JP2014218716A - Thin film deposition system - Google Patents

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雅充 山下
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高佳 藤元
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Toyoji Terada
豊治 寺田
岩出　卓
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卓 岩出
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film deposition system which can eliminate a preparation process necessary for switching a surface treatment and coating treatment in a chamber, and furthermore can save space of a whole system.SOLUTION: A film deposition system includes: a chamber; an electrode unit which has an inductive coupling type plasma electrode for generating plasma; a substrate transportation part which transports a substrate while holding the substrate in the chamber; a raw material gas supply part which supplies raw material gas for coating into the chamber; and a discharge gas supply part for supplying discharge gas which has a higher scattering property compared to the raw material gas. The film deposition system is configured such that a surface treatment region in which a surface of the substrate is treated by exposing to a plasma environment formed by a common electrode unit with the raw material gas supplied from the raw material gas part and the discharge gas supplied from the discharge gas supply part, and a coating treatment region in which the surface of the substrate is coated are formed in the chamber, and the surface treatment and the coating treatment are performed for the transported substrate in this order in a substrate transportation direction in the same chamber.

Description

本発明は、封止膜等の薄膜の形成に適した薄膜形成装置に関するものである。   The present invention relates to a thin film forming apparatus suitable for forming a thin film such as a sealing film.

有機ＥＬ、太陽電池等の電子デバイスは水や酸に弱いため、その表面を封止膜で覆って耐久性を向上させることが提案されている。このような封止膜は、薄膜形成装置、いわゆるプラズマＣＶＤ装置で形成されている。この薄膜形成装置は、例えば下記特許文献１では、本願図５に記載するように、チャンバ内にプラズマを発生させる平行平板型の対向電極１０１と、基板１００を保持する物品ホルダ１０２（対向電極１０１の一部）と、原料ガスを供給する原料ガス供給部１０３とを備えており、平行平板型の対向電極１０１間に原料ガス供給部１０３を配置して構成されている。そして、原料ガス供給部１０３から原料ガスが供給されると、原料ガスが対向電極１０１により形成されたプラズマ雰囲気に曝されることにより製膜粒子が形成される。そして、この製膜粒子が基板１００上に堆積することにより薄膜（封止膜）が形成される。   Since electronic devices such as organic EL and solar cells are vulnerable to water and acid, it has been proposed to improve durability by covering the surface with a sealing film. Such a sealing film is formed by a thin film forming apparatus, a so-called plasma CVD apparatus. This thin film forming apparatus includes, for example, a parallel plate type counter electrode 101 that generates plasma in a chamber and an article holder 102 (counter electrode 101) that holds a substrate 100 as described in FIG. And a source gas supply unit 103 for supplying source gas, and the source gas supply unit 103 is arranged between the parallel plate type counter electrodes 101. When the source gas is supplied from the source gas supply unit 103, the source gas is exposed to the plasma atmosphere formed by the counter electrode 101 to form film forming particles. Then, the film-forming particles are deposited on the substrate 100 to form a thin film (sealing film).

近年では、封止膜の密着性を高めるため、上述した製膜処理を行う前に基板１００表面に対して表面処理が行われる。すなわち、封止膜を形成する基板１００の表面を改質して封止膜の密着性を向上させる。具体的には、下記特許文献１に記載されているように、原料ガス供給部１０３とは別に前処理用ガス供給部１０４が設けられており、製膜処理が行われる前に前処理用ガスを供給してチャンバ内にプラズマ雰囲気を形成する。このプラズマ環境に基板１００を曝すことにより基板表面の表面処理が行われ、基板１００表面が改質され封止膜の密着しやすい状態に形成される。そして、原料ガス供給部１０３から原料ガスを供給されることにより製膜処理を行って基板表面に封止膜が形成される。   In recent years, in order to improve the adhesion of the sealing film, the surface treatment is performed on the surface of the substrate 100 before the above-described film forming treatment. That is, the adhesiveness of the sealing film is improved by modifying the surface of the substrate 100 on which the sealing film is formed. Specifically, as described in Patent Document 1 below, a pretreatment gas supply unit 104 is provided separately from the raw material gas supply unit 103, and the pretreatment gas is supplied before the film forming process is performed. To form a plasma atmosphere in the chamber. By exposing the substrate 100 to this plasma environment, the surface treatment of the substrate surface is performed, and the surface of the substrate 100 is modified so that the sealing film is easily adhered. Then, a raw material gas is supplied from the raw material gas supply unit 103 to perform a film forming process, thereby forming a sealing film on the substrate surface.

特開平９−１３７２７３号公報JP-A-9-137273

しかし、上記薄膜形成装置では、製膜完了までに必要なタクトタイムが長くなるという問題があった。すなわち、共通のチャンバ内で表面処理と製膜処理とを独立して行っているため、それぞれの処理を切り換える際、次の処理に応じた準備工程が必要になるという問題がある。特に、製膜処理完了後、再度、表面処理を行うには、チャンバ内に残留する原料ガスを排気する排気工程を行う必要があり、複数の基板１００を連続して処理する場合には、処理時間以外にも排気工程などの準備工程が必要になりタクトタイムが長くなるという問題があった。   However, the thin film forming apparatus has a problem that the tact time required to complete the film formation becomes long. That is, since the surface treatment and the film forming treatment are independently performed in a common chamber, there is a problem that a preparation process corresponding to the next treatment is required when switching between the treatments. In particular, in order to perform the surface treatment again after the film forming process is completed, it is necessary to perform an exhausting process for exhausting the raw material gas remaining in the chamber. In addition to the time, a preparatory process such as an exhaust process is required and there is a problem that the tact time becomes long.

また、上記表面処理と製膜処理とを別々のチャンバで独立して行うことも考えられるが、この場合には、チャンバ数の増加に伴い、装置大型化により省スペース化が図れないという問題があった。   In addition, it is conceivable that the surface treatment and the film forming treatment are performed independently in separate chambers, but in this case, as the number of chambers increases, there is a problem that space saving cannot be achieved by increasing the size of the apparatus. there were.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、チャンバ内における表面処理と製膜処理とを切り換えるのに必要な準備工程を省くことができ、さらに装置全体の省スペース化を図ることができる薄膜形成装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can eliminate a preparation process necessary for switching between surface treatment and film formation in the chamber, and further save space in the entire apparatus. An object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus capable of performing the above.

上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、真空環境を形成するチャンバと、プラズマを発生させる誘導結合型プラズマ電極を有する電極ユニットと、前記チャンバ内を前記誘導結合型プラズマ電極側に基板の製膜面を向けた状態で基板を保持しつつ搬送する基板搬送部と、前記チャンバ内に製膜の原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記電極ユニットによりプラズマ雰囲気を形成する放電用ガス供給部と、を備え、前記原料ガス供給部から供給される原料ガスと前記放電用ガス供給部から供給される放電用ガスとが共通の前記電極ユニットにより形成されたプラズマ環境に曝されることにより、基板の表面が処理される表面処理領域と基板表面上に製膜される製膜処理領域とが前記チャンバ内に形成され、搬送される基板に対し基板搬送方向に表面処理と製膜処理とがこの順で同一の前記チャンバ内で行われることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a thin film forming apparatus of the present invention includes a chamber for forming a vacuum environment, an electrode unit having an inductively coupled plasma electrode for generating plasma, and the inside of the chamber on the inductively coupled plasma electrode side. A substrate transport unit that transports the substrate while holding the substrate facing the film forming surface, a source gas supply unit that supplies a source gas for film formation into the chamber, and a discharge that forms a plasma atmosphere by the electrode unit A gas supply unit, and the source gas supplied from the source gas supply unit and the discharge gas supplied from the discharge gas supply unit are exposed to a plasma environment formed by the common electrode unit. As a result, a surface treatment region where the surface of the substrate is processed and a film formation region where the film is formed on the substrate surface are formed in the chamber, and the substrate is conveyed. Surface treatment and film formation process on the substrate transfer direction is characterized by being performed in the same said chamber in this order.

上記薄膜形成装置によれば、１つのチャンバ内に表面処理領域と製膜処理領域とが形成されるため、チャンバ内を基板が搬送されることにより同一のチャンバ内で表面処理と製膜処理とがこの順で行われる。具体的には、チャンバ内に供給される原料ガスと放電用ガスは、放電用ガスの方が飛散性が高いため、放電用ガスは原料ガス供給部よりも遠い位置まで飛散する。すなわち、チャンバ内では、原料ガスと放電用ガスとが共通の電極ユニットに曝されることにより、原料ガス供給部に近い領域では、相対的に製膜処理領域が形成され、原料ガス供給部から離れた領域では、相対的に表面処理領域が形成される。したがって、この表面処理領域と製膜処理領域とに基板が搬送されることにより、基板に対して表面処理と製膜処理とが同一のチャンバ内で行われる。そして、複数の基板を連続して搬送することにより、表面処理と製膜処理とがそれぞれの基板に対して連続的に行われる。すなわち、１つのチャンバ内を表面処理と製膜処理のいずれか一方に切り換えて使用する従来の場合に比べて、製膜処理から表面処理を行う際にチャンバ内に残留する原料ガスを排気する等の準備工程が不要になり、タクトタイムを短縮することができる。また、１つのチャンバで表面処理と製膜処理とを行うことができるため、各処理毎に専用のチャンバを複数有する場合に比べて省スペース化を図ることができる。   According to the thin film forming apparatus, since the surface treatment region and the film formation treatment region are formed in one chamber, surface treatment and film formation treatment are performed in the same chamber by transporting the substrate in the chamber. Are performed in this order. Specifically, the source gas and the discharge gas supplied into the chamber have a higher scattering property than the discharge gas, so that the discharge gas is scattered to a position farther than the source gas supply unit. That is, in the chamber, the source gas and the discharge gas are exposed to a common electrode unit, so that a film forming process region is relatively formed in the region close to the source gas supply unit. A relatively surface treatment region is formed in a remote region. Accordingly, the substrate is transported to the surface treatment region and the film formation treatment region, so that the surface treatment and the film formation treatment are performed on the substrate in the same chamber. And by carrying a several board | substrate continuously, surface treatment and film forming process are performed continuously with respect to each board | substrate. That is, compared with the conventional case where one chamber is switched to either surface treatment or film formation, the source gas remaining in the chamber is exhausted when performing the surface treatment from the film formation. This eliminates the need for the preparation step and reduces the tact time. Further, since the surface treatment and the film forming treatment can be performed in one chamber, space can be saved as compared with the case where a plurality of dedicated chambers are provided for each treatment.

また、前記原料ガス供給部は、前記チャンバの基板搬送方向における下流側に配置されている構成にしてもよい。   The source gas supply unit may be arranged on the downstream side in the substrate transfer direction of the chamber.

この構成によれば、原料ガス供給部がチャンバの基板搬送方向下流側に設けられているため、チャンバの基板搬送方向上流側に表面処理領を形成し、チャンバの基板搬送方向下流側に製膜処理領域を形成することができる。   According to this configuration, since the source gas supply unit is provided on the downstream side of the chamber in the substrate transport direction, the surface treatment area is formed on the upstream side of the chamber in the substrate transport direction, and the film is formed on the downstream side of the chamber in the substrate transport direction. A processing region can be formed.

さらに、前記原料ガス供給部と放電用ガス供給部の双方が、前記チャンバの基板搬送方向における下流側に配置されている構成にしてもよい。   Further, both the source gas supply unit and the discharge gas supply unit may be arranged on the downstream side in the substrate transfer direction of the chamber.

この構成によれば、チャンバの基板搬送方向上流側に表面処理領域を形成し、チャンバの基板搬送方向下流側に製膜処理領域を形成することができることに加え、原料ガス供給部及び放電用ガス供給部を共に下流側にまとめて配置することにより、別々に配置する場合に比べて省スペース化を図ることができる。   According to this configuration, the surface treatment region can be formed on the upstream side of the chamber in the substrate transfer direction, and the film formation region can be formed on the downstream side of the chamber in the substrate transfer direction. By arranging the supply units together on the downstream side, space can be saved as compared with the case where they are separately arranged.

また、上記構成に使用されるガスの具体的な様態としては、前記放電用ガスは、水素又は酸素から選択される少なくとも１種のガスであり、前記原料ガスは、ヘキサメチルジシラザンガスである構成にすることができる。   Further, as a specific aspect of the gas used in the above configuration, the discharge gas is at least one gas selected from hydrogen or oxygen, and the source gas is hexamethyldisilazane gas. Can be configured.

本発明の薄膜形成装置によれば、チャンバ内における表面処理と製膜処理とを切り換えるのに必要な準備工程を省くことができ、さらに装置全体の省スペース化を図ることができる。   According to the thin film forming apparatus of the present invention, it is possible to omit a preparation process necessary for switching between the surface treatment and the film forming process in the chamber, and to further reduce the space of the entire apparatus.

本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す正面図である。It is a front view which shows the thin film forming apparatus in one Embodiment of this invention. 上記薄膜形成装置の上面図である。It is a top view of the thin film forming apparatus. 電極ユニット付近を示す図である。It is a figure which shows the electrode unit vicinity. 原料ガス供給部又は放電用ガス供給部の多孔ノズルを示す図である。It is a figure which shows the porous nozzle of a source gas supply part or the gas supply part for discharge. 従来の薄膜形成装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional thin film forming apparatus.

図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略的な正面図であり、図２は、その上面図であり、図３は、電極ユニット付近の拡大図である。   FIG. 1 is a schematic front view showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view thereof, and FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of an electrode unit.

図１、図２に示すように、薄膜形成装置１は、チャンバ２と、基板搬送部４と、チャンバ２内に設けられる電極ユニット３とを有しており、電極ユニット３によりプラズマを発生させた状態でチャンバ２内に原料ガスが供給されると、原料ガスが励起され製膜粒子が生成される。そして、基板Ｗに堆積することにより、水分、酸などの侵入を防止する封止膜等の薄膜Ｃ（図３参照）が形成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the thin film forming apparatus 1 includes a chamber 2, a substrate transfer unit 4, and an electrode unit 3 provided in the chamber 2, and plasma is generated by the electrode unit 3. When the source gas is supplied into the chamber 2 in the state, the source gas is excited and film-forming particles are generated. Then, by depositing on the substrate W, a thin film C (see FIG. 3) such as a sealing film that prevents intrusion of moisture, acid, and the like is formed.

チャンバ２は、真空環境を形成し、その内部で発生した製膜粒子を堆積させて基板Ｗ上に薄膜Ｃを形成させるための密閉容器である。このチャンバ２には、電極ユニット３と、原料ガス供給部５と、放電用ガス供給部６とが設けられている。すなわち、この電極ユニット３によりプラズマが発生する状態で、放電用ガス供給部６から放電用ガスが供給されると、放電用ガスがプラズマに曝されることにより分解され反応ガスが形成される。そして、この反応ガスが原料ガス供給部５から供給される原料ガスと反応することにより製膜粒子が形成され、製膜粒子が基板Ｗに堆積することにより薄膜（封止膜）が形成される。   The chamber 2 is a sealed container for forming a thin film C on the substrate W by forming a vacuum environment and depositing film-forming particles generated therein. The chamber 2 is provided with an electrode unit 3, a source gas supply unit 5, and a discharge gas supply unit 6. That is, when a discharge gas is supplied from the discharge gas supply unit 6 in a state where plasma is generated by the electrode unit 3, the discharge gas is decomposed by being exposed to the plasma to form a reaction gas. Then, the reaction gas reacts with the source gas supplied from the source gas supply unit 5 to form film forming particles, and the film forming particles are deposited on the substrate W to form a thin film (sealing film). .

この製膜粒子の形成は、チャンバ２内を真空環境にして行われる。すなわち、このチャンバ２には、チャンバ２内を排気する排気口２２が設けられている。この排気口２２は、真空ポンプと配管で接続されており、真空ポンプを作動させることによりチャンバ２内を所定の真空度に調節できるようになっている。すなわち、製膜粒子の形成時（薄膜形成時）には、真空ポンプを作動させることにより、チャンバ２内を所定の真空環境に調節される。   The film-forming particles are formed in a vacuum environment in the chamber 2. That is, the chamber 2 is provided with an exhaust port 22 for exhausting the inside of the chamber 2. The exhaust port 22 is connected to the vacuum pump by piping, and the inside of the chamber 2 can be adjusted to a predetermined degree of vacuum by operating the vacuum pump. That is, when forming the film-forming particles (when forming a thin film), the inside of the chamber 2 is adjusted to a predetermined vacuum environment by operating the vacuum pump.

また、チャンバ２は、基板搬送部４により基板Ｗを搬送させながら製膜処理が行われる。この基板搬送部４は、基板Ｗを保持しつつ一方向に搬送するものである。この基板搬送部４は、基板Ｗを保持するハンド４１（図３参照）を有している。本実施形態では、ハンド４１がチャンバ２内に突出して設けられており、このハンド４１に基板Ｗが載置されることにより保持されるようになっている。   In the chamber 2, film formation is performed while the substrate transport unit 4 transports the substrate W. The substrate transport unit 4 transports the substrate W in one direction while holding it. The substrate transport unit 4 includes a hand 41 (see FIG. 3) that holds the substrate W. In the present embodiment, the hand 41 is provided so as to protrude into the chamber 2, and is held by placing the substrate W on the hand 41.

具体的には、基板Ｗは、矩形の平板形状を有しており、中央部分に薄膜Ｃを形成する薄膜形成領域（製膜面）とその両端に薄膜非形成領域とを有している。ハンド４１は、基板Ｗの薄膜非形成領域を支持することにより基板Ｗを保持することができる。すなわち、基板Ｗは、ハンド４１により保持された状態では、薄膜Ｃを形成する面（製膜面）が電極ユニット３側（下向き）に向く姿勢で保持される。   Specifically, the substrate W has a rectangular flat plate shape, and has a thin film forming region (film forming surface) for forming the thin film C at the center portion and thin film non-forming regions at both ends thereof. The hand 41 can hold the substrate W by supporting the thin film non-formation region of the substrate W. That is, when the substrate W is held by the hand 41, the substrate W is held in a posture in which the surface on which the thin film C is formed (film forming surface) faces the electrode unit 3 side (downward).

そして、このハンド４１は、一方向に走行できるように構成されている。すなわち、ハンド４１には、ボールネジ、リニアモータ等の駆動装置が設けられており、この駆動装置を駆動制御することにより基板Ｗを一方向に搬送することができる。具体的には、チャンバ２には、上流側装置９１における処理が完了した基板Ｗが搬入される上流側連結部２３と、チャンバ２内の処理が完了した基板Ｗが下流側装置９２に排出される下流側連結部２４とを有しており、上流側連結部２３と下流側連結部２４は、同一高さ位置に設けられている。この上流側連結部２３及び下流側連結部２４は、基板Ｗが通過できる程度に開口して形成されており、駆動装置を駆動制御することによりハンド４１が基板Ｗを保持した状態でこの開口を通過し、基板Ｗを搬入、排出できるようになっている。すなわち、上流側装置９１の処理を終えた基板Ｗは、駆動装置を駆動制御することにより、上流側連結部２３を通じてチャンバ２内に搬入される。そして、基板Ｗは、ハンド４１に保持された状態で製膜面が電極ユニット３側に向く姿勢を維持しつつ搬送され、下流側連結部２４を通じてチャンバ２から排出され下流側装置９２の別のチャンバ２に搬送される。なお、上流側連結部２３及び下流側連結部２４には、基板Ｗが通過できる程度に開口して形成されているが、上流側連結部２３、下流側連結部２４には真空ポンプが接続されており、この真空ポンプを調節することにより、チャンバ２内に供給されるガスがこれら連結部２３，２４を通じて隣接する他の製造装置のチャンバ２に侵入するのを抑えることができるようになっている。   The hand 41 is configured to be able to travel in one direction. That is, the hand 41 is provided with a driving device such as a ball screw and a linear motor, and the substrate W can be transported in one direction by controlling the driving of the driving device. Specifically, the upstream connection unit 23 into which the substrate W that has been processed in the upstream apparatus 91 is carried into the chamber 2 and the substrate W that has been processed in the chamber 2 are discharged to the downstream apparatus 92. The upstream side connecting part 23 and the downstream side connecting part 24 are provided at the same height position. The upstream side connecting part 23 and the downstream side connecting part 24 are formed so as to allow the substrate W to pass therethrough, and the opening is opened in a state where the hand 41 holds the substrate W by controlling the driving of the driving device. Passing through, the substrate W can be carried in and out. That is, the substrate W that has been processed by the upstream apparatus 91 is carried into the chamber 2 through the upstream connecting portion 23 by controlling the driving of the driving apparatus. Then, the substrate W is transported while being held by the hand 41 while maintaining the posture in which the film forming surface faces the electrode unit 3, and is discharged from the chamber 2 through the downstream connection portion 24 and is separated from the downstream device 92. It is transferred to the chamber 2. The upstream connecting portion 23 and the downstream connecting portion 24 are formed to be open to the extent that the substrate W can pass through, but a vacuum pump is connected to the upstream connecting portion 23 and the downstream connecting portion 24. By adjusting the vacuum pump, it is possible to suppress the gas supplied into the chamber 2 from entering the chamber 2 of another adjacent manufacturing apparatus through the connecting portions 23 and 24. Yes.

このように、基板搬送部４により上流側連結部２３から下流側連結部２４に基板Ｗが一方向に搬送される。この基板Ｗが搬送される領域を本実施形態では基板搬送経路といい、基板Ｗが搬送される方向を基板搬送方向という。   In this way, the substrate W is transported in one direction from the upstream connection portion 23 to the downstream connection portion 24 by the substrate transport portion 4. In this embodiment, the region where the substrate W is transported is referred to as a substrate transport path, and the direction in which the substrate W is transported is referred to as a substrate transport direction.

この駆動装置は、駆動制御することにより基板Ｗの搬送速度を調節できるようになっている。すなわち、基板Ｗの搬送速度を調節することにより、チャンバ２内における基板Ｗの処理時間を変更することができる。具体的には、後述するように、チャンバ２内では、基板Ｗの表面を改質する表面処理領域βと基板Ｗ上に薄膜を形成する製膜処理領域αとが形成されており、基板Ｗがそれぞれの領域を通過することによりその領域における処理が行われる。基板Ｗの搬送速度を調節することにより、それぞれの領域における処理時間を変更することができる。
This drive device can adjust the transport speed of the substrate W by controlling the drive. That is, by adjusting the transport speed of the substrate W, the processing time of the substrate W in the chamber 2 can be changed. Specifically, as described later, in the chamber 2, a surface treatment region β for modifying the surface of the substrate W and a film formation treatment region α for forming a thin film on the substrate W are formed. Passes through each region, and processing in that region is performed. By adjusting the transport speed of the substrate W, the processing time in each region can be changed.

また、電極ユニット３は、プラズマを発生させるものである。本実施形態の電極ユニット３は、直線状の誘導結合型のプラズマ電極であり、図２に示すように、基板搬送方向に対して直交する姿勢で配置されている。この誘導結合型プラズマ電極３１は、Ｃｕ等の導体で形成される電極部と、ガラス等の非誘電体で形成される誘電体部とを有しており、電極部を芯材として誘電体部で外周を覆うように形成されている。そして、電極ユニット３は、図２に示すように、外側からチャンバ２の壁面を貫通してチャンバ２内部に侵入し、貫通したチャンバ２の壁面に対面するチャンバ２の壁面を貫通するように延びている。すなわち、誘導結合型プラズマ電極３１の中央部分がチャンバ２内部に配置され、両端部分がチャンバ２の外側に位置するように設けられている。   The electrode unit 3 generates plasma. The electrode unit 3 of the present embodiment is a linear inductively coupled plasma electrode, and is arranged in a posture orthogonal to the substrate transport direction, as shown in FIG. The inductively coupled plasma electrode 31 has an electrode portion formed of a conductor such as Cu and a dielectric portion formed of a non-dielectric material such as glass, and the dielectric portion using the electrode portion as a core material. It is formed so as to cover the outer periphery. As shown in FIG. 2, the electrode unit 3 penetrates the wall surface of the chamber 2 from the outside and enters the chamber 2, and extends so as to penetrate the wall surface of the chamber 2 facing the wall surface of the penetrated chamber 2. ing. That is, the central portion of the inductively coupled plasma electrode 31 is disposed inside the chamber 2 and both end portions are provided outside the chamber 2.

また、電極ユニット３の端部に位置する電極部は、高周波電源７と接続されており、高周波電源７のスイッチが入れられることにより、チャンバ２内に位置する誘導結合型プラズマ電極３１の中央部分を中心としてプラズマが発生するようになっている。なお、この誘導結合型プラズマ電極３１は、平行平板型電極に比べて放電範囲が広く、チャンバ２内全体にプラズマ環境を形成することができる。   The electrode portion located at the end of the electrode unit 3 is connected to the high frequency power source 7, and the central portion of the inductively coupled plasma electrode 31 located in the chamber 2 is switched on when the high frequency power source 7 is switched on. Plasma is generated around the center. The inductively coupled plasma electrode 31 has a wider discharge range than the parallel plate electrode, and can form a plasma environment throughout the chamber 2.

また、チャンバ２には、原料ガス供給部５と放電用ガス供給部６とが設けられている。本実施形態では、原料ガス供給部５と放電用ガス供給部６は、基板搬送方向下流側に配置されている。   The chamber 2 is provided with a source gas supply unit 5 and a discharge gas supply unit 6. In the present embodiment, the source gas supply unit 5 and the discharge gas supply unit 6 are disposed on the downstream side in the substrate transport direction.

また、チャンバ２には、原料ガス供給部５と放電用ガス供給部６が設けられており、この原料ガス供給部５及び放電用ガス供給部６から供給される原料ガス及び放電用ガスにより、チャンバ２内に表面処理領域βと製膜処理領域αとが形成されている。   Further, the chamber 2 is provided with a source gas supply unit 5 and a discharge gas supply unit 6. By the source gas and the discharge gas supplied from the source gas supply unit 5 and the discharge gas supply unit 6, A surface treatment region β and a film formation treatment region α are formed in the chamber 2.

原料ガス供給部５は、チャンバ２内に薄膜Ｃを形成する原料ガスを供給するものである。本実施形態の原料ガス供給部５は、図３に示すように、複数の噴出口５１（図４参照）を有する多孔ノズル５ａを有している。この多孔ノズル５ａは、複数の噴出口５１の配列方向が基板搬送方向と直交するようにして誘電結合型プラズマ電極と基板搬送部４（基板搬送経路）との間に配置されており、すべての噴出口５１が基板Ｗが搬送される基板搬送経路に向かう姿勢で配置されている。そして、原料ガス供給部５は、原料ガスタンク（不図示）と配管で接続されており、原料ガスタンクから供給された原料ガスが噴出口５１を通じて基板搬送経路側に噴出される（図中の矢印で示す）。本実施形態では、原料ガスとして、ＨＭＤＳガス（ヘキサメチルジシラザンガス）が使用されており、基板搬送部４により搬送される基板Ｗの幅方向（搬送方向と直交する方向）に亘ってほぼ一様にＨＭＤＳガスが供給されるようになっている。すなわち、原料ガス供給部５から供給される原料ガスは、プラズマ雰囲気に曝されることにより製膜粒子が形成される。チャンバ２内では、この原料ガスが噴出される領域には製膜処理領域αが形成されている。   The source gas supply unit 5 supplies source gas for forming the thin film C in the chamber 2. As shown in FIG. 3, the raw material gas supply unit 5 of the present embodiment has a porous nozzle 5 a having a plurality of ejection ports 51 (see FIG. 4). The multi-hole nozzle 5a is disposed between the inductively coupled plasma electrode and the substrate transport unit 4 (substrate transport path) so that the arrangement direction of the plurality of jet nozzles 51 is orthogonal to the substrate transport direction. The jet nozzle 51 is arranged in a posture toward the substrate transport path on which the substrate W is transported. The source gas supply unit 5 is connected to a source gas tank (not shown) by piping, and the source gas supplied from the source gas tank is jetted to the substrate transfer path side through the jet port 51 (in the arrow in the figure). Show). In the present embodiment, HMDS gas (hexamethyldisilazane gas) is used as the source gas, and is almost equal over the width direction (direction perpendicular to the transport direction) of the substrate W transported by the substrate transport unit 4. Similarly, HMDS gas is supplied. That is, the raw material gas supplied from the raw material gas supply unit 5 is exposed to a plasma atmosphere to form film forming particles. In the chamber 2, a film forming region α is formed in the region where the source gas is ejected.

また、放電用ガス供給部６は、チャンバ２内にプラズマ雰囲気を形成するものである。本実施形態の放電用ガス供給部６は、原料ガス供給部５と同様に多孔ノズル６ａを有している。この多孔ノズル６ａは、多孔ノズル５ａと同じものであり、複数の噴出口５１の配列方向が基板搬送方向と直交するようにして誘電結合型プラズマ電極の基板搬送経路側と反対側に配置されており、すべての噴出口５１が基板Ｗが搬送される搬送経路に向かう姿勢で配置されている。すなわち、チャンバ２内の下流側には、基板搬送経路に近い側に原料ガス供給部５、基板搬送経路から離れる側に放電用ガス供給部６がこの順で上下方向に並んで配置されている。そして、放電用ガス供給部６は、放電用ガスタンク（不図示）と配管を通じて接続されており、放電用ガスタンクから供給された放電用ガスが噴出口５１を通じて基板搬送経路側に噴出される。本実施形態では、放電用ガスとして水素又は酸素が使用されており、基板搬送部４により搬送される基板Ｗの幅方向（搬送方向と直交する方向）に亘ってほぼ一様に放電用ガスを供給できるようになっている。すなわち、放電用ガス供給部６から放電用ガスが供給されると、電極ユニット３により形成されるプラズマに曝されることにより反応ガスが形成される。すなわち、この反応ガスによるプラズマ雰囲気に原料ガスが供給されると製膜粒子が形成される一方で、この反応ガスによるプラズマ雰囲気に基板Ｗが曝されると基板Ｗの表面が改質される。チャンバ２内では、放電用ガスが噴出される領域には、表面処理領域βが形成される。   In addition, the discharge gas supply unit 6 forms a plasma atmosphere in the chamber 2. The discharge gas supply unit 6 of the present embodiment has a porous nozzle 6 a as with the source gas supply unit 5. The porous nozzle 6a is the same as the porous nozzle 5a, and is arranged on the opposite side of the substrate transport path side of the dielectric coupled plasma electrode so that the arrangement direction of the plurality of jet nozzles 51 is orthogonal to the substrate transport direction. In addition, all the ejection ports 51 are arranged in a posture toward the transport path on which the substrate W is transported. That is, on the downstream side in the chamber 2, the source gas supply unit 5 is arranged on the side close to the substrate transfer path, and the discharge gas supply unit 6 is arranged side by side in this order on the side away from the substrate transfer path. . The discharge gas supply unit 6 is connected to a discharge gas tank (not shown) through a pipe, and the discharge gas supplied from the discharge gas tank is ejected to the substrate transport path side through the ejection port 51. In this embodiment, hydrogen or oxygen is used as the discharge gas, and the discharge gas is substantially uniformly distributed in the width direction (direction perpendicular to the transport direction) of the substrate W transported by the substrate transport unit 4. It can be supplied. That is, when the discharge gas is supplied from the discharge gas supply unit 6, the reaction gas is formed by being exposed to the plasma formed by the electrode unit 3. That is, film forming particles are formed when the source gas is supplied to the plasma atmosphere by the reaction gas, while the surface of the substrate W is modified when the substrate W is exposed to the plasma atmosphere by the reaction gas. In the chamber 2, a surface treatment region β is formed in a region where the discharge gas is ejected.

上述のように、この原料ガス供給部５及び放電用ガス供給部６から供給される原料ガス及び放電用ガスにより、チャンバ２内に表面処理領域βと製膜処理領域αとが形成される。本実施形態では、チャンバ２内には、原料ガス供給部５に近い側に製膜処理領域αが形成され、原料ガス供給部５から離れる側に表面処理領域βが形成される。すなわち、放電用ガスとして使用される水素又は酸素は、原料ガスとして使用されるＨＭＤＳガスよりも分子直径が小さいため、平均自由工程（ガス粒子が他のガス粒子に妨害されることなく進むことのできる距離の平均値。本発明では飛散性ともいう）が大きく、水素又は酸素の方がＨＭＤＳよりも飛散性が高く、広範囲に分散する。一方、放電用ガス供給部６の噴出口５１と原料ガス供給部５の噴出口５１は、共にチャンバ２の基板搬送方向下流側に配置されていることから、原料ガスの濃度は、原料ガス供給部５付近で高く、原料ガス供給部５から離れるに従って原料ガスの濃度が低くなり、上流側連結部２３付近では放電用ガスの影響が大きくなる。すなわち、相対的に原料ガス供給部５に近い側に製膜処理領域αが形成され、原料ガス供給部５から離れる側（上流側連結部２３側）に基板Ｗ処理領域が形成される。   As described above, the surface treatment region β and the film formation region α are formed in the chamber 2 by the source gas and the discharge gas supplied from the source gas supply unit 5 and the discharge gas supply unit 6. In the present embodiment, a film forming region α is formed in the chamber 2 on the side close to the source gas supply unit 5, and a surface treatment region β is formed on the side away from the source gas supply unit 5. That is, since hydrogen or oxygen used as the discharge gas has a smaller molecular diameter than the HMDS gas used as the source gas, the mean free process (the gas particles can proceed without being disturbed by other gas particles). The average value of the distances that can be produced (also referred to as scattering property in the present invention) is large, and hydrogen or oxygen has higher scattering property than HMDS and is dispersed in a wide range. On the other hand, since both the ejection port 51 of the discharge gas supply unit 6 and the ejection port 51 of the source gas supply unit 5 are arranged on the downstream side of the chamber 2 in the substrate transport direction, the concentration of the source gas depends on the source gas supply. The concentration of the source gas is high in the vicinity of the section 5 and decreases as the distance from the source gas supply section 5 increases, and the influence of the discharge gas increases in the vicinity of the upstream connection section 23. That is, the film forming process region α is formed on the side relatively close to the source gas supply unit 5, and the substrate W process region is formed on the side away from the source gas supply unit 5 (upstream connection unit 23 side).

したがって、基板搬送部４により上流側連結部２３を通じて基板Ｗが搬入されると、基板Ｗが表面処理領域βを通過することにより基板Ｗの製膜面が表面処理される。すなわち、表面処理領域βを通過することにより基板Ｗが放電用ガスによるプラズマ環境に曝されるため、基板Ｗの製膜面が改質され封止膜の密着しやすい状態に形成される。そして、表面処理領域βを通過した基板Ｗは、そのまま基板搬送部４に搬送されて製膜処理領域αを通過する。この製膜処理領域αでは、放電用ガスによるプラズマ環境に原料ガスが曝されることにより原料ガスが分解されて製膜粒子が形成され、この製膜粒子が表面処理された製膜面に付着し薄膜（封止膜）が形成される。このように、チャンバ２内に表面処理領域βと製膜処理領域αとが形成されているため、同一のチャンバ２内を基板Ｗが搬送されることにより表面処理と製膜処理とがこの順で行われる。   Therefore, when the substrate W is carried in by the substrate transport unit 4 through the upstream side connecting portion 23, the film formation surface of the substrate W is surface-treated by passing through the surface treatment region β. That is, since the substrate W is exposed to the plasma environment by the discharge gas by passing through the surface treatment region β, the film-forming surface of the substrate W is modified so that the sealing film is easily adhered. Then, the substrate W that has passed through the surface treatment region β is directly transported to the substrate transport unit 4 and passes through the film forming region α. In this film-forming treatment region α, the raw material gas is decomposed by being exposed to the plasma environment by the discharge gas to form film-forming particles, and these film-forming particles adhere to the surface-treated film-forming surface. A thin film (sealing film) is formed. Thus, since the surface treatment region β and the film formation region α are formed in the chamber 2, the surface treatment and the film formation treatment are performed in this order by transporting the substrate W in the same chamber 2. Done in

また、表面処理領域βと製膜処理領域αの割合は、原料ガスと放電用ガスの流量を変えることにより調節することができる。すなわち、原料ガス供給部５から噴出される原料ガスの流量を小さくし、放電用ガスの流量を大きくすることにより、原料ガス供給部５及び放電用ガス供給部６の流量が共に同じ場合に比べて、相対的にチャンバ２内に形成される表面処理領域βを大きくすることができる。これにより、基板搬送部４によって搬送される基板Ｗが表面処理される時間を長くとることができるため、放電ガスの成分と基板Ｗの材質との選択により、表面処理に時間を要する場合でも製膜面を改質し密着性の良い封止膜を形成することができる。   Further, the ratio of the surface treatment region β and the film formation treatment region α can be adjusted by changing the flow rates of the source gas and the discharge gas. That is, by reducing the flow rate of the source gas ejected from the source gas supply unit 5 and increasing the flow rate of the discharge gas, the flow rates of the source gas supply unit 5 and the discharge gas supply unit 6 are both the same. Thus, the surface treatment region β formed in the chamber 2 can be relatively increased. This makes it possible to increase the time during which the substrate W transported by the substrate transport unit 4 is subjected to the surface treatment. Therefore, even if the surface treatment takes time depending on the selection of the components of the discharge gas and the material of the substrate W. The film surface can be modified to form a sealing film with good adhesion.

このように、上記薄膜形成装置によれば、１つのチャンバ２内に表面処理領域βと製膜処理領域αとが形成されるため、チャンバ２内を基板Ｗが搬送されることにより同一のチャンバ２内で表面処理と製膜処理とがこの順で行われる。すなわち、チャンバ２内に供給される原料ガスと放電用ガスは、放電用ガスの方が飛散性が高いため、放電用ガスは原料ガス供給部５よりも遠い位置まで飛散する。そのため、チャンバ２内では、原料ガスと放電用ガスとが共通の電極ユニット３に曝されることにより、原料ガス供給部５に近い領域では、相対的に製膜処理領域αが形成され、原料ガス供給部５から離れた領域では、相対的に表面処理領域βが形成される。したがって、この表面処理領域βと製膜処理領域αとに基板Ｗが搬送されることにより、基板Ｗに対して表面処理と製膜処理とが同一のチャンバ２内で行われる。そして、複数の基板Ｗを連続して搬送することにより、表面処理と製膜処理とがそれぞれの基板Ｗに対して連続的に行われる。すなわち、１つのチャンバ２内を表面処理と製膜処理のいずれか一方に切り換えて使用する従来の場合に比べて、製膜処理から表面処理を行う際にチャンバ２内に残留する原料ガスを排気する等の準備工程が不要になり、タクトタイムを短縮することができる。また、１つのチャンバ２で表面処理と製膜処理とを行うことができるため、各処理毎に専用のチャンバ２を複数有する場合に比べて省スペース化を図ることができる。   As described above, according to the thin film forming apparatus, the surface treatment region β and the film formation treatment region α are formed in one chamber 2, so that the same chamber can be obtained by transporting the substrate W in the chamber 2. The surface treatment and the film-forming treatment are performed in this order within 2. That is, the source gas and the discharge gas supplied into the chamber 2 are more scattered than the source gas supply unit 5 because the discharge gas has a higher scattering property. Therefore, in the chamber 2, the source gas and the discharge gas are exposed to the common electrode unit 3, so that a film forming region α is relatively formed in the region close to the source gas supply unit 5, In a region away from the gas supply unit 5, a surface treatment region β is relatively formed. Accordingly, the substrate W is transported to the surface treatment region β and the film formation treatment region α, whereby the surface treatment and the film formation treatment are performed on the substrate W in the same chamber 2. Then, by continuously transporting the plurality of substrates W, the surface treatment and the film forming treatment are continuously performed on the respective substrates W. That is, compared with the conventional case where one chamber 2 is switched to one of the surface treatment and the film forming process, the source gas remaining in the chamber 2 is exhausted when the surface treatment is performed from the film forming process. This eliminates the need for a preparatory process such as, and shortens the tact time. Further, since the surface treatment and the film forming treatment can be performed in one chamber 2, space saving can be achieved as compared with the case where a plurality of dedicated chambers 2 are provided for each treatment.

また、上記実施形態では、前記原料ガス供給部５と放電用ガス供給部６の双方が基板搬送方向における下流側に配置されている例について説明したが、原料ガス供給部５のみをチャンバ２の基板搬送方向下流側に配置するように構成されていてもよい。原料ガス供給部５が基板搬送方向下流側に配置されることにより、原料ガス供給部５から噴出される原料ガスの濃度が原料ガス供給部５付近で高くなり、原料ガス供給部５から離れるに従って原料ガスの濃度が低くなる。すなわち、搬送方向下流側の原料ガス供給部５付近には製膜処理領域αが形成され、原料ガス供給部５から離れた搬送方向上流側に表面処理領域βが形成され、搬送方向上流側から表面処理領域β、製膜処理領域αがこの順に形成される。なお、上記実施形態のように、前記原料ガス供給部５と放電用ガス供給部６の双方が基板搬送方向下流側に配置された方が、チャンバ２から突出する配管部分をチャンバ２の一側面にまとめたり、配管等を集合させて配置できるなど、別々に配置される場合に比べて装置全体の省スペース化を図ることができる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which both the said source gas supply part 5 and the gas supply part 6 for discharge are arrange | positioned in the downstream in the board | substrate conveyance direction, only the source gas supply part 5 is provided in the chamber 2. You may be comprised so that it may arrange | position in the board | substrate conveyance direction downstream. By disposing the source gas supply unit 5 on the downstream side in the substrate transport direction, the concentration of the source gas ejected from the source gas supply unit 5 increases in the vicinity of the source gas supply unit 5, and as the source gas supply unit 5 moves away from the source gas supply unit 5. The concentration of the source gas is lowered. That is, a film forming process region α is formed in the vicinity of the source gas supply unit 5 on the downstream side in the transport direction, and a surface treatment region β is formed on the upstream side in the transport direction away from the source gas supply unit 5. The surface treatment region β and the film formation treatment region α are formed in this order. Note that, as in the above-described embodiment, when both the source gas supply unit 5 and the discharge gas supply unit 6 are arranged on the downstream side in the substrate transport direction, the pipe portion protruding from the chamber 2 is defined as one side surface of the chamber 2. It is possible to reduce the space of the entire apparatus as compared to the case where they are separately arranged, for example, the pipes and the like can be arranged together.

また、上記実施形態では、電極ユニット３について直線状の誘導結合型プラズマ電極３１を有する場合について説明したが、Ｕ字状を有する誘導結合型プラズマ電極３１であってもよく、また、コイル状に巻回された誘導結合型プラズマ電極３１であってもよい。   Further, in the above embodiment, the case where the electrode unit 3 includes the linear inductively coupled plasma electrode 31 has been described. However, the inductively coupled plasma electrode 31 having a U shape may be used, and the electrode unit 3 may be coiled. A wound inductively coupled plasma electrode 31 may be used.

また、上記実施形態では、基板搬送部４が有するハンド４１により基板Ｗが保持されて搬送される例について説明したが、上流側と下流側にリールを設け、いわゆるロール トゥ ロールにより基板Ｗが搬送されるものであってもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which the board | substrate W was hold | maintained and conveyed by the hand 41 which the board | substrate conveyance part 4 has, the reel was provided in the upstream and downstream, and the board | substrate W is conveyed by what is called roll to roll. It may be done.

１ 薄膜形成装置
２ チャンバ
３ 電極ユニット
４ 基板搬送部
５ 原料ガス供給部
５ａ 多孔ノズル
６ 放電用ガス供給部
６ａ 多孔ノズル
３１ 誘導結合型プラズマ電極
α 製膜処理領域
β 表面処理領域
Ｗ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film forming apparatus 2 Chamber 3 Electrode unit 4 Substrate conveyance part 5 Raw material gas supply part 5a Porous nozzle 6 Discharge gas supply part 6a Porous nozzle 31 Inductively coupled plasma electrode α Film-forming treatment area β Surface treatment area W substrate

Claims (4)

真空環境を形成するチャンバと、
プラズマを発生させる誘導結合型プラズマ電極を有する電極ユニットと、
前記チャンバ内を前記誘導結合型プラズマ電極側に基板の製膜面を向けた状態で基板を保持しつつ搬送する基板搬送部と、
前記チャンバ内に製膜の原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記原料ガスに比べて飛散性が高い放電用ガスを供給する放電用ガス供給部と、
を備え、
前記原料ガス供給部から供給される原料ガスと前記放電用ガス供給部から供給される放電用ガスとが共通の前記電極ユニットにより形成されたプラズマ環境に曝されることにより、基板の表面が処理される表面処理領域と基板表面上に製膜される製膜処理領域とが前記チャンバ内に形成され、搬送される基板に対し基板搬送方向に表面処理と製膜処理とがこの順で同一の前記チャンバ内で行われることを特徴とする薄膜形成装置。 A chamber forming a vacuum environment;
An electrode unit having an inductively coupled plasma electrode for generating plasma;
A substrate transport section for transporting the chamber while holding the substrate in a state where the film forming surface of the substrate faces the inductively coupled plasma electrode side in the chamber;
A source gas supply unit for supplying a source gas for film formation into the chamber;
A discharge gas supply unit for supplying a discharge gas having a high scattering property compared to the source gas;
With
The surface of the substrate is treated by exposing the source gas supplied from the source gas supply unit and the discharge gas supplied from the discharge gas supply unit to a plasma environment formed by the common electrode unit. The surface treatment region to be formed and the film formation treatment region to be formed on the substrate surface are formed in the chamber, and the surface treatment and the film formation treatment are the same in this order in the substrate transfer direction with respect to the substrate to be transferred. A thin film forming apparatus, which is performed in the chamber. 前記原料ガス供給部は、前記チャンバの基板搬送方向における下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。   The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the source gas supply unit is disposed on a downstream side of the chamber in a substrate transfer direction. 前記原料ガス供給部と放電用ガス供給部の双方が、前記チャンバの基板搬送方向における下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。   2. The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein both the source gas supply unit and the discharge gas supply unit are disposed on the downstream side in the substrate transfer direction of the chamber. 前記放電用ガスは、水素又は酸素から選択される少なくとも１種のガスであり、前記原料ガスは、ヘキサメチルジシラザンガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置。   The said discharge gas is at least 1 sort (s) of gas selected from hydrogen or oxygen, The said source gas is hexamethyldisilazane gas, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Thin film forming equipment.
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