JP2016145385A - Film deposition apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の種々の側面及び実施形態は、成膜装置及び成膜方法に関するものである。 Various aspects and embodiments of the present invention relate to a film forming apparatus and a film forming method.
従来、複数の開口を有する仕切り板を処理容器に設け、仕切り板によって処理容器をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る成膜装置がある。仕切り板は、複数の開口を通過するイオンに電子を供与してイオンを中性化する。イオンが中性化されて得られる粒子(以下「中性粒子」という)が成膜室において成膜ガスに照射されることにより、成膜ガスが励起され、成膜ガスから生成された活性種が成膜室内の載置台に載置された基板に降り注ぐ。これにより、基板上に所望の薄膜が形成される。このように中性粒子を用いて成膜処理を行う成膜装置は、「中性粒子ビーム成膜装置」と呼ばれることがある。 Conventionally, there is a film forming apparatus in which a partition plate having a plurality of openings is provided in a processing container, and the processing container is partitioned into a plasma generation chamber and a film forming chamber by the partition plate. The partition plate neutralizes the ions by donating electrons to the ions passing through the plurality of openings. Particles obtained by neutralizing ions (hereinafter referred to as “neutral particles”) are irradiated with a film-forming gas in the film-forming chamber, thereby exciting the film-forming gas and generating active species generated from the film-forming gas. Falls on the substrate placed on the mounting table in the film formation chamber. As a result, a desired thin film is formed on the substrate. A film forming apparatus that performs a film forming process using neutral particles in this way is sometimes called a “neutral particle beam film forming apparatus”.
ところで、中性粒子ビーム成膜装置では、プラズマ生成室の内壁が成膜ガスのプラズマに曝されることで金属等の異物が発生するので、プラズマ生成室の耐プラズマ性を向上するために、プラズマ生成室に保護膜を形成するプリコート処理を行うことが知られている。このような技術として、例えば、プラズマ生成室にプラズマ源を設け、載置台にダミー基板が載置された状態で、プラズマ源を用いて、プラズマ生成室において、成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室に対してプリコート処理を行う技術がある。 By the way, in the neutral particle beam film forming apparatus, since the inner wall of the plasma generation chamber is exposed to the plasma of the film forming gas, foreign matter such as metal is generated, so in order to improve the plasma resistance of the plasma generation chamber, It is known to perform a precoat process for forming a protective film in the plasma generation chamber. As such a technique, for example, a plasma source is provided in the plasma generation chamber, and a plasma of the deposition gas is generated in the plasma generation chamber using the plasma source in a state where the dummy substrate is mounted on the mounting table. Thus, there is a technique for performing a pre-coating process on the plasma generation chamber.
しかしながら、上述した従来技術では、成膜室で発生する異物に起因した、基板に対する汚染を抑制することまでは考慮されていない。 However, in the above-described conventional technology, no consideration is given to suppressing contamination of the substrate caused by foreign matter generated in the film formation chamber.
すなわち、従来技術では、プラズマ生成室に対してのみプリコート処理を行うので、成膜室に保護膜が形成され難い。このため、従来技術では、保護膜が形成されていない成膜室において、載置台に載置された基板に対して成膜処理を行う場合に、成膜ガスから生成された活性種、あるいは、仕切り板から照射される中性粒子によって成膜室の内壁が損傷し、金属等の異物が発生することがある。結果として、従来技術では、成膜室で発生する異物によって基板が汚染される恐れがある。 That is, in the prior art, since the precoat process is performed only on the plasma generation chamber, it is difficult to form a protective film in the deposition chamber. For this reason, in the prior art, when a film forming process is performed on a substrate mounted on a mounting table in a film forming chamber where a protective film is not formed, active species generated from a film forming gas, or Neutral particles irradiated from the partition plate may damage the inner wall of the film forming chamber and generate foreign substances such as metal. As a result, in the prior art, the substrate may be contaminated by foreign matter generated in the film forming chamber.
本発明の一側面に係る成膜装置は、処理容器と、複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る仕切り板と、前記成膜室内に設けられ、成膜対象の基板を載置するための載置台と、前記成膜室へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給するガス供給部と、前記プラズマ生成室において、前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記成膜室から流入される前記成膜ガスのプラズマを発生させる第1のプラズマ源と、前記成膜室において、前記成膜室へ供給される前記成膜ガスのプラズマを発生させる第2のプラズマ源と、前記載置台に前記基板以外の他の基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源及び前記第2のプラズマ源に前記成膜ガスのプラズマを発生させることで、前記プラズマ生成室及び前記成膜室に対してプリコート処理を行い、前記プリコート処理が行われた前記成膜室内の前記載置台に前記基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源に前記成膜ガスのプラズマを発生させることで、前記基板に対して成膜処理を行う制御部とを備える。 A film forming apparatus according to one aspect of the present invention includes a processing container, a partition plate having a plurality of openings, and partitioning the inside of the processing container into a plasma generation chamber and a film forming chamber, and the film forming chamber. A mounting table for mounting a substrate to be formed; a gas supply unit that supplies a film forming gas used for a film forming process to the film forming chamber; and A first plasma source for generating plasma of the film-forming gas flowing from the film-forming chamber through the opening; and a first plasma source for generating plasma of the film-forming gas supplied to the film-forming chamber in the film-forming chamber. And generating plasma of the film-forming gas in the first plasma source and the second plasma source in a state where the substrate other than the substrate is mounted on the mounting table. The plasma generation chamber and the film formation chamber. Performing pre-coating treatment, and generating plasma of the film-forming gas in the first plasma source in a state where the substrate is placed on the mounting table in the film-forming chamber where the pre-coating treatment has been performed. And a controller for performing a film forming process on the substrate.
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、成膜室で発生する異物に起因した、基板に対する汚染を抑制することができる成膜装置及び成膜方法が実現される。 According to various aspects and embodiments of the present invention, a film forming apparatus and a film forming method capable of suppressing contamination of a substrate due to foreign matters generated in a film forming chamber are realized.
開示する成膜装置は、1つの実施形態において、処理容器と、複数の開口を有し、処理容器内をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る仕切り板と、成膜室内に設けられ、成膜対象の基板を載置するための載置台と、成膜室へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、プラズマ生成室へプラズマ励起用の希ガスを供給する第2のガス供給部と、プラズマ生成室において、第1のガス供給部によって成膜室へ供給されて仕切り板の複数の開口を通じて成膜室から流入される成膜ガスのプラズマ、又は第2のガス供給部によって供給される希ガスのプラズマを発生させる第1のプラズマ源と、成膜室において、第1のガス供給部によって成膜室へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる第2のプラズマ源と、載置台に基板以外の他の基板が載置された状態で、第1のプラズマ源及び第2のプラズマ源に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行い、プリコート処理が行われた成膜室内の載置台に基板が載置された状態で、第1のプラズマ源に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板の複数の開口を通じて成膜室へ供給される中性粒子を用いて、基板に対して成膜処理を行う制御部とを備える。 In one embodiment, the disclosed film formation apparatus is provided in a film formation chamber, a partition having a processing container, a plurality of openings, and partitioning the inside of the processing container into a plasma generation chamber and a film formation chamber. A mounting table for mounting a substrate to be filmed, a first gas supply unit for supplying a film forming gas used for film forming processing to the film forming chamber, and a rare gas for plasma excitation to be supplied to the plasma generating chamber In the second gas supply unit and the plasma generation chamber, the plasma of the film formation gas supplied from the film formation chamber through the plurality of openings of the partition plate and supplied to the film formation chamber by the first gas supply unit, or A first plasma source that generates a plasma of a rare gas supplied by the second gas supply unit, and a film formation gas plasma that is supplied to the film formation chamber by the first gas supply unit in the film formation chamber. The second plasma source and the mounting table With the other substrate mounted, the plasma generation chamber and the deposition chamber are pre-coated by generating plasma of the deposition gas in the first plasma source and the second plasma source, Supplying the first plasma source to the film formation chamber through a plurality of openings in the partition plate by generating a rare gas plasma in the first plasma source in a state where the substrate is mounted on the mounting table in the film formation chamber where the precoat treatment has been performed. And a control unit that performs a film forming process on the substrate using the neutral particles.
また、開示する成膜装置は、1つの実施形態において、第1のプラズマ源は、プラズマ生成室へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室において、成膜ガスのプラズマ又は希ガスのプラズマを発生させ、第2のプラズマ源は、成膜室に設けられた電極、仕切り板又は載置台に高周波電力を供給することで、成膜室において、成膜ガスのプラズマを発生させる。 In one embodiment of the disclosed film formation apparatus, the first plasma source emits microwaves to the plasma generation chamber so that plasma of a deposition gas or plasma of a rare gas is generated in the plasma generation chamber. The second plasma source generates a plasma of a deposition gas in the deposition chamber by supplying high-frequency power to an electrode, a partition plate, or a mounting table provided in the deposition chamber.
また、開示する成膜装置は、1つの実施形態において、第1のプラズマ源は、高周波電力が供給された場合に、プラズマ生成室へ誘導電界を形成することで、プラズマ生成室において、成膜ガスのプラズマ又は希ガスのプラズマを発生させ、第2のプラズマ源は、成膜室に設けられた電極、仕切り板又は載置台に高周波電力を供給することで、成膜室において、成膜ガスのプラズマを発生させ、成膜装置は、成膜室に設けられた電極、仕切り板又は載置台、及び第1のプラズマ源のうちいずれか一方に対して、第2のプラズマ源からの高周波電力を選択的に供給するスイッチをさらに備える。 In one embodiment of the disclosed film formation apparatus, the first plasma source forms an induction electric field in the plasma generation chamber when high-frequency power is supplied, thereby forming the film in the plasma generation chamber. Gas plasma or rare gas plasma is generated, and the second plasma source supplies high-frequency power to an electrode, a partition plate, or a mounting table provided in the film formation chamber. The film forming apparatus generates high-frequency power from the second plasma source with respect to any one of the electrode, the partition plate or the mounting table provided in the film forming chamber, and the first plasma source. Is further provided.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、処理容器と、複数の開口を有し、処理容器内をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る仕切り板と、成膜室内に設けられ、成膜対象の基板を載置するための載置台と、成膜室へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、プラズマ生成室へプラズマ励起用の希ガスを供給する第2のガス供給部と、プラズマ生成室において、仕切り板の複数の開口を通じて成膜室から流入される成膜ガスのプラズマ、又は第2のガス供給部によって供給される希ガスのプラズマを発生させる第1のプラズマ源と、成膜室において、第1のガス供給部によって成膜室へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる第2のプラズマ源とを備える成膜装置を用いた成膜方法であって、載置台に基板以外の他の基板が載置された状態で、第1のプラズマ源及び第2のプラズマ源に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程と、プリコート処理が行われた成膜室内の載置台に基板が載置された状態で、第1のプラズマ源に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板の複数の開口を通じて成膜室へ供給される中性粒子を用いて、基板に対して成膜処理を行う工程とを含む。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a processing container, a partition plate having a plurality of openings, and partitioning the processing container into a plasma generation chamber and a film formation chamber, and the film formation chamber. , A mounting table for mounting a substrate to be deposited, a first gas supply unit that supplies a deposition gas used for a deposition process to the deposition chamber, and a rare gas for plasma excitation to the plasma generation chamber In the plasma generation chamber, the plasma of the film formation gas flowing from the film formation chamber through the plurality of openings of the partition plate, or the rare gas supplied by the second gas supply unit A film forming apparatus comprising: a first plasma source for generating plasma; and a second plasma source for generating plasma of a film forming gas supplied to the film forming chamber by the first gas supply unit in the film forming chamber. The film formation method used is based on the mounting table. The plasma generation chamber and the deposition chamber are pre-coated by generating plasma of the deposition gas in the first plasma source and the second plasma source in a state where the other substrate is placed. In a state where the substrate is mounted on the mounting table in the film forming chamber where the process and the pre-coating process have been performed, the first plasma source generates a rare gas plasma, thereby forming a film through a plurality of openings in the partition plate. And a step of forming a film on the substrate using neutral particles supplied to the chamber.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程は、プラズマ生成室に対してプリコート処理を行った後に、成膜室に対してプリコート処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a precoat treatment on the plasma generation chamber and the film formation chamber, after performing the precoat treatment on the plasma generation chamber. To pre-coat.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程は、成膜室に対してプリコート処理を行った後に、プラズマ生成室に対してプリコート処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a precoat process on the plasma generation chamber and the film formation chamber, after performing the precoat process on the film formation chamber. To pre-coat.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程は、プラズマ生成室に対してプリコート処理を行うと同時に、成膜室に対してプリコート処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a precoat process on the plasma generation chamber and the film formation chamber. To pre-coat.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程は、2枚以上の基板に対して成膜処理が行われる度に、成膜室に対してプリコート処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a precoat process on the plasma generation chamber and the film formation chamber each time film formation is performed on two or more substrates. A pre-coating process is performed on the film chamber.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、成膜装置は、プラズマ生成室へクリーニングガスを供給する第3のガス供給部をさらに備え、第1のプラズマ源は、プラズマ生成室において、第3のガス供給部によってプラズマ生成室へ供給されるクリーニングガスのプラズマを発生させ、第2のプラズマ源は、成膜室において、第3のガス供給部によってプラズマ生成室へ供給されて仕切り板の複数の開口を通じてプラズマ生成室から流入されるクリーニングガスのプラズマを発生させ、成膜方法は、プラズマ生成室及び成膜室に対してプリコート処理を行う工程の前に、載置台に他の基板が載置された状態で、第1のプラズマ源及び第2のプラズマ源にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室及び成膜室に対してクリーニング処理を行う工程をさらに含む。 In one embodiment of the disclosed film formation method, the film formation apparatus further includes a third gas supply unit that supplies a cleaning gas to the plasma generation chamber, and the first plasma source is in the plasma generation chamber. The plasma of the cleaning gas supplied to the plasma generation chamber by the third gas supply unit is generated, and the second plasma source is supplied to the plasma generation chamber by the third gas supply unit in the film formation chamber and is partitioned. The plasma of the cleaning gas flowing from the plasma generation chamber through the plurality of openings of the plate is generated, and the film formation method is performed by applying another pre-treatment process to the plasma generation chamber and the film formation chamber. A plasma generation chamber and a film formation chamber are generated by generating a cleaning gas plasma in the first plasma source and the second plasma source in a state where the substrate is placed. Further comprising the step of performing a cleaning process for.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してクリーニング処理を行う工程は、プラズマ生成室に対してクリーニング処理を行った後に、成膜室に対してクリーニング処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a cleaning process on the plasma generation chamber and the film formation chamber. Cleaning process.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してクリーニング処理を行う工程は、成膜室に対してクリーニング処理を行った後に、プラズマ生成室に対してクリーニング処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a cleaning process on the plasma generation chamber and the film formation chamber. Cleaning process.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してクリーニング処理を行う工程は、プラズマ生成室に対してクリーニング処理を行うと同時に、成膜室に対してクリーニング処理を行う。 In one embodiment of the disclosed film formation method, the step of performing the cleaning process on the plasma generation chamber and the film formation chamber is performed on the film formation chamber at the same time as performing the cleaning process on the plasma generation chamber. Cleaning process.
また、開示する成膜方法は、1つの実施形態において、プラズマ生成室及び成膜室に対してクリーニング処理を行う工程は、2枚以上の基板に対して成膜処理が行われる度に、成膜室に対してクリーニング処理を行う。 In one embodiment, the disclosed film formation method includes a step of performing a cleaning process on the plasma generation chamber and the film formation chamber each time a film formation process is performed on two or more substrates. A cleaning process is performed on the film chamber.
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、一実施形態に係る成膜装置の構成例を示す図である。図1に示す成膜装置10は、処理容器12を備えている。処理容器12は、軸線Zが延びる方向(以下、「軸線Z方向」という)に延在する略筒形状の容器であり、その内部に空間を画成している。この空間は、後述する仕切り板40によって、プラズマ生成室S1と、当該プラズマ生成室S1の下方に設けられた成膜室S2とに仕切られている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a film forming apparatus according to an embodiment. A
一実施形態においては、処理容器12は、第1側壁12a、第2側壁12b、底部12c、及び蓋部12dを含み得る。第1の側壁12aは、軸線Z方向に延在する略筒形状を有しており、プラズマ生成室S1を画成している。
In one embodiment, the
第1側壁12aには、ガスラインP11及びP12が形成されている。ガスラインP11は、第1側壁12aの外面から延びて、ガスラインP12に接続している。ガスラインP12は、第1側壁12a内において軸線Z中心に略環状に延在している。ガスラインP12には、プラズマ生成室S1にガスを噴射するための複数の噴射口H1が接続している。
Gas lines P11 and P12 are formed on the
また、ガスラインP11には、バルブV11、マスフローコントローラM1、及びバルブV12を介してガス源G1が接続されている。ガス源G1は、プラズマ励起用の希ガスのガス源であり、一実施形態においては、Arガスのガス源である。これらガス源G1、バルブV11、マスフローコントローラM1、バルブV12、ガスラインP11及びP12、並びに噴射口H1は、希ガス供給系を構成している。この希ガス供給系は、ガス源G1からの希ガスの流量をマスフローコントローラM1において制御し、流量制御した希ガスをプラズマ生成室S1に供給する。希ガス供給系は、第2のガス供給部の一例である。 A gas source G1 is connected to the gas line P11 via a valve V11, a mass flow controller M1, and a valve V12. The gas source G1 is a rare gas source for plasma excitation, and in one embodiment, a gas source of Ar gas. These gas source G1, valve V11, mass flow controller M1, valve V12, gas lines P11 and P12, and injection port H1 constitute a rare gas supply system. This rare gas supply system controls the flow rate of the rare gas from the gas source G1 in the mass flow controller M1, and supplies the rare gas whose flow rate is controlled to the plasma generation chamber S1. The rare gas supply system is an example of a second gas supply unit.
また、ガスラインP11には、バルブV21、マスフローコントローラM2、及びバルブV22を介してガス源G2が接続されている。ガス源G2は、クリーニングガスのガス源であり、クリーニングガスとして、例えば、NF3又はSF6を供給する。これらガス源G2、バルブV22、ガスラインP11及びP12、並びに噴射口H1は、クリーニングガス供給系を構成している。このクリーニングガス供給系は、ガス源G2からのクリーニングガスの流量をマスフローコントローラM2において制御し、流量制御したクリーニングガスをプラズマ生成室S1に供給する。クリーニングガス供給系は、第3のガス供給部の一例である。 In addition, a gas source G2 is connected to the gas line P11 through a valve V21, a mass flow controller M2, and a valve V22. The gas source G2 is a gas source of the cleaning gas, and supplies, for example, NF3 or SF6 as the cleaning gas. These gas source G2, valve V22, gas lines P11 and P12, and injection port H1 constitute a cleaning gas supply system. This cleaning gas supply system controls the flow rate of the cleaning gas from the gas source G2 in the mass flow controller M2, and supplies the cleaning gas whose flow rate has been controlled to the plasma generation chamber S1. The cleaning gas supply system is an example of a third gas supply unit.
また、第1側壁12aの上端には、蓋部12dが設けられている。蓋部12dには、開口が設けられており、当該開口内には、アンテナ14が設けられている。また、アンテナ14の直下には、プラズマ生成室S1を封止するように、誘電体窓16が設けられている。
A
アンテナ14は、プラズマ生成室S1へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、成膜ガスのプラズマ又は希ガスのプラズマを発生させる。例えば、アンテナ14は、誘電体窓16を介して、プラズマ生成室S1へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、後述の成膜ガス供給系によって成膜室S2へ供給されて仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2から流入される成膜ガスのプラズマを発生させる。また、例えば、アンテナ14は、誘電体窓16を介して、プラズマ生成室S1へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、希ガス供給系によって供給される希ガスのプラズマを発生させる。アンテナ14は、第1のプラズマ源の一例である。一実施形態においては、アンテナ14は、ラジアルラインスロットアンテナである。このアンテナ14は、誘電体板18及びスロット板20を含んでいる。誘電体板18は、マイクロ波の波長を短縮させるものであり、略円盤形状を有している。誘電体板18は、例えば、石英又はアルミナから構成される。誘電体板18は、スロット板20と冷却ジャケット22の金属製の下面との間に狭持されている。アンテナ14は、したがって、誘電体板18、スロット板20、及び、冷却ジャケット22の下面によって構成され得る。
The
スロット板20は、複数のスロット対が形成された略円盤状の金属板である。図2は、スロット板の一例を示す平面図である。スロット板20には、複数のスロット対20aが形成されている。複数のスロット対20aは、径方向に所定の間隔で設けられており、また、周方向に所定の間隔で配置されている。複数のスロット対20aの各々は、二つのスロット孔20b及び20cを含んでいる。スロット孔20bとスロット孔20cは、互いに交差又は直交する方向に延在している。
The
成膜装置10は、更に、同軸導波管24、マイクロ波発生器26、チューナ28、導波管30、及び、モード変換器32を備え得る。マイクロ波発生器26は、例えば2.45GHzの周波数のマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器26は、チューナ28、導波管30、及びモード変換器32を介して、同軸導波管24の上部に接続されている。同軸導波管24は、その中心軸線である軸線Zに沿って延在している。同軸導波管24は、外側導体24a及び内側導体24bを含んでいる。外側導体24aは、軸線Z中心に延在する筒形状を有している。外側導体24aの下端は、導電性の表面を有する冷却ジャケット22の上部に電気的に接続され得る。内側導体24bは、外側導体24aの内側に設けられている。内側導体24bは、軸線Zに沿って延びる略円柱形状を有している。内側導体24bの下端は、アンテナ14のスロット板20に接続している。
The
この成膜装置10では、マイクロ波発生器26により発生されたマイクロ波が、同軸導波管24を通って、誘電体板18に伝播され、スロット板20のスロット孔から誘電体窓16に与えられる。
In the
誘電体窓16は、略円盤形状を有しており、例えば、石英又はアルミナから構成されている。誘電体窓16は、スロット板20の直下に設けられている。誘電体窓16は、アンテナ14から受けたマイクロ波を透過して、当該マイクロ波をプラズマ生成室S1に導入する。これにより、誘電体窓16の直下に電界が発生し、プラズマ生成室S1においてプラズマが発生する。
The
上述した第1側壁12aの下方には、当該第1側壁12aに連続して第2側壁12bが延在している。第2側壁12bは、軸線Z方向に延在する略円筒形状を有しており、成膜室S2を画成している。成膜室S2内には、成膜対象の基板Wを載置するための載置台36が設けられている。一実施形態においては、載置台36は、処理容器12の底部12cから軸線Z方向に延在する支持体38によって支持されている。一実施形態では、載置台36は、加熱器又は冷却器といった温度制御機構を備えている。また、載置台36は、静電チャックといった吸着保持機構を備え得る。
Below the
また、成膜室S2内には、載置台36の上方において軸線Z中心に環状に延在する管P21が設けられている。この管P21には、成膜室S2にガスを噴射する複数の噴射口H2が形成されている。管P21には、第2側壁12bを貫通して処理容器12の外部まで延在する管P22が接続している。この管P22には、バルブV31、マスフローコントローラM3、及びバルブV32を介してガス源G3が接続している。ガス源G3は、成膜処理に用いられる成膜ガスのガス源であり、成膜ガスとして、例えばジメトキシテトラメチルジソロキサン(DMOTMDS)等の前駆体ガスを供給する。これらガス源G3、バルブV31、マスフローコントローラM3、バルブV32、管P21及びP22、並びに噴射口H2は、成膜ガス供給系を構成している。この成膜ガス供給系は、ガス源G3からの前駆体ガスの流量をマスフローコントローラM3において制御し、流量制御した前駆体ガスを成膜室S2に供給する。成膜ガス供給系は、第1のガス供給部の一例である。
Further, in the film forming chamber S2, a pipe P21 extending in an annular shape about the axis Z above the mounting table 36 is provided. A plurality of injection holes H2 for injecting gas into the film forming chamber S2 are formed in the pipe P21. Connected to the pipe P21 is a pipe P22 that extends through the
本成膜装置10では、プラズマ生成室S1と成膜室S2との間に仕切り板40が設けられており、この仕切り板40によりプラズマ生成室S1と成膜室S2とが互いに分離されている。この仕切り板40は、例えば、第1側壁12aによって支持される。仕切り板40は、略円盤状の部材である。仕切り板40は、プラズマ生成室S1と成膜室S2とを連通させる複数の開口40hを有している。
In the
仕切り板40は、プラズマ生成室S1において発生した紫外線に対する遮蔽性を有する。即ち、仕切り板40は、紫外線を透過しない材料から構成され得る。また、一実施形態においては、仕切り板40は、プラズマ生成室S1において発生したイオンが開口40hを画成する内壁面によって反射されつつ当該開口40hを通過するときに、当該イオンに電子を供与する。これにより、仕切り板40は、イオンを中性化し、中性化されたイオン、即ち中性粒子を成膜室S2に放出する。一実施形態においては、仕切り板40は、グラファイトから構成され得る。なお、別の実施形態においては、仕切り板40は、アルミニウム製の部材、又は、表面がアルマイト処理された又は表面にイットリア膜を設けたアルミニウム製の部材であってもよい。
The
一実施形態においては、この仕切り板40には、バイアス電力を当該仕切り板40に与えるためのバイアス電源PGが接続されていてもよい。バイアス電源PGは、高周波バイアス電力を発生する高周波電源であってもよい。或いは、バイアス電源PGは、直流電源であってもよい。バイアス電源PGによって仕切り板40に電力が与えられると、プラズマ生成室S1において発生したイオンは、仕切り板40に向けて加速される。その結果、仕切り板40を通過する粒子の速度が高められる。
In one embodiment, a bias power source PG for supplying bias power to the
また、この成膜装置10では、底部12cにおいて成膜室S2に接続された排気管48に、圧力調整器50及び減圧ポンプ52が接続されている。これら圧力調整器50及び減圧ポンプ52は、排気装置を構成している。かかる成膜装置10では、希ガスの流量をマスフローコントローラM1で調整し、前駆体ガスの流量をマスフローコントローラM3で調整し、更に、圧力調整器50で排気量を調整することができる。これにより、成膜装置10は、プラズマ生成室S1及び成膜室S2の圧力を任意の圧力に設定することができる。
In the
また、一実施形態においては、成膜装置10は、電極70と、高周波電源72とを更に備えている。電極70は、成膜室S2に設けられている。電極70は、成膜室S2において、載置台36の周囲を囲むように環状に配置されている。
In one embodiment, the
高周波電源72は、電極70に電気的に接続されている。高周波電源72は、電極70に所定の高周波電力を供給することで、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスを励起するための電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源72は、成膜室S2において、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる。高周波電源72は、第2のプラズマ源の一例である。
The high
図1に示すように、一実施形態においては、成膜装置10は、制御部Cntを更に備えている。制御部Cntは、プログラム可能なコンピュータ装置といった制御器であり得る。制御部Cntは、レシピに基づくプログラムに従って成膜装置10の各部を制御し得る。例えば、制御部Cntは、バルブV11,V12に制御信号を送出して、ガス源G1からの希ガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラM1に制御信号を送出して、希ガスの流量を制御することができる。また、制御部Cntは、バルブV21,V22に制御信号を送出して、ガス源G2からのクリーニングガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラM2に制御信号を送出して、クリーニングガスの流量を制御することができる。また、制御部Cntは、バルブV31,V32に制御信号を送出して、ガス源G3からの成膜ガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラM3に制御信号を送出して、成膜ガスの流量を制御することができる。また、制御部Cntは、圧力調整器50に制御信号を送出して、排気量を制御することができる。さらに、制御部Cntは、マイクロ波発生器26に制御信号を送出して、マイクロ波のパワーを制御し、高周波電源72に制御信号を送出して、高周波電力(RF電力)のパワーを制御することが可能である。また、制御部Cntは、バイアス電源PGに制御信号を送出して、仕切り板40へのバイアス電力の供給及び供給停止、更には、バイアス電力を調整することが可能である。更には、制御部Cntは、載置台36の温度制御機構に制御信号を送出して、載置台36の温度を制御することができる。
As shown in FIG. 1, in one embodiment, the
例えば、制御部Cntは、後述する成膜方法を行うように成膜装置10の各部を制御することができる。詳細な一例を挙げると、制御部Cntは、載置台36に基板W以外の他の基板(以下「ダミー基板」という)が載置された状態で、アンテナ14及び高周波電源72に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1及び成膜室S2に対してプリコート処理を行う。そして、制御部Cntは、プリコート処理が行われた成膜室S2内の載置台36に基板Wが載置された状態で、アンテナ14に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2へ供給される中性粒子を用いて、基板Wに対して成膜処理を行う。ここで、プリコート処理とは、耐プラズマ性を有する保護膜を形成する処理である。また、成膜処理とは、中性粒子を用いた成膜ガスの励起によって、基板W上に所望の薄膜を形成する処理である。
For example, the control unit Cnt can control each unit of the
また、例えば、制御部Cntは、プラズマ生成室S1及び成膜室S2に対してプリコート処理を行う前に、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14及び高周波電源72にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1及び成膜室S2に対してクリーニング処理を行うこともできる。ここで、クリーニング処理とは、前回の成膜処理が行われることによって、処理容器12の壁面等に付着した付着物を除去する処理である。
Further, for example, the controller Cnt cleans the
次に、一実施形態に係る成膜装置10を用いた成膜方法の処理の流れの一例を説明する。図3は、一実施形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
Next, an example of the processing flow of the film forming method using the
図3に示すように、まず、ダミー基板が処理容器12内に搬入され(ステップS101)、載置台36の上に載置される。続いて、成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う(ステップS102)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う。
As shown in FIG. 3, first, the dummy substrate is carried into the processing container 12 (step S <b> 101) and placed on the mounting table 36. Subsequently, the
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部Cntは、クリーニングガス供給系からプラズマ生成室S1へクリーニングガスを供給し、アンテナ14からマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、クリーニングガスのプラズマを発生させる。これにより、制御部Cntは、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う。プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理が行われると、例えば、処理容器12の壁面のうちプラズマ生成室S1に対応する部分に付着した付着物が除去される。
A more detailed example will be described. The control unit Cnt supplies cleaning gas from the cleaning gas supply system to the plasma generation chamber S1, and emits microwaves from the
なお、制御部Cntは、プラズマ生成室S1において、クリーニングガスのプラズマを発生させる場合に、添加ガスとしてプラズマ励起用の希ガスを用いても良い。この場合、制御部Cntは、希ガス供給系からプラズマ生成室S1へ希ガスを供給する。 Note that the control unit Cnt may use a rare gas for plasma excitation as the additive gas when generating the plasma of the cleaning gas in the plasma generation chamber S1. In this case, the control unit Cnt supplies a rare gas from the rare gas supply system to the plasma generation chamber S1.
成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行った後に、成膜室S2に対してクリーニング処理を行う(ステップS103)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、高周波電源72にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してクリーニング処理を行う。
After performing the cleaning process on the plasma generation chamber S1, the
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部Cntは、高周波電源72から電極70へ高周波電力を供給することで、成膜室S2において、仕切り板40の複数の開口40hを通じてプラズマ生成室S1から流入されるクリーニングガスのプラズマを発生させる。これにより、制御部Cntは、成膜室S2に対してクリーニング処理を行う。成膜室S2に対してクリーニング処理が行われると、例えば、処理容器12の壁面のうち成膜室S2に対応する部分に付着した付着物が除去される。
A more detailed example will be described. The controller Cnt generates high-frequency power from the high-
なお、制御部Cntは、成膜室S2において、プラズマ生成室S1から流入されるクリーニングガスのプラズマを発生させる場合に、添加ガスとしてプラズマ励起用の希ガスを用いても良い。この場合、制御部Cntは、希ガス供給系からプラズマ生成室S1へ希ガスを供給する。 Note that the control unit Cnt may use a rare gas for plasma excitation as an additive gas when generating the cleaning gas plasma flowing from the plasma generation chamber S1 in the film formation chamber S2. In this case, the control unit Cnt supplies a rare gas from the rare gas supply system to the plasma generation chamber S1.
続いて、成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う(ステップS104)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う。
Subsequently, the
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部Cntは、成膜ガス供給系から成膜室S2へ成膜ガスを供給し、アンテナ14からマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2から流入される成膜ガスのプラズマを発生させる。これにより、制御部Cntは、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う。プラズマ生成室S1に対してプリコート処理が行われると、例えば、処理容器12の壁面のうちプラズマ生成室S1に対応する部分に保護膜が形成される。
A more detailed example will be described. The control unit Cnt supplies a film formation gas from the film formation gas supply system to the film formation chamber S2 and radiates microwaves from the
なお、制御部Cntは、プラズマ生成室S1において、成膜室S2から流入される成膜ガスのプラズマを発生させる場合に、添加ガスとしてプラズマ励起用の希ガスを用いても良い。この場合、制御部Cntは、希ガス供給系からプラズマ生成室S1へ希ガスを供給する。 Note that the control unit Cnt may use a rare gas for plasma excitation as the additive gas when generating plasma of the film forming gas flowing from the film forming room S2 in the plasma generating room S1. In this case, the control unit Cnt supplies a rare gas from the rare gas supply system to the plasma generation chamber S1.
成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行った後に、成膜室S2に対してプリコート処理を行う(ステップS105)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、高周波電源72に成膜ガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してプリコート処理を行う。
The
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部Cntは、高周波電源72から電極70へ高周波電力を供給することで、成膜室S2において、成膜ガスのプラズマを発生させる。これにより、制御部Cntは、成膜室S2に対してプリコート処理を行う。成膜室S2に対してプリコート処理が行われると、例えば、処理容器12の壁面のうち成膜室S2に対応する部分に保護膜が形成される。
A more detailed example will be described. The control unit Cnt generates high-frequency power from the high-
なお、制御部Cntは、成膜室S2において、成膜ガスのプラズマを発生させる場合に、添加ガスとしてプラズマ励起用の希ガスを用いても良い。この場合、制御部Cntは、希ガス供給系からプラズマ生成室S1へ希ガスを供給する。 Note that the control unit Cnt may use a rare gas for plasma excitation as the additive gas when generating plasma of the film forming gas in the film forming chamber S2. In this case, the control unit Cnt supplies a rare gas from the rare gas supply system to the plasma generation chamber S1.
その後、ダミー基板は、載置台36から離され、処理容器12外へ搬出される(ステップS106)。続いて、基板Wが処理容器12内に搬入され(ステップS107)、載置台36の上に載置される。 Thereafter, the dummy substrate is separated from the mounting table 36 and carried out of the processing container 12 (step S106). Subsequently, the substrate W is carried into the processing container 12 (Step S <b> 107) and placed on the placement table 36.
続いて、成膜装置10は、基板Wに対して成膜処理を行う(ステップS108)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、プリコート処理が行われた成膜室S2内の載置台36に基板Wが載置された状態で、アンテナ14に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2へ供給される中性粒子を用いて、基板Wに対して成膜処理を行う。
Subsequently, the
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部Cntは、希ガス供給系からプラズマ生成室S1へ希ガスを供給し、成膜ガス供給系から成膜室S2へ成膜ガスを供給し、かつ、アンテナ14からマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、希ガスのプラズマを発生させる。プラズマ生成室S1において発生したプラズマ中のイオンが、仕切り板40の複数の開口40hを通過することで中性化され、中性粒子が仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2へ供給される。成膜室S2へ供給される中性粒子が成膜室S2において成膜ガスに照射されることにより、成膜ガスが励起され、成膜ガスから生成された活性種が載置台36上の基板Wに降り注ぐ。その結果、基板W上に所望の薄膜が形成される。このようにして、制御部Cntは、中性粒子を用いて、基板Wに対して成膜処理を行う。
A more detailed example will be described. The controller Cnt supplies a rare gas from the rare gas supply system to the plasma generation chamber S1, supplies a film formation gas from the film formation gas supply system to the film formation chamber S2, and radiates microwaves from the
その後、基板Wが、載置台36から離され、処理容器12外へ搬出される(ステップS109)。そして、成膜装置10は、処理を継続する場合には(ステップS110;No)、処理をステップS101へ戻し、処理を終了する場合には(ステップS110;Yes)、処理を終了する。
Thereafter, the substrate W is separated from the mounting table 36 and carried out of the processing container 12 (step S109). Then, when the process is continued (Step S110; No), the
上述したように、一実施形態に係る成膜装置10は、処理容器12と、複数の開口40hを有し、処理容器12内をプラズマ生成室S1と成膜室S2とに仕切る仕切り板40と、成膜室S2内に設けられ、成膜対象の基板Wを載置するための載置台36とを有する。また、成膜装置10は、成膜室S2へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、プラズマ生成室S1へプラズマ励起用の希ガスを供給する希ガス供給系とを有する。また、成膜装置10は、プラズマ生成室S1において、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2から流入される成膜ガスのプラズマ、又は希ガス供給系によって供給される希ガスのプラズマを発生させるアンテナ14を有する。また、成膜装置10は、成膜室S2において、成膜ガス供給系によって成膜室S2へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる高周波電源72と、制御部Cntとを有する。ここで、制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14及び高周波電源72に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1及び成膜室S2に対してプリコート処理を行う。そして、制御部Cntは、プリコート処理が行われた成膜室S2内の載置台36に基板Wが載置された状態で、アンテナ14に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2へ供給される中性粒子を用いて、基板Wに対して成膜処理を行う。その結果、成膜室S2で発生する異物に起因した、基板Wに対する汚染を抑制することが可能となる。
As described above, the
ここで、プラズマ生成室に対してのみプリコート処理を行う従来の成膜装置では、成膜室において、載置台に載置された基板に対して成膜処理を行う場合に、成膜ガスから生成された活性種によって成膜室の内壁が損傷し、金属等の異物が発生することがある。すなわち、従来の成膜装置では、成膜処理を行う場合に、成膜室で発生する異物によって基板が汚染される可能性がある。これに対して、一実施形態に係る成膜装置10では、プラズマ生成室S1及び成膜室S2に対してプリコート処理を行った上で、基板Wに対して成膜処理を行うので、成膜室S2の内壁の損傷が抑えられる。その結果、一実施形態によれば、成膜室S2で発生する異物に起因した、基板Wに対する汚染を抑制することが可能となる。
Here, in the conventional film forming apparatus that performs the pre-coating process only on the plasma generating chamber, the film forming gas is generated from the film forming gas when the film forming process is performed on the substrate placed on the mounting table. The activated species may damage the inner wall of the film forming chamber and generate foreign substances such as metal. That is, in the conventional film forming apparatus, there is a possibility that the substrate is contaminated by the foreign matter generated in the film forming chamber when the film forming process is performed. On the other hand, in the
(その他の実施形態)
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、種々の修正や変形を加えても良い。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations may be made to the illustrated embodiment.
(プリコート処理の順序)
上述した実施形態では、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行った後に、成膜室S2に対してプリコート処理を行う例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、成膜室S2に対してプリコート処理を行った後に、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行っても良い。この場合、制御部Cntは、高周波電源72に成膜ガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してプリコート処理を行った後に、アンテナ14に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う。また、例えば、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行うと同時に、成膜室S2に対してプリコート処理を行っても良い。この場合、アンテナ14に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行うと同時に、高周波電源72に成膜ガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してプリコート処理を行う。
(Pre-coating sequence)
In the above-described embodiment, the example in which the pre-coating process is performed on the film formation chamber S2 after the pre-coating process is performed on the plasma generation chamber S1 has been described, but the disclosed technique is not limited thereto. For example, after the pre-coating process is performed on the film formation chamber S2, the pre-coating process may be performed on the plasma generation chamber S1. In this case, the control unit Cnt generates the plasma of the film forming gas in the high
(クリーニング処理の順序)
また、上述した実施形態では、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行った後に、成膜室S2に対してクリーニング処理を行う例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、成膜室S2に対してクリーニング処理を行った後に、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行っても良い。この場合、制御部Cntは、高周波電源72にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してクリーニング処理を行った後に、アンテナ14に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う。また、例えば、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行うと同時に、成膜室S2に対してクリーニング処理を行っても良い。この場合、アンテナ14にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行うと同時に、高周波電源72にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、成膜室S2に対してクリーニング処理を行う。
(Cleaning process order)
In the above-described embodiment, the example in which the cleaning process is performed on the film formation chamber S2 after the cleaning process is performed on the plasma generation chamber S1 has been described. However, the disclosed technique is not limited thereto. Absent. For example, after the cleaning process is performed on the film formation chamber S2, the cleaning process may be performed on the plasma generation chamber S1. In this case, the control unit Cnt generates the cleaning gas plasma in the high-
(成膜室に対して行われるプリコート処理及びクリーニング処理の頻度)
また、上述した実施形態では、1枚の基板Wに対して成膜処理が行われる度に、成膜室S2に対してクリーニング処理及びプリコート処理を行う例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、2枚以上の基板Wに対して成膜処理が行われる度に、成膜室S2に対してプリコート処理を行っても良い。また、例えば、2枚以上の基板Wに対して成膜処理が行われる度に、成膜室S2に対してクリーニング処理を行っても良い。すなわち、成膜室S2に対するプリコート処理又はクリーニング処理は、必要に応じて、省略されても良い。以下、図4を用いて、2枚の基板に対して成膜処理が行われる度に、成膜室S2に対してクリーニング処理及びプリコート処理を行う例について説明する。
(Frequency of pre-coating process and cleaning process performed for film formation chamber)
In the above-described embodiment, the example in which the cleaning process and the precoat process are performed on the film forming chamber S2 each time the film forming process is performed on one substrate W has been described. It is not limited to. For example, every time a film formation process is performed on two or more substrates W, a precoat process may be performed on the film formation chamber S2. Further, for example, the cleaning process may be performed on the film forming chamber S2 every time the film forming process is performed on two or more substrates W. That is, the precoat process or the cleaning process for the film forming chamber S2 may be omitted as necessary. Hereinafter, an example in which the cleaning process and the precoating process are performed on the film forming chamber S2 each time the film forming process is performed on two substrates will be described with reference to FIG.
図4は、一実施形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の処理の流れの他の例を示すフローチャートである。図4において、ステップS121〜S129は、それぞれ、図3に示したステップS101〜S109と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a flowchart illustrating another example of the processing flow of the film forming method using the film forming apparatus according to the embodiment. In FIG. 4, steps S121 to S129 are the same as steps S101 to S109 shown in FIG.
図4に示すように、成膜処理が行われた基板Wが、処理容器12外へ搬出されると(ステップS129)、ダミー基板が処理容器12内に搬入され(ステップS130)、載置台36の上に載置される。続いて、成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う(ステップS131)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14にクリーニングガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してクリーニング処理を行う。なお、制御部Cntによるクリーニング処理は、図3に示したステップS102と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 4, when the substrate W on which the film formation process has been performed is carried out of the processing container 12 (step S129), a dummy substrate is carried into the processing container 12 (step S130), and the mounting table 36 is placed. Placed on the top. Subsequently, the
続いて、成膜装置10は、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う(ステップS132)。すなわち、制御装置10の制御部Cntは、載置台36にダミー基板が載置された状態で、アンテナ14に成膜ガスのプラズマを発生させることで、プラズマ生成室S1に対してプリコート処理を行う。なお、制御部Cntによるプリコート処理は、図3に示したステップS104と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
Subsequently, the
その後、ダミー基板は、載置台36から離され、処理容器12外へ搬出される(ステップS133)。続いて、基板Wが処理容器12内に搬入され(ステップS134)、載置台36の上に載置される。 Thereafter, the dummy substrate is separated from the mounting table 36 and carried out of the processing container 12 (step S133). Subsequently, the substrate W is carried into the processing container 12 (step S134) and placed on the placement table 36.
続いて、成膜装置10は、基板Wに対して成膜処理を行う(ステップS135)。すなわち、成膜装置10の制御部Cntは、プリコート処理が行われた成膜室S2内の載置台36に基板Wが載置された状態で、アンテナ14に希ガスのプラズマを発生させることで、仕切り板40の複数の開口40hを通じて成膜室S2へ供給される中性粒子を用いて、基板Wに対して成膜処理を行う。なお、制御部Cntによる成膜処理は、図3に示したステップS108と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
Subsequently, the
その後、基板Wが、載置台36から離され、処理容器12外へ搬出される(ステップS136)。そして、成膜装置10は、処理を継続する場合には(ステップS137;No)、処理をステップS121へ戻し、処理を終了する場合には(ステップS137;Yes)、処理を終了する。
Thereafter, the substrate W is separated from the mounting table 36 and carried out of the processing container 12 (step S136). Then, when the process is continued (Step S137; No), the
このようにして、成膜装置10は、2枚の基板Wに対して成膜処理が行われる度に、成膜室S2に対してクリーニング処理及びプリコート処理を行う。その結果、薄膜が形成された基板Wのスループットを向上することが可能となる。
In this way, the
(高周波電力の供給先)
上述した実施形態では、高周波電源72は、成膜室S2に設けられた電極70に高周波電力を供給することで、成膜室S2において、成膜ガスのプラズマを発生させる例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、高周波電源72は、仕切り板40に高周波電力を供給しても良い。
(High-frequency power supplier)
In the above-described embodiment, the example in which the high-
図5は、一実施形態に係る成膜装置の変形例1の概略を示す図である。変形例1に係る成膜装置10は、基本的には図1に示した成膜装置10と同様の構成を有しており、高周波電源72から供給される高周波電力の供給先が図1に示した成膜装置10と異なる。したがって、図1に示した成膜装置10と同様の構成については、説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of
図5に示すように、変形例1の成膜装置10において、高周波電源72は、仕切り板40に電気的に接続されている。また、この場合、変形例1の成膜装置10は、電極70を有さない。高周波電源72は、仕切り板40に所定の高周波電力を供給することで、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスを励起するための電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源72は、成膜室S2において、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる。
As shown in FIG. 5, in the
また、例えば、高周波電源72は、載置台36に高周波電力を供給しても良い。
For example, the high
図6は、一実施形態に係る成膜装置の変形例2の概略を示す図である。変形例2に係る成膜装置10は、基本的には図1に示した成膜装置10と同様の構成を有しており、高周波電源72から供給される高周波電力の供給先が図1に示した成膜装置10と異なる。したがって、図1に示した成膜装置10と同様の構成については、説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of
図6に示すように、変形例2の成膜装置10において、高周波電源72は、載置台36に電気的に接続されている。また、この場合、変形例2の成膜装置10は、電極70を有さない。高周波電源72は、載置台36に所定の高周波電力を供給することで、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスを励起するための電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源72は、成膜室S2において、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる。
As shown in FIG. 6, in the
(ICP)
上述した実施形態では、ラジアルラインスロットアンテナからプラズマ生成室S1へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室S1において、成膜ガスのプラズマを発生させる例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、プラズマ生成室S1において、成膜ガスのプラズマを発生させる手法としては、ICP(Inductively Coupled Plasma、誘導結合プラズマ)を用いる手法も考えられる。
(ICP)
In the above-described embodiment, the example in which the plasma of the deposition gas is generated in the plasma generation chamber S1 by radiating the microwave from the radial line slot antenna to the plasma generation chamber S1, but the disclosed technique is based on this. It is not limited. For example, a technique using ICP (Inductively Coupled Plasma) may be considered as a technique for generating a film forming gas plasma in the plasma generation chamber S1.
図7は、一実施形態に係る成膜装置の変形例3の概略を示す図である。変形例3に係る成膜装置10は、基本的には図1に示した成膜装置10と同様の構成を有しており、ICPを用いる点が図1に示した成膜装置10と異なる。したがって、図1に示した成膜装置10と同様の構成については、説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of Modification 3 of the film forming apparatus according to the embodiment. The
図7に示すように、変形例3の成膜装置10は、アンテナ14に代えて、渦巻形状に配置されたコイルアンテナ80を有する。また、変形例3の成膜装置10は、スイッチ90を更に有する。また、変形例3の成膜装置10において、高周波電源72は、スイッチ90を介して載置台36に電気的に接続されている。また、この場合、変形例3の成膜装置10は、電極70を有さない。
As shown in FIG. 7, the
コイルアンテナ80は、後述するスイッチ90から高周波電力が供給された場合に、プラズマ生成室S1へ誘導電界を形成することで、プラズマ生成室S1において、成膜ガスのプラズマ又は希ガスのプラズマを発生させる。コイルアンテナ80は、第1のプラズマ源の一例である。
The
高周波電源72は、スイッチ90を介して載置台36に所定の高周波電力を供給することで、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスを励起するための電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源72は、成膜室S2において、成膜ガス供給系から成膜室S2へ供給される成膜ガスのプラズマを発生させる。高周波電源72は、第2のプラズマ源の一例である。
The high
スイッチ90は、載置台36及びコイルアンテナ80のうちいずれか一方に対して、高周波電源72からの高周波電力を選択的に供給する。スイッチ90による高周波電力の供給先の選択は、制御部Cntによって制御される。
The
10 成膜装置
12 処理容器
14 アンテナ
36 載置台
40 仕切り板
40h 開口
70 電極
72 高周波電源
G1〜G3 ガス源
S1 プラズマ生成室
S2 成膜室
W 基板
DESCRIPTION OF
Claims (13)
複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る仕切り板と、
前記成膜室内に設けられ、成膜対象の基板を載置するための載置台と、
前記成膜室へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、
前記プラズマ生成室へプラズマ励起用の希ガスを供給する第2のガス供給部と、
前記プラズマ生成室において、前記第1のガス供給部によって前記成膜室へ供給されて前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記成膜室から流入される前記成膜ガスのプラズマ、又は前記第2のガス供給部によって供給される前記希ガスのプラズマを発生させる第1のプラズマ源と、
前記成膜室において、前記第1のガス供給部によって前記成膜室へ供給される前記成膜ガスのプラズマを発生させる第2のプラズマ源と、
前記載置台に前記基板以外の他の基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源及び前記第2のプラズマ源に前記成膜ガスのプラズマを発生させることで、前記プラズマ生成室及び前記成膜室に対してプリコート処理を行い、前記プリコート処理が行われた前記成膜室内の前記載置台に前記基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源に前記希ガスのプラズマを発生させることで、前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記成膜室へ供給される中性粒子を用いて、前記基板に対して成膜処理を行う制御部と
を備えることを特徴とする成膜装置。 A processing vessel;
A partition plate having a plurality of openings and partitioning the inside of the processing chamber into a plasma generation chamber and a film formation chamber;
A mounting table provided in the film forming chamber for mounting a substrate to be formed;
A first gas supply unit that supplies a film forming gas used for a film forming process to the film forming chamber;
A second gas supply unit for supplying a rare gas for plasma excitation to the plasma generation chamber;
In the plasma generation chamber, the film-forming gas plasma supplied to the film-forming chamber by the first gas supply unit and introduced from the film-forming chamber through the plurality of openings of the partition plate, or the second A first plasma source for generating a plasma of the rare gas supplied by the gas supply unit;
A second plasma source for generating plasma of the film forming gas supplied to the film forming chamber by the first gas supply unit in the film forming chamber;
In the state where the substrate other than the substrate is mounted on the mounting table, the plasma generation chamber is generated by generating plasma of the film forming gas in the first plasma source and the second plasma source. The noble gas plasma is applied to the first plasma source in a state where the film formation chamber is precoated and the substrate is placed on the mounting table in the film formation chamber where the precoat treatment is performed. And a controller that performs a film formation process on the substrate using neutral particles supplied to the film formation chamber through the plurality of openings of the partition plate. Deposition device.
前記第2のプラズマ源は、前記成膜室に設けられた電極、前記仕切り板又は前記載置台に高周波電力を供給することで、前記成膜室において、前記成膜ガスのプラズマを発生させることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 The first plasma source emits microwaves to the plasma generation chamber to generate plasma of the film forming gas or plasma of the rare gas in the plasma generation chamber,
The second plasma source generates a plasma of the deposition gas in the deposition chamber by supplying high-frequency power to an electrode provided in the deposition chamber, the partition plate, or the mounting table. The film forming apparatus according to claim 1.
前記第2のプラズマ源は、前記成膜室に設けられた電極、前記仕切り板又は前記載置台に高周波電力を供給することで、前記成膜室において、前記成膜ガスのプラズマを発生させ、
前記成膜装置は、前記成膜室に設けられた電極、前記仕切り板又は前記載置台、及び前記第1のプラズマ源のうちいずれか一方に対して、前記第2のプラズマ源からの高周波電力を選択的に供給するスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 The first plasma source generates plasma of the film forming gas or plasma of the rare gas in the plasma generation chamber by forming an induction electric field in the plasma generation chamber when high-frequency power is supplied. Let
The second plasma source generates a plasma of the film forming gas in the film forming chamber by supplying high frequency power to an electrode provided in the film forming chamber, the partition plate or the mounting table.
The film forming apparatus includes a high-frequency power from the second plasma source for any one of an electrode provided in the film forming chamber, the partition plate or the mounting table, and the first plasma source. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising: a switch that selectively supplies the film.
複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と成膜室とに仕切る仕切り板と、
前記成膜室内に設けられ、成膜対象の基板を載置するための載置台と、
前記成膜室へ成膜処理に用いられる成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、
前記プラズマ生成室へプラズマ励起用の希ガスを供給する第2のガス供給部と、
前記プラズマ生成室において、前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記成膜室から流入される前記成膜ガスのプラズマ、又は前記第2のガス供給部によって供給される前記希ガスのプラズマを発生させる第1のプラズマ源と、
前記成膜室において、前記第1のガス供給部によって前記成膜室へ供給される前記成膜ガスのプラズマを発生させる第2のプラズマ源と
を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記載置台に前記基板以外の他の基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源及び前記第2のプラズマ源に前記成膜ガスのプラズマを発生させることで、前記プラズマ生成室及び前記成膜室に対してプリコート処理を行う工程と、
前記プリコート処理が行われた前記成膜室内の前記載置台に前記基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源に前記希ガスのプラズマを発生させることで、前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記成膜室へ供給される中性粒子を用いて、前記基板に対して成膜処理を行う工程と
を含むことを特徴とする成膜方法。 A processing vessel;
A partition plate having a plurality of openings and partitioning the inside of the processing chamber into a plasma generation chamber and a film formation chamber;
A mounting table provided in the film forming chamber for mounting a substrate to be formed;
A first gas supply unit that supplies a film forming gas used for a film forming process to the film forming chamber;
A second gas supply unit for supplying a rare gas for plasma excitation to the plasma generation chamber;
In the plasma generation chamber, plasma of the film forming gas flowing from the film forming chamber through the plurality of openings of the partition plate or plasma of the rare gas supplied by the second gas supply unit is generated. A first plasma source;
In the film formation chamber, a film formation method using a film formation apparatus comprising: a second plasma source that generates plasma of the film formation gas supplied to the film formation chamber by the first gas supply unit. And
In the state where the substrate other than the substrate is mounted on the mounting table, the plasma generation chamber is generated by generating plasma of the film forming gas in the first plasma source and the second plasma source. Performing a precoat treatment on the film forming chamber;
The plurality of partition plates are generated by generating plasma of the rare gas in the first plasma source in a state where the substrate is mounted on the mounting table in the film formation chamber where the pre-coating process has been performed. Forming a film on the substrate using neutral particles supplied to the film formation chamber through the opening.
前記第1のプラズマ源は、前記プラズマ生成室において、前記第3のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給される前記クリーニングガスのプラズマを発生させ、
前記第2のプラズマ源は、前記成膜室において、前記第3のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給されて前記仕切り板の前記複数の開口を通じて前記プラズマ生成室から流入される前記クリーニングガスのプラズマを発生させ、
前記成膜方法は、前記プラズマ生成室及び前記成膜室に対してプリコート処理を行う工程の前に、前記載置台に前記他の基板が載置された状態で、前記第1のプラズマ源及び前記第2のプラズマ源に前記クリーニングガスのプラズマを発生させることで、前記プラズマ生成室及び前記成膜室に対してクリーニング処理を行う工程をさらに含むことを特徴とする請求項4〜8のいずれか一つに記載の成膜方法。 The film forming apparatus further includes a third gas supply unit that supplies a cleaning gas to the plasma generation chamber,
The first plasma source generates plasma of the cleaning gas supplied to the plasma generation chamber by the third gas supply unit in the plasma generation chamber,
In the film formation chamber, the second plasma source is supplied to the plasma generation chamber by the third gas supply unit and flows into the plasma generation chamber through the openings of the partition plate. Generating plasma,
The film forming method includes the first plasma source and the first plasma source in a state where the other substrate is mounted on the mounting table before the step of performing a pre-coating process on the plasma generating chamber and the film forming chamber. 9. The method according to claim 4, further comprising: performing a cleaning process on the plasma generation chamber and the film formation chamber by generating plasma of the cleaning gas in the second plasma source. The film-forming method as described in any one.
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