JP2024019926A - Film forming equipment - Google Patents

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雅充 山下
常範 小森
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Toray Engineering Co Ltd
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Abstract

【課題】従来よりも薄膜の膜質の低下を軽減することができる成膜装置を提供することを目的としている。【解決手段】プラズマ雰囲気を形成する電極ユニットと、基材の所定面と前記電極ユニットとの間に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、を有するプラズマ処理手段を備え、前記プラズマ処理手段により原料ガスをプラズマ処理することによって、基材の所定面にプラズマ処理された前記原料ガスからなる薄膜を形成する成膜装置であって、前記プラズマ処理手段は、前記原料ガス供給手段により基材の所定面と前記電極ユニットとの間に前記原料ガスを供給し、前記電極ユニットにより前記原料ガスをプラズマ処理して基材の所定面に前記薄膜を形成する成膜モードと、前記薄膜の形成は行わず、前記電極ユニットにより基材上の前記薄膜の表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードと、を有している構成とする。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a film forming apparatus that can reduce deterioration in film quality of thin films compared to conventional methods. The plasma processing means includes an electrode unit that forms a plasma atmosphere, and a raw material gas supply means that supplies a raw material gas between a predetermined surface of a base material and the electrode unit, and the plasma processing means A film forming apparatus that forms a thin film made of the plasma-treated raw material gas on a predetermined surface of a base material by subjecting the raw material gas to plasma treatment, the plasma processing means being configured to treat the base material by the raw material gas supply means. A film forming mode in which the raw material gas is supplied between a predetermined surface and the electrode unit, and the raw material gas is plasma-treated by the electrode unit to form the thin film on the predetermined surface of the base material; and a surface treatment mode in which the electrode unit performs plasma treatment on the surface of the thin film on the base material. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、基材上に薄膜を形成する成膜装置に関するものである。 The present invention relates to a film forming apparatus for forming a thin film on a base material.

有機EL、太陽電池等の電子デバイスは水や酸に弱いため、その表面を封止膜で覆って、耐久性を向上させている。このような封止膜は、プラズマ化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法)を用いた成膜装置(たとえば、下記特許文献1)により形成されている。 Electronic devices such as organic EL and solar cells are sensitive to water and acids, so their surfaces are covered with sealing films to improve their durability. Such a sealing film is formed by a film forming apparatus using a plasma chemical vapor deposition method (for example, Patent Document 1 below).

この成膜装置は、チャンバ内で基材を保持する基材支持部と、プラズマ雰囲気を形成する電極ユニットと、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、備え、電極ユニットが基材支持部に支持される基材の所定面と対向する位置に配置され、原料ガス供給部により基材と電極ユニットの間に原料ガスを供給するようになっている。そして、電極ユニットによりプラズマ雰囲気を形成した状態で、原料ガス供給部により原料ガスを供給すると、原料ガスがプラズマ処理されて成膜粒子が形成される。この成膜粒子が基材上に堆積することによって薄膜(封止膜)が形成される。 This film forming apparatus includes a substrate support section that holds the substrate in a chamber, an electrode unit that forms a plasma atmosphere, and a source gas supply section that supplies source gas, and the electrode unit is attached to the substrate support section. It is arranged at a position facing a predetermined surface of the supported base material, and the raw material gas supply section supplies raw material gas between the base material and the electrode unit. Then, when a source gas is supplied by the source gas supply section in a state where a plasma atmosphere is formed by the electrode unit, the source gas is subjected to plasma treatment and film forming particles are formed. A thin film (sealing film) is formed by depositing the film-forming particles on the base material.

特開2014-173134号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-173134

しかし、上記成膜装置では、基材上に形成される薄膜の膜質が悪くなるおそれがあった。具体的に説明する。上記成膜装置により基材上に薄膜を形成すると、図6(a)に示すようにプラズマ処理しきれなかった原料ガス由来の粒子(以下、未処理粒子920と呼ぶ)が形成途中の薄膜910の表面に残る場合がある。この状態で、薄膜910の形成を引き続き行うと、未処理粒子920上に成膜粒子を堆積させることになるため、図6(b)に示すように形成された薄膜910内に未処理粒子920が溜まってしまう。これにより、薄膜の910が欠陥を含む、すなわち薄膜910の膜質が悪くなるため、基材900に水が浸入してしまう問題があった。 However, in the above film forming apparatus, there is a risk that the quality of the thin film formed on the base material may deteriorate. I will explain in detail. When a thin film is formed on a base material using the film forming apparatus described above, particles derived from the raw material gas that could not be plasma-treated (hereinafter referred to as untreated particles 920) form a thin film 910 that is still being formed, as shown in FIG. 6(a). may remain on the surface. If the formation of the thin film 910 is continued in this state, the film forming particles will be deposited on the untreated particles 920. Therefore, as shown in FIG. accumulates. As a result, the thin film 910 contains defects, that is, the quality of the thin film 910 deteriorates, resulting in a problem that water infiltrates into the base material 900.

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、従来よりも薄膜の膜質の低下を軽減することができる成膜装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus that can reduce the deterioration in film quality of a thin film compared to the conventional method.

上記課題を解決するために本発明の成膜装置は、プラズマ雰囲気を形成する電極ユニットと、基材の所定面と前記電極ユニットとの間に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、を有するプラズマ処理手段を備え、前記プラズマ処理手段により原料ガスをプラズマ処理することによって、基材の所定面にプラズマ処理された前記原料ガスからなる薄膜を形成する成膜装置であって、前記プラズマ処理手段は、前記原料ガス供給手段により基材の所定面と前記電極ユニットとの間に前記原料ガスを供給し、前記電極ユニットにより前記原料ガスをプラズマ処理して基材の所定面に前記薄膜を形成する成膜モードと、前記薄膜の形成は行わず、前記電極ユニットにより基材上の前記薄膜の表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードと、を有していることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a film forming apparatus of the present invention includes an electrode unit that forms a plasma atmosphere, and a source gas supply means that supplies a source gas between a predetermined surface of a base material and the electrode unit. A film forming apparatus comprising a plasma processing means and forming a thin film made of the plasma-treated raw material gas on a predetermined surface of a base material by subjecting the raw material gas to plasma treatment by the plasma processing means, the plasma processing means The source gas supply means supplies the source gas between a predetermined surface of the substrate and the electrode unit, and the electrode unit plasma-processes the source gas to form the thin film on the predetermined surface of the substrate. and a surface treatment mode in which the electrode unit performs plasma treatment on the surface of the thin film on the base material without forming the thin film.

上記成膜装置によれば、プラズマ処理手段が、原料ガスをプラズマ処理して基材上に薄膜を形成する成膜モードと、薄膜の表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードを有しているため、成膜モードにより基材上に形成した薄膜の表面に原料ガス由来の未処理粒子があったとしても表面処理モードによりプラズマ処理することができる。これにより、未処理粒子が薄膜に含まれることを抑制することができるため、薄膜の膜質の低下を軽減することができる。 According to the above film forming apparatus, the plasma processing means has a film forming mode in which a thin film is formed on the base material by plasma processing the raw material gas, and a surface treatment mode in which plasma processing is performed on the surface of the thin film. Therefore, even if there are untreated particles derived from the source gas on the surface of the thin film formed on the base material in the film formation mode, plasma treatment can be performed in the surface treatment mode. This makes it possible to suppress untreated particles from being included in the thin film, thereby reducing deterioration in the film quality of the thin film.

また、前記プラズマ処理手段は、前記成膜モードと前記表面処理モードを交互に行い、基材上に所定の厚さの薄膜を形成する構成にしてもよい。 Further, the plasma processing means may be configured to alternately perform the film formation mode and the surface treatment mode to form a thin film of a predetermined thickness on the base material.

この構成によれば、薄膜の形成と薄膜の表面処理を交互に行うため、形成途中の薄膜Fに対して表面処理をこまめに行うことができる。これにより、比較的厚めの薄膜を形成する場合であっても、未処理粒子が薄膜内に溜まることを抑制することができる。 According to this configuration, since thin film formation and thin film surface treatment are performed alternately, surface treatment can be frequently performed on the thin film F that is being formed. Thereby, even when forming a relatively thick thin film, it is possible to suppress untreated particles from accumulating in the thin film.

また、基材を搬送する搬送手段をさらに備え、前記プラズマ処理手段は、基材の搬送方向に沿って配列される前記電極ユニットを複数有し、複数の前記電極ユニットは、前記成膜モードを行うための第1の電極ユニットと、前記表面処理モードを行うための第2の電極ユニットに分けられる構成としてもよい。 The plasma processing means further includes a transport means for transporting the base material, and the plasma processing means has a plurality of the electrode units arranged along the transport direction of the base material, and the plurality of electrode units select the film forming mode. The structure may be divided into a first electrode unit for performing the surface treatment mode and a second electrode unit for performing the surface treatment mode.

この構成によれば、基材を搬送しながら薄膜の成膜と薄膜の表面処理を行うことができるため、成膜レートを高めつつ、薄膜の膜質の低下を軽減することができる。 According to this configuration, since the thin film can be formed and the surface treatment of the thin film can be performed while transporting the base material, it is possible to increase the film formation rate and reduce the deterioration of the film quality of the thin film.

また、基材を搬送する搬送手段をさらに備え、前記プラズマ処理手段は、基材の所定面と前記電極ユニットに挟まれる領域である処理領域を、基材の搬送方向において前記成膜モードを行う領域と前記表面処理モードを行う領域に分ける処理領域分割手段を有している構成としてもよい。 The plasma processing means further includes a transport means for transporting the base material, and the plasma processing means performs the film forming mode in the transport direction of the base material on a processing region that is a region sandwiched between a predetermined surface of the base material and the electrode unit. It may also be configured to include processing area dividing means for dividing the processing area into a region and a region in which the surface treatment mode is performed.

この構成によれば、基材を搬送しながら薄膜の成膜と薄膜の表面処理を行うことができるため、成膜レートを高めつつ、薄膜の膜質の低下を軽減することができる。 According to this configuration, since the thin film can be formed and the surface treatment of the thin film can be performed while transporting the base material, it is possible to increase the film formation rate and reduce the deterioration of the film quality of the thin film.

本発明の成膜装置によれば、従来よりも薄膜の膜質の低下を軽減することができる成膜装置を提供することができる。 According to the film-forming apparatus of the present invention, it is possible to provide a film-forming apparatus that can reduce deterioration in film quality of a thin film more than the conventional film-forming apparatus.

本発明の第一実施形態における成膜装置を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus in a first embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電極ユニットを下方から見た図である。FIG. 3 is a diagram of an electrode unit in an embodiment of the present invention viewed from below. 本発明の一実施形態における成膜装置により基材上に形成される薄膜を示す図である。1 is a diagram showing a thin film formed on a base material by a film forming apparatus in an embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態における成膜装置を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a film forming apparatus in a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態における成膜装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the film-forming apparatus in 3rd embodiment of this invention. 従来の成膜装置により基材上に形成される薄膜を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a thin film formed on a base material by a conventional film forming apparatus.

〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態における成膜装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、水平方向をX軸方向、Y軸方向と表現し、XY平面と垂直な方向(つまり、鉛直方向)をZ軸方向と表現する。
[First embodiment]
A film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following explanation, the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the horizontal direction is expressed as the X-axis direction, and the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the XY plane (that is, the vertical direction) is expressed as the Z-axis. Expressed as direction.

図1は、本実施形態における成膜装置100を概略的に示す図である。図2は、一実施形態における電極ユニット31を下方から見た図である。図3は、一実施形態における成膜装置100により基材W上に形成される薄膜Fを示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus 100 in this embodiment. FIG. 2 is a diagram of the electrode unit 31 in one embodiment viewed from below. FIG. 3 is a diagram showing a thin film F formed on a base material W by the film forming apparatus 100 in one embodiment.

本実施形態における成膜装置100は、図1に示すようにメインチャンバ1と、メインチャンバ1内で基材Wを搬送する搬送手段2と、搬送手段2により搬送される基材W上に薄膜F(図3(a)を参照)を形成するプラズマ処理手段3と、を備えている。この成膜装置100は、プラズマ処理手段3によりメインチャンバ1内に原料ガスを供給し、プラズマ処理を行うことによって、原料ガスから成膜粒子を生成して搬送手段2により搬送される基材W上に堆積させることで、基材W上に薄膜Fを形成する。 As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 100 in this embodiment includes a main chamber 1, a transport means 2 for transporting a base material W within the main chamber 1, and a thin film on the base material W transported by the transport means 2. A plasma processing means 3 for forming F (see FIG. 3(a)) is provided. This film forming apparatus 100 supplies a raw material gas into the main chamber 1 by a plasma processing means 3 and performs plasma treatment to generate film forming particles from the raw material gas, and the base material W is transported by a transport means 2. By depositing on the base material W, a thin film F is formed on the base material W.

本実施形態における基材Wは、板状の部材であり、たとえば、有機ELディスプレイや太陽電池などのデバイスの構成部材である。この基材W上に薄膜Fを形成することによって、基材Wへの水分の浸入を効果的に防止することができる。すなわち、耐水性に優れたデバイスの構成部材が形成される。 The base material W in this embodiment is a plate-shaped member, and is, for example, a component of a device such as an organic EL display or a solar cell. By forming the thin film F on the base material W, it is possible to effectively prevent moisture from entering the base material W. In other words, a device component with excellent water resistance is formed.

本実施形態における薄膜Fは、基材Wの表面を封止する封止膜であり、SiO2により構成される。この薄膜Fは、水分に対するバリア性を有している。また、薄膜Fは、プラズマ処理手段3によりプラズマ形成ガスをプラズマ化してラジカルR(図3(b)を参照)を発生させ、このラジカルRと原料ガスを反応させることによって生成される成膜粒子が基材W上に堆積することで形成される。なお、本実施形態におけるプラズマ形成ガスは、O2ガスである。また、本実施形態における原料ガスは、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)ガスである。 The thin film F in this embodiment is a sealing film that seals the surface of the base material W, and is made of SiO2. This thin film F has barrier properties against moisture. In addition, the thin film F is formed by forming particles formed by converting plasma forming gas into plasma using the plasma processing means 3 to generate radicals R (see FIG. 3(b)), and reacting the radicals R with the raw material gas. is formed by depositing on the base material W. Note that the plasma forming gas in this embodiment is O2 gas. Further, the source gas in this embodiment is HMDS (hexamethyldisilazane) gas.

メインチャンバ1は、その内部を所定の圧力に保持するための密閉容器である。本実施形態におけるメインチャンバ1は、水平方向の一方向に長く延びる矩形の筐体であり、その内部の圧力を調節する図示しない真空ポンプが接続されている。この真空ポンプを作動させることにより、メインチャンバ1内からガスを排気し、メインチャンバ1内の圧力を調節できるようになっている。このメインチャンバ1は、その内部に搬送手段2とプラズマ処理手段3を収容している。 The main chamber 1 is a closed container for maintaining its interior at a predetermined pressure. The main chamber 1 in this embodiment is a rectangular housing that extends in one horizontal direction, and is connected to a vacuum pump (not shown) that adjusts the internal pressure. By operating this vacuum pump, gas can be exhausted from the main chamber 1 and the pressure within the main chamber 1 can be adjusted. This main chamber 1 accommodates a transport means 2 and a plasma processing means 3 therein.

本実施形態における搬送手段2は、基材Wを搬送するためのものであり、図1に示すように基材Wを支持する基材支持部21と、メインチャンバ1の長手方向に基材支持部21を移動させる図示しない移動機構と、を有している。なお、本実施形態におけるメインチャンバ1の長手方向は、図1におけるX軸方向のことである。 The conveyance means 2 in this embodiment is for conveying the base material W, and as shown in FIG. It has a moving mechanism (not shown) that moves the section 21. Note that the longitudinal direction of the main chamber 1 in this embodiment is the X-axis direction in FIG.

基材支持部21は、基材Wを支持するためのものであり、本実施形態では、図1に示すように把持機構22により基材Wを把持することによって基材Wを支持している。なお、把持機構22は、基材Wの薄膜Fが形成されない端部を把持することによって基材Wを支持している。ここで、把持機構22は、基材Wの薄膜Fが形成される所定面と後述する電極ユニット31が対向する姿勢、すなわち基材Wの所定面が下方に向く姿勢になるよう基材Wを支持する。 The base material support part 21 is for supporting the base material W, and in this embodiment, the base material W is supported by gripping the base material W with a gripping mechanism 22 as shown in FIG. . Note that the gripping mechanism 22 supports the base material W by gripping the end portion of the base material W where the thin film F is not formed. Here, the gripping mechanism 22 holds the base material W so that the predetermined surface of the base material W on which the thin film F is formed faces the electrode unit 31, which will be described later, that is, the predetermined surface of the base material W faces downward. To support.

また、把持機構22は、移動機構に接続されている。この移動機構は、たとえば、メインチャンバ1の長手方向に長く形成されたスライド機構であり、この移動機構によりメインチャンバ1の長手方向に把持機構22を移動させることによって、把持機構22に支持された基材Wをメインチャンバ1の長手方向に搬送する。 Furthermore, the gripping mechanism 22 is connected to a moving mechanism. This moving mechanism is, for example, a sliding mechanism formed long in the longitudinal direction of the main chamber 1, and by moving the holding mechanism 22 in the longitudinal direction of the main chamber 1 with this moving mechanism, the holding mechanism 22 is supported by the holding mechanism 22. The base material W is transported in the longitudinal direction of the main chamber 1.

これら構成により搬送手段2は、基材Wの所定面が下方に向く姿勢を維持した状態で、基材Wをメインチャンバ1の長手方向に搬送する。この搬送手段2によりメインチャンバ1の長手方向に搬送される基材Wの表面に、プラズマ処理手段3により薄膜Fが形成される。 With these configurations, the transport means 2 transports the base material W in the longitudinal direction of the main chamber 1 while maintaining a posture in which a predetermined surface of the base material W faces downward. A thin film F is formed by the plasma processing means 3 on the surface of the base material W that is transported by the transport means 2 in the longitudinal direction of the main chamber 1 .

プラズマ処理手段3は、プラズマ化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法)により基材W上に薄膜Fを形成するためのものである。本実施形態におけるプラズマ処理手段3は、図1に示すようにプラズマ雰囲気を形成する電極ユニット31と、原料ガスを供給する原料ガス供給手段5と、を有している。 The plasma processing means 3 is for forming a thin film F on the base material W by a plasma chemical vapor deposition method. As shown in FIG. 1, the plasma processing means 3 in this embodiment includes an electrode unit 31 that forms a plasma atmosphere and a source gas supply means 5 that supplies source gas.

電極ユニット31は、プラズマ雰囲気を形成するためのものである。本実施形態では、図1に示すようにメインチャンバ1内に複数の電極ユニット31が設けられており、図1の例では、6つの電極ユニット31が設けられている。これら電極ユニット31は、各々の電極ユニット31の間隔が等間隔になるように、基材Wの搬送方向に沿って基材Wの下側に配列されるように設けられている。そして、これら電極ユニット31は、共通の構造を有しており、図1に示すように間仕切りチャンバ32と、電極部33と、を有している。 The electrode unit 31 is for forming a plasma atmosphere. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of electrode units 31 are provided in the main chamber 1, and in the example of FIG. 1, six electrode units 31 are provided. These electrode units 31 are arranged below the base material W along the transport direction of the base material W so that the intervals between the electrode units 31 are equal. These electrode units 31 have a common structure, and include a partition chamber 32 and an electrode section 33, as shown in FIG.

間仕切りチャンバ32は、電極部33の一部を収容するための容器である。この間仕切りチャンバ32は、その直上に搬送される基材Wが位置したときに基材Wの所定面と対向する面に、開口部34を有している。ここでいう基材Wの所定面とは、薄膜Fが形成される成膜面のことであり、以下の説明では基材Wの成膜面と呼ぶ。そして、前述したメインチャンバ1に接続された真空ポンプを作動させてメインチャンバ1内からガスを排気することによって、すべての間仕切りチャンバ32内を所定の圧力に調節する。 The partition chamber 32 is a container for accommodating a portion of the electrode section 33. This partition chamber 32 has an opening 34 on a surface that faces a predetermined surface of the base material W when the base material W to be transported is located directly above it. The predetermined surface of the base material W here refers to the film-forming surface on which the thin film F is formed, and will be referred to as the film-forming surface of the base material W in the following description. Then, by operating the vacuum pump connected to the main chamber 1 described above to exhaust gas from the main chamber 1, the pressure inside all the partition chambers 32 is adjusted to a predetermined pressure.

電極部33は、プラズマ雰囲気を形成するためのものである。本実施形態における電極部33は、略U字状の誘導結合型の電極であり、図2に示すようにCu等の導体で形成される電極35を、ガラス等の誘電体で形成されるカバー部36により覆うことで形成され、間仕切りチャンバ32のほぼ中央部に配置されている。以下に電極部33の形状を具体的に説明する。 The electrode section 33 is for forming a plasma atmosphere. The electrode part 33 in this embodiment is a substantially U-shaped inductively coupled electrode, and as shown in FIG. 2, an electrode 35 made of a conductor such as Cu is covered with a cover made of a dielectric material such as glass. It is formed by covering the partition 36 and is disposed approximately at the center of the partition chamber 32. The shape of the electrode section 33 will be specifically explained below.

電極部33は、図2に示すように直線部37aと、折り返し部37bと、直線部37cにより略U字状に構成される。直線部37aは、メインチャンバ1の長手方向と直交する方向(図2におけるY軸方向)に位置する間仕切りチャンバ32の壁面を外側から貫通して間仕切りチャンバ32内に入り、貫通した間仕切りチャンバ32の壁面と対面する間仕切りチャンバ32の壁面を貫通するように延びている。直線部37cは、直線部37aと平行になるように間仕切りチャンバ32の壁面を貫通して間仕切りチャンバ32内に入り、その壁面と対面する間仕切りチャンバ32の壁面を貫通するように延びている。折り返し部37bは、直線部37aの端部と直線部37cの端部とを接続し、直線部37aと直線部37cとで略U字状の形状になるよう形成されている。すなわち、電極部33は、略U字状に形成されるとともに、直線状に延びる直線部37aおよび直線部37cの一部を残して間仕切りチャンバ32内に収容され、それ以外の部分が間仕切りチャンバ32外に位置するよう形成されている。 As shown in FIG. 2, the electrode section 33 is configured in a substantially U-shape by a straight portion 37a, a folded portion 37b, and a straight portion 37c. The straight portion 37a penetrates from the outside the wall surface of the partition chamber 32 located in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the main chamber 1 (the Y-axis direction in FIG. 2), enters the partition chamber 32, and enters the partition chamber 32 through which the It extends to penetrate the wall surface of the partition chamber 32 facing the wall surface. The straight part 37c penetrates the wall surface of the partition chamber 32 to enter the partition chamber 32 so as to be parallel to the straight part 37a, and extends to penetrate the wall surface of the partition chamber 32 facing the wall surface. The folded portion 37b connects the end of the straight portion 37a and the end of the straight portion 37c, and is formed so that the straight portion 37a and the straight portion 37c form a substantially U-shape. That is, the electrode part 33 is formed into a substantially U-shape and is accommodated in the partition chamber 32 with a part of the straight part 37a and the straight part 37c extending in a straight line remaining, and the other part is accommodated in the partition chamber 32. It is formed to be located outside.

そして、電極部33の直線部37cの端部に位置する電極35には、高周波電源38が接続されており、この高周波電源38のスイッチを入れることによって電圧が印可されるようになっている。 A high frequency power source 38 is connected to the electrode 35 located at the end of the straight portion 37c of the electrode portion 33, and a voltage is applied by turning on the high frequency power source 38.

ここで、間仕切りチャンバ32内には、プラズマ雰囲気を形成するためのO2ガスを供給するプラズマ形成ガス供給部4が設けられており、プラズマ形成ガス供給部4から間仕切りチャンバ32内にO2ガスを供給した後に電極部33へ電圧を印加する。これにより、O2ガスがプラズマ化し、間仕切りチャンバ32内の電極部33の直線部37aおよび直線部37cの周囲にプラズマ雰囲気が形成される。このプラズマ雰囲気内において、HMDSガスと反応するラジカルRが発生する。このラジカルRが開口部34を通じて間仕切りチャンバ32外に放出され、ラジカルRと原料ガスが反応することにより成膜粒子が生成される。すなわち、電極ユニット31により原料ガスをプラズマ処理して成膜粒子を生成している。 Here, a plasma forming gas supply section 4 that supplies O2 gas for forming a plasma atmosphere is provided in the partition chamber 32, and O2 gas is supplied from the plasma forming gas supply section 4 into the partition chamber 32. After that, a voltage is applied to the electrode section 33. As a result, the O2 gas becomes plasma, and a plasma atmosphere is formed around the straight portions 37a and 37c of the electrode section 33 in the partition chamber 32. In this plasma atmosphere, radicals R that react with the HMDS gas are generated. These radicals R are released to the outside of the partition chamber 32 through the opening 34, and the radicals R and the raw material gas react to generate film forming particles. That is, the electrode unit 31 subjects the raw material gas to plasma treatment to generate film forming particles.

原料ガス供給手段5は、搬送される基材Wの成膜面と電極ユニット31との間にHMDSガスを供給するためのものであり、本実施形態では、図1に示すようにHMDSガスを供給する原料ガス供給部51を有している。この原料ガス供給部51に図示しない配管を通じてHMDSガスを供給することによって、原料ガス供給部51から搬送される基材Wの成膜面と電極ユニット31との間にHMDSガスを供給する。 The raw material gas supply means 5 is for supplying HMDS gas between the film-forming surface of the substrate W being transported and the electrode unit 31, and in this embodiment, as shown in FIG. It has a raw material gas supply section 51 for supplying raw material gas. By supplying HMDS gas to this source gas supply section 51 through a pipe (not shown), the HMDS gas is supplied between the electrode unit 31 and the film-forming surface of the base material W transported from the source gas supply section 51 .

そして、前述したラジカルRとHMDSガスが反応することによって、成膜粒子が生成される。この成膜粒子が、基材W上に堆積することによって薄膜FであるSiO2膜が形成される。ここで、基材Wが搬送手段2により各々の電極ユニット31を経由するように搬送されるため、各々電極ユニット31により生成された成膜粒子が基材W上に堆積し、所定の厚さの薄膜Fが形成される。 Then, the above-described radicals R and the HMDS gas react to generate film-forming particles. By depositing these film-forming particles on the base material W, a SiO2 film, which is the thin film F, is formed. Here, since the base material W is transported by the transport means 2 through each electrode unit 31, the film forming particles generated by each electrode unit 31 are deposited on the base material W to a predetermined thickness. A thin film F is formed.

これら構成によりプラズマ処理手段3は、基材W上に所定の厚さの薄膜Fを形成することができる。 With these configurations, the plasma processing means 3 can form a thin film F of a predetermined thickness on the base material W.

また、本実施形態におけるプラズマ処理手段3は、基材W上に薄膜Fを形成する成膜モードと、基材W上に形成された薄膜Fの表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードの2つのモードを有している。この2つのモードは、本実施形態では図示しない制御部により切り替えられる。ここでいう制御部は、たとえば、汎用のコンピューター装置により構成されている。 Furthermore, the plasma processing means 3 in this embodiment operates in a film formation mode in which a thin film F is formed on a base material W, and a surface treatment mode in which plasma processing is performed on the surface of a thin film F formed on a base material W. It has two modes. These two modes are switched by a control section (not shown) in this embodiment. The control unit here is configured by, for example, a general-purpose computer device.

成膜モードにおいて制御部により制御されるプラズマ処理手段3の各部の動作を説明する。まず、O2ガスが、プラズマ形成ガス供給部4から間仕切りチャンバ32内に供給される。O2ガスが間仕切りチャンバ32内に供給された状態で、高周波電源38により電極部33に電圧を印加する。これにより、プラズマ雰囲気が形成されてラジカルRが発生し、ラジカルRが開口部34から間仕切りチャンバ32外に放出される。次に、HMDSガスが、原料ガス供給手段5により搬送される基材Wの成膜面と電極ユニット31の間に供給される。このHMDSガスがラジカルRと反応することによって成膜粒子が生成される。そして、成膜粒子が基材W上に堆積することによって、図3(a)に示すように基材W上に薄膜FであるSiO2膜が形成される。すなわち、プラズマ処理手段3は、成膜モードではHMDSガスをプラズマ処理することによって、基材W上に薄膜Fを形成している。 The operation of each part of the plasma processing means 3 controlled by the control section in the film forming mode will be explained. First, O2 gas is supplied into the partition chamber 32 from the plasma forming gas supply section 4. With O2 gas being supplied into the partition chamber 32, a voltage is applied to the electrode section 33 by the high frequency power source 38. As a result, a plasma atmosphere is formed and radicals R are generated, and the radicals R are emitted from the opening 34 to the outside of the partition chamber 32. Next, HMDS gas is supplied between the electrode unit 31 and the film-forming surface of the base material W transported by the raw material gas supply means 5 . When this HMDS gas reacts with radicals R, film-forming particles are generated. Then, by depositing the film-forming particles on the base material W, a SiO2 film, which is a thin film F, is formed on the base material W as shown in FIG. 3(a). That is, the plasma processing means 3 forms the thin film F on the base material W by plasma processing the HMDS gas in the film formation mode.

表面処理モードにおいて制御部により制御されるプラズマ処理手段3の各部の動作を説明する。まず、O2ガスが、プラズマ形成ガス供給部4から間仕切りチャンバ32内に供給される。O2ガスが間仕切りチャンバ32内に供給された状態で、高周波電源38により電極部33に電圧を印加する。これにより、プラズマ雰囲気が形成されてラジカルRが発生し、ラジカルRが開口部34から間仕切りチャンバ32外に放出される。ここで、原料ガス供給手段5によるHMDSガスの供給は行わない。そのため、表面処理モードでは、成膜粒子は生成されない。そして、ラジカルRは、成膜モードにより基材W上に形成された薄膜Fの表面に残存するHMDSガス由来の未処理粒子G(図3(b)を参照)と反応する。 The operation of each part of the plasma processing means 3 controlled by the control section in the surface treatment mode will be explained. First, O2 gas is supplied into the partition chamber 32 from the plasma forming gas supply section 4. With O2 gas being supplied into the partition chamber 32, a voltage is applied to the electrode section 33 by the high frequency power source 38. As a result, a plasma atmosphere is formed and radicals R are generated, and the radicals R are emitted from the opening 34 to the outside of the partition chamber 32. Here, HMDS gas is not supplied by the raw material gas supply means 5. Therefore, no film forming particles are generated in the surface treatment mode. Then, the radicals R react with untreated particles G derived from the HMDS gas (see FIG. 3(b)) remaining on the surface of the thin film F formed on the base material W in the film formation mode.

なお、未処理粒子Gとは、成膜モードによりラジカルと反応したHMDSガスのうち成膜粒子になれなかった粒子のことであり、たとえば、HやCH3である。ここで、ラジカルRはO2ガスがプラズマ化して形成された不対電子を有する粒子であるため、他の電子を奪い安定化を図ろうとする性質を有している。この性質によりラジカルRは、図3(b)に示すように未処理粒子GであるHやCH3を薄膜Fの表面から奪うようになっている。これにより、表面処理モードでは、ラジカルRと未処理粒子Gを反応させることによって、薄膜Fの表面から未処理粒子Gを除去している。すなわち、プラズマ処理手段3は、表面処理モードでは、成膜モードのように薄膜Fの形成を行わず、薄膜Fの表面をプラズマ処理することによって、薄膜Fの表面に残存する未処理粒子Gを除去している。 Note that the untreated particles G are particles that cannot become film-forming particles among the HMDS gas that reacted with radicals in the film-forming mode, and are, for example, H or CH3. Here, since the radical R is a particle having unpaired electrons formed by turning O2 gas into plasma, it has the property of stealing other electrons and attempting to stabilize it. Due to this property, the radicals R take away H and CH3, which are untreated particles G, from the surface of the thin film F, as shown in FIG. 3(b). Thereby, in the surface treatment mode, the untreated particles G are removed from the surface of the thin film F by causing the radicals R to react with the untreated particles G. That is, in the surface treatment mode, the plasma treatment means 3 does not form the thin film F as in the film formation mode, but plasma-treats the surface of the thin film F to remove untreated particles G remaining on the surface of the thin film F. It is being removed.

また、本実施形態では、複数の電極ユニット31を用いることにより、搬送される基材Wに対して成膜モードと表面処理モードを交互に行っている。具体的には、複数の電極ユニット31を、成膜モードを行うための第1の電極ユニットと表面処理モードを行うための第2の電極ユニットに分けて、各々の電極ユニット31により各モードによる処理を行っている。 Furthermore, in this embodiment, by using a plurality of electrode units 31, the film forming mode and the surface treatment mode are alternately performed on the substrate W being transported. Specifically, the plurality of electrode units 31 are divided into a first electrode unit for performing the film formation mode and a second electrode unit for performing the surface treatment mode, and each electrode unit 31 is used to perform the process according to each mode. Processing is in progress.

より具体的には、図1に示すように電極ユニット31a、電極ユニット31c、および電極ユニット31eを第1の電極ユニットとし、各々の第1の電極ユニットに対してそれぞれが1つ下流側に位置する電極ユニット31b、電極ユニット31d、および電極ユニット31fを第2の電極ユニットとする。そして、各々の第1の電極ユニットの直上に基材Wが位置したときに成膜モードを行って基材W上に薄膜Fを形成し、各々の第2の電極ユニットの直上に基材Wが位置したときに表面処理モードを行って薄膜Fの表面を処理する。これにより、薄膜Fの形成と薄膜Fの表面の処理を交互に行い、基材W上に比較的厚めの薄膜Fを形成する。 More specifically, as shown in FIG. 1, the electrode unit 31a, the electrode unit 31c, and the electrode unit 31e are the first electrode units, and each of the electrode units is located one position downstream of each first electrode unit. The electrode unit 31b, the electrode unit 31d, and the electrode unit 31f are defined as a second electrode unit. Then, when the base material W is positioned directly above each of the first electrode units, the film formation mode is performed to form a thin film F on the base material W, and the thin film F is formed on the base material W directly above each of the second electrode units. is located, the surface treatment mode is performed to treat the surface of the thin film F. Thereby, the formation of the thin film F and the treatment of the surface of the thin film F are performed alternately, and a relatively thick thin film F is formed on the base material W.

このように上記実施形態における成膜装置100は、従来よりも薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 In this way, the film forming apparatus 100 in the above embodiment can reduce the deterioration in film quality of the thin film F compared to the conventional method.

具体的に説明する。従来の成膜装置では、表面処理モードを行わずに基材上に所定の厚さの薄膜を形成していた。すなわち、従来の成膜装置では、図6(a)に示すように処理しきれなかった原料ガス由来の未処理粒子920が形成途中の薄膜910の表面に残ってしまったとしても、その状態の薄膜910上に成膜粒子をさらに堆積させて所定の厚さの薄膜920を形成していた。そのため、従来の成膜装置では、図6(b)に示すように薄膜910内に未処理粒子920が溜まってしまうため、薄膜910の膜質が低下してしまう問題があった。 I will explain in detail. Conventional film forming apparatuses form a thin film of a predetermined thickness on a substrate without performing a surface treatment mode. In other words, in the conventional film forming apparatus, even if unprocessed particles 920 derived from the raw material gas that could not be completely processed remain on the surface of the thin film 910 that is being formed, as shown in FIG. Film-forming particles were further deposited on the thin film 910 to form a thin film 920 with a predetermined thickness. Therefore, in the conventional film forming apparatus, as shown in FIG. 6(b), untreated particles 920 accumulate in the thin film 910, resulting in a problem that the film quality of the thin film 910 deteriorates.

これに対して、本実施形態における成膜装置100は、原料ガスであるHMDSガスをプラズマ処理して基材W上に薄膜Fを形成する成膜モードと、薄膜Fの形成を行わずに薄膜Fの表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードをプラズマ処理手段3により行っている。そのため、成膜モードにより基材W上に形成した薄膜Fの表面に未処理粒子Gが残存していたとしても表面処理モードによりプラズマ処理することによって、薄膜Fの表面から除去することができる。これにより、未処理粒子Gが薄膜Fに含まれることを抑制することができるため、従来よりも薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 On the other hand, the film forming apparatus 100 according to the present embodiment has a film forming mode in which a thin film F is formed on the base material W by plasma processing the HMDS gas as a raw material gas, and a thin film forming mode in which the thin film F is not formed on the base material W. A surface treatment mode in which the surface of F is subjected to plasma treatment is performed by the plasma treatment means 3. Therefore, even if untreated particles G remain on the surface of the thin film F formed on the base material W in the film formation mode, they can be removed from the surface of the thin film F by plasma treatment in the surface treatment mode. Thereby, it is possible to suppress the untreated particles G from being included in the thin film F, so that deterioration in the film quality of the thin film F can be reduced more than before.

また、本実施形態における成膜装置100は、搬送手段2により搬送される基材Wに対して複数の電極ユニット31により成膜モードと表面処理モードを交互に行っているため、基材W上に比較的厚めの薄膜Fを形成する場合であっても、薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 Further, in the film forming apparatus 100 in this embodiment, since the plurality of electrode units 31 alternately perform the film forming mode and the surface treatment mode on the base material W transported by the transport means 2, Even when a relatively thick thin film F is formed, deterioration in the film quality of the thin film F can be reduced.

具体的に説明する。本実施形態における表面処理モードは、電極ユニット31によりO2ガスをプラズマ化してラジカルRを発生させ、このラジカルRと薄膜Fの表面に残存する未処理粒子Gを反応させることによって未処理粒子Gを薄膜Fの表面から除去することができる。しかし、図3(a)に示すように表面処理モードを行う前に未処理粒子Gが薄膜F内に残存していた場合、その未処理粒子GとラジカルRを反応させることはできないため、薄膜F内の未処理粒子Gを除去することができない。すなわち、表面処理モードでは、薄膜Fの表面に残存する未処理粒子Gしか除去できない。 I will explain in detail. In the surface treatment mode of this embodiment, the electrode unit 31 converts O2 gas into plasma to generate radicals R, and the untreated particles G remaining on the surface of the thin film F are reacted with the radicals R to remove the untreated particles G. It can be removed from the surface of the thin film F. However, as shown in FIG. 3(a), if untreated particles G remain in the thin film F before performing the surface treatment mode, the untreated particles G cannot react with the radicals R, so the thin film Untreated particles G in F cannot be removed. That is, in the surface treatment mode, only the untreated particles G remaining on the surface of the thin film F can be removed.

これに対して本実施形態における成膜装置100は、複数の電極ユニット31を、成膜モードを行うための第1の電極ユニットと表面処理モードを行うための第2の電極ユニットに分けて、各モードによる処理を交互に行っている。すなわち、薄膜Fの形成と薄膜Fの表面処理を交互に行いながら、搬送される基材W上に所定の厚さの薄膜Fを形成している。このように薄膜Fの形成途中に薄膜Fの表面処理をこまめに行うことができるため、薄膜F内に未処理粒子Gが溜まりにくくなる。これにより、基材W上に比較的厚めの薄膜Fを形成する場合であっても、薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。また、搬送手段2により基材Wを搬送しながら上記処理を行っているため、成膜レートを高めることができる。すなわち、成膜レートを高めつつ、薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 On the other hand, the film forming apparatus 100 in this embodiment divides the plurality of electrode units 31 into a first electrode unit for performing the film forming mode and a second electrode unit for performing the surface treatment mode. Processing in each mode is performed alternately. That is, while forming the thin film F and performing surface treatment of the thin film F alternately, the thin film F having a predetermined thickness is formed on the substrate W being transported. In this way, since the surface treatment of the thin film F can be carried out frequently during the formation of the thin film F, it becomes difficult for untreated particles G to accumulate in the thin film F. Thereby, even when a relatively thick thin film F is formed on the base material W, deterioration in the film quality of the thin film F can be reduced. Moreover, since the above-mentioned processing is performed while the base material W is transported by the transport means 2, the film formation rate can be increased. That is, it is possible to reduce the deterioration in film quality of the thin film F while increasing the film formation rate.

ここで、搬送手段2による基材Wの搬送速度を速くするなど、搬送される基材Wが第1の電極ユニットと第2の電極ユニットのそれぞれを通過する時間を早くしてもよい。すなわち、各モードへの切り替えのタイミングを早くしてもよい。これにより、薄膜Fの形成途中における薄膜Fの表面処理をよりこまめに行うことができるため、図3(b)および図3(c)に示すような薄膜F中に未処理粒子Gが残存する状態になることを抑制しやすくなる。したがって、薄膜Fの膜質の低下をより軽減することができる。 Here, the time for the transported base material W to pass through each of the first electrode unit and the second electrode unit may be shortened, such as by increasing the transport speed of the base material W by the transport means 2. That is, the timing of switching to each mode may be made earlier. As a result, the surface treatment of the thin film F can be performed more frequently during the formation of the thin film F, so that untreated particles G remain in the thin film F as shown in FIG. 3(b) and FIG. 3(c). This makes it easier to prevent the situation from occurring. Therefore, deterioration in film quality of the thin film F can be further reduced.

なお、第1の電極ユニットと第2の電極ユニットに、各々の電極ユニット31を分ける分け方は前述のものに限らない。たとえば、電極ユニット31a、電極ユニット31b、電極ユニット31d、および電極ユニット31eを成膜モードを行う第1の電極ユニットとし、電極ユニット31cおよび電極ユニット31fを表面処理モードを行う第2の電極ユニットとするように、連続して並ぶ複数の電極ユニット31により成膜モードを行ったあとに、それら成膜モードを行う電極ユニット31に続く電極ユニット31により表面処理モードを行うようにしてもよい。このように、複数の電極ユニット31により基材W上への薄膜Fの形成を連続して行ったあとに、形成した薄膜Fの表面処理を行うため、各モードによる処理を1つの電極ユニット31ごとに交互に行うよりも成膜レートをより高めることができる。 Note that the method of dividing each electrode unit 31 into a first electrode unit and a second electrode unit is not limited to the above-mentioned method. For example, the electrode unit 31a, the electrode unit 31b, the electrode unit 31d, and the electrode unit 31e are used as a first electrode unit that performs a film formation mode, and the electrode unit 31c and the electrode unit 31f are used as a second electrode unit that performs a surface treatment mode. After the film formation mode is performed by a plurality of electrode units 31 arranged in series, the surface treatment mode may be performed by the electrode unit 31 following the electrode units 31 performing the film formation mode. In this way, after the thin film F is continuously formed on the base material W by a plurality of electrode units 31, the surface treatment of the formed thin film F is performed, so that the processing in each mode is performed by one electrode unit 31. It is possible to increase the film formation rate more than when performing the steps alternately.

また、前述したように各モードへの切り替えを制御部により行わなくてもよい。たとえば、成膜モードを行う第1の電極ユニットと搬送される基材Wの成膜面との間にだけHMDSガスを供給するよう原料ガス供給部51を配置すればよい。すなわち、表面処理モードを行う第2の電極ユニットと搬送される基材Wの成膜面との間にHMDSガスを供給する原料ガス供給部51は敢えて設けない。これにより、第1の電極ユニットによる基材W上への薄膜Fの形成と第2の電極ユニットによる薄膜Fの表面処理が行われる。 Further, as described above, switching to each mode does not need to be performed by the control unit. For example, the source gas supply section 51 may be arranged to supply the HMDS gas only between the first electrode unit performing the film formation mode and the film formation surface of the substrate W being transported. That is, the source gas supply unit 51 that supplies the HMDS gas between the second electrode unit that performs the surface treatment mode and the film-forming surface of the substrate W to be transported is intentionally not provided. Thereby, the formation of the thin film F on the base material W by the first electrode unit and the surface treatment of the thin film F by the second electrode unit are performed.

〔第二実施形態〕
次に本発明の第二実施形態における成膜装置100について図4を用いて説明する。本実施形態における成膜装置100は、成膜モードと表面処理モードによる処理を、基材Wの成膜面と電極ユニット31に挟まれる処理領域を基材Wの搬送方向において成膜モードを行う領域と表面処理モードを行う領域に分けることで行っている点で第一実施形態と異なっている。なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の点について具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
[Second embodiment]
Next, a film forming apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention will be described using FIG. 4. The film forming apparatus 100 in this embodiment performs processing in a film forming mode and a surface treatment mode, and performs a film forming mode in a processing area sandwiched between the film forming surface of the base material W and the electrode unit 31 in the transport direction of the base material W. This embodiment differs from the first embodiment in that it is divided into regions and regions in which the surface treatment mode is performed. Note that in the following description, specific descriptions of the same points as in the first embodiment will be omitted, and the description will focus on the different parts.

図4は、本発明の第二実施形態における成膜装置100を示す図であり、図4(a)および図4(b)は本実施形態における成膜装置100の異なるバリエーションを示している。 FIG. 4 is a diagram showing a film forming apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 4(a) and 4(b) show different variations of the film forming apparatus 100 according to this embodiment.

本実施形態におけるプラズマ処理手段3は、図4(a)に示すように基材Wの成膜面と電極ユニット31に挟まれる領域である処理領域を、基材Wの搬送方向において成膜モードを行う領域と表面処理を行う領域に分ける処理領域分割手段6を有している。なお、以下の説明では、成膜モードを行う領域を成膜領域D、表面処理を行う領域を表面処理領域Tと呼ぶ。 As shown in FIG. 4(a), the plasma processing means 3 in this embodiment operates in a film-forming mode in the transport direction of the base material W in a processing region that is a region sandwiched between the film-forming surface of the base material W and the electrode unit 31. The treatment area dividing means 6 divides the treatment area into an area where surface treatment is performed and an area where surface treatment is performed. In the following description, the region where the film formation mode is performed will be referred to as the film formation region D, and the region where the surface treatment will be performed will be referred to as the surface treatment region T.

処理領域分割手段6は、図4(a)に示すように基材Wの所定面と電極ユニット31に挟まれる領域である処理領域を成膜領域Dと表面処理領域Tに仕切る仕切部61を有している。仕切部61は、間仕切りチャンバ32内を基材Wの搬送方向に区切るよう形成された板状の部材であり、図4(a)に示すように基材Wの搬送方向における電極部33の直線部37aと直線部37c間の中央部に配置されるよう間仕切りチャンバ32内に設けられている。この仕切部61は、基材Wの搬送方向と直交する(図4(a)におけるZ軸方向)に長く形成され、長手方向における仕切部61の端部が搬送される基材Wの成膜面と対向したときに基材Wの成膜面との間隔が所定の間隔になるよう形成されている。ここでいう所定の間隔とは、仕切部61の端部が搬送される基材Wの成膜面および基材W上に形成される薄膜Fと接触しない程度に近接する間隔のことである。これにより、間仕切りチャンバ32内が基材Wの搬送方向において二分される。 As shown in FIG. 4(a), the processing area dividing means 6 includes a partition part 61 that partitions the processing area, which is an area sandwiched between a predetermined surface of the base material W and the electrode unit 31, into a film forming area D and a surface treatment area T. have. The partition part 61 is a plate-shaped member formed to partition the inside of the partition chamber 32 in the transport direction of the base material W, and as shown in FIG. 4(a), the straight line of the electrode part 33 in the transport direction of the base material W. It is provided in the partition chamber 32 so as to be located in the center between the portion 37a and the straight portion 37c. This partition part 61 is formed long in the direction perpendicular to the transport direction of the base material W (Z-axis direction in FIG. 4(a)), and the end of the partition part 61 in the longitudinal direction is used to form a film on the base material W to be transported. It is formed so that the distance from the film-forming surface of the base material W is a predetermined distance when facing the surface. The predetermined interval here refers to an interval at which the ends of the partitions 61 are close enough not to come into contact with the film-forming surface of the substrate W being transported and the thin film F formed on the substrate W. Thereby, the inside of the partition chamber 32 is divided into two in the conveyance direction of the base material W.

そして、プラズマ形成ガス供給部4が、図4(a)に示すように二分された間仕切りチャンバ32のそれぞれの内部にO2ガスを供給するよう複数設けられる。これにより、二分された間仕切りチャンバ32のそれぞれの内部でプラズマ雰囲気が形成されてラジカルが発生する。 A plurality of plasma forming gas supply units 4 are provided so as to supply O2 gas into each of the partition chambers 32 divided into two as shown in FIG. 4(a). As a result, a plasma atmosphere is formed inside each of the divided partition chambers 32, and radicals are generated.

また、原料ガス供給部51が、図4(a)に示すように基材Wの搬送方向において二分された間仕切りチャンバ32の上流側と搬送される基材Wの成膜面との間にHMDSガスを供給できるよう配置される。ここで、仕切部61は、前述のとおり仕切部61の端部が搬送される基材Wの成膜面と対向したときに基材Wの成膜面との間隔が上記所定の間隔になるよう形成されているため、原料ガス供給部51により供給されるHMDSガスが、二分された間仕切りチャンバ32の下流側と搬送される基材Wの成膜面との間に流入しにくくなる。 Further, as shown in FIG. 4(a), the raw material gas supply section 51 is connected to the HMDS between the upstream side of the partition chamber 32, which is divided into two in the transport direction of the base material W, and the film-forming surface of the base material W to be transported. Arranged to supply gas. Here, as described above, when the end of the partition part 61 faces the film-forming surface of the substrate W to be transported, the distance between the partition part 61 and the film-forming surface of the base material W becomes the predetermined distance. Because of this configuration, the HMDS gas supplied by the raw material gas supply section 51 is difficult to flow between the downstream side of the partition chamber 32 divided into two and the film-forming surface of the substrate W being transported.

これにより、基材Wの搬送方向において二分された間仕切りチャンバ32の上流側と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域ではHMDSガスとラジカルRが反応して薄膜Fが形成され、この処理領域よりも下流側に位置する処理領域ではラジカルRと薄膜Fの表面に残留する未処理粒子Gが反応して未処理粒子Gが除去される。すなわち、基材Wの搬送方向において二分された間仕切りチャンバ32の上流側と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域を成膜領域D、下流側と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域を表面処理領域Tとして、各処理が行われるようになっている。 As a result, the HMDS gas and the radicals R react to form the thin film F in the processing region sandwiched between the upstream side of the partition chamber 32, which is divided into two in the transport direction of the base material W, and the film formation surface of the base material W to be transported. In the treatment region located downstream of this treatment region, the radicals R and the untreated particles G remaining on the surface of the thin film F react, and the untreated particles G are removed. That is, the processing area sandwiched between the upstream side of the partition chamber 32, which is divided into two in the conveyance direction of the base material W, and the film formation surface of the base material W to be conveyed is defined as the film formation area D, and the downstream side of the substrate W to be conveyed. Each treatment is performed using a treatment area sandwiched between the film-forming surfaces as a surface treatment area T.

そして、本実施形態おいても複数の電極ユニット31が基材Wの搬送方向に配列するよう設けられており、各々の電極ユニット31と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域を成膜領域Dと表面処理領域Tに分ける。これにより、搬送される基材Wが交互に並んだ成膜領域Dと表面処理領域Tを通過することになるため、基材Wへの薄膜Fの形成と薄膜Fの表面処理が交互に行われ、基材W上に所定の厚さの薄膜Fが形成される。 Also in this embodiment, a plurality of electrode units 31 are provided so as to be arranged in the transport direction of the base material W, and a processing area sandwiched between each electrode unit 31 and the film-forming surface of the base material W to be transported. is divided into a film forming region D and a surface treatment region T. As a result, the substrate W to be transported passes through the film forming area D and the surface treatment area T that are arranged alternately, so the formation of the thin film F on the substrate W and the surface treatment of the thin film F are performed alternately. Then, a thin film F having a predetermined thickness is formed on the base material W.

このように上記実施形態における成膜装置100によれば、従来よりも薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 As described above, according to the film forming apparatus 100 in the embodiment described above, deterioration in the film quality of the thin film F can be reduced more than before.

なお、処理領域の分け方は上記のものに限られず、別の方法により分けてもよい。たとえば、原料ガス供給部51の配置を調節することにより行ってもよい。すなわち、原料ガス供給部51が処理領域分割手段6であってもよい。 Note that the method of dividing the processing areas is not limited to the above method, and may be divided using another method. For example, this may be done by adjusting the arrangement of the raw material gas supply section 51. That is, the raw material gas supply section 51 may be the processing area dividing means 6.

具体的には、図4(b)に示すように原料ガス供給部51は、基材Wの搬送方向における間仕切りチャンバ32と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域の中央部よりも下流側に配置される。そして、原料ガス供給部51は、配置された位置から上流側に吹出口52が向くように傾いている。これにより、原料ガス供給部51から供給されるHMDSガスは、基材Wの搬送方向における間仕切りチャンバ32と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域の中央部よりも上流側に供給され、下流側には供給されないようにすることができる。すなわち、基材Wの搬送方向における間仕切りチャンバ32と搬送される基材Wの成膜面に挟まれる処理領域の中央部よりも上流側が成膜領域D、下流側が表面処理領域Tになるよう処理領域を分けることができる。 Specifically, as shown in FIG. 4(b), the raw material gas supply section 51 supplies the central portion of the processing area sandwiched between the partition chamber 32 and the film-forming surface of the substrate W to be conveyed in the conveyance direction of the substrate W. It is located downstream from the The raw material gas supply section 51 is inclined so that the blow-off port 52 faces upstream from the position where it is disposed. As a result, the HMDS gas supplied from the raw material gas supply section 51 is delivered to the upstream side of the processing area sandwiched between the partition chamber 32 and the film forming surface of the substrate W to be conveyed in the conveyance direction of the substrate W. can be supplied and not supplied to the downstream side. That is, processing is performed so that the upstream side of the processing area sandwiched between the partition chamber 32 and the film formation surface of the substrate W to be transported in the transport direction of the substrate W is the film formation region D, and the downstream side is the surface treatment region T. Areas can be divided.

〔第三実施形態〕
次に本発明の第三実施形態における成膜装置100について図5を用いて説明する。本実施形態における成膜装置100は、基材Wを搬送せずに、1つの電極ユニット31により成膜モードと表面処理モードを行う点で第一実施形態および第二実施形態と異なっている。なお、以下の説明では、第一実施形態および第二実施形態と同様の点について具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, a film forming apparatus 100 according to a third embodiment of the present invention will be described using FIG. 5. The film forming apparatus 100 in this embodiment differs from the first embodiment and the second embodiment in that the film forming mode and the surface treatment mode are performed using one electrode unit 31 without transporting the base material W. Note that, in the following description, specific descriptions of the same points as those of the first embodiment and the second embodiment will be omitted, and the description will focus on the different parts.

図5は、本発明の第三実施形態における成膜装置100を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a film forming apparatus 100 in a third embodiment of the present invention.

本実施形態における成膜装置100は、搬送機構を有さず、基材支持部21によりメインチャンバ1内で基材Wを支持している。また、本実施形態におけるプラズマ処理手段3は、基材Wの成膜面と対向する位置に配置した1つの電極ユニット31と、基材Wと電極ユニット31との間に原料ガスであるHMDSガスを供給する原料ガス供給手段5と、を有し、1つの電極ユニット31により成膜モードと表面処理モードを交互に切り替えて行うようになっている。 The film forming apparatus 100 in this embodiment does not have a transport mechanism and supports the base material W within the main chamber 1 by the base material support section 21. In addition, the plasma processing means 3 in this embodiment includes one electrode unit 31 disposed at a position facing the film-forming surface of the base material W, and HMDS gas, which is a raw material gas, between the base material W and the electrode unit 31. and a source gas supply means 5 for supplying the same, and one electrode unit 31 is used to alternately switch between a film forming mode and a surface treatment mode.

以下、各モードにおいて制御部により制御されるプラズマ形成手段3の各部の動作を具体的に説明する。 Hereinafter, the operation of each part of the plasma forming means 3 controlled by the control section in each mode will be specifically explained.

まず、1回目の成膜モードを行う。具体的には、まず、O2ガスがプラズマ形成ガス供給部4から間仕切りチャンバ32内に供給される。O2ガスが間仕切りチャンバ32内に供給された状態で、高周波電源38により電極部33に電圧を印加する。これにより、プラズマ雰囲気が形成されてラジカルRが発生し、ラジカルRが開口部34から間仕切りチャンバ32外に放出される。次に、HMDSガスが、原料ガス供給手段5により基材Wの成膜面と電極ユニット31の間に供給される。このHMDSガスがラジカルRと反応することによって成膜粒子が生成される。そして、成膜粒子が基材W上に堆積する。所定量の成膜粒子が基材W上に堆積した段階で、成膜モードを停止して表面処理モードに切り替える。 First, a first film formation mode is performed. Specifically, first, O2 gas is supplied into the partition chamber 32 from the plasma forming gas supply section 4. With O2 gas being supplied into the partition chamber 32, a voltage is applied to the electrode section 33 by the high frequency power source 38. As a result, a plasma atmosphere is formed and radicals R are generated, and the radicals R are emitted from the opening 34 to the outside of the partition chamber 32. Next, HMDS gas is supplied between the film-forming surface of the base material W and the electrode unit 31 by the raw material gas supply means 5. When this HMDS gas reacts with radicals R, film-forming particles are generated. Then, the film-forming particles are deposited on the base material W. When a predetermined amount of film-forming particles are deposited on the base material W, the film-forming mode is stopped and switched to the surface treatment mode.

成膜モードから表面処理モードへの切り替えは、原料ガス供給手段5によるHMDSガスの供給を停止させることによって行われる。すなわち、成膜粒子を生成し得ない状態にし、電極ユニット31による薄膜Fの表面に対するプラズマ処理のみを行う状態にする。これにより、薄膜Fの表面がプラズマ処理され、薄膜Fの表面に残存する未処理粒子Gを除去することができる。 Switching from the film formation mode to the surface treatment mode is performed by stopping the supply of HMDS gas by the source gas supply means 5. That is, the state is set such that film-forming particles cannot be generated, and only plasma processing is performed on the surface of the thin film F by the electrode unit 31. Thereby, the surface of the thin film F is plasma-treated, and untreated particles G remaining on the surface of the thin film F can be removed.

ここで、表面処理モードを行う前に、プラズマ形成ガス供給部4による間仕切りチャンバ32内へのO2ガスの供給と、高周波電源38による電極部33への電圧の印加を停止し、メインチャンバ1に接続された真空ポンプによりメインチャンバ1と間仕切りチャンバ32内のガスを排気して、それぞれの内部を減圧してもよい。これにより、成膜モード時に供給されたHMDSガスをメインチャンバ1内から排気することができる。そして、HMDSガスをメインチャンバ1内から排気した後にプラズマ形成ガス供給部4による間仕切りチャンバ32内へのO2ガスの供給と高周波電源38による電極部33への電圧の印加を再開させることによって、薄膜Fの表面処理を行う。これにより、表面処理モード時においてメインチャンバ1内に残存するHMDSガスがプラズマ処理されて成膜粒子化し、薄膜Fの表面に堆積することを防ぐことができる。 Here, before performing the surface treatment mode, the supply of O2 gas into the partition chamber 32 by the plasma forming gas supply section 4 and the application of voltage to the electrode section 33 by the high frequency power supply 38 are stopped, and the The gas inside the main chamber 1 and the partition chamber 32 may be evacuated by a connected vacuum pump to reduce the pressure inside each chamber. Thereby, the HMDS gas supplied during the film formation mode can be exhausted from the main chamber 1. After the HMDS gas is exhausted from the main chamber 1, the supply of O2 gas into the partition chamber 32 by the plasma forming gas supply section 4 and the application of voltage to the electrode section 33 by the high frequency power source 38 are restarted, thereby forming a thin film. Perform F surface treatment. Thereby, it is possible to prevent the HMDS gas remaining in the main chamber 1 from being subjected to plasma treatment to be converted into film particles and deposited on the surface of the thin film F during the surface treatment mode.

これら成膜モードと表面処理モードを交互に行うことによって、基材W上に比較的厚めの薄膜Fを形成する。 A relatively thick thin film F is formed on the base material W by performing these film forming modes and surface treatment modes alternately.

このように上記実施形態における成膜装置100によれば、従来よりも薄膜Fの膜質の低下を軽減することができる。 As described above, according to the film forming apparatus 100 in the embodiment described above, deterioration in the film quality of the thin film F can be reduced more than before.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。たとえば、基材Wは板状の部材に限られず、一方向に延びる帯状のシート部材であってもよい。この場合、基材Wを搬送する搬送手段2は、ロールツーロール方式の搬送機構を有するよう構成されるとよい。 The embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, but the configurations and combinations thereof in each embodiment are merely examples, and additions, omissions, etc. of the configurations may be made without departing from the spirit of the present invention. Substitutions and other changes are possible. For example, the base material W is not limited to a plate-shaped member, but may be a belt-shaped sheet member extending in one direction. In this case, the conveying means 2 for conveying the base material W may be configured to have a roll-to-roll type conveying mechanism.

また、上記実施形態では、メインチャンバ1に真空ポンプを接続し、その真空ポンプにより間仕切りチャンバ32内の圧力を調節する例について説明したが、これに限らず、間仕切りチャンバ32にも真空ポンプを接続し、その真空ポンプにより間仕切りチャンバ32内の圧力を調節してもよい。ここで、プラズマ処理手段3が複数の間仕切りチャンバ32を有する場合、各々の間仕切りチャンバ32に真空ポンプを接続するとよい。 Further, in the above embodiment, an example has been described in which a vacuum pump is connected to the main chamber 1 and the pressure inside the partition chamber 32 is adjusted by the vacuum pump, but the present invention is not limited to this. However, the pressure inside the partition chamber 32 may be adjusted by the vacuum pump. Here, when the plasma processing means 3 has a plurality of partition chambers 32, it is preferable to connect a vacuum pump to each partition chamber 32.

100 成膜装置
1 メインチャンバ
2 搬送手段
21 基材支持部
22 把持機構
3 プラズマ処理手段
31 電極ユニット
32 間仕切りチャンバ
33 電極部
34 開口部
35 電極
36 カバー部
37a 直線部
37b 折り返し部
37c 直線部
38 高周波電源
4 プラズマ形成ガス供給部
5 原料ガス供給手段
51 原料ガス供給部
52 吹出口
6 処理領域分割手段
61 仕切部
W 基材
F 薄膜
R ラジカル
G 未処理粒子
D 成膜領域
T 表面処理領域
100 Film forming apparatus 1 Main chamber 2 Transport means 21 Substrate support section 22 Gripping mechanism 3 Plasma processing means 31 Electrode unit 32 Partition chamber 33 Electrode section 34 Opening section 35 Electrode 36 Cover section 37a Straight section 37b Folded section 37c Straight section 38 High frequency Power source 4 Plasma forming gas supply section 5 Source gas supply means 51 Source gas supply section 52 Air outlet 6 Processing area dividing means 61 Partition section W Base material F Thin film R Radical G Untreated particles D Film forming area T Surface treatment area

Claims (4)

プラズマ雰囲気を形成する電極ユニットと、基材の所定面と前記電極ユニットとの間に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、を有するプラズマ処理手段を備え、
前記プラズマ処理手段により原料ガスをプラズマ処理することによって、基材の所定面にプラズマ処理された前記原料ガスからなる薄膜を形成する成膜装置であって、
前記プラズマ処理手段は、前記原料ガス供給手段により基材の所定面と前記電極ユニットとの間に前記原料ガスを供給し、前記電極ユニットにより前記原料ガスをプラズマ処理して基材の所定面に前記薄膜を形成する成膜モードと、
前記薄膜の形成は行わず、前記電極ユニットにより基材上の前記薄膜の表面に対してプラズマ処理を行う表面処理モードと、を有している成膜装置。
A plasma processing means having an electrode unit that forms a plasma atmosphere, and a source gas supply means that supplies a source gas between a predetermined surface of a base material and the electrode unit,
A film forming apparatus that forms a thin film made of the plasma-treated raw material gas on a predetermined surface of a base material by plasma-treating the raw material gas with the plasma processing means,
The plasma processing means supplies the raw material gas between a predetermined surface of the base material and the electrode unit by the raw material gas supply means, and plasma-processes the raw material gas by the electrode unit onto the predetermined surface of the base material. a film formation mode for forming the thin film;
A film forming apparatus having a surface treatment mode in which the surface of the thin film on the base material is subjected to plasma treatment using the electrode unit without forming the thin film.
前記プラズマ処理手段は、前記成膜モードと前記表面処理モードを交互に行い、基材上に所定の厚さの薄膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing means alternately performs the film forming mode and the surface treatment mode to form a thin film with a predetermined thickness on the base material. 基材を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記プラズマ処理手段は、基材の搬送方向に沿って配列される前記電極ユニットを複数有し、
複数の前記電極ユニットは、前記成膜モードを行うための第1の電極ユニットと、前記表面処理モードを行うための第2の電極ユニットに分けられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成膜装置。
Further comprising a conveyance means for conveying the base material,
The plasma processing means has a plurality of the electrode units arranged along the conveyance direction of the base material,
2. The plurality of electrode units are divided into a first electrode unit for performing the film formation mode and a second electrode unit for performing the surface treatment mode. The film forming apparatus described in .
基材を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記プラズマ処理手段は、基材の所定面と前記電極ユニットに挟まれる領域である処理領域を、基材の搬送方向において前記成膜モードを行う領域と前記表面処理モードを行う領域に分ける処理領域分割手段を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成膜装置。
Further comprising a conveyance means for conveying the base material,
The plasma processing means divides a processing region, which is a region sandwiched between a predetermined surface of the base material and the electrode unit, into a region where the film formation mode is performed and a region where the surface treatment mode is performed in the transport direction of the base material. 3. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a dividing means.
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