a desired plasma cannot be attracted.
【0004】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であり、蒸発源とマイクロ波プラズマ源とを組み合わせ
た場合に、蒸発源からの飛散する成膜材料がマイクロ波
プラズマ源に与える影響の少ない装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and when the evaporation source and the microwave plasma source are combined, the film forming material scattered from the evaporation source has little influence on the microwave plasma source. The purpose is to provide a device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次の技術的手段を採用した。すなわち、
本発明は、基板が収納されるチャンバと、前記基板に対
してPVD処理を行うべく前記チャンバ内に設けられた
蒸発源とが設けられ、プラズマ源用のガスが内部に導入
される中空筒体の外周側からマイクロ波を供給するマイ
クロ波供給源を備えるとともに、中空筒体の内部でマイ
クロ波プラズマを発生させ、中空筒体の長手方向一端側
のプラズマ放出口から前記チャンバ内にマイクロ波プラ
ズマを供給するプラズマ源が設けられていることを特徴
とするプラズマ成膜装置である。In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is,
The present invention provides a hollow cylindrical body in which a chamber for accommodating a substrate and an evaporation source provided in the chamber for performing PVD processing on the substrate are provided, and a gas for a plasma source is introduced into the chamber. A microwave supply source for supplying microwaves from the outer peripheral side of the hollow cylinder is used to generate microwave plasma inside the hollow cylinder, and the microwave plasma is introduced into the chamber from the plasma discharge port on one end side in the longitudinal direction of the hollow cylinder. The plasma film forming apparatus is characterized in that a plasma source for supplying is provided.
【0006】かかる構成とすることで、蒸発源からの粒
子はプラズマ放出口付近には到達できても中空筒体の奥
には到達し難い。この結果、マイクロはプラズマ源の飛
散粒子による不要物被膜から免れることができる。ま
た、前記蒸発源から飛散する成膜材料が前記プラズマ放
出口付近に付着することを防止するための遮蔽部材がマ
イクロ波プラズマ源と前記蒸発源との間に設けられてい
るのが好ましい。前記遮蔽部材は、前記プラズマ放出口
を開閉するシャッタ装置であれば、プロセスに応じて飛
散粒子の付着を制御できる。With this structure, particles from the evaporation source can reach the vicinity of the plasma emission port but hardly reach the inside of the hollow cylindrical body. As a result, the micro can be escaped from the unwanted film due to the scattered particles of the plasma source. Further, it is preferable that a shielding member for preventing the film forming material scattered from the evaporation source from adhering to the vicinity of the plasma emission port is provided between the microwave plasma source and the evaporation source. If the shielding member is a shutter device that opens and closes the plasma emission port, the attachment of scattered particles can be controlled according to the process.
【0007】さらに、チャンバ内で自転するテーブル
と、テーブル上に当該テーブルと同軸状に配置された柱
体とを備え、前記蒸発源と前記プラズマ源とは前記柱体
を中心とした対向配置とされて、前記柱体が蒸発源から
飛散した成膜材料が前記プラズマ放出口に向かうのを遮
断するよう構成されているのが好ましい。柱体まわりに
基板を配置することにより、蒸発源による成膜とプラズ
マ源による成膜を実施できるとともに、蒸発源から飛散
した成膜材料を柱体で遮蔽でき、プラズマ源の安定動作
が図れる。Further, it is provided with a table rotating in the chamber and a columnar body arranged coaxially with the table on the table, and the evaporation source and the plasma source are opposed to each other with the columnar body as a center. It is preferable that the pillar is configured to block the film forming material scattered from the evaporation source from going to the plasma emission port. By arranging the substrate around the pillar, the film formation by the evaporation source and the plasma source can be performed, and the film forming material scattered from the evaporation source can be shielded by the pillar, and the stable operation of the plasma source can be achieved.
【0008】そして、チャンバ内を前記蒸発源側とプラ
ズマ源側とに2分割する遮蔽板を設けると、蒸発源とプ
ラズマ源との間で干渉を起こすことが少なくなる。前記
遮蔽板で2分割されたチャンバ内の空間の圧力をそれぞ
れ別々に設定可能に構成すれば、蒸発源によるプロセス
とプラズマ源によるプロセスにおける最適圧力の相違に
対応でき、最適なプロセスが得られる。前記蒸発源の蒸
発面に対する法線方向と前記プラズマ源の前記中空筒体
の軸線方向との角度が90度以内となるように、前記蒸
発源及び前記プラズマ源が配置されているのが好まし
く、かかる配置であれば、各源から放出される成膜材料
が他方の源に付着するのが少なくなる。If a shielding plate is provided which divides the inside of the chamber into the evaporation source side and the plasma source side, interference between the evaporation source and the plasma source is reduced. If the pressure of the space in the chamber divided into two by the shielding plate can be set separately, it is possible to cope with the difference in the optimum pressure between the process using the evaporation source and the process using the plasma source, and the optimum process can be obtained. It is preferable that the evaporation source and the plasma source are arranged such that the angle between the normal to the evaporation surface of the evaporation source and the axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source is within 90 degrees, With such an arrangement, the film-forming material emitted from each source is less likely to adhere to the other source.
【0009】さらに、前記蒸発源の蒸発面に対する法線
方向と前記プラズマ源の前記中空筒体の軸線方向とが互
いに略平行又は略0度となるように、前記蒸発源及び前
記プラズマ源が配置されているのが一層好ましい。ま
た、蒸発源の背後には成膜粒子は飛びにくいので、前記
蒸発源の背後に前記プラズマ源が配置されているのが好
ましい。前記蒸発源の略中央に設けられた孔が前記プラ
ズマ放出口となるように前記プラズマ源が配置されてい
れば、蒸発源によるプロセスの際の放電をプラズマ源の
プラズマにより活性化させることができる。Further, the evaporation source and the plasma source are arranged such that the direction normal to the evaporation surface of the evaporation source and the axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source are substantially parallel to each other or substantially 0 degrees. Is more preferable. Further, since the film-forming particles are less likely to fly behind the evaporation source, it is preferable that the plasma source is arranged behind the evaporation source. If the plasma source is arranged so that the hole provided at the substantially center of the evaporation source serves as the plasma emission port, the discharge of the evaporation source during the process can be activated by the plasma of the plasma source. .
【0010】また、前記蒸発源の蒸発面に対する放線方
向の延長位置と、前記プラズマ源の前記中空筒体の軸線
方向の延長位置との間で、前記基板を移動させる搬送手
段が設けられていれば、基板に対して略垂直に成膜でき
る。前記蒸発源による成膜時に使用されるプロセスガス
を前記中空筒体から前記チャンバ内に供給するように構
成されていれば、蒸発源による成膜であって放電を利用
したプロセスの場合、プラズマ源により予め活性化した
ガスを供給することで放電状態を制御できる。Further, there is provided a transfer means for moving the substrate between an extension position in the radial direction with respect to the evaporation surface of the evaporation source and an extension position in the axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source. For example, the film can be formed substantially perpendicular to the substrate. If the process gas used during the film formation by the evaporation source is configured to be supplied from the hollow cylindrical body into the chamber, in the case of the film formation by the evaporation source and the process utilizing discharge, the plasma source Thus, the discharge state can be controlled by supplying the gas that has been activated in advance.
【0011】前記プラズマ源用の低真空排気系と、前記
蒸発源用の高真空排気系の2系統の排気系をそれぞれ備
えているのが好ましい。プラズマ源によるプロセスと、
蒸発源によるプロセスは最適圧力が異なり、しかもプラ
ズマ源によるプロセスでは大量のダストが排出される場
合があるので、各源ごとにそれぞれ排気系をもうけてお
くことで、コスト的にもメンテナンスの容易さでも効果
がある。前記チャンバは、一部にマイクロ波が外部に漏
洩可能なガラス等の材質からなる内部観察用窓部を具備
し、当該内部観察用窓部はマイクロ波がチャンバ外へ漏
洩することを防止する漏洩防止手段を有するのが好まし
い。It is preferable to provide two exhaust systems, a low vacuum exhaust system for the plasma source and a high vacuum exhaust system for the evaporation source. Plasma source process,
Since the optimum pressure differs in the process using the evaporation source, and a large amount of dust may be discharged in the process using the plasma source, providing an exhaust system for each source facilitates maintenance in terms of cost. But it works. The chamber has an internal observation window part made of a material such as glass that allows microwaves to leak outside, and the internal observation window part prevents leakage of microwaves to the outside of the chamber. It is preferable to have a preventive means.
【0012】前記内部観察用窓部は、2.45GHzの
マイクロ波をカットオフ周波数とする導波管の直径より
小さい直径の円筒管として構成され、当該円筒管を窓部
のマイクロ波の漏洩防止手段とすることができる。ある
いは、前記内部観察用窓部は、矩形筒導波管として構成
され、当該矩形長辺の長さを2.45GHzのマイクロ
波をカットオフ周波数とする長さよりも短くし、当該矩
形管を窓部のマイクロ波の漏洩防止手段とすることがで
きる。前記基板に対し前記プラズマ源による前処理の
後、前記蒸発源でPVD成膜が行われるよう制御される
のが好ましい。The window for internal observation is constructed as a cylindrical tube having a diameter smaller than the diameter of a waveguide having a cutoff frequency of microwave of 2.45 GHz, and the cylindrical tube is used to prevent leakage of microwaves in the window. It can be a means. Alternatively, the internal observation window portion is configured as a rectangular tube waveguide, and the length of the rectangular long side is made shorter than the length at which the microwave of 2.45 GHz is used as a cutoff frequency, and the rectangular tube is opened as a window. It can be used as a means for preventing microwave leakage of the part. After the substrate is pretreated with the plasma source, it is preferable that PVD film formation is controlled by the evaporation source.
【0013】前記前処理がCVD成膜であれば、CVD
の高速成膜性と、PVDの膜性能を両得できる。前記基
板に対し前記蒸発源でPVD成膜した後、前記プラズマ
源でCVD成膜が行われるように制御されるのが好まし
い。CVDでは成膜することが難しい金属系の中間層な
どPVDで成膜し、その後、CVDで高速成膜すること
で、密着性と高速成膜性を両得できる。前記PVD成膜
は金属薄膜であるのが好ましい。また、前記CVD成膜
は炭化水素を含むCVDであるのが好ましい。If the pretreatment is CVD film formation, CVD
Both high-speed film-forming property and PVD film performance can be obtained. It is preferable that after the PVD film is formed on the substrate by the evaporation source, the CVD film is formed by the plasma source. By forming a PVD film such as a metal-based intermediate layer, which is difficult to form by CVD, and then forming a film at a high speed by CVD, both adhesion and high-speed film formability can be obtained. The PVD film is preferably a metal thin film. Further, it is preferable that the CVD film formation is a CVD containing a hydrocarbon.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、第1の実施形態に係る成膜
装置1を示している。この成膜装置1は、処理対象であ
る基板が収納される真空チャンバ(真空容器)2と、プ
ラズマを発生させるプラズマ源3と、基板にPVD処理
を行うための蒸発源4とを備えている。具体的には、蒸
発源4を有するチャンバ2にプラズマ源3を追加して搭
載して構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a film forming apparatus 1 according to the first embodiment. The film forming apparatus 1 includes a vacuum chamber (vacuum container) 2 in which a substrate to be processed is housed, a plasma source 3 for generating plasma, and an evaporation source 4 for performing PVD processing on the substrate. . Specifically, the plasma source 3 is additionally mounted in the chamber 2 having the evaporation source 4.
【0015】プラズマ源3は、マイクロ波プラズマ源で
あり、ガスにマイクロ波を照射することでマイクロ波プ
ラズマが発生する。プラズマ源3は、励起源となるマイ
クロ波(2.45GHz)を発生するためのマグネトロ
ン(マイクロ波供給源)6と、環状に形成された導波管
7と、環状導波管7の内側に同軸状に設置された中空筒
体8とを有している。マグネトロン6で生成されたマイ
クロ波は環状の導波管7に設けられたスロットアンテナ
から放出され、石英等のマイクロ波透過可能な材質から
なる中空筒体(石英管)8の外周側から中空筒体8の内
部にマイクロ波が供給され、マイクロ波励起のプラズマ
が生成される。なお、中空筒体8は円筒状である。The plasma source 3 is a microwave plasma source, and microwave plasma is generated by irradiating the gas with microwaves. The plasma source 3 includes a magnetron (microwave supply source) 6 for generating microwaves (2.45 GHz) which is an excitation source, a waveguide 7 formed in an annular shape, and an inside of the annular waveguide 7. It has the hollow cylinder 8 installed coaxially. Microwaves generated by the magnetron 6 are emitted from the slot antenna provided in the annular waveguide 7, and the hollow cylinder (quartz tube) 8 made of a material such as quartz that can transmit microwaves is inserted from the outer peripheral side to the hollow cylinder. Microwaves are supplied to the inside of the body 8 to generate microwave-excited plasma. The hollow cylindrical body 8 has a cylindrical shape.
【0016】中空筒体8は、長手方向(軸方向)一端側
9が開口してチャンバ2内に位置しており、この中空筒
体8の長手方向一端側の開口はプラズマ放出口9とされ
ている。中空筒体8の長手方向他端側からはプラズマ源
用のガスが導入される。また、中空筒体8を利用して、
蒸発源4による成膜時に使用されるプロセスガスをチャ
ンバ2内に導入することもできる。つまり、中空筒体8
は、プラズマ源用ガスと蒸発源用ガスの双方の供給部を
兼ねている。The hollow cylindrical body 8 is located in the chamber 2 with one end side 9 in the longitudinal direction (axial direction) opened, and the opening at one end side in the longitudinal direction of the hollow cylindrical body 8 is a plasma discharge port 9. ing. Gas for a plasma source is introduced from the other end side in the longitudinal direction of the hollow cylindrical body 8. In addition, utilizing the hollow cylindrical body 8,
The process gas used during film formation by the evaporation source 4 can also be introduced into the chamber 2. That is, the hollow cylindrical body 8
Also serves as a supply unit for both the plasma source gas and the evaporation source gas.
【0017】中空筒体8のプラズマ放出口9は、チャン
バ2の周壁に対して内部に突出した位置にあり、チャン
バ2内部にある放出口9からみると、環状導波管7から
中空筒体8にマイクロ波が導入される部分であるプラズ
マ発生部は中空筒体8の奥まった位置にある。この結
果、蒸発源4からの粒子は、放出口9付近には到達でき
ても、前記プラズマ発生部には到達しにくく、プラズマ
発生部は蒸発源4からの飛散粒子による不要物被膜から
免れることができる。The plasma emission port 9 of the hollow cylindrical body 8 is located at a position projecting inward with respect to the peripheral wall of the chamber 2, and when viewed from the emission port 9 inside the chamber 2, the annular waveguide 7 to the hollow cylindrical body are seen. The plasma generating part, which is a part into which the microwave is introduced, is located in the hollow cylindrical body 8. As a result, even if the particles from the evaporation source 4 can reach the vicinity of the discharge port 9, it is difficult to reach the plasma generating portion, and the plasma generating portion is escaped from the unnecessary film formed by the scattered particles from the evaporation source 4. You can
【0018】蒸発源4は、アーク放電又はグロー放電に
よって発生するプラズマを利用して蒸発源材料を蒸発・
イオン化させ基板にPVD成膜を行うものである。プラ
ズマ源3と蒸発源4は、プラズマ源3から放出される成
膜粒子と、蒸発源4から放出される成膜粒子とが略直交
するように配置されている。つまり、蒸発源4の蒸発面
4aに対する法線方向(図1において左右方向)と、プ
ラズマ源3の中空筒体8の軸線方向(図1において上下
方向)とが約90度となるように配置されている。蒸発
源4の法線方向やプラズマ源3の軸線方向は、各源から
飛び出す粒子の平均運動方向を示している。The evaporation source 4 uses plasma generated by arc discharge or glow discharge to evaporate the evaporation source material.
PVD film is formed on the substrate by ionization. The plasma source 3 and the evaporation source 4 are arranged so that the film-forming particles emitted from the plasma source 3 and the film-forming particles emitted from the evaporation source 4 are substantially orthogonal to each other. That is, the normal direction to the evaporation surface 4a of the evaporation source 4 (horizontal direction in FIG. 1) and the axial direction of the hollow cylindrical body 8 of the plasma source 3 (vertical direction in FIG. 1) are arranged at about 90 degrees. Has been done. The normal direction of the evaporation source 4 and the axial direction of the plasma source 3 indicate the average movement direction of particles jumping from each source.
【0019】より具体的には、プラズマ源3はチャンバ
2の上部に設置されて下方に成膜粒子が放出され、蒸発
源4は、チャンバ2の側壁に設置されて横方向に成膜粒
子が放出される。このような配置とすることで、蒸発源
4から放出される成膜粒子とプラズマ源3から放出され
る成膜粒子が他方の源3,4に成膜することが少なくな
る。しかも、この配置によると、蒸発源4からの粒子が
中空筒体8の放出口9からプラズマ発生部に到達するの
を一層効果的に防止できる。More specifically, the plasma source 3 is installed in the upper part of the chamber 2 and the film-forming particles are emitted downward, and the evaporation source 4 is installed in the side wall of the chamber 2 to form the film-forming particles in the lateral direction. Is released. With such an arrangement, film-forming particles emitted from the evaporation source 4 and film-forming particles emitted from the plasma source 3 are less likely to form a film on the other sources 3 and 4. Moreover, according to this arrangement, it is possible to more effectively prevent particles from the evaporation source 4 from reaching the plasma generating portion from the discharge port 9 of the hollow cylindrical body 8.
【0020】蒸発源4による成膜時に使用されるプロセ
スガスは、プラズマ源3の中空筒体8を通ってチャンバ
2内に供給される。蒸発源4による成膜において、特に
アークイオンプレーティングやスパッタなどの真空放電
を利用したプロセスでは、プラズマ源3により予め活性
化したプロセスガスを供給することで、放電状態を制御
することができる。特に、放電プラズマを増強する効果
が期待でき、成膜レート、成膜品質に効果がある。チャ
ンバ2には、排気口11が設けられており、図2に示す
ように、この排気口11には、プラズマ源3用の低真空
排気系(真空ポンプ)13と、蒸発源4用の高真空排気
系(真空ポンプ)14の2系統の排気系が接続されてい
る。The process gas used during film formation by the evaporation source 4 is supplied into the chamber 2 through the hollow cylindrical body 8 of the plasma source 3. In the film formation by the evaporation source 4, particularly in a process utilizing vacuum discharge such as arc ion plating or sputtering, the discharge state can be controlled by supplying the process gas previously activated by the plasma source 3. In particular, the effect of enhancing discharge plasma can be expected, which is effective for the film forming rate and film forming quality. The chamber 2 is provided with an exhaust port 11, and as shown in FIG. 2, the exhaust port 11 has a low vacuum exhaust system (vacuum pump) 13 for the plasma source 3 and a high vacuum source for the evaporation source 4. Two exhaust systems of a vacuum exhaust system (vacuum pump) 14 are connected.
【0021】プラズマ源3の動作圧力は、1[Pa]以
上であるのに対し、蒸発源3によるプロセスは1[P
a]以下というように、プラズマ源3と蒸発源4の動作
最適圧力には違いがある。また、蒸発源4によるプロセ
スの際には、Arなどのガスが用いられ、排気ガス中の
ダストも比較的少ないのに対し、プラズマ源3の動作に
際しては、プラズマ源用ガスとして塩素や酸素など腐食
性ガスが用いられたり、CVD処理などの処理を行う
と、SiOxなどのダストが大量に生じ、これを排出す
るプロセスも必要となる。The operating pressure of the plasma source 3 is 1 [Pa] or higher, while the process by the evaporation source 3 is 1 [P].
a] As described below, there are differences in the optimum operating pressures of the plasma source 3 and the evaporation source 4. In addition, a gas such as Ar is used in the process by the evaporation source 4, and the dust in the exhaust gas is relatively small, while chlorine or oxygen is used as a plasma source gas in operating the plasma source 3. When corrosive gas is used or a process such as a CVD process is performed, a large amount of dust such as SiOx is generated, and a process for discharging the dust is also required.
【0022】このように、蒸発源4を使用しているとき
とプラズマ源3を使用しているときでは、排気系に要求
するスペックが異なる。このため、蒸発源4使用時と同
じ排気系をプラズマ源3使用時に用いるとメンテナンス
が大変であったり、圧力の制御が難しくなる。上記のよ
うに、プラズマ源3用の排気系13と蒸発源4用の排気
系14を設けて、それぞれの動作に適合したものを用い
ることで、メンテナンス容易性や圧力制御容易性が確保
される。また、コストも低減できる。なお、プラズマ源
用の排気系13に用いられるポンプとしてはドライポン
プが推奨され、蒸発源用の排気系14に用いられるポン
プとしてはロータリー、ターボなどが推奨される。As described above, the specifications required for the exhaust system differ when the evaporation source 4 is used and when the plasma source 3 is used. Therefore, if the same exhaust system as when using the evaporation source 4 is used when using the plasma source 3, maintenance becomes difficult and pressure control becomes difficult. As described above, by providing the exhaust system 13 for the plasma source 3 and the exhaust system 14 for the evaporation source 4 and using those suitable for each operation, ease of maintenance and ease of pressure control are ensured. . Also, the cost can be reduced. A dry pump is recommended as the pump used in the exhaust system 13 for the plasma source, and a rotary, turbo, etc. is recommended as the pump used in the exhaust system 14 for the evaporation source.
【0023】図3に示すように、チャンバ2の側壁に
は、内部観察用窓部16が設けられている。この内部観
察用窓部16は、チャンバ2外部からチャンバ2内部を
観察するためのものであり、ガラス窓として構成されて
いる。しかし、ガラスはマイクロ波などの高周波を透過
させるため、内部観察用窓部16からマイクロ波が漏洩
する可能性がある。この対策として窓部16には、マイ
クロ波の漏洩を防止する漏洩防止手段17が設けられて
いる。図3では、漏洩防止手段17として金属メッシュ
を窓部16に貼り付けたものを例示しているが、漏洩防
止手段17としては、その他、マイクロ波の電界をショ
ートできる素材を利用でき、例えば、透明電導膜を採用
することもできる。As shown in FIG. 3, an internal observation window portion 16 is provided on the side wall of the chamber 2. The internal observation window portion 16 is for observing the inside of the chamber 2 from the outside of the chamber 2, and is configured as a glass window. However, since glass transmits high frequencies such as microwaves, microwaves may leak from the internal observation window 16. As a countermeasure against this, the window portion 16 is provided with a leakage prevention means 17 for preventing the leakage of microwaves. In FIG. 3, a metal mesh is attached to the window portion 16 as the leakage prevention means 17, but as the leakage prevention means 17, other materials that can short-circuit the electric field of the microwave can be used. A transparent conductive film can also be adopted.
【0024】図4は、窓部16の変形例であり、窓部1
6に金属メッシュ17等を貼り付けると、内部を観察し
難くなるので、マイクロ波の漏洩を防止するために筒状
導波管を設けて、これを窓部16とし、マイクロ波漏洩
手段を兼ねさせたものである。具体的に図4(a)で
は、円筒導波管20をチャンバ2の側壁に設けて窓部1
6としており、図4(b)では、矩形筒導波管21をチ
ャンバ2の側壁に設けて窓部16としている。FIG. 4 shows a modified example of the window portion 16, that is, the window portion 1
If a metal mesh 17 or the like is attached to 6, it will be difficult to observe the inside. Therefore, a cylindrical waveguide is provided to prevent microwave leakage, and this is used as a window 16 that also serves as microwave leakage means. It was made. Specifically, in FIG. 4A, the cylindrical waveguide 20 is provided on the side wall of the chamber 2 and the window 1
In FIG. 4B, the rectangular tube waveguide 21 is provided on the side wall of the chamber 2 to form the window 16.
【0025】内部が真空の円筒導波管20には、遮断波
長λc=2×π×r/k(λc=遮断波長、r=導波管
の半径、k=電磁界のモードでTE01では3.83、
TE11では1.84)があり、このλcで示される波
長より長い波長の高周波は導波管20内を通過できない
性質がある。この性質を利用して、マイクロ波をカット
オフするような半径rを有する円筒導波管20を設置し
てこれを窓部16とすることで、ガラス窓があっても、
マイクロ波の漏洩が少ない窓を実現できる。しかも、金
属メッシュなどを設ける必要がないので、内部を観察し
やすい。In the cylindrical waveguide 20 having a vacuum inside, the cutoff wavelength λc = 2 × π × r / k (λc = cutoff wavelength, r = radius of waveguide, k = mode of electromagnetic field, TE01 = 3 .83,
TE11 has 1.84), and has a property that a high frequency wave having a wavelength longer than the wavelength indicated by λc cannot pass through the waveguide 20. By utilizing this property, a cylindrical waveguide 20 having a radius r that cuts off microwaves is installed and used as the window portion 16, so that even if there is a glass window,
A window with less microwave leakage can be realized. Moreover, since it is not necessary to provide a metal mesh or the like, it is easy to observe the inside.
【0026】矩形筒導波管21においても、遮断波長が
存在し、λc=2a(λc=遮断波長、a=矩形の長辺
長さ)であり、このλcで示される波長より長い波長の
高周波は導波管21内を通過できず、これを窓部16と
することで、円筒導波管20と同様にマイクロ波漏洩を
防止できる。中空の円筒や矩形管の内部は、真空でもよ
いし、大気圧でもよい。また、透明ガラスや誘電体でも
よいが、マイクロ波における誘電率との違いによるカッ
トオフ周波数の違いに配慮する必要がある。Also in the rectangular tube waveguide 21, there is a cutoff wavelength, λc = 2a (λc = cutoff wavelength, a = long side length of rectangle), and a high frequency having a wavelength longer than the wavelength indicated by λc. Does not pass through the inside of the waveguide 21, and by using this as the window portion 16, it is possible to prevent microwave leakage similarly to the cylindrical waveguide 20. The inside of the hollow cylinder or rectangular tube may be vacuum or atmospheric pressure. Further, transparent glass or a dielectric material may be used, but it is necessary to consider the difference in cutoff frequency due to the difference with the dielectric constant of microwaves.
【0027】図5は、第2実施形態に係る成膜装置1を
示している。この第2実施形態では、プラズマ源3と蒸
発源4との間に遮蔽部材25が設けられている。この遮
蔽部材25は、蒸発源4から飛散する成膜材料がプラズ
マ源3の放出口9に付着するのを積極的に防止するため
のものであり、チャンバ2上部から垂下して設けられて
いる。遮蔽部材25を設けることで、より安定的なプロ
セスを供給できる。なお、第2実施形態において説明を
省略した点は、第1実施形態と同様である。FIG. 5 shows a film forming apparatus 1 according to the second embodiment. In the second embodiment, the shielding member 25 is provided between the plasma source 3 and the evaporation source 4. The shielding member 25 is for positively preventing the film forming material scattered from the evaporation source 4 from adhering to the emission port 9 of the plasma source 3, and is provided so as to hang down from the upper portion of the chamber 2. . By providing the shielding member 25, a more stable process can be supplied. Note that the description of the second embodiment is omitted, which is the same as that of the first embodiment.
【0028】図6は、第3実施形態に係る成膜装置1を
示している。この第3実施形態では、遮蔽部材は、プラ
ズマ放出口9を開閉するシャッタ装置26として構成さ
れている。シャッタ装置26は、放出口9を開閉するシ
ャッタ本体27と、シャッタ本体27を開閉駆動する駆
動装置28とを備えて構成されている。遮蔽部材を開閉
自在な可動式とすることで、プラズマ源3による処理を
するときにはシャッタを開放にして、蒸発源4を使った
処理をするときにはシャッタを閉じて処理することで、
プロセスに応じて飛散粒子の付着を制御することができ
る。シャッタ装置は、プラズマ源だけでなく、蒸発源3
の前にも設置でき、複数設置してもよい。FIG. 6 shows a film forming apparatus 1 according to the third embodiment. In the third embodiment, the shielding member is configured as a shutter device 26 that opens and closes the plasma emission port 9. The shutter device 26 is configured to include a shutter body 27 that opens and closes the discharge port 9 and a drive device 28 that drives the shutter body 27 to open and close. By making the shield member movable so that it can be opened and closed, the shutter is opened when processing is performed by the plasma source 3, and the shutter is closed when processing is performed using the evaporation source 4,
The attachment of scattered particles can be controlled according to the process. The shutter device is not only a plasma source but also an evaporation source 3
It can be installed in front of, and more than one may be installed.
【0029】なお、第3実施形態において説明を省略し
た点は、第1実施形態と同様である。図7及び図8は、
第4実施形態に係る成膜装置1を示している。この第4
実施形態では、チャンバ2内にチャンバ2と同軸状の回
転軸を有する自転テーブル31を備え、この自転テーブ
ル31上に同軸状に円筒状の筒体32が立設されてい
る。また、プラズマ源3はチャンバ2側壁に配置され、
蒸発源4とプラズマ源3とは筒体32を中心とした対向
配置とされている。The description of the third embodiment is omitted as in the first embodiment. 7 and 8 show
The film-forming apparatus 1 which concerns on 4th Embodiment is shown. This 4th
In the embodiment, a rotation table 31 having a rotation shaft coaxial with the chamber 2 is provided in the chamber 2, and a cylindrical cylindrical body 32 is erected on the rotation table 31 coaxially. Further, the plasma source 3 is disposed on the side wall of the chamber 2,
The evaporation source 4 and the plasma source 3 are arranged so as to face each other with the cylindrical body 32 as the center.
【0030】自転テーブル31は図示しない駆動装置に
よって回転駆動され、自転する自転テーブル31の上に
筒体32を囲むようにサンプル(基板)34a,34b
を配置することで、蒸発源4による成膜とプラズマ源3
によるプラズマプロセスを連続的あるいは間欠的に、繰
り返し実施することができる。図示の状態で、サンプル
34aは蒸発源4による成膜が行われ、サンプル34b
はプラズマ源3による成膜が行われている。なお、自転
テーブル31を回転させながら成膜を行ってもよいし、
成膜中は自転テーブル31を停止させて成膜を行い、必
要に応じて回転させてもよい。The rotation table 31 is rotationally driven by a driving device (not shown), and samples (substrates) 34a and 34b are arranged on the rotation table 31 which rotates to surround the cylindrical body 32.
By arranging, the film formation by the evaporation source 4 and the plasma source 3
The plasma process by can be repeatedly performed continuously or intermittently. In the illustrated state, the sample 34a is subjected to film formation by the evaporation source 4, and the sample 34b
Is being formed by the plasma source 3. The film may be formed while rotating the rotation table 31,
During the film formation, the rotation table 31 may be stopped to form the film, and the film may be rotated if necessary.
【0031】自転テーブル31を高速で回転させれば、
蒸発源4とプラズマ源3による処理を緻密にミクスチャ
できる。また、前記筒体32は遮蔽部材として機能し、
蒸発源4から飛散した成膜材料は筒体32により遮蔽さ
れるので、プラズマ源の安定動作が実現できる。一方、
サンプル34a,34bは自転テーブルを回転させるこ
とで、蒸発源による処理領域、あるいはプラズマ源によ
る処理領域の間を自由に行き来できる。本実施例では、
テーブル31に立設した筒体32を用いたが、これに限
られず、筒体に代えて中実の円柱体や壁柱でもよい。ま
た、チャンバー天井から垂下した柱体でもよい。If the rotation table 31 is rotated at a high speed,
The processing by the evaporation source 4 and the plasma source 3 can be precisely mixed. Further, the cylindrical body 32 functions as a shielding member,
Since the film forming material scattered from the evaporation source 4 is shielded by the cylindrical body 32, stable operation of the plasma source can be realized. on the other hand,
By rotating the rotation table, the samples 34a and 34b can freely move between the processing region by the evaporation source and the processing region by the plasma source. In this embodiment,
Although the cylindrical body 32 erected on the table 31 is used, the present invention is not limited to this, and a solid cylindrical body or a wall pillar may be used instead of the cylindrical body. Also, a pillar hanging from the chamber ceiling may be used.
【0032】なお、第4実施形態において説明を省略し
た点は、第1実施形態と同様である。図9及び図10
は、第5実施形態に係る成膜装置1を示している。この
第5実施形態では、第4実施形態の成膜装置1に対し、
チャンバ2内を蒸発源4側とプラズマ源3側とに2分割
する遮蔽板(シールド板)36が設けられている。な
お、遮蔽板36は、筒体32を避けて設けられている。
チャンバ2内を蒸発源4側とプラズマ源3側とに分割す
ることで、蒸発源4とプラズマ源との間で干渉をおこす
ことが少なくなる。なお、遮蔽板36とチャンバ2との
間の隙間はできるだけ小さい方が好ましいが、排気速度
などを考慮して決定する。The description of the fourth embodiment is omitted as in the first embodiment. 9 and 10
Shows the film forming apparatus 1 according to the fifth embodiment. The fifth embodiment is different from the film forming apparatus 1 of the fourth embodiment in that
A shield plate (shield plate) 36 that divides the inside of the chamber 2 into an evaporation source 4 side and a plasma source 3 side is provided. The shield plate 36 is provided so as to avoid the cylindrical body 32.
By dividing the chamber 2 into the evaporation source 4 side and the plasma source 3 side, interference between the evaporation source 4 and the plasma source is reduced. It is preferable that the gap between the shield plate 36 and the chamber 2 is as small as possible, but it is determined in consideration of the exhaust speed and the like.
【0033】第5実施形態の成膜装置1は、基板として
筒体32を設置し、この筒体32の表面のコーティング
や円筒32の周りにシートを巻き付けて成膜するロール
コータ等に最適である。既述のように、蒸発源4を用い
るプロセスと、プラズマ源3を用いるプロセスとは、異
なる圧力条件下で行うほうが良いため、2分割されたチ
ャンバ2のそれぞれの空間は、別々に圧力を設定可能と
なっている。つまり、チャンバ2の蒸発源4側空間と、
プラズマ源3側空間にそれぞれ専用の排気系が接続され
ている。これにより、蒸発源4とプラズマ源3をそれぞ
れ動作に最適に圧力で動作させることが可能となり、プ
ロセス条件設定の尤度を大きくすることができる。The film forming apparatus 1 of the fifth embodiment is most suitable for a roll coater or the like in which a cylindrical body 32 is installed as a substrate, the surface of the cylindrical body 32 is coated, and a sheet is wound around the cylindrical body 32 to form a film. is there. As described above, it is better to perform the process using the evaporation source 4 and the process using the plasma source 3 under different pressure conditions. Therefore, the pressure is set separately for each space of the chamber 2 divided into two. It is possible. That is, the space on the evaporation source 4 side of the chamber 2,
A dedicated exhaust system is connected to each space on the plasma source 3 side. As a result, the evaporation source 4 and the plasma source 3 can be operated at pressures optimal for their respective operations, and the likelihood of setting process conditions can be increased.
【0034】また、排気系としては、真空引きの排気ダ
クトを蒸発源側に設け、プラズマ源側の排気は蒸発源側
を通して行っても良い。なお、第5実施形態において説
明を省略した点は、第1実施形態と同様である。図11
は、第6実施形態に係る成膜装置1を示している。この
第6実施形態は、プラズマ源3と蒸発源4の配置の変形
例を示しており、蒸発源4がチャンバ2上部に設けら
れ、プラズマ源3がチャンバ2側壁に設けられている。
第6実施形態においても、第1実施形態と同様に、蒸発
源4の蒸発面4aの法線方向(上下方向)と、プラズマ
源3の中空筒体8の軸線方向(左右方向)とは約90度
となっており、源3,4同士で互いに相手側に成膜する
ような不具合が生じない。As the exhaust system, an exhaust duct for vacuuming may be provided on the evaporation source side, and the plasma source side may be exhausted through the evaporation source side. The description of the fifth embodiment is omitted as in the first embodiment. Figure 11
Shows the film forming apparatus 1 according to the sixth embodiment. The sixth embodiment shows a modification of the arrangement of the plasma source 3 and the evaporation source 4, in which the evaporation source 4 is provided above the chamber 2 and the plasma source 3 is provided at the side wall of the chamber 2.
Also in the sixth embodiment, as in the first embodiment, the normal direction (vertical direction) of the evaporation surface 4a of the evaporation source 4 and the axial direction (horizontal direction) of the hollow cylindrical body 8 of the plasma source 3 are approximately equal to each other. The angle is 90 degrees, and there is no problem that the sources 3 and 4 form films on the other side.
【0035】蒸発源4の法線方向とプラズマ源3の軸線
方向との交角は90度だけでなく、90度以下とするこ
ともでき、90度以下とすることで、より一層、不要被
膜を回避することができる。なお、第6実施形態におい
て説明を省略した点は、第1実施形態と同様である。図
12は、第7実施形態に係る成膜装置1を示している。
この第7実施形態では、プラズマ源3と蒸発源4とは、
ともにチャンバ2の同一面に取り付けられて粒子の飛散
方向(運動方向)が同一方向に向けられている。具体的
には、プラズマ源3と蒸発源4とは、チャンバ2上部に
取り付けられている。プラズマ源3の軸線方向(上下方
向)と蒸発源4の法線方向(上下方向)とは平行(0
度)となっている。The angle of intersection between the normal direction of the evaporation source 4 and the axial direction of the plasma source 3 can be not only 90 degrees but also 90 degrees or less. By setting it to 90 degrees or less, the unnecessary coating film can be further formed. It can be avoided. Note that the description of the sixth embodiment is omitted, which is the same as that of the first embodiment. FIG. 12 shows a film forming apparatus 1 according to the seventh embodiment.
In the seventh embodiment, the plasma source 3 and the evaporation source 4 are
Both of them are attached to the same surface of the chamber 2 so that the scattering directions (movement directions) of particles are directed in the same direction. Specifically, the plasma source 3 and the evaporation source 4 are attached to the upper part of the chamber 2. The axial direction of the plasma source 3 (vertical direction) and the normal direction of the evaporation source 4 (vertical direction) are parallel (0
Degree).
【0036】このため、蒸発源4からの粒子がプラズマ
源3に付着したり、逆にプラズマ源からの粒子が蒸発源
4に付着しにくくなる。また、圧力が十分に低いなどの
条件により、粒子に直進的進行性が強いときには、互い
のクロスコンタミを減少させることができる。なお、第
7実施形態において説明を省略した点は、第1実施形態
と同様である。図13は、第8実施形態に係る成膜装置
1を示している。この第8実施形態では、第7実施形態
と同様に、プラズマ源3と蒸発源4とは、粒子の飛散方
向が同一方向に向けられているが、チャンバ2の同一面
に取り付けられているのではなく、チャンバ2上部の互
いに平行な面2a,2bにそれぞれ取り付けられてい
る。このような取り付け方でも、第7実施形態と同様の
作用が得られる。Therefore, particles from the evaporation source 4 are less likely to adhere to the plasma source 3, and conversely particles from the plasma source are less likely to adhere to the evaporation source 4. Further, due to conditions such as sufficiently low pressure, cross-contamination between particles can be reduced when the particles have a strong straight traveling property. Note that the description of the seventh embodiment is omitted, which is the same as that of the first embodiment. FIG. 13 shows a film forming apparatus 1 according to the eighth embodiment. In the eighth embodiment, as in the seventh embodiment, the plasma source 3 and the evaporation source 4 are mounted on the same surface of the chamber 2 although the directions of particle scattering are directed in the same direction. Instead, they are attached to surfaces 2a and 2b parallel to each other on the upper portion of the chamber 2. Even with such an attachment method, the same operation as that of the seventh embodiment can be obtained.
【0037】加えて、プラズマ源3の取り付けられてい
る面2bは、蒸発面4の取り付けられている面2aより
背後に位置しており、蒸発源4より後方にプラズマ源3
が位置していることから、蒸発源4の後方へは蒸発粒子
が飛びにくく、プラズマ源3に蒸発源4の成膜粒子が付
着することを一層防止できる。なお、第8実施形態にお
いて説明を省略した点は、第1実施形態と同様である。
図14は、第9実施形態に係る成膜装置1を示してい
る。この第9実施形態では、蒸発源(ターゲットカソー
ド)4の略中央位置に孔40が形成されており、この孔
40がプラズマ源3の中空筒体8の放出口9となるよう
にプラズマ源3が設けられている。これにより、アーク
放電やグロー放電を用いたアークイオンプレーティング
やスパッタなどにおいて、前記放電をプラズマ源3のプ
ラズマにより活性化させることができる。In addition, the surface 2b on which the plasma source 3 is attached is located behind the surface 2a on which the evaporation surface 4 is attached, and the plasma source 3 is located behind the evaporation source 4.
Is located, it is difficult for the vaporized particles to fly to the rear of the vaporization source 4, and it is possible to further prevent the film deposition particles of the vaporization source 4 from adhering to the plasma source 3. The description of the eighth embodiment is the same as that of the first embodiment except that the description is omitted.
FIG. 14 shows a film forming apparatus 1 according to the ninth embodiment. In the ninth embodiment, a hole 40 is formed at a substantially central position of the evaporation source (target cathode) 4, and the plasma source 3 is formed so that the hole 40 serves as the discharge port 9 of the hollow cylindrical body 8 of the plasma source 3. Is provided. As a result, in arc ion plating or sputtering using arc discharge or glow discharge, the discharge can be activated by the plasma of the plasma source 3.
【0038】なお、第9実施形態において、説明を省略
した点は、第1及び第7実施形態と同様である。図15
は、第10実施形態に係る成膜装置1を示している。こ
の第10実施形態は、第7実施形態の成膜装置1のチャ
ンバ2内に、基板45を移動させるための搬送装置(搬
送手段)46が設けられている。搬送装置46は、プラ
ズマ源3と蒸発源4の下方に設けられており、基板45
をプラズマ源3の直下(軸線方向の延長位置)と蒸発源
4の直下(法線方向の延長位置)に移動できるように構
成されている。The ninth embodiment is the same as the first and seventh embodiments in that the description is omitted. Figure 15
Shows the film forming apparatus 1 according to the tenth embodiment. In the tenth embodiment, a transfer device (transfer means) 46 for moving the substrate 45 is provided in the chamber 2 of the film forming apparatus 1 of the seventh embodiment. The transfer device 46 is provided below the plasma source 3 and the evaporation source 4, and the substrate 45
Can be moved directly below the plasma source 3 (extended position in the axial direction) and directly below the evaporation source 4 (extended position in the normal direction).
【0039】搬送装置46は、周回可能な無端ベルト4
7をローラ48,48で回転さ、ベルト47によって基
板45を移動させるものを図示したが、基板45を保持
してプラズマ源3の直下位置と蒸発源4の直下位置との
間を移動させることができるものであれば、具体的構造
は限定されず、例えば、周回運動ではなく直線運動を行
うリニアステージのような移動台であってもよい。ま
た、搬送装置46は、基板45がチャンバ2上部と平行
に移動して、プラズマ源3と蒸発源4との間隔を一定に
保ちながら移動するように構成されているのが、成膜条
件維持のためには好ましい。The conveying device 46 is an endless belt 4 that can rotate.
7 illustrates the case where 7 is rotated by rollers 48 and 48, and the substrate 45 is moved by the belt 47, but the substrate 45 is held and moved between the position directly below the plasma source 3 and the position directly below the evaporation source 4. The specific structure is not limited as long as it is capable of moving, and may be, for example, a moving stage such as a linear stage that performs a linear motion rather than a circular motion. Further, the transfer device 46 is configured so that the substrate 45 moves in parallel with the upper part of the chamber 2 and moves while keeping the interval between the plasma source 3 and the evaporation source 4 constant. Is preferred for.
【0040】また、搬送装置46が、基板45と源3,
4との間の間隔を調節する機構を備えていると、蒸発源
4とプラズマ源3のそれぞれに適した成膜条件が得られ
る。基板45と源3,4との間隔を調節する機構として
は、図15の場合、上下に移動する昇降機構を設ければ
よい。さらに、搬送装置46として、チャンバ2の外か
ら基板45を搬入する手段と、チャンバ2の外へ基板を
排出する手段を設ければ、インライン型の連続処理装置
となり、生産性を向上させることができる。Further, the transfer device 46 includes a substrate 45, a source 3,
If a mechanism for adjusting the distance between the vapor source 4 and the plasma source 3 is provided, film forming conditions suitable for the evaporation source 4 and the plasma source 3 can be obtained. As a mechanism for adjusting the distance between the substrate 45 and the sources 3 and 4, in the case of FIG. 15, an elevating mechanism that moves up and down may be provided. Furthermore, if a means for loading the substrate 45 from the outside of the chamber 2 and a means for discharging the substrate to the outside of the chamber 2 are provided as the transfer device 46, an in-line type continuous processing device can be provided, and the productivity can be improved. it can.
【0041】なお、第10実施形態において説明を省略
した点は、第1及び第7実施形態と同様である。以下、
上記各実施形態の成膜装置1を用いた成膜方法について
いくつか説明する。第1の成膜方法として、プラズマ源
3を基板に対する前処理に用い、その後蒸発源4でPV
D成膜をすることができる。プラズマ源3では、前処理
として、例えば、Arガスなどをマイクロ波励起しプラ
ズマ化することで、活性化したArイオンを基板に照射
するクリーニングプロセスを実施したり、酸素ガスをマ
イクロ波励起することで活性化した酸素を作り出し、サ
ンプル(基板)表面の炭化水素の除去を実施したりする
ことができる。なお、この前処理に用いるガスは中空管
8から供給される。The description of the tenth embodiment is omitted as in the first and seventh embodiments. Less than,
Some film forming methods using the film forming apparatus 1 of each of the above embodiments will be described. As a first film forming method, the plasma source 3 is used for pretreatment of the substrate, and then the evaporation source 4 is used for PV.
D film formation can be performed. In the plasma source 3, for example, as a pretreatment, a cleaning process of irradiating the substrate with activated Ar ions to a substrate is performed by microwave excitation of Ar gas or the like to generate plasma, or an oxygen gas is microwave excited. It is possible to generate oxygen activated by (2) to remove hydrocarbons on the surface of the sample (substrate). The gas used for this pretreatment is supplied from the hollow tube 8.
【0042】蒸発源3による成膜(PVD成膜)の前に
は一種のスパッタリングであるボンバードと呼ばれる表
面処理が施されるのが一般的であり、このボンバードに
代わる処理をプラズマ源3で実施しようとするものであ
る。従来のボンバードであれば、高いバイアス電圧印加
により、サンプル(基板)表面にダメージを与えたりす
る弊害があったが、本装置1のプラズマ源3を利用して
ボンバードを行うことで、サンプルに与えるダメージが
少ない表面改質ができる。Before the film formation by the evaporation source 3 (PVD film formation), a surface treatment called a bombard, which is a kind of sputtering, is generally applied, and the plasma source 3 performs a treatment in place of this bombardment. Is what you are trying to do. In the case of the conventional bombardment, the application of a high bias voltage has a harmful effect on the sample (substrate) surface, but by applying the bombarding using the plasma source 3 of the present apparatus 1, it is applied to the sample. Surface modification with little damage is possible.
【0043】また、プラズマ源のマイクロ波電力を変化
させることで、プラズマの活性度を調節でき、ボンバー
ドの制御性が高まる。また、第2の成膜方法としては、
プラズマ源3を利用した前記前処理として、CVD成膜
プロセスを行うことができる。前処理としてCVDプロ
セスで成膜し、成膜の終盤において蒸発源4を用いたP
VDで成膜することで、図16に示すように、表面はP
VD膜、深層はCVD膜である積層膜を基板に形成する
ことが可能である。By changing the microwave power of the plasma source, the plasma activity can be adjusted, and the controllability of the bombardment is enhanced. In addition, as the second film forming method,
A CVD film forming process can be performed as the pretreatment using the plasma source 3. As a pretreatment, a film is formed by a CVD process, and at the end of the film formation, P using the evaporation source 4 is used.
By forming a film by VD, the surface is P
It is possible to form a laminated film, which is a VD film and a deep layer, which is a CVD film, on the substrate.
【0044】CVDは気相で化学反応させ成膜するた
め、化学反応時に不純物が混在することが多い。例え
ば、DLCではカーボンC中に水素Hが混入することが
良く知られている。このためCVDにおいては純粋な単
一元素組成などを形成することが難しく、このような純
粋組成の膜を要求されているときはCVDは不向きとさ
れている。一方、CVDはPVDに比べて成膜レートが
高く、生産性が優れていることが特徴である。図16の
ような積層膜であれば、CVDの高生産性とPVDの膜
質を両得することができる。すなわち、CVDによって
高速に下地膜を形成し、最表面にPVDで成膜すること
で、CVDの高生産性とPVDの膜質が得られる。Since CVD is a chemical reaction in the vapor phase to form a film, impurities are often mixed during the chemical reaction. For example, in DLC, it is well known that hydrogen H is mixed in carbon C. For this reason, it is difficult to form a pure single element composition in CVD, and CVD is not suitable when a film having such a pure composition is required. On the other hand, CVD is characterized by a higher film formation rate and higher productivity than PVD. With the laminated film as shown in FIG. 16, both high productivity of CVD and film quality of PVD can be obtained. That is, by forming a base film at a high speed by CVD and forming a PVD film on the outermost surface, high productivity of CVD and film quality of PVD can be obtained.
【0045】このようなCVDによる膜とPVDによる
膜を一括で作成するには、同一チャンバでCVD成膜と
PVD成膜をするべきであり、本装置1によれば、容易
にこれを行えるように制御されている。第3の成膜方法
は、蒸発源4によりPVD膜を成膜した後、プラズマ源
3によりCVD膜を成膜する方法である。膜の密着力を
向上する目的で中間層と呼ばれる一種のバインダ層を基
板と膜の間に形成する方法が知られている。特にDLC
の成膜においては、WやCrなどの金属を基板上に成膜
して、その上に所望のDLC又はDLCとWやCrとの
混合組成の膜を形成することが知られている。In order to collectively form such a film by CVD and a film by PVD, it is necessary to perform CVD film formation and PVD film formation in the same chamber. According to the present apparatus 1, this can be easily performed. Controlled by. The third film forming method is a method of forming a PVD film by the evaporation source 4 and then forming a CVD film by the plasma source 3. A method of forming a kind of binder layer called an intermediate layer between a substrate and a film for the purpose of improving the adhesion of the film is known. Especially DLC
In the film formation, it is known that a metal such as W or Cr is formed on a substrate and a desired DLC or a film having a mixed composition of DLC and W or Cr is formed thereon.
【0046】一方、DLCの成膜はプラズマ源によるC
VDでも成膜できるが、この金属系の中間層の形成には
CVDは難点があり、あまり用いられない。これはWや
Crなどの比較的原子番号の大きな金属系元素を含むC
VDガスが工業的に生産されていないことや、CVD反
応によって不純物が混入してしまうことが原因である。
図17に示すように金属系の中間層などをPVDで成膜
したあと、CVDで高速成膜することで、密着性と高速
成膜性を両得することができる。中間層となるPVD膜
としては、W、Cr、又はTiなどの金属薄膜が好まし
い。CVD膜は、炭化水素を含むCVD膜が好ましく、
具体的にはCVDによるDLCコーティングとすること
ができる。DLCコーティングの原料ガスの炭化水素と
してはメタンやアセチレンが用いられる。また、メタン
やアセチレンにアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスや
窒素や水素などのガスとの混合ガスを用いても良い。On the other hand, the film formation of DLC is performed by using a plasma source for C
Although it is possible to form a film by VD, CVD is difficult to form this metal-based intermediate layer and is not often used. This is C containing a metallic element having a relatively large atomic number such as W or Cr.
This is because VD gas is not industrially produced and impurities are mixed in by the CVD reaction.
As shown in FIG. 17, by forming a metal-based intermediate layer or the like by PVD and then performing high-speed film-forming by CVD, both adhesion and high-speed film-forming property can be obtained. The PVD film serving as the intermediate layer is preferably a metal thin film of W, Cr, Ti or the like. The CVD film is preferably a CVD film containing hydrocarbon,
Specifically, it can be a DLC coating by CVD. Methane or acetylene is used as the hydrocarbon of the raw material gas for the DLC coating. Further, mixed gas of methane or acetylene with an inert gas such as argon or helium or a gas such as nitrogen or hydrogen may be used.
【0047】このようなCVDによる膜とPVDによる
膜を一括で作成するには、同一チャンバでCVD成膜と
PVD成膜をするべきであり、本装置1によれば、容易
にこれを行えるように制御されている。また、CVDに
よるDLCの高速成膜の後に、PVDによるDLCを成
膜すれば、表面のみをPVDの膜質とすることができ
る。なお、本発明は、上記実施形態に限定されるもので
はない。In order to collectively form such a film by CVD and a film by PVD, CVD film formation and PVD film formation should be performed in the same chamber, and according to the present apparatus 1, this can be easily performed. Controlled by. Further, if the DLC film is formed by PVD after the high-speed film formation of DLC film by CVD, only the surface can have the PVD film quality. The present invention is not limited to the above embodiment.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ源用のガスが
内部に導入される中空筒体の外周側からマイクロ波を供
給するマイクロ波供給源を備えるとともに、中空筒体の
内部でマイクロ波プラズマを発生させ、中空筒体の長手
方向一端側のプラズマ放出口から前記チャンバ内にマイ
クロ波プラズマを供給するプラズマ源が設けられている
ため、蒸発源からの粒子はプラズマ放出口付近には到達
できても中空筒体の奥には到達し難い。この結果、マイ
クロはプラズマ源の飛散粒子による不要物被膜から免れ
ることができ、蒸発源によるプラズマ源への影響を少な
くできる。According to the present invention, a microwave supply source for supplying microwaves from the outer peripheral side of the hollow cylindrical body into which the gas for the plasma source is introduced is provided, and the microwave inside the hollow cylindrical body is also provided. Since a plasma source that generates plasma and supplies microwave plasma into the chamber from the plasma emission port on one end side in the longitudinal direction of the hollow cylindrical body, particles from the evaporation source reach the vicinity of the plasma emission port. Even if it is possible, it is difficult to reach the back of the hollow cylinder. As a result, the micro can be escaped from the unnecessary film formed by the scattered particles of the plasma source, and the influence of the evaporation source on the plasma source can be reduced.
【図1】第1実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 1 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a first embodiment.
【図2】第1実施形態に係る成膜装置の排気系統図であ
る。FIG. 2 is an exhaust system diagram of the film forming apparatus according to the first embodiment.
【図3】第1実施形態に係る成膜装置のチャンバ側面図
である。FIG. 3 is a side view of the chamber of the film forming apparatus according to the first embodiment.
【図4】内部観察用窓部の変形例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a modified example of a window portion for internal observation.
【図5】第2実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 5 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a second embodiment.
【図6】第3実施形態に係る成膜装置のシャッタ装置を
示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a shutter device of a film forming apparatus according to a third embodiment.
【図7】第4実施形態に係る成膜装置の横断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view of a film forming apparatus according to a fourth embodiment.
【図8】第4実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 8 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a fourth embodiment.
【図9】第5実施形態に係る成膜装置の横断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view of a film forming apparatus according to a fifth embodiment.
【図10】第5実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 10 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a fifth embodiment.
【図11】第6実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 11 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a sixth embodiment.
【図12】第7実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 12 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a seventh embodiment.
【図13】第8実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 13 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to an eighth embodiment.
【図14】第9実施形態に係る成膜装置の縦断面図であ
る。FIG. 14 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a ninth embodiment.
【図15】第10実施形態に係る成膜装置の縦断面図で
ある。FIG. 15 is a vertical sectional view of a film forming apparatus according to a tenth embodiment.
【図16】成膜例を示す膜断面図である。FIG. 16 is a film cross-sectional view showing a film forming example.
【図17】他の成膜例を示す膜断面図である。FIG. 17 is a film cross-sectional view showing another film forming example.
1 成膜装置 2 チャンバ 3 プラズマ源 4 蒸発源 4a 蒸発面 8 中空筒体 9 プラズマ放出口 13 プラズマ源用排気系 14 蒸発源用排気系 16 内部観察用窓 17 金属メッシュ 20 円筒導波管 21 矩形筒導波管 25 遮蔽部材 26 シャッタ装置 31 自転テーブル 32 筒体 36 遮蔽板 40 孔 46 搬送手段 1 film deposition equipment 2 chamber 3 Plasma source 4 evaporation sources 4a Evaporation surface 8 hollow cylinder 9 Plasma outlet 13 Exhaust system for plasma source 14 Evaporation source exhaust system 16 Internal observation window 17 metal mesh 20 cylindrical waveguide 21 Rectangular tube waveguide 25 Shielding member 26 Shutter device 31 rotation table 32 cylinder 36 Shield 40 holes 46 transportation means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA01 BA07 BA17 DA02 DA03 DA10 DA12 DC48 EA03 GA03 JA02 4K030 AA09 BA28 FA01 HA03 HA04 KA12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4K029 BA01 BA07 BA17 DA02 DA03 DA10 DA12 DC48 EA03 GA03 JA02 4K030 AA09 BA28 FA01 HA03 HA04 KA12
Claims (21)
に対してPVD処理を行うべく前記チャンバ内に設けら
れた蒸発源とが設けられ、 プラズマ源用のガスが内部に導入される中空筒体の外周
側からマイクロ波を供給するマイクロ波供給源を備える
とともに、中空筒体の内部でマイクロ波プラズマを発生
させ、中空筒体の長手方向一端側のプラズマ放出口から
前記チャンバ内にマイクロ波プラズマを供給するプラズ
マ源が設けられていることを特徴とするプラズマ成膜装
置。1. A hollow cylinder in which a chamber for housing a substrate and an evaporation source provided in the chamber for performing a PVD process on the substrate are provided, and a gas for a plasma source is introduced therein. A microwave supply source for supplying microwaves from the outer peripheral side of the body is provided, and microwave plasma is generated inside the hollow cylindrical body, and microwaves are introduced into the chamber from the plasma emission port on one end side in the longitudinal direction of the hollow cylindrical body. A plasma film forming apparatus comprising a plasma source for supplying plasma.
プラズマ放出口付近に付着することを防止するための遮
蔽部材がマイクロ波プラズマ源と前記蒸発源との間に設
けられていることを特徴とする請求項1記載のプラズマ
成膜装置。2. A shielding member is provided between the microwave plasma source and the evaporation source to prevent the film forming material scattered from the evaporation source from adhering to the vicinity of the plasma emission port. The plasma film forming apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
開閉するシャッタ装置であることを特徴とする請求項2
記載のプラズマ成膜装置。3. The shutter device for opening and closing the plasma emission port, wherein the shielding member is a shutter device.
The plasma film forming apparatus described.
ブル上に当該テーブルと同軸状に配置されたは柱体とを
備え、 前記蒸発源と前記プラズマ源とは前記筒体を中心とした
対向配置とされて、前記柱体が蒸発源から飛散した成膜
材料が前記プラズマ放出口に向かうのを遮断するよう構
成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載のプラズマ成膜装置。4. A table which rotates in a chamber and a columnar body which is coaxially arranged on the table and which is arranged on the table. The evaporation source and the plasma source are arranged opposite to each other with the cylindrical body as a center. The plasma formation according to any one of claims 1 to 3, wherein the columnar body is configured to block the film forming material scattered from the evaporation source from heading toward the plasma emission port. Membrane device.
側とに2分割する遮蔽板が設けられていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載のプラズマ成膜装
置。5. The plasma film forming apparatus according to claim 1, further comprising a shield plate that divides the interior of the chamber into the evaporation source side and the plasma source side.
空間の圧力をそれぞれ別々に設定可能に構成されている
ことを特徴とする請求項5記載のプラズマ成膜装置。6. The plasma film forming apparatus according to claim 5, wherein the pressure of the space in the chamber divided into two by the shielding plate can be set separately.
前記プラズマ源の前記中空筒体の軸線方向との角度が9
0度以内となるように、前記蒸発源及び前記プラズマ源
が配置されていることを特徴とする請求項1記載のプラ
ズマ成膜装置。7. The angle between the normal to the evaporation surface of the evaporation source and the axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source is 9
2. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the evaporation source and the plasma source are arranged so as to be within 0 degree.
前記プラズマ源の前記中空筒体の軸線方向とが互いに略
平行又は略0度となるように、前記蒸発源及び前記プラ
ズマ源が配置されていることを特徴とする請求項1記載
のプラズマ成膜装置。8. The evaporation source and the plasma source are arranged such that a direction normal to the evaporation surface of the evaporation source and an axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source are substantially parallel to each other or substantially 0 degrees. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the plasma film forming apparatus is provided.
置されていることを特徴とする請求項8記載のプラズマ
成膜装置。9. The plasma film forming apparatus according to claim 8, wherein the plasma source is disposed behind the evaporation source.
前記プラズマ放出口となるように前記プラズマ源が配置
されていることを特徴とする請求項8記載のプラズマ成
膜装置。10. The plasma film forming apparatus according to claim 8, wherein the plasma source is arranged such that a hole provided substantially in the center of the evaporation source serves as the plasma emission port.
の延長位置と、前記プラズマ源の前記中空筒体の軸線方
向の延長位置との間で、前記基板を移動させる搬送手段
が設けられていることを特徴とする請求項8記載のプラ
ズマ成膜装置。11. A transfer means is provided for moving the substrate between an extension position in the radial direction of the evaporation surface of the evaporation source and an extension position in the axial direction of the hollow cylindrical body of the plasma source. 9. The plasma film forming apparatus according to claim 8, wherein.
プロセスガスを前記中空筒体から前記チャンバ内に供給
するように構成されていることを特徴とする請求項1〜
11のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。12. The method according to claim 1, wherein the process gas used during film formation by the evaporation source is supplied from the hollow cylindrical body into the chamber.
11. The plasma film forming apparatus according to any one of 11.
前記蒸発源用の高真空排気系の2系統の排気系をそれぞ
れ備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれ
かに記載のプラズマ成膜装置。13. A low vacuum exhaust system for the plasma source,
13. The plasma film forming apparatus according to claim 1, further comprising two exhaust systems of a high vacuum exhaust system for the evaporation source.
外部に漏洩可能なガラス等の材質からなる内部観察用窓
部を具備し、当該内部観察用窓部はマイクロ波がチャン
バ外へ漏洩することを防止する漏洩防止手段を有するこ
とを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のプラ
ズマ成膜装置。14. The chamber has an internal observation window part made of a material such as glass capable of leaking microwaves to the outside, and the internal observation window part leaks microwaves to the outside of the chamber. 14. The plasma film forming apparatus according to claim 1, further comprising a leakage prevention unit for preventing such a situation.
zのマイクロ波をカットオフ周波数とする円筒管として
構成され、当該円筒管がマイクロ波の漏洩防止手段とさ
れていることを特徴とする請求項14記載のプラズマ成
膜装置。15. The internal observation window is 2.45 GH.
The plasma film forming apparatus according to claim 14, wherein the plasma film forming apparatus is configured as a cylindrical tube having a cut-off frequency of the microwave of z, and the cylindrical tube serves as a microwave leakage preventing means.
して構成され、当該矩形長辺の長さを2.45GHzの
マイクロ波をカットオフ周波数とする長さよりも短く
し、当該矩形中空管をマイクロ波の漏洩防止手段とした
ことを特徴とする請求項14記載のプラズマ成膜装置。16. The inside observation window portion is configured as a rectangular hollow tube, and the length of the long side of the rectangle is made shorter than the length at which the microwave of 2.45 GHz is used as a cutoff frequency, and 15. The plasma film forming apparatus according to claim 14, wherein the hollow tube is used as a microwave leakage preventing means.
前処理の後、前記蒸発源でPVD成膜が行われるよう制
御されることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに
記載のプラズマ成膜装置。17. The plasma process according to claim 1, wherein PVD film formation is controlled by the evaporation source after pretreatment of the substrate with the plasma source. Membrane device.
特徴とする請求項17記載のプラズマ成膜装置。18. The plasma film forming apparatus according to claim 17, wherein the pretreatment is CVD film forming.
膜した後、前記プラズマ源でCVD成膜が行われるよう
に制御されることを特徴とする請求項1〜18のいずれ
かに記載のプラズマ成膜装置。19. The control according to claim 1, wherein after the PVD film is formed on the substrate by the evaporation source, the CVD film is formed by the plasma source. Plasma deposition system.
を特徴とする請求項19記載のプラズマ成膜装置。20. The plasma film forming apparatus according to claim 19, wherein the PVD film is a metal thin film.
Dであることを特徴とする請求項19又は20記載のプ
ラズマ成膜装置。21. The CVD film formation is a CV containing hydrocarbon.
21. The plasma film forming apparatus according to claim 19 or 20, wherein the plasma film forming apparatus is D.
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WO2016136669A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Microwave plasma treatment apparatus |
JP2018016839A (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | High frequency supply structure |
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- 2001-09-26 JP JP2001294974A patent/JP2003105538A/en active Pending
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JPWO2016136669A1 (en) * | 2015-02-27 | 2018-01-25 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Microwave plasma processing equipment |
JP2018016839A (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | High frequency supply structure |
CN114375346A (en) * | 2020-04-01 | 2022-04-19 | 株式会社新柯隆 | Sputtering apparatus and film forming method using the same |
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