CN105470088B - 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及等离子体处理装置以及等离子体处理方法，提供能够解决振荡等问题的气体供给技术。两个第一供给部(21a)以固定的第一供给量从开口部(22a)向腔室(11)内供给反应性气体。第二供给部(21b)以可变的第二供给量从开口部(22b)向腔室(11)内供给反应性气体。在等离子体处理中，利用PEM法的反馈控制调整第二供给量。这样，由于溅射装置(10)具有进行第二供给量的反馈控制的一个第二供给部(21b)，所以能够消除因存在多个反馈控制所引起的振荡的问题。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置以及等离子体处理方法。
背景技术
已知具有如下技术：一边向腔室内供给反应性气体一边进行溅射成膜处理(例如，专利文献1)。作为反应性气体的导入量的控制方法，已知具有如下方法：对等离子体中的反应性气体、靶材材料的元素的发光强度进行测量(监控)，并基于该测量结果控制反应性气体的导入量。这样的控制方法也称为PEM(等离子体发射监控)法或PEM控制。
为了用这种溅射成膜处理在被搬运的基材的主面上进行均质的成膜，优选腔室内的反应性气体的分布沿着基材的宽度方向是均匀的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP专利第4809613号公报
作为使腔室内的反应性气体的分布沿着宽度方向变均匀的技术方案，考虑使被PEM控制的多个气体供给部沿着宽度方向连续配置的技术方案。由此，在宽度方向以规定间隔假想地被分割的各区间中，反馈控制反应性气体的供给量，这是为了期待腔室内的反应性气体的分布沿着宽度方向变均匀。然而，在该技术方案中，在相邻的气体供给部产生反馈控制的干扰，进而会引起实际的气体供给量在理想的气体供给量的前后振动的现象(振荡)，从而难以使反应性气体的分布变均匀。
另外，作为一边解除振荡一边使腔室内的反应性气体的分布沿着宽度方向变均匀的技术方案，考虑只由被PEM控制的一个气体供给部向腔室内供给反应性气体的技术方案。在该技术方案中，在腔室十分小且腔室内的各部分的结构在宽度方向一侧与另一侧成为对称配置的情况下才有效。然而，在腔室大的情况或腔室内的各部分的结构在宽度方向一侧与另一侧成为非对称的配置的情况下，由一个气体供给部难以使腔室内的反应性气体的分布变均匀。特别地，近年，在考虑腔室随着基板的大型化而大型化时，只由一个气体供给部使腔室内的反应性气体的分布变均匀特别困难。这样的问题并不限定于溅射成膜处理，而是等离子体CVD处理等各种等离子体处理的共同的问题。
发明内容
本发明鉴于这样的问题而提出，其目的在于，提供具有能够解决振荡等问题的气体供给技术的等离子体处理装置以及等离子体处理方法。
本发明的第一技术方案的等离子体处理装置，一边向生成等离子体的处理空间供给气体，一边在所述处理空间内对沿着搬运方向进行搬运的基材执行等离子体处理，其特征在于，具有：搬运部，在所述处理空间内沿着所述搬运方向搬运所述基材；至少一个第一供给部，以预定的固定的第一供给量从至少一个第一开口部向所述处理空间内供给所述气体；至少一个第二供给部，以第二供给量从至少一个第二开口部向所述处理空间内供给所述气体；调整部，对所述处理空间内的存在于中央侧的所述气体的量进行测量，并根据测量结果进行反馈控制，从而调整所述等离子体处理中的所述第二供给量；以及等离子体生成部，在所述处理空间内生成等离子体；在所述处理空间内的与所述基材的主面平行的面内，所述至少一个第一开口部与所述至少一个第二开口部沿着与所述搬运方向垂直的宽度方向交替地配置。
本发明的第二技术方案的等离子体处理装置根据本发明的第一技术方案的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一开口部向所述基材的所述主面中的不成为等离子体处理的对象的非处理区域开口，所述第二开口部向所述基材的所述主面中的成为等离子体处理的对象的处理区域开口。
本发明的第三技术方案的等离子体处理装置根据本发明的第一技术方案的等离子体处理装置，其特征在于，所述基材呈矩形形状，所述基材的所述宽度方向的长度为700mm(毫米)以上。
本发明第四技术方案的等离子体处理装置根据本发明的第一技术方案的等离子体处理装置，其特征在于，所述气体为氧气，在所述等离子体处理中，在所述处理空间内溅射铝靶材，并在与该铝靶材对置的所述基材上形成氧化铝的膜。
本发明的第五技术方案的等离子体处理装置根据本发明的第一～第四中任一项技术方案的等离子体处理装置，其特征在于，所述调整部利用等离子体发射监控(PEM)法来调整所述第二供给量。
本发明的第六技术方案的等离子体处理方法，一边向生成等离子体的处理空间供给气体，一边在所述处理空间内对沿着搬运方向进行搬运的基材执行等离子体处理，其特征在于，具有：设定工序，对从至少一个第一开口部向所述处理空间供给所述气体时的第一供给量进行设定；以及等离子体处理工序，执行所述等离子体处理；所述等离子体处理工序具有：第一供给工序，至少一个第一供给部以固定的所述第一供给量从所述至少一个第一开口部向所述处理空间内供给所述气体；第二供给工序，至少一个第二供给部以第二供给量从至少一个第二开口部向所述处理空间内供给所述气体；调整工序，对所述处理空间内的存在于中央侧的所述气体的量进行测量，并根据测量结果进行反馈控制，从而调整所述第二供给量；等离子体生成工序，在所述处理空间内生成等离子体；以及搬运工序，在所述处理空间内沿着所述搬运方向搬运所述基材；在所述处理空间内的与所述基材的主面平行的面内，所述至少一个第一开口部与所述至少一个第二开口部沿着与所述搬运方向垂直的宽度方向交替地配置。
本发明的第七技术方案的等离子体处理方法根据本发明的第六技术方案的等离子体处理方法，其特征在于，所述第一开口部向所述基材的所述主面中的不成为等离子体处理的对象的非处理区域开口，所述第二开口部向所述基材的所述主面中的成为等离子体处理的对象的处理区域开口。
本发明的第八技术方案的等离子体处理方法根据本发明的第六技术方案的等离子体处理方法，其特征在于，所述基材呈矩形形状，所述基材的所述宽度方向的长度为在700mm(毫米)以上。
本发明的第九技术方案的等离子体处理方法根据本发明的第六技术方案的等离子体处理方法，其特征在于，所述气体为氧气，在所述等离子体处理工序中，在所述处理空间内溅射铝靶材，并在与该铝靶材对置的所述基材上形成氧化铝的膜。
本发明的第十技术方案的等离子体处理方法根据本发明的第六～第九技术方案中任一项技术方案的等离子体处理方法，其特征在于，在所述调整工序中，利用等离子体发射监控(PEM)法来调整所述第二供给量。
发明效果
在本发明的第一～第十技术方案中，至少一个第一开口部与至少一个第二开口部沿着处理空间内的宽度方向交替地配置。并且，在等离子体处理中，从至少一个第二开口部以与反馈控制相应的第二供给量供给气体。
在本发明中，由于以反馈控制的第二供给量向处理空间内供给气体的第二开口部没有相邻，所以能够消除伴随着第二开口部相邻所引起的振荡的问题。
另外，在本发明中，由于从第一开口部以固定的第一供给量向处理空间内供给气体，因此，通过合适地设定该第一供给量，在腔室大的情况或腔室内的各部分的结构在宽度方向一侧与另一侧成为非对称的配置的情况下，也能够使腔室内的气体的分布变均匀。
附图说明
图1是表示溅射装置的概略结构的侧视图。
图2是表示高频天线的例子的侧视图。
图3是表示溅射装置的概略结构的上表面图。
图4是表示处理的流程的流程图。
其中，附图标记说明如下：
10 溅射装置
19 溅射气体供给部
20、22a、22b 开口部
21 反应性气体供给部
21a 第一供给部
21b 第二供给部
74 基板
111 分光器
190a、190b 反应性气体供给源
191 溅射气体供给源
192 流量控制器
193 流量控制器
200 控制部
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在附图中，对于具有相同的结构及功能的部分，标注相同的附图标记，并在以下说明中，省略重复说明。此外，下面的实施方式是对本发明进行了具体化的一个例子，并不是限定本发明的技术范围的事例。另外，在附图中，为了容易理解，存在将各部分的尺寸或数量夸大或简化而图示的情况。另外，在附图中，为了说明方向，添加XYZ直角坐标轴。该坐标轴中的+Z的方向表示垂直向上方向，XY平面为水平面。
<1实施方式>
<1.1溅射装置的结构>
图1是表示实施方式的溅射装置10的概略结构的侧视图。图2是表示高频天线80的例子的侧视图。下面，一边参照图1、图2，一边说明溅射装置10的结构。
溅射装置10是通过离子来溅射板状的单金属铝等靶材60，在矩形的基板74(基材)的一侧主面上形成规定的薄膜的装置。
溅射装置10具有：腔室11，能够由真空泵(未图示)将内部变成真空；溅射气体供给部19以及反应性气体供给部21，向被真空排气的腔室11内导入等离子体生成气体；靶材保持部24，设置在腔室11内来保持靶材60；搬运部77，沿着规定的搬运路径向搬运方向X1搬运成膜对象的多个基板74(更详细地说，基板74分别保持的多个搬运台75)；载物台15，设置在基板74的上方；以及溅射用电源162。
另外，溅射装置10还具有：控制部200，具有计算机或硬件电路等，总体控制溅射装置10的各部分的动作；分光器111，能够测量入射至光纤探针的光的光谱强度。控制部200与溅射装置10的各部分电连接。
搬运部77支撑板状的多个搬运台75，以使得由靶材保持部24保持的靶材60的表面(+Z侧的面)和多个基板74的表面(-Z侧的面)隔开规定的距离对置，并且将各搬运台75沿着与靶材60对置的搬运路径串联排列来进行搬运。搬运部77具有分别能够自转的多个辊。搬运台75的下表面中的在侧视时与基板74的搬运方向X1垂直的方向(Y方向)的两端部分，是未配置基板74的部分。搬运部77具有的多个辊从下方支撑该两端部分。通过各辊以规定的旋转方向自转，使得多个搬运台75沿着搬运路径向搬运方向X1被搬运。
更详细地说，搬运部77以沿着搬运路径排列的多个搬运台75的相互对置的各对的端部76以规定的时间间隔按顺序通过搬运路径中的与靶材60对置的部分的方式，搬运多个搬运台75。由此，腔室11内的等离子体的发光光谱周期性地变动。
在基板74的正下方(-Z侧的附近)设置有能够开闭的省略图示的成膜开闭器(shutter)，该成膜开闭器至少覆盖基板74的整个区域。另外，溅射用电源162通过向底板14(负极)施加负电压的直流溅射电压或由负电压与正电压组成的脉冲状的溅射电压，在靶材60与保持在载物台15的下面侧的基板74之间生成磁控等离子体用的电场。优选溅射用电源162由恒定电压模式驱动。另外，载物台15具有省略图示的加热器或冷却机构，来控制基板74的温度。
另外，溅射装置10还具有等离子体生成部90，该等离子体生成部90使被导入腔室11内的溅射气体以及反应性气体的高频率电感耦合等离子体产生。载物台15经由安装构件设置在腔室11的上部的内壁。
另外，等离子体生成部90具有线状的高频天线80，该高频天线80不与靶材60的侧面接触而沿着该侧面配置。高频天线80由金属管状导体构成。并且，等离子体生成部90通过高频天线80使溅射气体与反应性气体的分别的高频率电感耦合等离子体产生。另外，通过石英或陶瓷等的电介质制的保护管，使导体不与等离子体、溅射气体以及反应性气体直接接触。
并且，溅射装置10通过利用混合等离子体溅射靶材60，在基板74上的二维区域(处理区域)进行成膜，其中，混合等离子体是由后述的磁控溅射用磁铁12形成的静磁场在靶材60的表面部分产生的等离子体生成气体的磁控等离子体与等离子体生成部90产生的等离子体生成气体的高频率电感耦合等离子体进行混合而形成的。
在腔室11的侧面设置有能够开闭的门351、352。门351、352能够在开启状态与关闭状态之间进行切换。另外，门351、352构成为，未图示的装载锁定腔室或卸载锁定腔室等的其它的腔室的开口部能够以保持气密性的状态连接。成膜对象的基板74以由搬运台75保持的状态从门351被搬入腔室11内，来实施利用溅射的成膜，然后从门352被搬出至腔室11的外部。在保持基板74的搬运台75从门351(352)被搬入腔室11内(从腔室11搬出)时，装载锁定腔室(卸载锁定腔室)被保持为真空状态。在基板74从外部被搬入装载锁定腔室时，门351关闭，在基板74从卸载锁定腔室搬出至外部时，门352关闭。在基板74被成膜时，门351、352关闭来保持腔室11内的气密性。在成膜处理开始前，以保持腔室11内的气密性的状态，由未图示的真空泵使腔室11的内部空间即处理室113真空排气。
溅射气体供给部19具有：溅射气体供给源191，用于供给存积的溅射气体；配管，将从溅射气体供给源191供给的溅射气体向腔室11内输送；以及流量控制器192，经由配管控制溅射气体的流量。通过配管输送的溅射气体从开口部20供给至腔室11内。开口部20在例如高频天线80与靶材60之间的部分形成。在等离子体生成部90具有多个高频天线80的情况下，开口部20分别被设置在例如与各高频天线80对应的位置。作为溅射气体使用例如作为惰性气体的氩(Ar)气体等。
图3是表示腔室11内的各部分(特别是反应性气体供给部21)的配置的概略上表面图。
反应性气体供给部21具有：第一供给部21a，从腔室11内(处理空间内)的在基板74的宽度方向(Y方向)的两端侧开口的开口部22a(第一开口部)以预定的固定的第一供给量供给反应性气体；以及第二供给部21b，从腔室11内的在基板74的宽度方向(Y方向)的中央侧开口的开口部22b(第二开口部)以后述的第二供给量供给反应性气体。
第一供给部21a具有：反应性气体供给源190a，用于供给存积的反应性气体；配管，将从反应性气体供给源190a供给的反应性气体向腔室11内输送；闭路阀194a，插入配管内来调整管路的开闭；以及针形阀195a，插入配管内来调整反应性气体的流量。通过配管输送的反应性气体从开口部22a供给至腔室11内。作为反应性气体使用例如氧气(O2)等。如图3所示，在本实施方式中，对分别配置在Y方向两端的两个第一供给部21a独立地进行反应性气体的供给的技术方案进行说明。
第二供给部21b具有：反应性气体供给源190b，用于供给存积的反应性气体；配管，将从反应性气体供给源190b供给的反应性气体向腔室11内输送；以及流量控制器193，经由配管控制反应性气体的流量。通过配管输送的反应性气体从开口部22b供给至腔室11内。作为反应性气体使用例如氧气(O2)等。
这样，关于反应性气体供给部21具有第一供给部21a与第二供给部21b的优点，在后述的<1.3溅射装置10的效果>中进行详细地说明。
并且，在门351、352被关闭且处理室113被真空排气的状态下，通过溅射气体从溅射气体供给部19供给至腔室11内，并且反应性气体从反应性气体供给部21供给至腔室11内，使得处理室113维持在固定压力下、固定的气体分压下。
另外，在腔室11的侧壁中的Y方向中央侧的一部分设置有窗口部17，该窗口部17对腔室11内进行密封，并且能够使腔室11内的等离子体发光通过，在窗口部的附近以等离子体发光能够入射的方式，设置有分光器111的探针112。
分光器111能够经由窗口部17对入射至探针112的腔室11内的等离子体的发光进行分光，并且能够重复检测具有反应性气体的等离子体发光的亮线的波长的光的强度(光谱)。分光器111对检测出的发光光谱进行A/D转换并供给至控制部200。即，分光器111对包含于等离子体的发光光谱的反应性气体的发光光谱进行重复测量，并将测量结果供给至控制部200。在测量氧气的发光光谱的情况下，波长777.19nm的光被测量。
分光器111进行测量的测量间隔设定为，比等离子体的发光光谱的变动周期(在发光光谱以多个变动周期同时并行地变动的情况下，为最短变动周期)短的时间间隔。更详细地说，该测量间隔是能够再现发光光谱的变动波形的时间间隔。具体而言，分光器111以例如发光光谱信号的最大频率的两倍以上的采样频率进行测量。另外，因磁控溅射用磁铁12的周期性的振荡等已知的原因所引起的等离子体的发光光谱的变动，反映成为原因的现象的周期，并且以同一周期重复出现。
控制部200基于分光器111测量的腔室11内的反应性气体的发光光谱，通过等离子体发射监控(PEM)法控制流量控制器193。由此，对从反应性气体供给源190b供给至腔室11内的反应性气体的第二供给量进行控制。这样，分光器111对腔室11内的存在于Y方向中央侧的反应性气体的量进行测量，然后流量控制器193根据该测量结果进行反馈控制，控制部200作为用于调整等离子体处理中的第二供给量的调整部发挥作用。能够采用例如PID控制作为该反馈控制。
在腔室11的底部设置有开口部，并且以从下侧堵塞该开口部的方式安装有所述的底板14以及磁控溅射用磁铁12(合并称为磁控负极)和用于容纳高频天线80的靶材天线配置部18。靶材天线配置部18与腔室11的底部的连接部通过密封件确保气密性。因此，靶材天线配置部18的壁具有作为腔室11的壁的一部分的作用。在靶材天线配置部18上的位于载物台15的正下方的位置设置有靶材配置台(靶材配置部)181。与此同时，在靶材天线配置部18的内壁(即腔室11的内壁)即靶材配置台181的侧方，以夹持靶材配置台181的方式设置有一对天线固定块182。磁控负极在靶材60的表面附近形成静磁场。
在靶材配置台181的上部具有腔室11的处理室113。在靶材配置台181内载置有：磁控溅射用磁铁12；以及移动部13，支撑磁控溅射用磁铁12，并且使磁控溅射用磁铁12相对于靶材60在搬运方向X2上周期性地移动。更详细地说，移动部13使磁控溅射用磁铁12沿着搬运方向X2周期性地振荡。在磁控溅射用磁铁12的上表面设置有底板14，并且在腔室11的上侧内壁设置有与底板14对置的载物台15。载物台15接地。此外，载物台15也可以是未接地的浮置状态。磁控溅射用磁铁12的上下方向的位置被调整为，载置于设置在该磁控溅射用磁铁12的上表面的底板14的靶材60的上表面配置在靶材天线配置部18的上端附近(不需要处于与上端相同位置)。另外，靶材60由底板14与靶材保持部24保持在底板14的上表面(+Z侧的面)。这样，通过设置磁控溅射用磁铁12以及底板14(合并称为磁控负极)，使得靶材60配置在面向腔室11的处理室113的空间内。
磁控溅射用磁铁12能够在包括由靶材保持部24保持的靶材60的表面的区域形成静磁场(磁控磁场)，能够在靶材60的表面部分能够形成等离子体。靶材60的表面部分的等离子体的扩散方法通过导入至腔室11的等离子体生成气体的分压、磁控溅射用磁铁12产生的磁控磁场、赋予靶材的电压的强度等进行变动。另外，通过磁控溅射用磁铁12由移动部13周期性地移动，使得腔室11内的等离子体的发光光谱周期性地变动。
另外，在靶材配置台181上端与腔室11的处理室113的交界，设置有正极189，该正极189从靶材配置台181的侧壁向内侧延伸，并且相对于靶材60的边缘附近(包括边缘的部分)保持固定的距离。
在天线固定块182内插入有高频天线80。另外，溅射装置10具有向高频天线80供给高频电力的高频电源161。高频电源161经由匹配电路163与高频天线80连接。
高频天线80是用于支援利用磁控负极溅射的等离子体产生的装置，例如，如图2所示，是将金属管状的导体弯曲成U字形的装置，该高频天线80在两个天线固定块182内各设置有一个，并且以“U”字上下逆向的状态竖立设置。此外，高频天线80的配置方式能够进行各种变更。作为高频天线80的形状也可以采用例如圆弧状的形状。另外，高频天线80的匝数小于一圈。为了防止驻波的产生，优选高频天线80的长度设定为高频电源161供给电力的波长的1/4以下的长度。从高频天线的一端供给高频电力，另一端接地。由此，生成电感耦合等离子体。若采用这样的高频天线80，与使用螺旋状(漩涡状)的天线使电感耦合等离子体产生的方法相比，则因天线的电感低而天线的电压降低，因此，能够抑制等离子体损伤。另外，通过将天线长度变短至高频波长的1/4以下，能够抑制因驻波的影响所导致的等离子体的斑所引起的溅射斑(不均匀)。另外，由于能够将天线容纳在腔室内，所以能够提高等离子体生成效率。而且，根据成膜对象的基板尺寸，能够使高频天线80的个数增加，并且通过使靶材的尺寸变大，在基板尺寸大的情况下，也能够实现溅射速度的提高。
U字形的高频天线相当于匝数不到一圈的电感耦合天线，且电感低于匝数为一圈以上的电感耦合天线，因而降低产生于高频天线的两端的高频电压，并抑制伴随着向生成的等离子体的电容耦合的等离子体电位的高频振荡。因此，降低伴随着向地电位的等离子体电位振荡的过多的电子损失，并且降低等离子体电位。由此，能够进行基板上的低离子损伤的薄膜形成工序。在使用溅射装置10时，构成高频天线80的金属管状导体通过使水等的制冷剂151通过上述高频天线80的内部，具有冷却高频天线80的功能。高频天线80的高度方向的位置以靶材60的表面附近的等离子体密度变得更高的方式被调整为，“U”字状的底部比靶材60的上表面的相同程度的高度高几厘米左右。此外，由于靶材60以及底板14等的温度也变得非常高，所以优选与高频天线80相同，通过制冷剂151冷却。
高频天线80的上端侧的一部分贯通天线固定块182，并在腔室11的内部侧突出设置。高频天线80的该突出设置部分通过由石英等组成的电介质的保护管411覆盖。
此外，利用磁控溅射用磁铁12的靶材60表面的水平磁通密度的最大值为20～50mT(毫特斯拉)，并且以比没有高频率电感耦合天线的支援的情况的磁通密度(60～100mT)低的磁通密度也能够生成充分的等离子体。此外，即使没有利用高频率电感耦合天线的等离子体产生的支援，也并不意味着减损本发明的有用性。另外，在支援利用高频率电感耦合天线的等离子体产生的情况下，也可以使用匝数为一圈以上的高频率电感耦合天线。另外，高频率电感耦合天线也可以不设置在腔室11内而设置在外部。另外，在图1所示的溅射装置10的结构例中，基板74(搬运台75)相对于靶材60、磁控负极以及高频天线80而设置在上方，但也可以采用设置在下方的结构。
载物台15通过设置在载物台15的下表面的省略图示的爪形构件等能够保持基板74。搬运台75由板状的支架等构成，能够装卸地保持基板74。基板74由例如硅晶片等构成。
上述构成的溅射装置10向腔室11导入溅射气体，并且以定量的第一供给量从第一供给部21a导入反应性气体，且以由PEM法调整的第二供给量从第二供给部21b导入反应性气体。并且，溅射装置10在该气体环境下溅射靶材60，从而在与该靶材60对置的基板74上形成由靶材的材料与反应性气体组成的化合物的膜。
<1.2处理例>
图4是表示本实施方式的处理的一个例子的流程图。下面，一边参照图4一边对处理的流程进行说明。特别地，步骤ST1相当于在成膜处理的前阶段进行的设定工序，步骤ST2～ST4相当于等离子体处理工序。
首先，对在第一供给部21a从腔室11内的在Y方向的两端侧开口的开口部22a向腔室11内供给反应性气体时的第一供给量进行设定(步骤ST1：设定工序)。在此，在分别配置在Y方向两端的两个第一供给部21a中，分别的第一供给量可以相同，也可以不同。
第一供给部21a的第一方面的作用，在只由第二供给部21b供给反应性气体的情况下，能够消除在Y方向中央侧与Y方向两端侧之间所产生反应性气体的密度差。第一供给部21a的第二方面的作用，在腔室11内的各结构的配置在Y方向一侧与另一侧非对称的情况下，能够消除在Y方向一侧与另一侧之间所产生反应性气体的密度差。因此，为了达到上述两个方面的作用，存在将两个第一供给部21a的分别的第一供给量设定成不同的值的情况。在第二供给部21b以及溅射气体供给部19中，设定成为基准的气体供给量。
溅射气体供给部19以规定的流量从开口部20向腔室11内供给溅射气体。两个第一供给部21a以第一供给量从开口部22a向腔室11内供给反应性气体(第一供给工序)。第二供给部21b以第二供给量从开口部22b向腔室11内供给反应性气体(第二供给工序)。另外，在第二供给工序时，用上述的反馈控制调整第二供给量(调整工序)。由此，在腔室11内形成适于溅射成膜处理的气体环境(步骤ST2)。
高频电源161向各高频天线80供给高频电力，从而在腔室11内生成电感耦合等离子体。由此，流入腔室11内的溅射气体以及反应性气体等离子化(步骤ST3：等离子体生成工序)。另外，溅射用电源162向底板14施加溅射电压。由此，在靶材60与被搬运的基板74之间生成磁控等离子体用的电场。
若未处理的基板74经由门351被搬入腔室11内，则搬运部77一边以水平姿势保持该基板74，一边沿着搬运方向X1向+X方向搬运至腔室11内(步骤ST4：搬运工序)。并且，在溅射气体以及反应性气体等离子化的状态下，基板74与靶材60对置地通过腔室11内。由此，进行基板74的主面中的与靶材60对置的区域(处理区域)的溅射成膜处理。实施溅射成膜处理的基板74经由门352从腔室11被搬出。由此，在溅射装置10中完成一片基板74的处理。
<1.3溅射装置10的效果>
为了用溅射成膜处理在基板74的主面进行均质的成膜，优选腔室11内的反应性气体的分布沿着基板74的宽度方向(Y方向)是均匀的。
作为使腔室11内的反应性气体的分布沿着Y方向变均匀的技术方案，考虑将多个第二供给部21b沿着Y方向连续地配置的技术方案(第一比较例)。由此，在Y方向以规定间隔假想地被分割的各区间中，反馈控制反应性气体的供给量，这是为了期待腔室11内的反应性气体的分布沿着Y方向变均匀。然而，在该技术方案中，相邻的第二供给部21b产生干扰，进而会引起实际的气体供给量在理想的气体供给量的前后振动的现象(振荡)，从而难以使反应性气体的分布变均匀。
在本实施方式的技术方案中，与第一比较例的技术方案不同，溅射装置10具有进行第二供给量的反馈控制的一个第二供给部21b。因此，在本实施方式的技术方案中，因多个反馈控制存在所引起的振荡的问题被消除。
另外，作为一边消除振荡一边使腔室11内的反应性气体的分布沿着Y方向变均匀的技术方案，考虑只由一个第二供给部21b向腔室11内供给反应性气体的技术方案(第二比较例)。在该技术方案中，在腔室11十分小且腔室11内的各部分的结构在Y方向一侧与另一侧成为对称配置的情况下才有效。然而，在腔室11大的情况或腔室11内的各部分的结构在Y方向一侧与另一侧成为非对称的配置的情况下，由一个第二供给部21b难以使腔室11内的反应性气体的分布变均匀。特别地，近年，在考虑腔室11随着基板74的大型化而大型化时，只由一个第二供给部21b使腔室11内的反应性气体的分布变均匀特别困难。在此，基板74为大型就意味着基板74的宽度方向的长度在700mm(毫米)以上。
在本实施方式的技术方案中，与第二比较例的技术方案不同，溅射装置10除了进行第二供给量的反馈控制的一个第二供给部21b，还具有以固定的第一供给量供给反应性气体的两个第一供给部21a。因此，在本实施方式的技术方案中，通过根据装置结构合适地设定第一供给量，在腔室11大的情况或腔室11内的各部分的结构在Y方向一侧与另一侧成为非对称的配置的情况下，也能够使腔室11内的反应性气体的分布变均匀。
另外，在一边供给作为反应性气体的氧气一边溅射铝靶材而在基板上形成氧化铝的膜的情况下，因靶材表面迅速被氧化等的影响，使膜质稳定化特别困难。这样，在反应性气体的供给量的调整进一步要求高精度的情况下，反馈控制第二供给量的本实施方式的技术方案特别有效。
<2变形例>
上面，说明了本发明的实施方式，但本发明在不脱离其宗旨的范围内，能够进行上述实施方式以外的各种变更。
在上述实施方式中，说明了由反应性溅射进行氧化铝成膜的处理的技术方案，但并不限定于此。本发明也能够适用于各种技术方案，例如，一边向生成等离子体的处理空间供给气体，一边在处理空间内对沿着搬运方向被搬运的基材实施等离子体处理。例如，本发明也能够适用于，一边向腔室11内(处理空间内)供给气体一边在该腔室11内对被搬运的基板进行等离子体CVD处理的技术方案。
另外，在上述实施方式中，对开口部22a、开口部22b以及开口部22a沿着腔室11内的基板74的宽度方向(Y方向)按顺序配置的技术方案进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是开口部22b、开口部22a以及开口部22b沿着腔室11内的基板74的宽度方向(Y方向)按顺序配置。另外，作为别的例子，也可以是开口部22a、开口部22b、开口部22a、开口部22b以及开口部22a沿着腔室11内的基板74的宽度方向(Y方向)按顺序配置。这样，若是开口部22a与开口部22b沿着宽度方向交替地配置的技术方案，则多个开口部22b不会相邻，从而能够有效地防止振荡。另外，在溅射装置10具有多个第二供给部21b的情况下，优选溅射装置10具有与各第二供给部21b对应的多个分光器111。由此，能够由各第二供给部21b进行更精密的反馈控制。
另外，在上述实施方式中，对一个开口部22a由一个开口构成且一个开口部22b由一个开口构成的技术方案进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是一个开口部22a由多个开口构成的技术方案和一个开口部22b由多个开口构成的技术方案。在该情况下，被调整流量的气体在上述供给路径的中途被分支而从多个开口被供给。
另外，在上述实施方式中，在观察XY平面时，对两个开口部22a向基板74的主面中的不成为等离子体处理的对象的非处理区域开口且开口部22b向基板74的主面中的成为等离子体处理的对象的处理区域开口的技术方案进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以是两个开口部22a向基板74的主面中的处理区域开口的技术方案。但是，在只有以反馈控制的第二供给量导入气体的开口部22b向处理区域开口的上述实施方式的技术方案中，优选能够以实时调整的流量向处理区域供给气体。
上面，对实施方式及其变形例的等离子体处理装置以及等离子体处理方法进行了说明，但它们只是本发明的优选的实施方式的例子，并不限定本发明的实施范围。本发明能够在其发明的范围内自由组合各实施方式，或者能够对各实施方式的任意构成要素进行变形，或者能够在各实施方式中省略任意构成要素。
Claims (8)
1.一种等离子体处理装置，一边向生成等离子体的处理空间供给气体，一边在所述处理空间内对沿着搬运方向进行搬运的基材执行等离子体处理，其特征在于，
具有：
搬运部，在所述处理空间内沿着所述搬运方向搬运所述基材，
至少一个第一供给部，以预定的固定的第一供给量从至少一个第一开口部向所述处理空间内供给所述气体，
至少一个第二供给部，以第二供给量从至少一个第二开口部向所述处理空间内供给所述气体，
调整部，对所述处理空间内的存在于中央侧的所述气体的量进行测量，并根据测量结果进行反馈控制，从而调整所述等离子体处理中的所述第二供给量，以及
等离子体生成部，在所述处理空间内生成等离子体；
在所述处理空间内的与所述基材的主面平行的面内，所述至少一个第一开口部与所述至少一个第二开口部沿着与所述搬运方向垂直的宽度方向交替地配置，
所述调整部利用等离子体发射监控PEM法来调整所述第二供给量。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述第一开口部向所述基材的所述主面中的不成为等离子体处理的对象的非处理区域开口，所述第二开口部向所述基材的所述主面中的成为等离子体处理的对象的处理区域开口。
3.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述基材呈矩形形状，所述基材的所述宽度方向的长度为700毫米以上。
4.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述气体为氧气，
在所述等离子体处理中，在所述处理空间内溅射铝靶材，并在与该铝靶材对置的所述基材上形成氧化铝的膜。
5.一种等离子体处理方法，一边向生成等离子体的处理空间供给气体，一边在所述处理空间内对沿着搬运方向进行搬运的基材执行等离子体处理，其特征在于，
具有：
设定工序，对从至少一个第一开口部向所述处理空间供给所述气体时的第一供给量进行设定，以及
等离子体处理工序，执行所述等离子体处理；
所述等离子体处理工序具有：
第一供给工序，至少一个第一供给部以固定的所述第一供给量从所述至少一个第一开口部向所述处理空间内供给所述气体，
第二供给工序，至少一个第二供给部以第二供给量从至少一个第二开口部向所述处理空间内供给所述气体，
调整工序，对所述处理空间内的存在于中央侧的所述气体的量进行测量，并根据测量结果进行反馈控制，从而调整所述第二供给量，
等离子体生成工序，在所述处理空间内生成等离子体，以及
搬运工序，在所述处理空间内沿着所述搬运方向搬运所述基材；
在所述处理空间内的与所述基材的主面平行的面内，所述至少一个第一开口部与所述至少一个第二开口部沿着与所述搬运方向垂直的宽度方向交替地配置，
在所述调整工序中，利用等离子体发射监控PEM法来调整所述第二供给量。
6.如权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述第一开口部向所述基材的所述主面中的不成为等离子体处理的对象的非处理区域开口，所述第二开口部向所述基材的所述主面中的成为等离子体处理的对象的处理区域开口。
7.如权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述基材呈矩形形状，所述基材的所述宽度方向的长度为700毫米以上。
8.如权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述气体为氧气，
在所述等离子体处理工序中，在所述处理空间内溅射铝靶材，并在与该铝靶材对置的所述基材上形成氧化铝的膜。
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