JP2023158864A - 電力供給装置及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】膜質の良い薄膜を成膜するために用いることができる電力供給装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、成膜装置に電力を供給する電力供給装置１００において、マイナス端子１１ａが配線１２に電気的に接続され、プラス端子１１ｂがアースに電気的に接続された直流電源１１と、配線１２に一方の端子１３ａが電気的に接続されたマッチングボックス１３と、マッチングボックス１３の他方の端子１３ｂに電気的に接続された１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電源１４と、を有し、直流電源１１のマイナス端子１１ａから出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４から出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５を配線１２に供給する電力供給装置１００である。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の一態様は、成膜装置に電力を供給する電力供給装置１００において、マイナス端子１１ａが配線１２に電気的に接続され、プラス端子１１ｂがアースに電気的に接続された直流電源１１と、配線１２に一方の端子１３ａが電気的に接続されたマッチングボックス１３と、マッチングボックス１３の他方の端子１３ｂに電気的に接続された１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電源１４と、を有し、直流電源１１のマイナス端子１１ａから出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４から出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５を配線１２に供給する電力供給装置１００である。
【選択図】 図１
Description
本発明は、電力供給装置及び成膜装置に関する。
特許文献１には、結晶性の良好な単一配向金属薄膜が開示されており、基板上に結晶性の良好な単一配向金属薄膜を形成するには、基板を真空中で高温加熱する必要があることが記載されている。具体的な加熱温度として、結晶化するためには４００℃以上であることが望ましく、７５０℃以上であれば結晶性に優れた膜が得られることが記載されている。
一方、高い配向性を有する薄膜を低温で形成することが要求される。その理由は、低温で成膜すれば薄膜の下地膜や基板に熱的ダメージを与えることもなく、低コストで生産も可能となるからである。しかし、高い配向性を有する薄膜を低温で成膜することは困難であった。
また、配向性だけではなく、広く膜質の良い薄膜を形成することも求められている
本発明の一態様は、膜質の良い薄膜を成膜するために用いることができる電力供給装置又はその電力供給装置を備えた成膜装置を提供することを課題とする。
以下に、本発明の種々の態様について説明する。
［１］成膜装置に電力を供給する電力供給装置において、
マイナス端子又はプラス端子が配線に電気的に接続され、プラス端子又はマイナス端子がアースに電気的に接続された直流電源と、
前記配線に一方の端子が電気的に接続されたマッチングボックスと、
前記マッチングボックスの他方の端子に電気的に接続された１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電源と、
を有し、
前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記配線に供給することを特徴とする電力供給装置。
［１］成膜装置に電力を供給する電力供給装置において、
マイナス端子又はプラス端子が配線に電気的に接続され、プラス端子又はマイナス端子がアースに電気的に接続された直流電源と、
前記配線に一方の端子が電気的に接続されたマッチングボックスと、
前記マッチングボックスの他方の端子に電気的に接続された１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電源と、
を有し、
前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記配線に供給することを特徴とする電力供給装置。
［２］上記［１］において、
前記合成電流の合成直流電圧を測定する電圧計を有することを特徴とする電力供給装置。
前記合成電流の合成直流電圧を測定する電圧計を有することを特徴とする電力供給装置。
［３］上記［２］において、
前記合成電流を前記配線に供給した際に、前記電圧計は－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の範囲を表示することを特徴とする電力供給装置。
前記合成電流を前記配線に供給した際に、前記電圧計は－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の範囲を表示することを特徴とする電力供給装置。
［４］上記［１］から［３］のいずれか一項において、
前記直流電源は、－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の電圧の電源であることを特徴とする電力供給装置。
前記直流電源は、－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の電圧の電源であることを特徴とする電力供給装置。
［５］上記［１］から［３］のいずれか一項において、
一方の端子が前記マッチングボックスの一方の端子に前記配線を介して電気的に接続され、他方の端子が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に電気的に接続された高周波カットフィルターを有し、
前記高周波カットフィルターは、前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に入力されることをカットするフィルターであることを特徴とする電力供給装置。
一方の端子が前記マッチングボックスの一方の端子に前記配線を介して電気的に接続され、他方の端子が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に電気的に接続された高周波カットフィルターを有し、
前記高周波カットフィルターは、前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に入力されることをカットするフィルターであることを特徴とする電力供給装置。
［６］上記［５］において、
前記高周波カットフィルターは、１ＭＨｚ以下の高周波電流をカットするものであることを特徴とする電力供給装置。
前記高周波カットフィルターは、１ＭＨｚ以下の高周波電流をカットするものであることを特徴とする電力供給装置。
［７］上記［１］から［６］のいずれか一項において、
前記配線を通して前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記成膜装置のチャンバー内に供給することを特徴とする成膜装置。
前記配線を通して前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記成膜装置のチャンバー内に供給することを特徴とする成膜装置。
［８］上記［７］において、
前記合成電流は、前記チャンバー内に配置された被成膜基板を保持する保持部に供給されることを特徴とする成膜装置。
前記合成電流は、前記チャンバー内に配置された被成膜基板を保持する保持部に供給されることを特徴とする成膜装置。
［９］上記［８］において、
前記成膜装置は、スパッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置又はエレクトロンビーム蒸着装置であることを特徴とする成膜装置。
［１０］上記［９］において、
前記成膜装置が前記スパッタリング装置である場合は、前記合成電流がチャンバー内に配置されたスパッタリングターゲットを保持するターゲット保持部に供給され、
前記成膜装置が前記エレクトロンビーム蒸着装置である場合は、前記合成電流が前記チャンバー内に配置された１ターンのコイルに供給されることを特徴とする成膜装置。
前記成膜装置は、スパッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置又はエレクトロンビーム蒸着装置であることを特徴とする成膜装置。
［１０］上記［９］において、
前記成膜装置が前記スパッタリング装置である場合は、前記合成電流がチャンバー内に配置されたスパッタリングターゲットを保持するターゲット保持部に供給され、
前記成膜装置が前記エレクトロンビーム蒸着装置である場合は、前記合成電流が前記チャンバー内に配置された１ターンのコイルに供給されることを特徴とする成膜装置。
本発明の一態様によれば、膜質の良い薄膜を成膜するために用いることができる電力供給装置又はその電力供給装置を備えた成膜装置を提供することができる。
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（第１の実施形態）
本実施形態による電力供給装置について図１を参照しつつ説明する。
本実施形態による電力供給装置について図１を参照しつつ説明する。
電力供給装置１００は、成膜装置に電力を供給する装置である。成膜装置としては、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置及びエレクトロンビーム蒸着装置等に用いることができる。
電力供給装置１００は直流電源（ＤＣバイアス電源）１１を有している。この直流電源１１のマイナス端子１１ａは配線１２に電気的に接続されており、直流電源１１のプラス端子１１ｂはアースに電気的に接続されている。
また、電力供給装置１００はマッチングボックス（Ｍ．Ｂ）１３を有している。マッチングボックス１３の一方の端子１３ａは配線１２に電気的に接続されており、マッチングボックス１３の他方の端子１３ｂは１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下（好ましくは５０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下、より好ましくは５０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下）の高周波電源１４の一方の端子１４ａに電気的に接続されている。高周波電源１４の他方の端子１４ｂはアースに電気的に接続されている。なお、高周波電源１４は例えば周波数２５０ｋＨｚ、１ｋＷの電力のものを用いてもよい。
上記のような回路とすることで、直流電源１１のマイナス端子１１ａから出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４の一方の端子１４ａからマッチングボックス１３を通して出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５を配線１２に供給することができる。
また、電力供給装置１００は、上記の合成電流１５の合成直流電圧を測定する電圧計（ＶＤＣモニター）１６を有するとよい。
上記の合成電流１５を配線１２に供給した際に、電圧計１６は－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の範囲を表示するように直流電源１１及び高周波電源１４の各々の出力を調整するとよい。これにより、電力供給装置１００によって成膜装置に電力が供給される場合、種々の成膜装置において種々の膜を成膜する際に適した合成電流とすることが可能となる。なお、合成電流１５は例えば－１０００Ｖの電圧、０．１Ａの電流である。
また、直流電源１１は、－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下（好ましくは、－１５００Ｖ以上－５０Ｖ以下又は５０Ｖ以上１５００Ｖ以下）の電圧の電源であるとよい。これにより、上記のマイナス電流１５ａと高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流を、上記の種々の成膜装置において種々の膜を成膜する際に適した電流値とすることが可能となる。
また、電力供給装置１００は高周波カットフィルター１７を有している。高周波カットフィルター１７は、その一方の端子１７ａがマッチングボックス１３の一方の端子１３ａに配線１２を介して電気的に接続されている。高周波カットフィルター１７の他方の端子１７ｂは直流電源１１のマイナス端子１１ａに電気的に接続されている。つまり、高周波カットフィルター１７は、高周波電源１４からマッチングボックス１３を介して出力される高周波電流１５ｂが直流電源１１のマイナス端子１１ａに入力されることをカットするフィルターである。
高周波カットフィルターは、１ＭＨｚ以下、５００ｋＨｚ以下又は３００ｋＨｚ以下の高周波電流をカットするものであるとよい。
上述した電力供給装置は、配線１２を通して直流電源１１から出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４からます１３を通して出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５を成膜装置のチャンバー２０内に供給するものである。
上記の合成電流１５は、配線１２を介してチャンバー２０内に配置された被成膜基板２１を保持する基板保持部２２に供給されるようになっている。基板保持部２２は電極としても機能する。
本実施形態によれば、直流電源１１のマイナス端子１１ａから出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４の一方の端子１４ａからマッチングボックス１３を通して出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５を成膜装置のチャンバー２０内に供給する。これにより、チャンバー２０内の被成膜基板２１に合成電流１５を流すことで、被成膜基板２１が絶縁体基板又は表面が絶縁物で覆われた導電体基板であっても、被成膜基板２１の表面に均一性良く電流を流すことができるため、被成膜基板２１の表面に均一性良くバイアスを印加することができる。その結果、被成膜基板２１の表面に膜質の良い薄膜を成膜することが可能となる。
また、高周波電流１５ｂを１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下とすることで、合成電流１５をチャンバー２０内に供給した際に誘導加熱が生じる。これにより、加熱機構を設けなくても、被成膜基板２１を加熱することが可能となる。
なお、本実施形態では、直流電源１１のマイナス端子１１ａを配線１２に電気的に接続し、直流電源１１のプラス端子１１ｂをアースに電気的に接続しているが、直流電源１１のプラス端子を配線１２に電気的に接続し、直流電源１１のマイナス端子をアースに電気的に接続することも可能である。この場合においても、直流電源１１のプラス端子から出力されるプラス電流の値と高周波電源１４の一方の端子１４ａからマッチングボックス１３を通して出力される高周波電流１５ｂの値を調整し、これらを合成させた合成電流１５の値を調整することで、上述した本実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、直流電源１１のマイナス端子１１ａを配線１２に電気的に接続し、直流電源１１のプラス端子１１ｂをアースに電気的に接続しているが、直流電源１１のプラス端子を配線１２に電気的に接続し、直流電源１１のマイナス端子をアースに電気的に接続することも可能である。この場合においても、直流電源１１のプラス端子から出力されるプラス電流の値と高周波電源１４の一方の端子１４ａからマッチングボックス１３を通して出力される高周波電流１５ｂの値を調整し、これらを合成させた合成電流１５の値を調整することで、上述した本実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
（第２の実施形態）
図１は、本発明の一態様に係るスパッタリング装置を概略的に示す構成図である。このスパッタリング装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２００の一例である。
図１は、本発明の一態様に係るスパッタリング装置を概略的に示す構成図である。このスパッタリング装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２００の一例である。
図１のスパッタリング装置２００はチャンバー２０を有している。このチャンバー２０はアースに電気的に接続されている。また、チャンバー２０内の上部には、スパッタリングターゲット２４を保持するターゲット保持部２４が配置されている。このターゲット保持部２４はスパッタ電極として機能する。ターゲット保持部２４には直流電源（ＤＣスパッタ電源）２６の一方の電極が配線２５を介して電気的に接続されており、ＤＣスパッタ電源２６の他方の電極はアースに接続されている。ＤＣスパッタ電源２６はスパッタリングターゲット２３に直流電力を供給する電源である。また、ターゲット保持部２４はチャンバー２０と絶縁部１９により電気的に絶縁されている。なお、ＤＣスパッタ電源２６は、例えば電圧１０００Ｖ、電流１０Ａの電源である。
スパッタリングターゲット２３は、例えばＡｌからなるターゲットである。
また、このスパッタリング装置２００は、チャンバー２０内にガスを導入するガス導入機構を有している。ガス導入機構の詳細は次のとおりである。Ａｒ供給源３１には配管を介して第１のマスフローコントローラ（図示せず）の一方が接続されており、第１のマスフローコントローラの他方には配管を介して真空電磁弁（図示せず）の一方が接続されている。真空電磁弁の他方は配管を介してチャンバー２０の周壁に位置するガス導入口に接続されている。また、Ｎ２供給源３２には配管を介して第２のマスフローコントローラ（図示せず）の一方が接続されており、第２のマスフローコントローラ（図示せず）の他方には配管を介して真空電磁弁（図示せず）の一方が接続されている。真空電磁弁（図示せず）の他方は配管を介してチャンバー２０の周壁に位置するガス導入口に接続されている。
また、スパッタリング装置２００は、チャンバー２０内を一定の圧力に減圧する減圧機構５０を有している。この減圧機構５０の詳細は次の通りである。チャンバー２０の周壁には排気口が設けられており、この排気口は配管を介して主弁３７及び粗引弁３８それぞれの一方に接続されており、主弁３７の他方は配管を介してターボポンプ４０の一方に接続されている。ターボポンプ４０の他方は配管を介して補助弁３９の一方に接続されている。この補助弁３９及び粗引弁３８それぞれの他方は配管を介してロータリーポンプ４１の一方に接続されている。このロータリーポンプ４１の他方はオイルミストトラップ４２を通して排気側に接続されている。
また、チャンバー２０の底壁には、治具（図示せず）によって取り付けられた被成膜基板２１をチャンバー２０内に保持する基板保持部２２が設けられている。この基板保持部２２ａはチャンバー２０ａと絶縁部１９によって絶縁されている。また基板保持部２２には電力供給装置１００の配線１２が電気的に接続されている。この電力供給装置１００の詳細については、第１の実施形態で説明したので省略する。
また、スパッタリングターゲット２３は、被成膜基板２１に対向する位置に配設されている。即ち、スパッタリングターゲット２３と被成膜基板２１は、スパッタリングターゲット２３の中心と被成膜基板２１の中心とを結ぶ線が、被成膜基板２１の中心から延ばした被成膜基板２１の表面に対する垂線とほぼ一致するような位置関係にある。なお、被成膜基板２１としては、ガラス基板、Ｓｉウエハ等を用いてもよい。
図１に示すスパッタリング装置２００において、チャンバー２０内のスパッタリングターゲット２３と対向する位置に被成膜基板２１を保持する。次いで、チャンバー２０を減圧機構５０によって排気しつつチャンバー２０内にＡｒガス及び窒素ガスを導入することで、チャンバー２０内を０．１Ｐａ以上６．０Ｐａ以下の範囲に減圧する。次いで、ターゲット保持部２４にＤＣスパッタ電源２６により直流電圧を印加することでスパッタリングターゲット２３に直流電圧を印加し、電力供給装置１００により直流電源１１のマイナス端子１１ａから出力されるマイナス電流１５ａと高周波電源１４から出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流１５（又は直流電源１１のプラス端子から出力されるプラス電流と高周波電源１４から出力される高周波電流１５ｂとを合成させた合成電流）を基板保持部２２に流すことで、その合成電流１５を被成膜基板２１に流す。これにより、反応性スパッタリングを行ってスパッタリングターゲット２３からスパッタ粒子を放出させつつ、そのスパッタ粒子を窒化させながら、被成膜基板２１上に薄膜の成膜が行われる。例えばＡｌのスパッタ粒子をイオン化し、被成膜基板２１上に膜質の良いＡｌＮ膜の成膜が可能となる。
本実施形態によれば、電力供給装置１００により－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下のマイナス又はプラスの直流電流１５ａと１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電流１５ｂとを合成させた－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲の電圧の合成電流１５を、配線１２を通して被成膜基板２１に流す。これにより、反応性スパッタリングを行ってスパッタリングターゲット２３からスパッタ粒子を放出させつつ、そのスパッタ粒子を窒化させながら、合成電流１５が流されている被成膜基板２１上に膜質の良い薄膜を成膜することができる。
なお、本実施形態では、ターゲット保持部２４にＤＣスパッタ電源２６の一方の電極を配線２５を介して電気的に接続し、ＤＣスパッタ電源２６の他方の電極をアースに接続しているが、ターゲット保持部２４に第１の実施形態で説明した電力供給装置１００の配線１２を電気的に接続するように変更して実施することも可能である。このようにすることで、スパッタリングターゲットがＳｉのような半導体やＳｉＯ２のような絶縁体であっても高レートでスパッタ成膜することが可能となる。
（第３の実施形態）
図２は、本発明の一態様に係るプラズマＣＶＤ装置を概略的に示す構成図である。このプラズマＣＶＤ装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２０１の一例である。
図２は、本発明の一態様に係るプラズマＣＶＤ装置を概略的に示す構成図である。このプラズマＣＶＤ装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２０１の一例である。
図２のプラズマＣＶＤ装置２０１はチャンバー２０ａを有している。このチャンバー２０ａはアースに電気的に接続されている。
また、プラズマＣＶＤ装置２０１は、チャンバー２０ａ内にガスを導入するガス導入機構を有している。ガス導入機構の詳細は次のとおりである。例えばＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜を成膜する場合は、トルエン（Ｃ７Ｈ８）供給源（図示せず）がガス導入管３０に接続され、このガス導入管３０を通してトルエンガスをチャンバー２０ａ内に導入するようになっている。
また、プラズマＣＶＤ装置２０１は、チャンバー２０ａ内を一定の圧力に減圧する減圧機構５０を有している。この減圧機構５０は、図１に示す減圧機構５０と同様であるので説明を省略する。
また、チャンバー２０ａの底壁には、治具（図示せず）によって取り付けられた被成膜基板２１ａをチャンバー２０ａ内に保持する基板保持部２２ａが設けられている。この基板保持部２２ａはチャンバー２０ａと絶縁部１９によって絶縁されている。また基板保持部２２ａには電力供給装置１００の配線１２が電気的に接続されている。この電力供給装置１００の詳細については、第１の実施形態で説明したので省略する。
なお、被成膜基板２１ａとしては、ガラス基板、Ｓｉウエハ等を用いてもよい。
なお、被成膜基板２１ａとしては、ガラス基板、Ｓｉウエハ等を用いてもよい。
図２に示すプラズマＣＶＤ装置２０１において、チャンバー２０ａ内の基板保持部２２ａに被成膜基板２１ａを保持する。次いで、チャンバー２０ａを減圧機構５０によって排気しつつチャンバー２０ａ内にトルエンガスを導入することで、チャンバー２０ａ内を減圧する。次いで、電力供給装置１００により直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を基板保持部２２ａに流すことで、その合成電流を被成膜基板２１ａに流す。これにより、プラズマＣＶＤ法により被成膜基板２１ａ上に膜質の良いＤＬＣ膜の成膜が行われる。
（第４の実施形態）
図３は、本発明の一態様に係るエレクトロンビーム蒸着装置を概略的に示す構成図である。このエレクトロンビーム蒸着装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２０２の一例である。
図３は、本発明の一態様に係るエレクトロンビーム蒸着装置を概略的に示す構成図である。このエレクトロンビーム蒸着装置は、電力供給装置１００を備えた成膜装置２０２の一例である。
図２のエレクトロンビーム蒸着装置２０２はチャンバー２０ｂを有している。このチャンバー２０ｂはアースに電気的に接続されている。
また、エレクトロンビーム蒸着装置２０２は、チャンバー２０ｂ内にガスを導入するガス導入機構を有している。ガス導入機構の詳細は次のとおりである。例えばＡｌＮ膜を成膜する場合は、Ａｒ供給源（図示せず）及びＮ２供給源（図示せず）がガス導入管３０ａに接続され、このガス導入管３０ａを通してＡｒガス及びＮ２ガスをチャンバー２０ｂ内に導入するようになっている。
また、エレクトロンビーム蒸着装置２０２は、チャンバー２０ｂ内を一定の圧力に減圧する減圧機構５０を有している。この減圧機構５０は、図１に示す減圧機構５０と同様であるので説明を省略する。
また、チャンバー２０ｂの上部には、治具（図示せず）によって取り付けられた被成膜基板２１ｂをチャンバー２０ｂ内に保持する基板保持部２２ｂが設けられている。この基板保持部２２ｂはチャンバー２０ｂと絶縁部１９によって絶縁されている。また基板保持部２２ｂには電力供給装置１００の配線１２が電気的に接続されている。この電力供給装置１００の詳細については、第１の実施形態で説明したので省略する。
なお、被成膜基板２１ｂとしては、ガラス基板、Ｓｉウエハ等を用いてもよい。
なお、被成膜基板２１ｂとしては、ガラス基板、Ｓｉウエハ等を用いてもよい。
チャンバー２０ｂの底壁にはエレクトロンビームガン６１及びそのエレクトロンビームガン６１によりエレクトロンビームが照射されて加熱される蒸着材料６２が配置されている。なお、蒸着材料６２としては、例えばＴｉを用いることができる。
また、チャンバー２０ｂ内には、蒸着材料６２と被成膜基板２１ｂとの間には１ターンのコイル６４が配置されており、１ターンのコイルは接続部材６３を介して電力供給装置１００の配線１２が電気的に接続されている。この電力供給装置１００の詳細については、第１の実施形態で説明したので省略する。
図３に示すエレクトロンビーム蒸着装置２０２において、チャンバー２０ｂ内の基板保持部２２ｂに被成膜基板２１ｂを保持する。また、チャンバー２０ｂ内に蒸着材料６２を収容する。次いで、チャンバー２０ｂを減圧機構５０によって排気しつつチャンバー２０ｂ内にＡｒガス及びＮ２ガスを導入することで、チャンバー２０ａ内を減圧する。次いで、電力供給装置１００により直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を基板保持部２２ｂに流すことで、その合成電流を被成膜基板２１ｂに流す。また、電力供給装置１００により直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を、接続部材６３を介して１ターンのコイル６４に流す。そして、エレクトロンビームガン６１によりエレクトロンビームをＴｉの蒸着材料６２に照射して加熱する。これにより、Ｔｉの蒸着材料を蒸発させたＴｉの蒸発物質とＮ２を反応させる。その結果、蒸着法により被成膜基板２１ｂ上に膜質の良いＴｉＮ膜の成膜が行われる。
なお、本実施形態では、電力供給装置１００により生成させた合成電流を被成膜基板２１ｂ及び１ターンのコイル６４の両方に印加しているが、少なくとも一方に印加する方法を用いることも可能である。
図１に示す装置を用いて、以下の成膜条件によりＡｌＮ膜を成膜した。
・到達圧力：１．７×１０－３Ｐａ
・成膜圧力：２．６×１０－１Ｐａ
・Ａｒ流量：２０ｃｃ／ｍｉｎ
・Ｎ２流量：４０ｃｃ／ｍｉｎ
・高周波電源１４のバイアスＲＦ出力：５０Ｗ（周波数２５０ｋＨｚ)
・直流電源１１のバイアスＤＣ電圧：－１００Ｖ
・４インチターゲット：Ａｌ
・Ａｌスパッタ出力：３００Ｗ（３５０Ｖ－０．９５Ａ）
・試料：Ｓｉウエハ
・ＲＦとＤＣの合成電圧Ｖｄｃ：－９０Ｖ
・到達圧力：１．７×１０－３Ｐａ
・成膜圧力：２．６×１０－１Ｐａ
・Ａｒ流量：２０ｃｃ／ｍｉｎ
・Ｎ２流量：４０ｃｃ／ｍｉｎ
・高周波電源１４のバイアスＲＦ出力：５０Ｗ（周波数２５０ｋＨｚ)
・直流電源１１のバイアスＤＣ電圧：－１００Ｖ
・４インチターゲット：Ａｌ
・Ａｌスパッタ出力：３００Ｗ（３５０Ｖ－０．９５Ａ）
・試料：Ｓｉウエハ
・ＲＦとＤＣの合成電圧Ｖｄｃ：－９０Ｖ
本実施例では、Ｓｉウエハ上に 透明で表面がきれいなＡｌＮ膜が成膜できた。
１１…直流電源（ＤＣバイアス電源）
１１ａ…直流電源のマイナス端子
１１ｂ…直流電源のプラス端子
１２…配線
１３…マッチングボックス
１３ａ…マッチングボックスの一方の端子
１３ｂ…マッチングボックスの他方の端子
１４…高周波電源
１４ａ…高周波電源の一方の端子
１４ｂ…高周波電源の他方の端子
１５…合成電流
１５ａ…マイナス電流
１５ｂ…高周波電流
１６…電圧計（ＶＤＣモニター）
１７…高周波カットフィルター
１７ａ…高周波カットフィルターの一方の端子
１７ｂ…高周波カットフィルターの他方の端子
２０…チャンバー
２１…被成膜基板
２２…基板保持部
２３…スパッタリングターゲット
２４…ターゲット保持部
２５…配線
２６…直流電源（ＤＣスパッタ電源）
３１…Ａｒ供給源
３２…Ｎ２供給源
３７…主弁
３８…粗引弁
３９…補助弁
４０…ターボポンプ
４１…ロータリーポンプ
４２…オイルミストトラップ
１００…電力供給装置
２００…スパッタリング装置
１１ａ…直流電源のマイナス端子
１１ｂ…直流電源のプラス端子
１２…配線
１３…マッチングボックス
１３ａ…マッチングボックスの一方の端子
１３ｂ…マッチングボックスの他方の端子
１４…高周波電源
１４ａ…高周波電源の一方の端子
１４ｂ…高周波電源の他方の端子
１５…合成電流
１５ａ…マイナス電流
１５ｂ…高周波電流
１６…電圧計（ＶＤＣモニター）
１７…高周波カットフィルター
１７ａ…高周波カットフィルターの一方の端子
１７ｂ…高周波カットフィルターの他方の端子
２０…チャンバー
２１…被成膜基板
２２…基板保持部
２３…スパッタリングターゲット
２４…ターゲット保持部
２５…配線
２６…直流電源（ＤＣスパッタ電源）
３１…Ａｒ供給源
３２…Ｎ２供給源
３７…主弁
３８…粗引弁
３９…補助弁
４０…ターボポンプ
４１…ロータリーポンプ
４２…オイルミストトラップ
１００…電力供給装置
２００…スパッタリング装置
Claims (10)
- 成膜装置に電力を供給する電力供給装置において、
マイナス端子又はプラス端子が配線に電気的に接続され、プラス端子又はマイナス端子がアースに電気的に接続された直流電源と、
前記配線に一方の端子が電気的に接続されたマッチングボックスと、
前記マッチングボックスの他方の端子に電気的に接続された１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電源と、
を有し、
前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記配線に供給することを特徴とする電力供給装置。 - 請求項１において、
前記合成電流の合成直流電圧を測定する電圧計を有することを特徴とする電力供給装置。 - 請求項２において、
前記合成電流を前記配線に供給した際に、前記電圧計は－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲を表示することを特徴とする電力供給装置。 - 請求項１から３のいずれか一項において、
前記直流電源は、－３０００Ｖ以上－１０Ｖ以下又は１０Ｖ以上３０００Ｖ以下の電圧の電源であることを特徴とする電力供給装置。 - 請求項１から３のいずれか一項において、
一方の端子が前記マッチングボックスの一方の端子に前記配線を介して電気的に接続され、他方の端子が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に電気的に接続された高周波カットフィルターを有し、
前記高周波カットフィルターは、前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流が前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子に入力されることをカットするフィルターであることを特徴とする電力供給装置。 - 請求項５において、
前記高周波カットフィルターは、１ＭＨｚ以下の高周波電流をカットするものであることを特徴とする電力供給装置。 - 請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給装置を有し、
前記配線を通して前記直流電源のマイナス端子又はプラス端子から出力されるマイナス電流又はプラス電流と前記高周波電源から前記マッチングボックスを通して出力される高周波電流とを合成させた合成電流を前記成膜装置のチャンバー内に供給することを特徴とする成膜装置。 - 請求項７において、
前記合成電流は、前記チャンバー内に配置された被成膜基板を保持する保持部に供給されることを特徴とする成膜装置。 - 請求項１から３のいずれか一項において、
前記成膜装置は、スパッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置又はエレクトロンビーム蒸着装置であることを特徴とする成膜装置。 - 請求項９において、
前記成膜装置が前記スパッタリング装置である場合は、前記合成電流がチャンバー内に配置されたスパッタリングターゲットを保持するターゲット保持部に供給され、
前記成膜装置が前記エレクトロンビーム蒸着装置である場合は、前記合成電流が前記チャンバー内に配置された１ターンのコイルに供給されることを特徴とする成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022068894A JP2023158864A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 電力供給装置及び成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022068894A JP2023158864A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 電力供給装置及び成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023158864A true JP2023158864A (ja) | 2023-10-31 |
Family
ID=88513782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022068894A Pending JP2023158864A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 電力供給装置及び成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023158864A (ja) |
-
2022
- 2022-04-19 JP JP2022068894A patent/JP2023158864A/ja active Pending
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