JP2017053005A - Removal method and removal device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a removal method capable of executing a removal work of adsorption gas or an adsorbate effectively by the whole in a chamber, and to provide a removal device.SOLUTION: Before or after a treatment period during which a treatment is executed onto a substrate, high-frequency power is supplied to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) provided penetratingly through an inner wall of a chamber, to thereby generate plasma in the whole of an internal space of the chamber. Adsorption gas or an adsorbate is desorbed from an adsorption spot and evaporated by action of plasma, and discharged to the outside of the chamber by evacuation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、チャンバー内の吸着ガスまたは吸着物を除去する除去方法および除去装置に関する。   The present invention relates to a removal method and a removal apparatus for removing an adsorbed gas or adsorbate in a chamber.

処理対象である基材を収容可能なチャンバー内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する技術が知られている。例えば、特許文献1には、チャンバー内を加熱することで吸着ガスまたは吸着物を除去する技術が開示されている。   A technique for removing an adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of a chamber capable of accommodating a substrate to be processed is known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for removing an adsorbed gas or an adsorbed material by heating the inside of a chamber.

特開2010−84211号公報JP 2010-84211 A 特開2012−26020号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-26020 特開2005−163183号公報JP 2005-163183 A

しかしながら、プラズマ作用を用いず加熱のみによって吸着ガスまたは吸着物の除去作業を行う場合、除去作業に長時間を要する、十分に吸着ガスまたは吸着物を除去できない、などの問題があった。   However, when the removal operation of the adsorbed gas or adsorbed material is performed only by heating without using the plasma action, there are problems that the removing operation takes a long time and the adsorbed gas or adsorbed material cannot be sufficiently removed.

そこで、引用文献2には、平行平板型のプラズマ装置によって2つの平板間にプラズマを生じさせ該プラズマの作用によって効率的に除去作業を実行する技術が開示されている。   Thus, Patent Document 2 discloses a technique in which plasma is generated between two flat plates by a parallel plate type plasma apparatus and the removal operation is efficiently performed by the action of the plasma.

しかしながら、この技術のようにチャンバーの内部空間のうち処理空間にのみプラズマを生成して除去作業を行う場合、チャンバーの内部空間のうち処理空間を除いた部分(非処理空間)においては吸着ガスまたは吸着物が残留する。これにより、チャンバー内に基材を搬入した際に基材が汚染されるリスクが高まり、チャンバー内の排気時における真空引きの速度および精度が低下し、チャンバーが処理チャンバーである場合にはその後の基材処理における精度も低下する、等の問題が生じていた。   However, when performing the removal operation by generating plasma only in the processing space in the internal space of the chamber as in this technique, the adsorbed gas or the non-processing space in the internal space of the chamber excluding the processing space (non-processing space) The adsorbate remains. This increases the risk of the substrate being contaminated when the substrate is carried into the chamber, reduces the speed and accuracy of evacuation during evacuation of the chamber, and if the chamber is a processing chamber, There have been problems such as a decrease in accuracy in the substrate processing.

そこで、引用文献3には、チャンバーの外部で生じさせたプラズマをチャンバー内の広範囲に作用させるリモートプラズマ技術が開示されている。   Therefore, the cited document 3 discloses a remote plasma technique in which a plasma generated outside the chamber acts on a wide range in the chamber.

しかしながら、この技術のようにチャンバーの外部で生じさせたプラズマをチャンバー内の除去作業に用いる場合、プラズマ源から吸着箇所までの距離が大きいことに起因してプラズマ作用が弱まり、効果的に除去作業を実行することができないという問題(除去作業に長時間を要する、十分に吸着ガスまたは吸着物を除去できない、などの問題)が生じていた。   However, when the plasma generated outside the chamber is used for the removal work inside the chamber as in this technique, the plasma action is weakened due to the large distance from the plasma source to the adsorption site, and the removal work is effectively performed. (The problem that the removal work takes a long time, the adsorbed gas or adsorbate cannot be removed sufficiently) has occurred.

そこで、本発明は、チャンバー内の全体で効果的に吸着ガスまたは吸着物の除去作業を実行可能な除去方法および除去装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a removal method and a removal apparatus capable of effectively performing an operation of removing an adsorbed gas or an adsorbate in the entire chamber.

本発明の第1の態様にかかる除去方法は、処理対象である基材を収容可能なチャンバー内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する除去方法であって、前記基材に処理を実行する処理期間の前または後に行われる工程として、前記チャンバー内の気体を排気する排気工程と、前記チャンバー内にガスを供給するガス供給工程と、前記チャンバーの内壁を貫通して設けられた複数のLIA(Low Inductance Antenna)に高周波電力を供給して、前記チャンバーの内部空間の全体にプラズマを生成するプラズマ生成工程と、を備え、前記プラズマ生成工程で前記プラズマの作用により前記吸着ガスまたは前記吸着物を吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気工程で前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする。   The removal method according to the first aspect of the present invention is a removal method for removing an adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of a chamber capable of accommodating a substrate to be treated. As steps performed before or after the processing period for performing the processing, an exhaust step for exhausting the gas in the chamber, a gas supply step for supplying the gas into the chamber, and an inner wall of the chamber are provided. A plasma generation step of supplying high frequency power to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) to generate plasma in the entire interior space of the chamber, and the adsorbed gas by the action of the plasma in the plasma generation step Alternatively, the adsorbate is desorbed from the adsorption site and vaporized, and discharged to the outside of the chamber in the exhaust process.

本発明の第2の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様にかかる除去方法であって、前記複数のLIAは、前記チャンバーの内壁を貫通して前記内部空間に突出して設けられることを特徴とする。   The removal method according to the second aspect of the present invention is the removal method according to the first aspect of the present invention, wherein the plurality of LIAs are provided so as to protrude through the inner wall of the chamber and into the internal space. It is characterized by that.

本発明の第3の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様または第2の態様にかかる除去方法であって、前記基材が前記チャンバー内に収容された状態で前記各工程が実行されることにより、前記基材に吸着する吸着ガスまたは吸着物も、前記プラズマ生成工程で前記プラズマの作用により吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気工程で前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする。   The removal method according to the third aspect of the present invention is the removal method according to the first aspect or the second aspect of the present invention, wherein each of the steps is performed in a state where the substrate is accommodated in the chamber. When executed, the adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on the base material is also desorbed and vaporized from the adsorbed portion by the action of the plasma in the plasma generation step, and discharged to the outside of the chamber in the exhaust step. It is characterized by doing.

本発明の第4の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様または第2の態様にかかる除去方法であって、前記基材が前記チャンバー内に収容されていない状態で前記各工程が実行されることを特徴とする。   A removal method according to a fourth aspect of the present invention is the removal method according to the first aspect or the second aspect of the present invention, wherein each of the steps is performed in a state where the substrate is not accommodated in the chamber. Is executed.

本発明の第5の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様ないし第4の態様のいずれかにかかる除去方法であって、前記チャンバーは、前記処理が実行される際に前記基材が収容される処理チャンバーであることを特徴とする。   A removing method according to a fifth aspect of the present invention is the removing method according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the chamber is formed by the base when the processing is performed. It is a processing chamber in which a material is accommodated.

本発明の第6の態様にかかる除去方法は、本発明の第5の態様にかかる除去方法であって、前記プラズマ生成工程で用いられる前記複数のLIAの少なくとも一部が前記処理の際にも用いられることを特徴とする。   A removal method according to a sixth aspect of the present invention is the removal method according to the fifth aspect of the present invention, wherein at least some of the plurality of LIAs used in the plasma generation step are also subjected to the treatment. It is used.

本発明の第7の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様ないし第4の態様のいずれかにかかる除去方法であって、前記チャンバーは、非処理チャンバーであることを特徴とする。   A removing method according to a seventh aspect of the present invention is the removing method according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the chamber is a non-treatment chamber. .

本発明の第8の態様にかかる除去方法は、本発明の第1の態様ないし第7の態様のいずれかにかかる除去方法であって、前記ガス供給工程で用いられるガス供給部の少なくとも一部が前記処理の際にも用いられることを特徴とする。   A removal method according to an eighth aspect of the present invention is the removal method according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein at least a part of the gas supply unit used in the gas supply step. Is also used in the processing.

本発明の第9の態様にかかる除去装置は、処理対象である基材を収容可能なチャンバー内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する除去装置であって、チャンバーと、前記チャンバー内で基材を保持する基材保持部と、前記チャンバー内の気体を排気する排気部と、前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部と、前記チャンバーの内壁を貫通して設けられた複数のLIA(Low Inductance Antenna)に高周波電力を供給して、前記チャンバーの内部空間の全体にプラズマを生成するプラズマ生成部と、を備え、前記基材に処理を実行する処理期間の前または後に、前記プラズマ生成部が生成する前記プラズマの作用により前記吸着ガスまたは前記吸着物を吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気部の排気によって前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする。   A removal apparatus according to a ninth aspect of the present invention is a removal apparatus for removing adsorbed gas or adsorbate adsorbed on at least a part of a chamber capable of accommodating a substrate to be processed, the chamber, A base material holding part for holding the base material in the chamber, an exhaust part for exhausting the gas in the chamber, a gas supply part for supplying gas into the chamber, and an inner wall of the chamber are provided. A plasma generation unit that supplies high-frequency power to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) and generates plasma in the entire interior space of the chamber, and before or after a processing period in which the substrate is processed The adsorbed gas or the adsorbed material is desorbed and vaporized from the adsorption site by the action of the plasma generated by the plasma generating unit, and the exhaust is exhausted from the exhaust unit. It is characterized by discharging to the outside of the bar.

本発明では、チャンバーの内壁を貫通して設けられた複数のLIA(Low Inductance Antenna)に高周波電力を供給して、内部空間の全体にプラズマを生成する。このプラズマの作用により吸着ガスまたは吸着物を吸着箇所から脱離させて気化し、排気によりチャンバーの外部へと排出する。   In the present invention, high frequency power is supplied to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) provided through the inner wall of the chamber to generate plasma in the entire internal space. By the action of this plasma, the adsorbed gas or adsorbate is desorbed from the adsorbed portion and vaporized, and exhausted to the outside of the chamber by exhaust.

このため、本発明の態様では、プラズマ作用を用いず加熱のみによって除去作業を行う他の態様(例えば、特許文献1)に比べ、プラズマ作用によって効率的に除去作業を実行できる。また、本発明の態様では、チャンバーの内部空間のうち処理空間にのみプラズマを生成して除去作業を行う他の態様(例えば、特許文献2)とは異なり、チャンバーの内部空間の全体について吸着ガスまたは吸着物の除去を行える。これにより、基材が汚染されるリスクの低下、排気時における真空引きの速度および精度の向上、その後の基材処理における精度の向上、等の効果が得られる。また、本発明の態様では、チャンバーの外部で生じさせたプラズマをチャンバー内に作用させるリモートプラズマ技術を用いる他の態様(例えば、特許文献3)に比べて、プラズマ作用を弱めることなくチャンバー内に付与して効果的に除去作業を実行することができる。   For this reason, in the aspect of this invention, compared with the other aspect (for example, patent document 1) which removes only by heating, without using a plasma action, a removal work can be performed efficiently by a plasma action. Further, in the aspect of the present invention, unlike other aspects (for example, Patent Document 2) in which plasma is generated only in the processing space in the internal space of the chamber and the removal operation is performed, the adsorbed gas is contained in the entire internal space of the chamber. Alternatively, the adsorbate can be removed. Thereby, effects such as reduction of the risk of contamination of the substrate, improvement of the speed and accuracy of evacuation during evacuation, and improvement of accuracy in the subsequent substrate processing can be obtained. Further, in the aspect of the present invention, in the chamber without weakening the plasma action as compared with other aspects using the remote plasma technology in which the plasma generated outside the chamber acts in the chamber (for example, Patent Document 3). The removal work can be effectively performed by giving.

スパッタリング装置の構成例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structural example of a sputtering device. スパッター処理部の周辺を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the periphery of a sputter processing part. 誘導結合アンテナを示す側面図である。It is a side view which shows an inductive coupling antenna. スパッター処理部の周辺を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the periphery of a sputter processing part. 除去作業およびスパッター処理におけるタイミングチャートの一例を示す。An example of the timing chart in a removal operation | work and a sputter | spatter process is shown. スパッタリング装置において除去作業後にスパッター処理を実行した場合に得られるZnO膜のXRDチャートである。4 is an XRD chart of a ZnO film obtained when a sputtering process is performed after a removing operation in a sputtering apparatus. スパッタリング装置において除去作業を実行せずにスパッター処理を実行した場合に得られるZnO膜のXRDチャートである。6 is an XRD chart of a ZnO film obtained when a sputtering process is performed without performing a removal operation in a sputtering apparatus. 変形例において、スパッター処理部の周辺を示す断面模式図である。In a modification, it is a cross-sectional schematic diagram which shows the periphery of a sputter | spatter process part.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、図面には、方向を説明するためにXYZ直交座標軸がふされる場合がある。座標軸における+Z方向は鉛直上方向であり、XY平面は水平面である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, parts having similar configurations and functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, and is not an example which limits the technical scope of this invention. In the drawings, the size and number of each part may be exaggerated or simplified for easy understanding. Also, in the drawings, XYZ orthogonal coordinate axes may be given to describe directions. The + Z direction on the coordinate axis is a vertically upward direction, and the XY plane is a horizontal plane.

<1 実施形態>
<1.1 スパッタリング装置1の全体構成>
図1は、スパッタリング装置1の概略構成を模式的に示す断面模式図である。図2は、スパッター処理部50およびその周辺を示す断面模式図である。図3は、誘導結合アンテナ151の例を示す側面図である。また、図4は、スパッター処理部50およびその周辺を示す斜視図である。
<1 embodiment>
<1.1 Overall Configuration of Sputtering Apparatus 1>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the sputtering apparatus 1. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sputter processing unit 50 and its periphery. FIG. 3 is a side view showing an example of the inductively coupled antenna 151. FIG. 4 is a perspective view showing the sputter processing unit 50 and its periphery.

スパッタリング装置1は、搬送される基材91の主面にZnO膜をスパッター成膜する装置である。基材91は、例えば、ガラス基板などにより構成される。   The sputtering apparatus 1 is an apparatus for forming a ZnO film by sputtering on the main surface of the substrate 91 being conveyed. The base material 91 is configured by, for example, a glass substrate.

スパッタリング装置1は、チャンバー100(処理チャンバー)と、基材91を搬送する搬送機構30と、搬送される基材91にスパッター処理を実行するスパッター処理部50と、チャンバー100内で誘導結合プラズマを生成するプラズマ生成部80と、スパッタリング装置1の各部を統括制御する制御部190とを備える。チャンバー100は、直方体形状の外形を呈する中空部材である。チャンバー100は、その底板の上面が水平姿勢となるように配置されている。また、X軸およびY軸の各々は、チャンバー100の側壁と平行な軸である。   The sputtering apparatus 1 includes a chamber 100 (processing chamber), a transport mechanism 30 that transports the base material 91, a sputtering processing unit 50 that performs a sputtering process on the transported base material 91, and inductively coupled plasma in the chamber 100. A plasma generation unit 80 to be generated and a control unit 190 that performs overall control of each unit of the sputtering apparatus 1 are provided. The chamber 100 is a hollow member having a rectangular parallelepiped shape. The chamber 100 is disposed so that the upper surface of the bottom plate is in a horizontal posture. Each of the X axis and the Y axis is an axis parallel to the side wall of the chamber 100.

スパッタリング装置1は、さらに、スパッター処理部50の周囲を取り囲むように配置された筒状の遮蔽部材であるチムニー60を備える。チムニー60は、スパッター処理部50にて発生するプラズマの範囲やターゲットからスパッタされたスパッタ粒子の飛散範囲を制限するシールドとしての機能と、チムニー内部の雰囲気を外部と遮断する雰囲気遮断機能と、を有する。以下では、チャンバー100の内部空間のうち、チムニー60の内側でありスパッター処理が実行される空間を処理空間V1と呼び、チムニー60に仕切られた外側の空間を非処理空間V2と呼ぶ。   The sputtering apparatus 1 further includes a chimney 60 that is a cylindrical shielding member disposed so as to surround the periphery of the sputtering processing unit 50. The chimney 60 has a function as a shield that limits the range of plasma generated in the sputter processing unit 50 and the scattering range of sputtered particles sputtered from the target, and an atmosphere blocking function that blocks the atmosphere inside the chimney from the outside. Have. Hereinafter, of the internal space of the chamber 100, a space inside the chimney 60 where the sputtering process is performed is referred to as a processing space V1, and an outer space partitioned by the chimney 60 is referred to as a non-processing space V2.

チャンバー100内には、水平な搬送経路面Lがチムニー60の上方に規定されている。搬送経路面Lの延在方向はX軸方向であり、基材91はX軸方向に沿って搬送される。   In the chamber 100, a horizontal transfer path surface L is defined above the chimney 60. The extending direction of the conveyance path surface L is the X-axis direction, and the base material 91 is conveyed along the X-axis direction.

また、スパッタリング装置1は、チャンバー100内を搬送される基材91を加熱する板状の加熱部40を備える。加熱部40は、例えば、搬送経路面Lの上側に配置されたシースヒータによって構成される。   In addition, the sputtering apparatus 1 includes a plate-like heating unit 40 that heats the base material 91 that is transported in the chamber 100. The heating unit 40 is constituted by, for example, a sheath heater disposed on the upper side of the transport path surface L.

チャンバー100のうち搬送経路面Lの−X側の端部には、基材91をチャンバー100内に搬入するためのゲート160が設けられる。他方、チャンバー100のうち搬送経路面Lの+X側の端部には、基材91をチャンバー100外に搬出するためのゲート161が設けられている。また、チャンバー100のX方向両端部には、ロードロックチャンバーや、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成されている。各ゲート160、161は、開閉の切替可能に構成される。   A gate 160 for carrying the base material 91 into the chamber 100 is provided at the end of the transport path plane L on the −X side of the chamber 100. On the other hand, a gate 161 for carrying the base material 91 out of the chamber 100 is provided at the end of the transport path plane L on the + X side of the chamber 100. Moreover, the opening part of other chambers, such as a load lock chamber and an unload lock chamber, is connectable with the X direction both ends of the chamber 100 in the form which maintained airtight. Each of the gates 160 and 161 is configured to be openable and closable.

また、チャンバー100には、チャンバー100内の気体を排気する排気部170が接続されている。排気部170は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、排気配管と、排気バルブと備える。排気配管は、一端が真空ポンプに接続され、他端がチャンバー100の内部空間に連通接続される。また、排気バルブは、排気配管の経路途中に設けられる。排気バルブは、具体的には、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプが作動された状態で、排気バルブが開放されると、チャンバー100内の気体が排気され、チャンバー100内が真空状態とされる。制御部190が排気部170による排気を制御することで、チャンバー100内の圧力が特定の値に調整される。チャンバー100内の圧力調整に関しては、後ほど図5を参照しつつ詳細に説明する。   The chamber 100 is connected to an exhaust unit 170 that exhausts the gas in the chamber 100. The exhaust unit 170 includes, for example, a vacuum pump (not shown), an exhaust pipe, and an exhaust valve. One end of the exhaust pipe is connected to the vacuum pump, and the other end is connected to the internal space of the chamber 100. Further, the exhaust valve is provided in the middle of the route of the exhaust pipe. Specifically, the exhaust valve is a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the exhaust pipe. In this configuration, when the exhaust valve is opened in a state where the vacuum pump is operated, the gas in the chamber 100 is exhausted and the chamber 100 is evacuated. The control unit 190 controls the exhaust by the exhaust unit 170, so that the pressure in the chamber 100 is adjusted to a specific value. The pressure adjustment in the chamber 100 will be described later in detail with reference to FIG.

搬送機構30は、チャンバー100の内部において、Y方向において搬送経路面Lを挟んで対向配置された搬送ローラ31の複数の対と、これらを同期させて回転駆動する駆動部(図示省略)とを含んで構成される。搬送ローラ31は、搬送経路面Lの延在方向であるX方向に沿って複数対設けられる。なお、図1では、4対の搬送ローラ31の図示手前側(−Y側)に位置する4つのローラが描かれている。   In the chamber 100, the transport mechanism 30 includes a plurality of pairs of transport rollers 31 that are opposed to each other across the transport path surface L in the Y direction, and a drive unit (not shown) that rotates and synchronizes these pairs. Consists of including. A plurality of pairs of the conveyance rollers 31 are provided along the X direction which is the extending direction of the conveyance path surface L. In FIG. 1, four rollers positioned on the front side (−Y side) of the four pairs of transport rollers 31 are illustrated.

基材91は、キャリア90の下面に設けられた図示省略の爪状部材などによってキャリア90の下に着脱可能に保持されている。キャリア90は、板状のトレーなどによって構成されている。なお、キャリア90における基材91の保持態様は、本実施形態の態様の他にも種々の態様を採用しうる。例えば、上下方向に貫通する中空部を有する板状トレーの該中空部に基材91を嵌めこむことによって、基材91の下面を成膜可能な状態で該基材91を保持する態様であっても構わない。   The base material 91 is detachably held under the carrier 90 by a claw-like member (not shown) provided on the lower surface of the carrier 90. The carrier 90 is configured by a plate-like tray or the like. In addition to the aspect of this embodiment, various aspects can be adopted as the aspect of holding the base material 91 in the carrier 90. For example, the substrate 91 is held in a state where the lower surface of the substrate 91 can be formed by fitting the substrate 91 into the hollow portion of a plate-like tray having a hollow portion penetrating in the vertical direction. It doesn't matter.

基材91が配設されたキャリア90がゲート160を介してチャンバー100内に導入されると、各搬送ローラ31が該キャリア90の端縁(±Y側の端縁)付近に下方から当接する。そして、駆動部(図示省略)によって各搬送ローラ31が同期回転されることによって、キャリア90およびキャリア90に保持される基材91が搬送経路面Lに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ31が時計回りおよび反時計回りの双方に回転可能であり、キャリア90およびキャリア90に保持される基材91が双方向(±X方向)に搬送される態様について説明する。搬送経路面Lは、スパッター処理部50に対向した被成膜箇所Pを含む。このため、搬送機構30によって搬送される基材91の主面のうち被成膜箇所Pに配される箇所に成膜処理が行われる。   When the carrier 90 on which the base material 91 is disposed is introduced into the chamber 100 through the gate 160, each transport roller 31 comes into contact with the vicinity of the edge (± Y side edge) of the carrier 90 from below. . Then, the carrier 90 and the base material 91 held by the carrier 90 are transported along the transport path surface L by synchronously rotating the transport rollers 31 by a drive unit (not shown). In the present embodiment, each conveyance roller 31 is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions, and the carrier 90 and the substrate 91 held by the carrier 90 are conveyed in both directions (± X directions). explain. The transfer path surface L includes a deposition position P that faces the sputtering processing unit 50. For this reason, a film forming process is performed on a portion of the main surface of the base material 91 transported by the transport mechanism 30 that is disposed at the deposition target position P.

スパッタリング装置1は、処理空間V1に不活性ガスであるアルゴンガスなどのスパッターガスを供給するスパッターガス供給部510と、処理空間V1に酸素ガスなどの反応性ガスを供給する反応性ガス供給部520とを備える。したがって、スパッターガス供給部510および反応性ガス供給部520の双方がガスを供給した場合には、まず処理空間V1内にスパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成され、時間経過とともに非処理空間V2内にもこの混合雰囲気が形成される。   The sputtering apparatus 1 includes a sputtering gas supply unit 510 that supplies a sputtering gas such as an argon gas that is an inert gas to the processing space V1, and a reactive gas supply unit 520 that supplies a reactive gas such as an oxygen gas to the processing space V1. With. Therefore, when both the sputtering gas supply unit 510 and the reactive gas supply unit 520 supply gas, first, a mixed atmosphere of the sputtering gas and the reactive gas is formed in the processing space V1, and the non-processing is performed with time. This mixed atmosphere is also formed in the space V2.

スパッターガス供給部510は、具体的には、例えば、スパッターガスの供給源であるスパッターガス供給源511と、配管512とを備える。配管512は、一端がスパッターガス供給源511と接続され、他端が処理空間V1と連通する各ノズル514に接続される。また、配管512の経路途中には、バルブ513が設けられる。バルブ513は、制御部190の制御下で処理空間V1に供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ513は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。   Specifically, the sputter gas supply unit 510 includes, for example, a sputtering gas supply source 511 that is a supply source of a sputtering gas, and a pipe 512. One end of the pipe 512 is connected to the sputtering gas supply source 511 and the other end is connected to each nozzle 514 communicating with the processing space V1. Further, a valve 513 is provided in the course of the pipe 512. The valve 513 adjusts the amount of sputtering gas supplied to the processing space V <b> 1 under the control of the control unit 190. The valve 513 is preferably a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the pipe, and specifically includes, for example, a mass flow controller.

各ノズル514は、回転カソード5、6間に設けられた1列の誘導結合アンテナ151の±X側に設けられ、チャンバー100の底板を貫通して上側に向けて開口している。このため、スパッターガス供給源511から供給されたスパッターガスは、各ノズル514から処理空間V1に導入される。   Each nozzle 514 is provided on the ± X side of a row of inductively coupled antennas 151 provided between the rotary cathodes 5 and 6, and opens upward through the bottom plate of the chamber 100. For this reason, the sputtering gas supplied from the sputtering gas supply source 511 is introduced from each nozzle 514 into the processing space V1.

反応性ガス供給部520は、具体的には、例えば、反応性ガスの供給源である反応性ガス供給源521と、配管522とを備える。配管522は、一端が反応性ガス供給源521と接続され、他端が複数(図4の例では、6つ)に分岐して処理空間V1に設けられた複数のノズル12(図4の例では、+X側と−X側とにそれぞれ3つずつ計6つのノズル12)に接続される。配管522の経路途中には、バルブ523が設けられる。バルブ523は、制御部190の制御下で処理空間V1に供給される反応性ガスの量を調整する。   Specifically, the reactive gas supply unit 520 includes, for example, a reactive gas supply source 521 that is a reactive gas supply source, and a pipe 522. The pipe 522 has one end connected to the reactive gas supply source 521 and the other end branched into a plurality (six in the example of FIG. 4) and a plurality of nozzles 12 (example of FIG. 4) provided in the processing space V1. Then, a total of six nozzles 12) are connected, three on the + X side and three on the −X side. A valve 523 is provided in the middle of the route of the pipe 522. The valve 523 adjusts the amount of reactive gas supplied to the processing space V <b> 1 under the control of the control unit 190.

各ノズル12は、処理空間V1のうち+Z側の領域においてY方向に延在するように設けられている。配管522の各他端は、各ノズル12のX方向両端面のうち外側の各端面と接続されている。各ノズル12には、当該各端面に開口して配管522の他端と接続されるとともにノズル内部で複数に分岐する各流路が形成されている。各流路の先端はノズル12のX方向両端面のうち内側の各端面に達して開口し、この各端面には複数の吐出口11が形成される。   Each nozzle 12 is provided so as to extend in the Y direction in the + Z side region of the processing space V1. Each other end of the pipe 522 is connected to each outer end face of the X direction end faces of each nozzle 12. Each nozzle 12 is formed with a flow path that opens to each end face and is connected to the other end of the pipe 522 and branches into a plurality of portions inside the nozzle. The tip of each flow path reaches and opens each inner end face of both end faces in the X direction of the nozzle 12, and a plurality of discharge ports 11 are formed on each end face.

−X側の各ノズル12の下方には、光ファイバーのプローブ13が設けられる。また、プローブ13に入射するプラズマ発光の分光強度を測定可能な分光器14が設けられている。分光器14は制御部190と電気的に接続されており、分光器14の測定値は制御部190に供給される。制御部190は、分光器14の出力に基づいて、プラズマエミッションモニター(PEM)法によりバルブ523を制御することで、反応性ガス供給部520からチャンバー100内に供給される反応性ガスの導入量を制御する。バルブ523は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。   An optical fiber probe 13 is provided below each nozzle 12 on the −X side. A spectroscope 14 capable of measuring the spectral intensity of plasma emission incident on the probe 13 is also provided. The spectroscope 14 is electrically connected to the control unit 190, and the measurement value of the spectroscope 14 is supplied to the control unit 190. The control unit 190 controls the valve 523 by the plasma emission monitor (PEM) method based on the output of the spectroscope 14, thereby introducing the reactive gas introduced into the chamber 100 from the reactive gas supply unit 520. To control. The valve 523 is preferably a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the pipe. For example, the valve 523 preferably includes a mass flow controller.

スパッタリング装置1が備える各構成要素は、スパッタリング装置1が備える制御部190と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部190により制御される。制御部190は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うCPU、プログラム等を記憶するROM、演算処理の作業領域となるRAM、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、LAN等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なFAコンピュータにより構成される。また、制御部190は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。   Each component included in the sputtering apparatus 1 is electrically connected to a control unit 190 included in the sputtering apparatus 1, and each component is controlled by the control unit 190. Specifically, the control unit 190 includes, for example, a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that stores programs, a RAM that serves as a work area for arithmetic processes, a hard disk that stores programs and various data files, a LAN, and the like. A data communication unit having a data communication function via a general FA computer is connected to each other by a bus line or the like. The control unit 190 is connected to an input unit composed of a display for performing various displays, a keyboard, a mouse, and the like.

<1.2 スパッター処理部50およびプラズマ生成部80>
スパッタリング装置1では、制御部190の制御下で主としてプラズマ生成部80を機能させることにより、チャンバー100内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物の除去作業を実行可能である。
<1.2 Sputter processor 50 and plasma generator 80>
In the sputtering apparatus 1, the operation of removing the adsorbed gas or adsorbate adsorbed on at least a part of the chamber 100 can be performed by mainly causing the plasma generation unit 80 to function under the control of the control unit 190.

スパッタリング装置1では、制御部190の制御下で主としてスパッター処理部50を機能させることにより、基材91に対するスパッタリング処理を実行可能である。   In the sputtering apparatus 1, the sputtering process can be performed on the substrate 91 by mainly causing the sputtering processing unit 50 to function under the control of the control unit 190.

以下、プラズマ生成部80およびスパッター処理部50について詳細に説明する。   Hereinafter, the plasma generation unit 80 and the sputtering processing unit 50 will be described in detail.

<1.2.1 プラズマ生成部80>
プラズマ生成部80は、複数の誘導結合アンテナ151(LIA)と、整合回路154と、整合回路154を介して各誘導結合アンテナ151に高周波電力を供給する高周波電源153と、を備える。
<1.2.1 Plasma Generator 80>
The plasma generation unit 80 includes a plurality of inductively coupled antennas 151 (LIA), a matching circuit 154, and a high frequency power source 153 that supplies high frequency power to each inductively coupled antenna 151 via the matching circuit 154.

本実施形態では、チャンバー100内においてX方向に沿って間隔をあけた5列の誘導結合アンテナ151が設けられる。ここで、1列の誘導結合アンテナ151とは、Y方向に沿って間隔をあけて設けられた5つの誘導結合アンテナ151のことを意味する。   In the present embodiment, five rows of inductively coupled antennas 151 are provided in the chamber 100 at intervals along the X direction. Here, one line of inductively coupled antennas 151 means five inductively coupled antennas 151 provided at intervals along the Y direction.

より具体的には、チムニー60よりも−X側に1列の誘導結合アンテナ151が設けられる。また、チムニー60内でかつ回転カソード5よりも−X側に1列の誘導結合アンテナ151が設けられる。また、チムニー60内でかつ回転カソード5、6間に1列の誘導結合アンテナ151が設けられる。また、チムニー60内でかつ回転カソード6よりも+X側に1列の誘導結合アンテナ151が設けられる。また、チムニー60よりも+X側に1列の誘導結合アンテナ151が設けられる。   More specifically, one row of inductively coupled antennas 151 is provided on the −X side from the chimney 60. In addition, one row of inductively coupled antennas 151 is provided in the chimney 60 and on the −X side of the rotating cathode 5. A row of inductively coupled antennas 151 is provided in the chimney 60 and between the rotating cathodes 5 and 6. In addition, one row of inductively coupled antennas 151 is provided in the chimney 60 and on the + X side of the rotating cathode 6. In addition, one row of inductively coupled antennas 151 is provided on the + X side of the chimney 60.

このため、高周波電源153が各誘導結合アンテナ151に高周波電力(例えば、周波数13.56MHzの電力)を供給することにより、チムニー60の内部に設けられた3列の誘導結合アンテナ151は処理空間V1内に誘導結合プラズマを生成し、チムニー60の外部に設けられた2列の誘導結合アンテナ151は非処理空間V2内に誘導結合プラズマを生成する。このように、プラズマ生成部80は、チャンバー100の内部空間の全体に誘導結合プラズマを生成する。   Therefore, the high frequency power supply 153 supplies high frequency power (for example, power with a frequency of 13.56 MHz) to each inductive coupling antenna 151, so that the three rows of inductive coupling antennas 151 provided inside the chimney 60 have the processing space V1. An inductively coupled plasma is generated inside, and two rows of inductively coupled antennas 151 provided outside the chimney 60 generate inductively coupled plasma in the non-processing space V2. As described above, the plasma generator 80 generates inductively coupled plasma in the entire internal space of the chamber 100.

各誘導結合アンテナ151は、石英硝子などからなる誘電体の保護部材152によって覆われて、チャンバー100の内壁(本実施形態では、底板)を貫通してチャンバー100の内部空間に突出して設けられる。   Each inductively coupled antenna 151 is covered with a dielectric protective member 152 made of quartz glass or the like, and is provided so as to protrude into the internal space of the chamber 100 through the inner wall (in this embodiment, the bottom plate) of the chamber 100.

各誘導結合アンテナ151は、例えば、図3に示されるように、金属製のパイプ状導体をU字形に曲げたものであり、「U」の字を上下逆向きにした状態でチャンバー100の底板を貫通してチャンバー100の内部空間に突設されている。誘導結合アンテナ151は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。   For example, as shown in FIG. 3, each inductive coupling antenna 151 is formed by bending a metal pipe-like conductor into a U shape, and the bottom plate of the chamber 100 with the “U” shape turned upside down. And projecting into the internal space of the chamber 100. The inductively coupled antenna 151 is appropriately cooled, for example, by circulating cooling water therein.

各誘導結合アンテナ151の一端は、整合回路154を介して、高周波電源153に電気的に接続されている。また、各誘導結合アンテナ151の他端は接地されている。この構成において、高周波電源153から誘導結合アンテナ151に高周波電力が供給されると、誘導結合アンテナ151の周囲に高周波誘導磁界が生じ、チャンバー100の内部空間に誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)が発生する。この誘導結合プラズマは、電子の空間密度が3×1010個/cm以上の高密度プラズマである。 One end of each inductively coupled antenna 151 is electrically connected to a high frequency power source 153 via a matching circuit 154. The other end of each inductively coupled antenna 151 is grounded. In this configuration, when high frequency power is supplied from the high frequency power source 153 to the inductively coupled antenna 151, a high frequency induced magnetic field is generated around the inductively coupled antenna 151, and inductively coupled plasma (ICP) is generated in the internal space of the chamber 100. Will occur. This inductively coupled plasma is a high-density plasma having an electron spatial density of 3 × 10 10 atoms / cm 3 or more.

また、本実施形態のようにU字形状の誘導結合アンテナ151は、巻数が一周未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が一周以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低い。このため、誘導結合アンテナ151の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。これにより、基材91上へのダメージを低減することが可能となる。   In addition, the U-shaped inductively coupled antenna 151 as in this embodiment corresponds to an inductively coupled antenna having less than one turn, and has a lower inductance than an inductively coupled antenna having more than one turn. For this reason, the high frequency voltage generated at both ends of the inductive coupling antenna 151 is reduced, and the high frequency fluctuation of the plasma potential accompanying the electrostatic coupling to the generated plasma is suppressed. For this reason, excessive electron loss accompanying the plasma potential fluctuation to the ground potential is reduced, and the plasma potential can be suppressed particularly low. Thereby, damage to the base material 91 can be reduced.

除去作業では、まず、チャンバー100内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物が、プラズマ生成部80が生成するプラズマの作用により、吸着箇所から脱離させて気化される。その後、排気部170が、プラズマ作用で気化された気体を排気してチャンバー100の外部へと排出する。   In the removal operation, first, the adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of the chamber 100 is desorbed from the adsorbed portion and vaporized by the action of the plasma generated by the plasma generating unit 80. Thereafter, the exhaust unit 170 exhausts the gas vaporized by the plasma action and exhausts the gas to the outside of the chamber 100.

<1.2.2 スパッター処理部50>
スパッター処理部50は、2つの回転カソード5、6と、2つの回転カソード5、6をそれぞれの中心軸線回りに回転させる2つの回転部19と、2つの回転カソード5、6の内部にそれぞれ収容される2つの磁石ユニット21、22と、2つの回転カソード5、6にそれぞれスパッター電力を供給するスパッター用電源163と、を備える。
<1.2.2 Sputter processing unit 50>
The sputter processing unit 50 is housed in the two rotary cathodes 5 and 6, the two rotary cathodes 19 that rotate the two rotary cathodes 5 and 6 about their respective central axes, and the two rotary cathodes 5 and 6, respectively. And two sputtering units 163 and 22 for supplying sputtering power to the two rotating cathodes 5 and 6, respectively.

回転カソード5、6は、処理空間V1においてX方向に一定距離を隔てて対向配置されて、カソード対として構成される。このように回転カソード5、6が並設されることにより、基材91上の被成膜箇所Pにラジカルがより集中し、スパッター処理により得られる膜の膜質が向上しうる。   The rotary cathodes 5 and 6 are arranged to face each other with a certain distance in the X direction in the processing space V1 and are configured as a cathode pair. By arranging the rotary cathodes 5 and 6 side by side in this manner, radicals are more concentrated on the film formation location P on the base material 91, and the film quality of the film obtained by the sputtering process can be improved.

また、スパッター処理部50は、回転カソード5、6間に設けられた1列の誘導結合アンテナ151と、整合回路154と、整合回路154を介して各誘導結合アンテナ151に高周波電力を供給する高周波電源153とをさらに備える。すなわち、これらの各要素は、プラズマ生成部80とスパッター処理部50とで兼用される。   Further, the sputter processing unit 50 supplies a high frequency power to each inductive coupling antenna 151 via the inductive coupling antenna 151, the matching circuit 154, and the matching circuit 154 provided between the rotating cathodes 5 and 6. And a power supply 153. That is, these elements are shared by the plasma generation unit 80 and the sputtering processing unit 50.

磁石ユニット21(22)は、回転カソード5(6)の外周面のうち自身の近傍で磁界(静磁場)を形成する。回転カソード5、6間に設けられた1列の誘導結合アンテナ151は、処理空間V1のうち磁石ユニット21、22によって磁界が形成されている部分を含む空間に誘導結合プラズマを発生する。   The magnet unit 21 (22) forms a magnetic field (static magnetic field) in the vicinity of itself on the outer peripheral surface of the rotating cathode 5 (6). One row of inductively coupled antennas 151 provided between the rotating cathodes 5 and 6 generates inductively coupled plasma in a space including a portion where a magnetic field is formed by the magnet units 21 and 22 in the processing space V1.

回転カソード5(6)は、水平面内において搬送方向に垂直なY方向に延設された筒状のベース部材8と、ベース部材8の外周を被覆する筒状のターゲット16とを備えて構成されている。ベース部材8は導電体であり、ターゲット16の材料としてはZnO成膜用の亜鉛(Zn)および酸素(O)を含む材料が用いられる。なお、回転カソード5(6)がベース部材8を含まず、円筒状のターゲット16によって構成されてもよい。ターゲット16の形成は、例えば、ターゲット材料の粉末を圧縮成型して筒状に形成し、その後、ベース部材8を挿入する手法などによって行われる。   The rotary cathode 5 (6) includes a cylindrical base member 8 that extends in the Y direction perpendicular to the transport direction in a horizontal plane, and a cylindrical target 16 that covers the outer periphery of the base member 8. ing. The base member 8 is a conductor, and a material containing zinc (Zn) and oxygen (O) for forming a ZnO film is used as the target 16. Note that the rotary cathode 5 (6) may be configured by the cylindrical target 16 without including the base member 8. The target 16 is formed by, for example, a technique of compressing and molding a target material powder into a cylindrical shape and then inserting the base member 8.

本明細書では、並設される回転カソード5、6およびそれぞれの内部に配される磁石ユニット21、22を一体的に表現する場合には、マグネトロンカソード対と呼ぶ。   In the present specification, when the rotating cathodes 5 and 6 arranged side by side and the magnet units 21 and 22 arranged inside each are integrally expressed, they are referred to as a magnetron cathode pair.

各ベース部材8の中心軸線2(3)方向の両端部は、中央部に円状の開口が設けられた蓋部によってそれぞれ塞がれている。回転カソード5(6)の中心軸線2(3)方向の長さは、例えば、1,400mmに設定され、直径は、例えば、150mmに設定される。   Both end portions in the direction of the central axis 2 (3) of each base member 8 are respectively closed by lid portions each having a circular opening at the center portion. The length of the rotating cathode 5 (6) in the direction of the central axis 2 (3) is set to 1,400 mm, for example, and the diameter is set to 150 mm, for example.

スパッター処理部50は、2対のシール軸受9、10と、2つの円筒状の支持棒7とをさらに備えている。シール軸受9、10の各対は、回転カソード5(6)の長手方向(Y方向)において回転カソード5(6)を挟んで設けられている。シール軸受9、10は、それぞれ、チャンバー100の底板の上面から立設された台部と、台部の上部に設けられた略円筒状の円筒部とを備えている。   The sputter processing unit 50 further includes two pairs of seal bearings 9 and 10 and two cylindrical support rods 7. Each pair of the seal bearings 9 and 10 is provided with the rotary cathode 5 (6) sandwiched in the longitudinal direction (Y direction) of the rotary cathode 5 (6). Each of the seal bearings 9 and 10 includes a base portion standing from the upper surface of the bottom plate of the chamber 100 and a substantially cylindrical cylindrical portion provided on the upper portion of the base portion.

各支持棒7の一端はシール軸受9の円筒部に軸受けされ、他端はシール軸受10の円筒部に軸受けされている。各支持棒7は、ベース部材8の一端の蓋部の開口から回転カソード5(6)内に挿入されて、回転カソード5(6)を中心軸線2(3)に沿って貫通し、ベース部材8の他端の蓋部の開口から回転カソード5(6)外に出されている。   One end of each support bar 7 is supported by the cylindrical portion of the seal bearing 9, and the other end is supported by the cylindrical portion of the seal bearing 10. Each support bar 7 is inserted into the rotary cathode 5 (6) from the opening of the lid at one end of the base member 8, and passes through the rotary cathode 5 (6) along the central axis 2 (3). 8 is out of the rotating cathode 5 (6) through the opening of the lid at the other end.

磁石ユニット21(22)は、透磁鋼などの磁性材料により形成されたヨーク25(支持板)と、ヨーク25上に設けられた複数の磁石(後述する中央磁石23a、周辺磁石23b)とを備えて構成されている。   The magnet unit 21 (22) includes a yoke 25 (support plate) formed of a magnetic material such as permeable steel, and a plurality of magnets (a central magnet 23a and a peripheral magnet 23b described later) provided on the yoke 25. It is prepared for.

ヨーク25は、平板状の部材であり、回転カソード5(6)の内周面に対向して回転カソード5の長手方向(Y方向)に延在している。回転カソード5、6の内周面に対向するヨーク25の表面上には、ヨーク25の長手方向に延在する中央磁石23aが、ヨーク25の長手方向に沿った中心線上に配置されている。ヨーク25の表面の外縁部には、中央磁石23aの周囲を囲む環状(無端状)の周辺磁石23bが、さらに設けられている。中央磁石23a、周辺磁石23bは、例えば、永久磁石によって構成される。   The yoke 25 is a flat member and extends in the longitudinal direction (Y direction) of the rotary cathode 5 so as to face the inner peripheral surface of the rotary cathode 5 (6). A central magnet 23 a extending in the longitudinal direction of the yoke 25 is disposed on a center line along the longitudinal direction of the yoke 25 on the surface of the yoke 25 facing the inner peripheral surfaces of the rotary cathodes 5 and 6. On the outer edge portion of the surface of the yoke 25, an annular (endless) peripheral magnet 23b surrounding the periphery of the central magnet 23a is further provided. The central magnet 23a and the peripheral magnet 23b are constituted by permanent magnets, for example.

中央磁石23aと周辺磁石23bとのそれぞれのターゲット16側の極性は、互いに異なっている。また、2つの磁石ユニット21、22におけるそれぞれの極性は相補的に構成される。例えば、磁石ユニット21ではターゲット16側における中央磁石23aの極性がN極とされ周辺磁石23bの極性がS極とされる一方で、磁石ユニット22ではターゲット16側における中央磁石23aの極性がS極とされ周辺磁石23bの極性がN極とされる。   The polarities on the target 16 side of the central magnet 23a and the peripheral magnet 23b are different from each other. The polarities of the two magnet units 21 and 22 are configured to be complementary. For example, in the magnet unit 21, the polarity of the central magnet 23a on the target 16 side is N pole and the polarity of the peripheral magnet 23b is S pole, while in the magnet unit 22, the polarity of the central magnet 23a on the target 16 side is S pole. The polarity of the peripheral magnet 23b is the N pole.

ヨーク25の裏面には、固定部材27の一端が接合されている。固定部材27の他端は、支持棒7に接合されている。これにより、磁石ユニット21、22は支持棒7に連結される。本実施形態では、マグネトロンカソード対を構成する磁石ユニット21、22が、互いに向き合う位置から被成膜箇所Pに近づく+Z方向に所定角度だけ回転された状態で固定されている。このため、回転カソード5、6の間でかつ被成膜箇所P側の空間には、磁石ユニット21、22間によって相対的に強い静磁場が形成される。   One end of the fixing member 27 is joined to the back surface of the yoke 25. The other end of the fixing member 27 is joined to the support bar 7. Thereby, the magnet units 21 and 22 are connected to the support rod 7. In the present embodiment, the magnet units 21 and 22 constituting the magnetron cathode pair are fixed in a state where the magnet units 21 and 22 are rotated by a predetermined angle in the + Z direction approaching the deposition position P from a position facing each other. For this reason, a relatively strong static magnetic field is formed between the magnet units 21 and 22 in the space between the rotary cathodes 5 and 6 and on the film formation location P side.

各シール軸受9の台部には、モータと、モータの回転を伝達するギア(それぞれ図示省略)を備えた回転部19が設けられている。また、回転カソード5、6のベース部材8の+Y側の蓋部の開口部の周囲には、各回転部19のギアと噛み合うギア(図示省略)が設けられている。   The base part of each seal bearing 9 is provided with a rotating part 19 having a motor and gears (not shown) for transmitting the rotation of the motor. In addition, gears (not shown) that mesh with the gears of the respective rotary portions 19 are provided around the opening of the + Y side lid portion of the base member 8 of the rotary cathodes 5 and 6.

各回転部19は、モータの回転によって中心軸線2(3)を中心に回転カソード5(6)を回転させる。より詳細には、回転部19は、回転カソード5、6のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が下側から上側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線2、3回りで互いに逆方向に回転カソード5、6を回転させる。回転速度は例えば10〜20回転/分に設定され、スパッター処理の期間中は上記した回転速度および回転方向で定速回転される。また、回転カソード5、6は、シール軸受10および支持棒7を介して内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。   Each rotating portion 19 rotates the rotating cathode 5 (6) about the central axis 2 (3) by the rotation of the motor. More specifically, the rotating unit 19 is arranged around the central axes 2 and 3 so that the portions of the outer peripheral surfaces of the rotating cathodes 5 and 6 facing each other move from the lower side toward the upper side. The rotating cathodes 5 and 6 are rotated in the reverse direction. The rotation speed is set to, for example, 10 to 20 rotations / minute, and the constant rotation is performed at the rotation speed and the rotation direction described above during the sputtering process. The rotary cathodes 5 and 6 are appropriately cooled by circulating cooling water through the seal bearing 10 and the support rod 7.

スパッター用電源163に接続される電線は、2つに分岐して回転カソード5、6の各シール軸受10内に導かれている。各電線の先端には、回転カソード5、6のベース部材8の−Y側の蓋部に接触するブラシが設けられている。スパッター用電源163は、このブラシを介してベース部材8に、スパッター電力を供給する。本実施形態では、スパッター用電源163が回転カソード5、6に負電位の直流電力を供給する。この他にも、例えば、スパッター用電源163が回転カソード5、6に相互に逆位相の交流スパッター電力を供給する態様であっても構わないし、スパッター用電源163が回転カソード5、6に負電位と正電位とからなるパルス状の電力を供給する態様であっても構わない。   The electric wire connected to the power supply 163 for the sputter is branched into two and led into the sealed bearings 10 of the rotary cathodes 5 and 6. At the tip of each electric wire, a brush that contacts the lid portion on the −Y side of the base member 8 of the rotary cathodes 5 and 6 is provided. The power source 163 for sputter supplies sputtering power to the base member 8 through this brush. In this embodiment, the sputtering power source 163 supplies negative potential direct current power to the rotating cathodes 5 and 6. In addition to this, for example, the sputtering power source 163 may supply AC sputtering powers having opposite phases to the rotating cathodes 5 and 6, and the sputtering power source 163 may supply a negative potential to the rotating cathodes 5 and 6. It is also possible to supply a pulsed power consisting of a positive potential.

各ベース部材8(ひいては、各ターゲット16)にスパッター電力が供給されると、処理空間V1の各ターゲット16の表面にスパッターガスのプラズマが生成される。このプラズマは、磁石ユニット21、22が形成する静磁場によって、回転カソード5、6間でかつ被成膜箇所P側の空間に高密度に閉じ込められる。本明細書では、このように磁界閉じ込め効果によって高密度化されたプラズマをマグネトロンプラズマと呼ぶ。本実施形態のようにマグネトロンカソード対がマグネトロンプラズマを生成する態様では、1つのマグネトロンカソードがマグネトロンプラズマを生成する場合よりもプラズマが高密度化される。このため、本実施形態の態様は成膜レート向上の観点から望ましい。   When sputtering power is supplied to each base member 8 (and thus each target 16), plasma of sputtering gas is generated on the surface of each target 16 in the processing space V1. This plasma is confined with high density in the space between the rotating cathodes 5 and 6 and on the film-forming location P side by the static magnetic field formed by the magnet units 21 and 22. In the present specification, the plasma densified by the magnetic field confinement effect is referred to as magnetron plasma. In the embodiment in which the magnetron cathode pair generates magnetron plasma as in the present embodiment, the plasma is densified compared to the case where one magnetron cathode generates magnetron plasma. For this reason, the aspect of this embodiment is desirable from the viewpoint of improving the film formation rate.

上述の通り、回転カソード5、6間に設けられた1列の誘導結合アンテナ151は、処理空間V1のうち磁石ユニット21、22によって磁界が形成されている部分を含む空間に誘導結合プラズマを発生する。その結果、マグネトロンカソード対により発生するマグネトロンプラズマと誘導結合アンテナ151によって発生する誘導結合プラズマとが互いに重なり合い、混合プラズマが形成される。誘導結合アンテナ151が発生させた高密度の誘導結合プラズマも、磁石ユニット21、22が回転カソード5、6の外周面の近傍に形成する磁界によるマグネトロンプラズマとともに、ターゲット16のスパッターに寄与する。   As described above, one row of inductively coupled antennas 151 provided between the rotating cathodes 5 and 6 generates inductively coupled plasma in a space including a portion where a magnetic field is formed by the magnet units 21 and 22 in the processing space V1. To do. As a result, the magnetron plasma generated by the magnetron cathode pair and the inductively coupled plasma generated by the inductively coupled antenna 151 overlap each other to form a mixed plasma. The high-density inductively coupled plasma generated by the inductively coupled antenna 151 also contributes to sputtering of the target 16 together with the magnetron plasma generated by the magnetic units 21 and 22 in the vicinity of the outer peripheral surfaces of the rotating cathodes 5 and 6.

このように誘導結合プラズマをスパッターに寄与させる場合、誘導結合プラズマの寄与がない場合に比べて、回転カソード5、6に供給するスパッター電力の大きさが同一でもスパッター電圧を低くすることができる(インピーダンスを低くすることができる)。これにより、ターゲット16から飛翔する反跳アルゴンや負イオンが基材91の被成膜面に与えるダメージが低下しつつ、高成膜レートで成膜処理が実行される。   When the inductively coupled plasma contributes to sputtering in this way, the sputtering voltage can be lowered even when the sputter power supplied to the rotating cathodes 5 and 6 is the same as compared with the case where no inductively coupled plasma contributes ( Impedance can be reduced). Thereby, the film-forming process is performed at a high film-forming rate while the damage given to the film-forming surface of the base material 91 by recoil argon and negative ions flying from the target 16 is reduced.

スパッター処理では、チャンバー100の処理空間V1にスパッターガスと反応性ガスとを導入して、上記混合プラズマの雰囲気において回転カソード5、6の外周を被覆するZnOのターゲット16をスパッターし、当該ターゲット16に対向する基材91上にZnO膜を成膜する。   In the sputtering process, a sputtering gas and a reactive gas are introduced into the processing space V1 of the chamber 100, and a ZnO target 16 covering the outer periphery of the rotating cathodes 5 and 6 is sputtered in the mixed plasma atmosphere. A ZnO film is formed on the substrate 91 facing the substrate.

<1.3 除去作業およびスパッター処理の一例>
図5は、除去作業およびスパッター処理におけるタイミングチャートの一例を示す。
<1.3 Example of removal work and sputtering process>
FIG. 5 shows an example of a timing chart in the removing operation and the sputtering process.

除去作業は、チャンバー100内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する作業であり、基材91にスパッター処理を実行する処理期間の前または後に行われる。   The removing operation is an operation for removing the adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of the chamber 100, and is performed before or after the processing period for performing the sputtering process on the base material 91.

以下では、図5を参照しつつ、スパッター処理の処理期間(時刻t7〜t10)の直前に除去作業の作業期間(時刻t1〜t5)が設定される態様について説明する。また、以下では、チャンバー100内に基材91が収容された状態で除去作業が実行される態様について説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 5, a mode in which the removal work period (time t1 to t5) is set immediately before the sputtering process period (time t7 to t10) will be described. In the following, a mode in which the removal operation is performed in a state where the base material 91 is accommodated in the chamber 100 will be described.

時刻t0〜t1において、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。具体的には、チャンバー100内の圧力がベース真空圧(例えば、2.0×10−4[Pa])に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   At time t0 to t1, the exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100. Specifically, the exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100 until the pressure in the chamber 100 reaches the base vacuum pressure (for example, 2.0 × 10 −4 [Pa]).

チャンバー100内の圧力がベース真空圧に達すると、時刻t1においてスパッターガス供給源511によりスパッターガスの供給が開始される(ガス供給工程)。また、チャンバー100内の圧力が誘導結合アンテナ151に高周波電力を印加する(各誘導結合アンテナ151をOFF状態からON状態に切り替える)のに適した所定の圧力(例えば、3.0[Pa])に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   When the pressure in the chamber 100 reaches the base vacuum pressure, supply of the sputtering gas is started by the sputtering gas supply source 511 at time t1 (gas supply process). Moreover, the pressure in the chamber 100 is a predetermined pressure (for example, 3.0 [Pa]) suitable for applying high-frequency power to the inductive coupling antenna 151 (switching each inductive coupling antenna 151 from the OFF state to the ON state). The exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100 until it reaches.

チャンバー100内の圧力が上記所定の圧力に達すると、時刻t2において高周波電源153により各誘導結合アンテナ151(5列の誘導結合アンテナ151)に高周波電力が供給される。これにより、チャンバー100の内部空間の全体に誘導結合プラズマが生成される(プラズマ生成工程)。   When the pressure in the chamber 100 reaches the predetermined pressure, high-frequency power is supplied to each inductive coupling antenna 151 (five rows of inductive coupling antennas 151) by the high-frequency power source 153 at time t2. Thereby, inductively coupled plasma is generated in the entire internal space of the chamber 100 (plasma generating step).

チャンバー100の内部空間の全体に誘導結合プラズマが生成されると、時刻t3においてチャンバー100内でプラズマ処理を行うのに適したプロセス圧(例えば、0.5[Pa])に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   When inductively coupled plasma is generated in the entire internal space of the chamber 100, exhaust is performed until a process pressure (for example, 0.5 [Pa]) suitable for performing plasma processing in the chamber 100 is reached at time t3. The unit 170 exhausts the gas in the chamber 100.

その後も一定期間プラズマ生成工程が実行され、誘導結合プラズマの作用によりチャンバー100内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは前記吸着物(例えば、水蒸気や水)が吸着箇所から脱離し、気化する。この期間が終えると、時刻t4において高周波電源153による各誘導結合アンテナ151への高周波電力の供給が停止される。すなわち、各誘導結合アンテナ151がON状態からOFF状態に切り替えられる。   Thereafter, a plasma generation process is performed for a certain period, and the adsorbed gas or the adsorbed material (for example, water vapor or water) adsorbed to at least a part of the chamber 100 is desorbed from the adsorbed portion and vaporized by the action of inductively coupled plasma. When this period ends, at time t4, the supply of high-frequency power to each inductively coupled antenna 151 by the high-frequency power source 153 is stopped. That is, each inductive coupling antenna 151 is switched from the ON state to the OFF state.

その後、時刻t5において、スパッターガス供給源511によるスパッターガスの供給が停止される。また、チャンバー100内の圧力がベース真空圧に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   Thereafter, at time t5, the supply of the sputtering gas by the sputtering gas supply source 511 is stopped. Further, the exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100 until the pressure in the chamber 100 reaches the base vacuum pressure.

このように、プラズマ作用によって吸着ガスまたは吸着物を気化し、この気化された気体を継続的に実行される排気工程によりチャンバー100の外部へと排出することで、チャンバー100内の各部(チャンバー100の構成要素およびチャンバー100内に配される基材91など)に対する吸着ガスまたは吸着物の除去作業が完了する。   Thus, the adsorbed gas or adsorbate is vaporized by the plasma action, and the vaporized gas is exhausted to the outside of the chamber 100 by an exhaust process that is continuously performed. The removal operation of the adsorbed gas or adsorbed material is completed for the above components and the base material 91 disposed in the chamber 100.

次に、スパッター処理が実行される。具体的には、チャンバー100内の圧力がベース真空圧に達すると、時刻t6においてスパッターガス供給源511によりスパッターガスの供給が開始される。また、反応性ガス供給源521により反応性ガスの供給が開始される。これにより、処理空間V1には、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。また、チャンバー100内の圧力が誘導結合アンテナ151に高周波電力を印加するのに適した所定の圧力(例えば、3.0[Pa])に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   Next, a sputtering process is performed. Specifically, when the pressure in the chamber 100 reaches the base vacuum pressure, supply of the sputtering gas is started by the sputtering gas supply source 511 at time t6. In addition, the reactive gas supply source 521 starts the supply of the reactive gas. Thereby, a mixed atmosphere of the sputtering gas and the reactive gas is formed in the processing space V1. Further, until the pressure in the chamber 100 reaches a predetermined pressure suitable for applying high frequency power to the inductive coupling antenna 151 (for example, 3.0 [Pa]), the exhaust unit 170 evacuates the gas in the chamber 100. Exhaust.

チャンバー100内の圧力が上記所定の圧力に達すると、時刻t7において高周波電源153により回転カソード5、6間に配される1列の誘導結合アンテナ151に高周波電力が供給される。これにより、処理空間V1のY方向中央位置に誘導結合プラズマが生成される。また、処理空間V1のY方向中央位置に誘導結合プラズマが生成されると、チャンバー100内でプラズマ処理を行うのに適したプロセス圧(例えば、0.5[Pa])に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   When the pressure in the chamber 100 reaches the predetermined pressure, high-frequency power is supplied to the one row of inductively coupled antennas 151 disposed between the rotary cathodes 5 and 6 by the high-frequency power source 153 at time t7. Thereby, inductively coupled plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V1. Further, when inductively coupled plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V1, exhaust is performed until a process pressure (for example, 0.5 [Pa]) suitable for performing plasma processing in the chamber 100 is reached. The unit 170 exhausts the gas in the chamber 100.

チャンバー100内の圧力がプロセス圧に達すると、時刻t8においてスパッター用電源163により回転カソード5、6にスパッター電力が供給される。これにより、処理空間V1のY方向中央位置にマグネトロンプラズマが生成される。その結果、処理空間V1のY方向中央位置に(具体的には、回転カソード5、6間でかつ被成膜箇所P側の空間に)おいて、マグネトロンプラズマと誘導結合プラズマとの混合プラズマが形成される。   When the pressure in the chamber 100 reaches the process pressure, the sputtering power is supplied to the rotating cathodes 5 and 6 by the sputtering power source 163 at time t8. Thereby, a magnetron plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V1. As a result, the mixed plasma of the magnetron plasma and the inductively coupled plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V1 (specifically, between the rotating cathodes 5 and 6 and in the space on the deposition site P side). It is formed.

時刻t9においてスパッター用電源163による回転カソード5、6へのスパッター電力の供給が停止される。すなわち、回転カソード5、6がON状態からOFF状態に切り替えられる。   At time t9, the supply of sputtering power to the rotating cathodes 5 and 6 by the sputtering power source 163 is stopped. That is, the rotary cathodes 5 and 6 are switched from the ON state to the OFF state.

また、時刻t8〜t9の期間中において、搬送機構30が搬送経路面Lに沿って基材91を搬送する。より具体的には、搬送機構30は、基材91が被成膜箇所Pを複数回通過するように、基材91を搬送経路面Lに沿って±X方向に移動させる。また、加熱部40が搬送される基材91を加熱する。加熱部40は、例えば、基材91を300℃に加熱する。基材91の加熱温度が200℃以上であれば、基材91に対してZnO膜が低抵抗率で結晶化成膜される。その結果、搬送される基材91の−Z側の主面には、回転カソード5、6のターゲット16からスパッターされたZnO粒子が結晶化して堆積し、ZnO膜が成膜される。   Moreover, the conveyance mechanism 30 conveys the base material 91 along the conveyance path | route surface L in the period of time t8-t9. More specifically, the transport mechanism 30 moves the base material 91 in the ± X direction along the transport path surface L so that the base material 91 passes through the film formation location P a plurality of times. Moreover, the base material 91 by which the heating part 40 is conveyed is heated. The heating unit 40 heats the base material 91 to 300 ° C., for example. If the heating temperature of the base material 91 is 200 ° C. or higher, the ZnO film is crystallized with a low resistivity on the base material 91. As a result, ZnO particles sputtered from the target 16 of the rotary cathodes 5 and 6 are crystallized and deposited on the −Z side main surface of the substrate 91 to be conveyed, and a ZnO film is formed.

その後、時刻t10においてスパッターガス供給源511によるスパッターガスの供給が停止される。また、反応性ガス供給源521による反応性ガスの供給が停止される。また、高周波電源153による1列の誘導結合アンテナ151への高周波電力の供給が停止される。すなわち、誘導結合アンテナ151がON状態からOFF状態に切り替えられる。また、チャンバー100内の圧力がベース真空圧に到達するまで、排気部170がチャンバー100内の気体を排気する。   Thereafter, the supply of the sputtering gas by the sputtering gas supply source 511 is stopped at time t10. Further, the supply of the reactive gas by the reactive gas supply source 521 is stopped. In addition, the supply of the high frequency power to the one row of inductively coupled antennas 151 by the high frequency power source 153 is stopped. That is, the inductive coupling antenna 151 is switched from the ON state to the OFF state. Further, the exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100 until the pressure in the chamber 100 reaches the base vacuum pressure.

<1.4 効果>
本実施形態では、プラズマ生成部80がチャンバー100の内部空間の全体(すなわち、処理空間V1および非処理空間V2)に誘導結合プラズマを生成する。このため、本実施形態の態様では、プラズマ作用を用いず加熱のみによって除去作業を行う他の態様(例えば、特許文献1)に比べ、プラズマ作用によって効率的に除去作業を実行できる。また、本実施形態の態様では、処理空間V1にのみプラズマを生成して除去作業を行う他の態様(例えば、特許文献2)とは異なり、チャンバー100の内部空間の全体について吸着ガスまたは吸着物の除去を行える。これにより、基材91が汚染されるリスクの低下、排気部170による真空引きの速度および精度の向上、その後のスパッター処理において成膜される膜質の向上、等の効果が得られる。
<1.4 Effect>
In the present embodiment, the plasma generation unit 80 generates inductively coupled plasma in the entire internal space of the chamber 100 (that is, the processing space V1 and the non-processing space V2). For this reason, in the aspect of this embodiment, the removal operation can be performed more efficiently by the plasma action than in other aspects (for example, Patent Document 1) in which the removal operation is performed only by heating without using the plasma action. Moreover, in the aspect of this embodiment, unlike other aspects (for example, patent document 2) which generate | occur | produce a plasma only in the process space V1, and perform a removal operation | work, for example, the adsorbed gas or adsorbate about the whole interior space of the chamber 100 Can be removed. Thereby, effects such as a reduction in the risk of contamination of the base material 91, an improvement in the speed and accuracy of evacuation by the exhaust unit 170, and an improvement in the quality of the film formed in the subsequent sputtering process can be obtained.

図6は、スパッタリング装置1において除去作業後にスパッター処理を実行した場合に得られるZnO膜のXRDチャートである。図7は、スパッタリング装置1において除去作業を実行せずにスパッター処理を実行した場合に得られるZnO膜のXRDチャートである。なお、図6および図7において、横軸はZnO膜表面から見たX線の入射角度2θを示し、縦軸は該X線の反射光の強度を示す。また、図6および図7では、ZnO膜の002面および004面にピークが表れている。   FIG. 6 is an XRD chart of the ZnO film obtained when the sputtering process is performed after the removing operation in the sputtering apparatus 1. FIG. 7 is an XRD chart of the ZnO film obtained when the sputtering process is performed without performing the removing operation in the sputtering apparatus 1. 6 and 7, the horizontal axis indicates the incident angle 2θ of the X-ray viewed from the ZnO film surface, and the vertical axis indicates the intensity of the reflected light of the X-ray. 6 and 7, peaks appear on the 002 plane and the 004 plane of the ZnO film.

XRDチャートのピーク高は成膜されたZnO膜の結晶化率を表しており、ピークが高いことは結晶化率が高いことを意味する。したがって、図6および図7から分かるように、除去作業を行うことにより、スパッター処理により得られる膜の結晶化率が高くなる。すなわち、除去作業を行うことにより、スパッター処理により得られる膜の膜質が向上する。これは、除去作業でチャンバー100内の不純物が前もって除去されており、スパッター処理中に成膜される膜に不純物が混入し難いことによるものである、と考えられる。   The peak height of the XRD chart represents the crystallization rate of the deposited ZnO film, and a high peak means a high crystallization rate. Therefore, as can be seen from FIG. 6 and FIG. 7, the crystallization rate of the film obtained by the sputtering process is increased by performing the removing operation. That is, the film quality of the film obtained by the sputtering process is improved by performing the removing operation. This is considered to be because the impurities in the chamber 100 are removed in advance by the removal operation, and the impurities are not easily mixed into the film formed during the sputtering process.

また、本実施形態では、チャンバー100の内壁を貫通してチャンバー100の内部空間に突出して設けられた複数のLIA(5列の誘導結合アンテナ151)を用いて、除去作業が実行される。このため、本実施形態の態様では、チャンバー100の外部で生じさせたプラズマをチャンバー100内に作用させるリモートプラズマ技術を用いる他の態様(例えば、特許文献3)に比べて、プラズマ作用を弱めることなくチャンバー100内に付与して効果的に除去作業を実行することができる。   In the present embodiment, the removal operation is performed using a plurality of LIAs (five rows of inductively coupled antennas 151) provided so as to penetrate the inner wall of the chamber 100 and protrude into the internal space of the chamber 100. For this reason, in the aspect of the present embodiment, the plasma action is weakened as compared with other aspects (for example, Patent Document 3) using a remote plasma technique in which plasma generated outside the chamber 100 is caused to act in the chamber 100. It is possible to effectively perform the removal operation by applying it to the chamber 100.

また、本実施形態では、プラズマ生成工程で用いられる複数のLIA(5列の誘導結合アンテナ151)の少なくとも一部(回転カソード5、6間の1列の誘導結合アンテナ151)が、除去作業およびスパッター処理で兼用されている。このため、装置の大型化を抑制することができ、望ましい。   In this embodiment, at least a part of the plurality of LIAs (5 rows of inductively coupled antennas 151) used in the plasma generation process (1 row of inductively coupled antennas 151 between the rotating cathodes 5 and 6) is removed and removed. Also used in spatter processing. For this reason, the enlargement of an apparatus can be suppressed and it is desirable.

また、本実施形態では、ガス供給工程で用いられるガス供給部(スパッターガス供給部510および反応性ガス供給部520)の少なくとも一部(スパッターガス供給部510)が除去作業およびスパッター処理で兼用されている。このため、装置の大型化を抑制することができ、望ましい。   In the present embodiment, at least a part (sputter gas supply unit 510) of the gas supply units (sputter gas supply unit 510 and reactive gas supply unit 520) used in the gas supply process is also used for the removal operation and the sputtering process. ing. For this reason, the enlargement of an apparatus can be suppressed and it is desirable.

また、本実施形態のように、基材91がチャンバー100内に収容された状態で各工程が実行されることにより、基材91に吸着する吸着ガスまたは吸着物も除去される。したがって、一度の除去作業でスパッタリング装置1および基材91の両方から不純物(吸着ガスまたは吸着物)を除去することができ、望ましい。   Further, as in the present embodiment, by performing each process while the base material 91 is accommodated in the chamber 100, the adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on the base material 91 is also removed. Therefore, it is possible to remove impurities (adsorbed gas or adsorbed material) from both the sputtering apparatus 1 and the base material 91 by a single removal operation, which is desirable.

また、本実施形態では、除去作業が実行されるチャンバーが、スパッター処理が実行される際に基材91が収容される処理チャンバーである。このため、本実施形態の態様では、除去作業が実行されるチャンバーが非処理チャンバーである他の態様に比べて、除去作業によって効果的に処理精度を向上させる(本実施形態では、膜質を向上させる)ことができ、望ましい。   In the present embodiment, the chamber in which the removal operation is performed is a processing chamber in which the base material 91 is accommodated when the sputtering process is performed. For this reason, in the aspect of this embodiment, the processing accuracy is effectively improved by the removal operation compared to other aspects in which the chamber in which the removal operation is performed is a non-processing chamber (in this embodiment, the film quality is improved). Can be desirable).

<2 変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
<2 Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention.

図8は、変形例に係るスパッタリング装置1Aのスパッター処理部およびその周辺を示す断面模式図である。スパッタリング装置1Aでは、各誘導結合アンテナ151Aが、石英硝子などからなる誘電体の保護部材152Aによって覆われて、チャンバー100の内壁を貫通して設けられる(チャンバー100の内壁に埋め込まれる)。また、保護部材152Aの上面とチャンバー100の底板の上面とは面一に構成される。このような構成となっているため、各誘導結合アンテナ151Aに高周波電力が供給されると、チャンバー100の内部空間の全体にプラズマが生成される。その結果、本変形例では上記実施形態の態様と同様の効果が得られる。すなわち、本変形例の態様では、チャンバー100の外部で生じさせたプラズマをチャンバー100内に作用させるリモートプラズマ技術を用いる他の態様(例えば、特許文献3)に比べて、プラズマ作用を弱めることなくチャンバー100内に付与して効果的に除去作業を実行することができる。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a sputtering processing unit and its periphery of a sputtering apparatus 1A according to a modification. In the sputtering apparatus 1A, each inductively coupled antenna 151A is covered with a dielectric protective member 152A made of quartz glass or the like, and provided through the inner wall of the chamber 100 (embedded in the inner wall of the chamber 100). Further, the upper surface of the protection member 152A and the upper surface of the bottom plate of the chamber 100 are configured to be flush with each other. Because of such a configuration, when high frequency power is supplied to each inductive coupling antenna 151A, plasma is generated in the entire internal space of the chamber 100. As a result, in the present modification, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. That is, in the aspect of the present modification, the plasma action is not weakened as compared with other aspects (for example, Patent Document 3) using the remote plasma technology in which the plasma generated outside the chamber 100 is caused to act in the chamber 100. The removal operation can be effectively performed by being applied to the chamber 100.

上記実施形態では、除去作業とスパッター処理とが連続して実行される態様について説明したが、除去作業とスパッター処理とが非連続に実行されてもよい。また、上記実施形態では、除去作業が処理期間の前に実行される態様について説明したが、除去作業が処理期間の後に実行されても構わない。   In the above embodiment, the aspect in which the removal operation and the sputtering process are continuously performed has been described. However, the removal operation and the sputtering process may be performed discontinuously. Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which a removal operation | work is performed before a process period, a removal operation | work may be performed after a process period.

また、上記実施形態では、基材91がチャンバー100内に収容された状態で除去作業が実行される態様について説明したが、基材91がチャンバー100内に収容されていない状態で除去作業が実行されても構わない。この場合、除去作業によって基材91がダメージを受けることなどを考慮しなくてすむので、チャンバー100内の各部に対して実行される除去作業の各処理条件(圧力、温度、ガスの種類、電力値など)が緩和される。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which a removal operation | work is performed in the state in which the base material 91 was accommodated in the chamber 100, a removal operation was performed in the state in which the base material 91 is not accommodated in the chamber 100. It does not matter. In this case, since it is not necessary to consider that the base material 91 is damaged by the removal work, each processing condition (pressure, temperature, gas type, power) of the removal work performed on each part in the chamber 100 is eliminated. Value).

また、上記実施形態では、処理チャンバー(チャンバー100)で除去作業が実行される態様について説明したが、非処理チャンバー(例えば、上記実施形態におけるロードロックチャンバーやアンロードロックチャンバー)で除去作業が実行されても構わない。除去作業により、吸着ガスまたは吸着物を除去できるという効果は、基材91を処理するか否かを問わず、種々のチャンバーで有効である。   In the above-described embodiment, the mode in which the removal operation is performed in the processing chamber (chamber 100) has been described. However, the removal operation is performed in a non-processing chamber (for example, the load lock chamber or the unload lock chamber in the above-described embodiment). It does not matter. The effect that the adsorbed gas or adsorbed material can be removed by the removing operation is effective in various chambers regardless of whether or not the substrate 91 is processed.

また、上記実施形態では、吸着ガスまたは吸着物として水蒸気または水を想定し、スパッターガス(アルゴンガス)を用いて除去作業を実行する態様について説明したが、これに限られるものではない。想定される種々の吸着ガスまたは吸着物(例えば、処理液が気化したものまたは処理液)を吸着箇所から脱離させるのに有効なガスを適宜用いることができる。   Moreover, although the said embodiment assumed the water vapor | steam or water as adsorption gas or adsorbate and demonstrated the aspect which performs a removal operation | work using sputtering gas (argon gas), it is not restricted to this. A gas effective for desorbing various assumed adsorption gases or adsorbates (for example, vaporized treatment liquid or treatment liquid) from the adsorption site can be appropriately used.

また、上記実施形態では、スパッタリング装置1が除去装置としての機能を有する態様について説明したが、これに限られるものではない。他の基材処理装置(例えば、エッチング処理装置やCVD装置など)が除去装置としての機能を有する態様でもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which the sputtering apparatus 1 has a function as a removal apparatus, it is not restricted to this. Another base material processing apparatus (for example, an etching processing apparatus, a CVD apparatus, or the like) may have a function as a removing apparatus.

また、上記実施形態では、基材保持部として基材91を保持しつつ搬送する搬送機構30が用いられる態様について説明したが、基材91を静止状態で保持する基材保持部が用いられても構わない。また、搬送機構30が基材91を搬送する方向についても、上記実施形態のように水平方向の場合の他に、例えば垂直方向であっても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which the conveyance mechanism 30 which conveys holding the base material 91 as a base material holding part was demonstrated, the base material holding part which hold | maintains the base material 91 in a stationary state is used. It doesn't matter. Further, the direction in which the transport mechanism 30 transports the base material 91 may be, for example, the vertical direction in addition to the horizontal direction as in the above embodiment.

また、上記実施形態では、各誘導結合アンテナ151がチャンバー100の底板を貫通してチャンバー100の内部空間に突出して設けられる態様について説明したが、これに限られるものではない。各誘導結合アンテナ151がチャンバー100の側壁や天板などを貫通してチャンバー100の内部空間に突出して設けられてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect by which each inductive coupling antenna 151 penetrates the baseplate of the chamber 100 and protrudes in the internal space of the chamber 100, it is not restricted to this. Each inductive coupling antenna 151 may be provided so as to penetrate the side wall or top plate of the chamber 100 and protrude into the internal space of the chamber 100.

また、上記実施形態では、1列を構成する誘導結合アンテナ151の個数が5個の場合について説明しているが、該個数は回転カソード5(6)の長さに応じて適宜変更すればよい。その他にも、各部の位置、個数、長さなどの設計事項は適宜に変更可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the number of the inductive coupling antennas 151 which comprise 1 row was five, this number should just change suitably according to the length of the rotating cathode 5 (6). . In addition, design items such as the position, number, and length of each part can be changed as appropriate.

以上、実施形態およびその変形例に係る除去方法および除去装置について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の増減が可能である。   As mentioned above, although the removal method and removal apparatus which concern on embodiment and its modification were demonstrated, these are examples of preferable embodiment for this invention, Comprising: The scope of implementation of this invention is not limited. Within the scope of the invention, the present invention can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or increased or decreased with any component in each embodiment.

1,1A スパッタリング装置
5,6 回転カソード
7 支持棒
8 ベース部材
16 ターゲット
19 回転部
21,22 磁石ユニット
30 搬送機構
31 搬送ローラ
50 スパッター処理部
80 プラズマ生成部
100 チャンバー
151,151A 誘導結合アンテナ
153 高周波電源
163 スパッター用電源
60 チムニー
90 キャリア
91 基材
510 スパッターガス供給部
520 反応性ガス供給部
V1 処理空間
V2 非処理空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Sputtering device 5,6 Rotating cathode 7 Support rod 8 Base member 16 Target 19 Rotating part 21, 22 Magnet unit 30 Conveying mechanism 31 Conveying roller 50 Sputter processing part 80 Plasma generating part 100 Chamber 151, 151A Inductively coupled antenna 153 High frequency Power source 163 Power source for sputter 60 Chimney 90 Carrier 91 Base material 510 Sputter gas supply unit 520 Reactive gas supply unit V1 Processing space V2 Non-processing space

Claims (9)

処理対象である基材を収容可能なチャンバー内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する除去方法であって、
前記基材に処理を実行する処理期間の前または後に行われる工程として、
前記チャンバー内の気体を排気する排気工程と、
前記チャンバー内にガスを供給するガス供給工程と、
前記チャンバーの内壁を貫通して設けられた複数のLIA(Low Inductance Antenna)に高周波電力を供給して、前記チャンバーの内部空間の全体にプラズマを生成するプラズマ生成工程と、
を備え、
前記プラズマ生成工程で前記プラズマの作用により前記吸着ガスまたは前記吸着物を吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気工程で前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする除去方法。
A removal method for removing an adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of a chamber capable of accommodating a substrate to be treated,
As a step performed before or after a processing period for executing processing on the substrate,
An exhaust process for exhausting the gas in the chamber;
A gas supply step of supplying a gas into the chamber;
A plasma generation step of supplying high frequency power to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) provided through the inner wall of the chamber to generate plasma in the entire internal space of the chamber;
With
The removal method, wherein the adsorption gas or the adsorbed material is desorbed from the adsorption site by the action of the plasma in the plasma generation step and vaporized, and discharged to the outside of the chamber in the exhaust step.
請求項1に記載の除去方法であって、
前記複数のLIAは、前記チャンバーの内壁を貫通して前記内部空間に突出して設けられることを特徴とする除去方法。
The removal method according to claim 1,
The removal method, wherein the plurality of LIAs are provided so as to penetrate the inner wall of the chamber and protrude into the internal space.
請求項1または請求項2に記載の除去方法であって、
前記基材が前記チャンバー内に収容された状態で前記各工程が実行されることにより、
前記基材に吸着する吸着ガスまたは吸着物も、前記プラズマ生成工程で前記プラズマの作用により吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気工程で前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする除去方法。
The removal method according to claim 1 or 2, wherein
By performing each of the steps in a state where the base material is accommodated in the chamber,
The adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on the base material is also vaporized by being desorbed from the adsorbed portion by the action of the plasma in the plasma generation step, and discharged to the outside of the chamber in the exhaust step. Removal method.
請求項1または請求項2に記載の除去方法であって、
前記基材が前記チャンバー内に収容されていない状態で前記各工程が実行されることを特徴とする除去方法。
The removal method according to claim 1 or 2, wherein
The removal method, wherein each step is performed in a state where the base material is not accommodated in the chamber.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の除去方法であって、
前記チャンバーは、前記処理が実行される際に前記基材が収容される処理チャンバーであることを特徴とする除去方法。
A removal method according to any one of claims 1 to 4,
The removal method, wherein the chamber is a processing chamber in which the base material is accommodated when the processing is performed.
請求項5に記載の除去方法であって、
前記プラズマ生成工程で用いられる前記複数のLIAの少なくとも一部が前記処理の際にも用いられることを特徴とする除去方法。
The removal method according to claim 5,
A removal method, wherein at least a part of the plurality of LIAs used in the plasma generation step is also used in the processing.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の除去方法であって、
前記チャンバーは、非処理チャンバーであることを特徴とする除去方法。
A removal method according to any one of claims 1 to 4,
The removal method, wherein the chamber is a non-processing chamber.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の除去方法であって、
前記ガス供給工程で用いられるガス供給部の少なくとも一部が前記処理の際にも用いられることを特徴とする除去方法。
A removal method according to any one of claims 1 to 7,
A removal method, wherein at least a part of a gas supply unit used in the gas supply step is also used in the process.
処理対象である基材を収容可能なチャンバー内の少なくとも一部に吸着する吸着ガスまたは吸着物を除去する除去装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内で基材を保持する基材保持部と、
前記チャンバー内の気体を排気する排気部と、
前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバーの内壁を貫通して設けられた複数のLIA(Low Inductance Antenna)に高周波電力を供給して、前記チャンバーの内部空間の全体にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
を備え、
前記基材に処理を実行する処理期間の前または後に、前記プラズマ生成部が生成する前記プラズマの作用により前記吸着ガスまたは前記吸着物を吸着箇所から脱離させて気化し、前記排気部の排気によって前記チャンバーの外部へと排出することを特徴とする除去装置。
A removal device for removing an adsorbed gas or adsorbed material adsorbed on at least a part of a chamber capable of accommodating a substrate to be treated,
A chamber;
A substrate holding part for holding the substrate in the chamber;
An exhaust part for exhausting the gas in the chamber;
A gas supply unit for supplying a gas into the chamber;
A plasma generator for supplying high frequency power to a plurality of LIAs (Low Inductance Antennas) provided through the inner wall of the chamber to generate plasma in the entire internal space of the chamber;
With
Before or after the processing period for executing the processing on the base material, the adsorption gas or the adsorbed material is desorbed from the adsorption site by the action of the plasma generated by the plasma generation unit and is vaporized, and the exhaust of the exhaust unit The removal device is characterized by discharging to the outside of the chamber.
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