JP5040066B2 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents

Film forming apparatus and film forming method Download PDF

Info

Publication number
JP5040066B2
JP5040066B2 JP2005104451A JP2005104451A JP5040066B2 JP 5040066 B2 JP5040066 B2 JP 5040066B2 JP 2005104451 A JP2005104451 A JP 2005104451A JP 2005104451 A JP2005104451 A JP 2005104451A JP 5040066 B2 JP5040066 B2 JP 5040066B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film forming
chamber
forming apparatus
film
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005104451A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006283119A (en
Inventor
実 駒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2005104451A priority Critical patent/JP5040066B2/en
Publication of JP2006283119A publication Critical patent/JP2006283119A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5040066B2 publication Critical patent/JP5040066B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

本発明は、プラズマCVD成膜装置(以下、成膜装置と称する)及びプラズマCVD成膜方法(以下、成膜方法と称する)に係り、特に減圧下において基材表面に均一に薄膜を安定して形成する成膜装置及び成膜方法に関するものである。   The present invention relates to a plasma CVD film-forming apparatus (hereinafter referred to as a film-forming apparatus) and a plasma CVD film-forming method (hereinafter referred to as a film-forming method), and in particular, stabilizes a thin film uniformly on a substrate surface under reduced pressure. The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method.

従来、プラズマCVD法により基材上に薄膜を形成するためには、容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマを用いる方法が知られている(非特許文献1)。   Conventionally, in order to form a thin film on a substrate by plasma CVD, a method using capacitively coupled plasma and inductively coupled plasma is known (Non-Patent Document 1).

プラズマエレクトロニクス オーム社 菅井秀郎編集 第1版第1刷 平成12年8月25日発行 106ページPlasma Electronics Ohmsha, edited by Hideo Sakurai, 1st edition, 1st edition, issued on August 25, 2000, page 106

本文献106ページ8行目には、容量結合型プラズマは簡単に大口径プラズマを作れることが記載され、ウエハーやガラス等のセラミックス、樹脂板、プラスチックフィルム、金属板、金属箔等の基材に対して薄膜形成を行う分野で、容量結合型プラズマが広く用いられている。   On page 106, line 8 of this document, it is described that capacitively coupled plasma can easily generate large-diameter plasma, which can be applied to substrates such as ceramics such as wafers and glass, resin plates, plastic films, metal plates, and metal foils. On the other hand, capacitively coupled plasma is widely used in the field of thin film formation.

本文献、図6.3及び106ページ13行目から14行目には容量結合型プラズマを薄膜形成に用いる場合、プラズマ放電用の2枚の電極を用い、被成膜基材は、これら2枚の電極上に配置され、この状態で成膜が行われる。   In this document, FIG. 6.3 and page 106, lines 13 to 14, when capacitively coupled plasma is used for thin film formation, two electrodes for plasma discharge are used. It arrange | positions on the sheet | seat of a sheet | seat, and film-forming is performed in this state.

しかしながら、このような方法で成膜を行う場合、特に半導体や絶縁性の被成膜基板を電極上に配置することにより、プラズマの電気の流れにくさ、すなわち放電インピータンスが大きくなるという問題があった。この場合、プラズマ放電を立てにくくなったり、プラズマ放電の安定性が悪くなるという問題が生じる。   However, when a film is formed by such a method, there is a problem that, particularly by disposing a semiconductor or an insulating film-forming substrate on the electrode, it is difficult to flow plasma, that is, discharge impedance increases. there were. In this case, there is a problem that it is difficult to generate plasma discharge or the stability of plasma discharge is deteriorated.

また、放電インピーダンスが大きくなると、同一電力を投入した場合でも放電電圧が上昇し、放電電流は低下する。この結果、成膜速度の低下(生産性低下)、膜応力の増加、基材へのダメージ(電気的なチャージアップの発生、基材が強くエッチングされることによる密着性不良、基材着色発生など)の不具合が生じ、膜品質の低下が問題となる。   Further, when the discharge impedance increases, the discharge voltage increases and the discharge current decreases even when the same power is applied. As a result, film formation rate decreases (productivity decrease), film stress increases, damage to the substrate (electric charge-up occurs, poor adhesion due to strong etching of the substrate, substrate coloring occurs Etc.), and deterioration of film quality becomes a problem.

さらには、基材によって放電インピーダンスが異なるため、形成される膜の膜厚や膜質が異なるという問題が生じ、基材の種類毎に成膜条件を最適化させる必要があった。
以上の問題は、例えばSiO2やTiO2のような絶縁膜を形成する際は、成膜材料の分解性が悪いことに起因して放電インピーダンスが更に大きくなり、成膜が不安定になるという問題がある。
一方で成膜インピーダンスが小さいことが問題となる場合もある。放電インピーダンスが小さい場合は、放電電圧が小さく、放電電流が大きくなり、基材へのイオン打ち込み効果が小さくなり、結果として膜の密着性が不足し、膜剥離を起すことがある。
Furthermore, since the discharge impedance differs depending on the base material, there arises a problem that the film thickness and film quality of the formed film differ, and it is necessary to optimize the film forming conditions for each type of base material.
For example, when an insulating film such as SiO2 or TiO2 is formed, the discharge impedance is further increased due to the poor decomposability of the film forming material, and the film forming becomes unstable. is there.
On the other hand, there may be a problem that the film forming impedance is small. When the discharge impedance is small, the discharge voltage is small, the discharge current is large, the effect of ion implantation into the substrate is small, and as a result, the adhesion of the film is insufficient, and film peeling may occur.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基材表面に均一かつ良質な薄膜を安定して形成できる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of stably forming a uniform and high-quality thin film on the surface of a substrate. It is in.

前述した目的を達成するために第1の発明は、プラズマCVD法により、減圧下で基材に薄膜を形成する成膜装置であって、チャンバと、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、前記チャンバ内で、前記基材の同一表面側に配置され、電気的にフローティングレベルに設置された1組の電極と、前記2つの電極間に、一方の電極と他方の電極が反対の極性を持つように、周波数が10Hz〜27.12MHzである交流の電力を供給する電源と、を具備し、前記1組の電極間にプラズマを発生させることを特徴とする成膜装置である。
ここで電気的フローティングレベルとは、アースレベルに設置されたチャンバや成膜装置部品とは絶縁性が保たれるように、絶縁性部品や絶縁性コーティングを用い電極が設計、設置されている状態を意味している。電極の絶縁性が確保されているように設計されているにもかかわらず、電極の冷却に必要な冷媒が用いられ、この冷媒や冷媒を循環供給するための配管が若干の導電性を有することに起因してアースレベル(グランドレベル)を基準とし、電極とアースとの間で10kΩ〜1000MΩの抵抗を有している場合も本発明に含まれる。
この成膜装置では、前記1組の電極から構成される複数組の電極が、前記基板の両側に設置されてもよい。
前記電源は、投入電力制御または、インピーダンス制御等により制御される。
In order to achieve the above-described object, a first invention is a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate under reduced pressure by a plasma CVD method, and a chamber and a gas supply unit for supplying a gas into the chamber And a pair of electrodes disposed on the same surface side of the substrate in the chamber and placed at an electrically floating level, and one electrode and the other electrode are opposite between the two electrodes . And a power supply that supplies AC power having a frequency of 10 Hz to 27.12 MHz so as to have polarity, and a plasma generation apparatus that generates plasma between the pair of electrodes.
Here, the electrical floating level refers to the state in which the electrodes are designed and installed using insulating parts and insulating coatings so that insulation is maintained from chambers and film deposition equipment parts installed at the ground level. Means. Despite being designed so that the insulation of the electrode is ensured, the refrigerant required for cooling the electrode is used, and this refrigerant and the piping for circulating supply of the refrigerant have some conductivity The case where a resistance of 10 kΩ to 1000 MΩ is provided between the electrode and the ground based on the ground level (ground level) due to the above is also included in the present invention.
In this film forming apparatus, a plurality of sets of electrodes composed of the one set of electrodes may be installed on both sides of the substrate.
The power source is controlled by input power control or impedance control.

前記電極は、基材近傍にプラズマを集中して形成するマグネットを備えてもよい。前記マグネットは、基材表面での水平磁束密度が10ガウスから10000ガウスであり、前記マグネットは、マグネトロン構造を有する。
前記電源は、周波数が10kHzから27.12MHzであることが望ましい。前記電源は、投入電力制御または、インピーダンス制御等により制御される。
The electrode may include a magnet that concentrates and forms plasma near the substrate. The magnet has a horizontal magnetic flux density of 10 gauss to 10000 gauss on the substrate surface, and the magnet has a magnetron structure.
The power supply preferably has a frequency of 10 kHz to 27.12 MHz. The power source is controlled by input power control or impedance control.

前記基材は、電気的にアースレベルに設置されてもよく、電気的にフローティングレベルに設置されてもよい。また、前記基材が電気的にフローティングレベルの場合、前記基材に一定の直流電圧を印加してもよい。
前記ガス供給部は、前記基材の前記電極側に取り付けられ、前記基材表面に向けてガスを供給する。前記ガス供給部は、電気的にフローティングレベルである。
The substrate may be installed at an electrical ground level or may be installed at an electrical floating level. Further, when the base material is at an electrically floating level, a constant DC voltage may be applied to the base material.
The gas supply unit is attached to the electrode side of the substrate and supplies gas toward the substrate surface. The gas supply unit is electrically at a floating level.

前記チャンバは、成膜室と排気室とを有する構成としてもよい。前記排気室の真空度は、前記成膜室成膜時の真空度よりも10倍以上10000倍以下の範囲で高いことが望ましい。
また成膜装置は、基材搬送機構を更に具備してもよい。この場合、基材は、絶縁性のトレー、キャリア等の基材保持部品に載置される。また成膜装置は、前記チャンバに隣接するロードロック室を備えてもよい。
The chamber may have a film forming chamber and an exhaust chamber. It is desirable that the degree of vacuum in the exhaust chamber is higher in the range of 10 times or more and 10,000 times or less than the degree of vacuum at the time of film formation in the film forming chamber.
The film forming apparatus may further include a substrate transport mechanism. In this case, the substrate is placed on a substrate holding component such as an insulating tray or carrier. Further, the film forming apparatus may include a load lock chamber adjacent to the chamber.

第2の発明は、プラズマCVD法により、減圧下で基材に薄膜を形成する成膜方法であって、チャンバ内にガスを供給し、前記チャンバ内で、前記基材の同一表面側に配置され、電気的にフローティングレベルに設置された1組の電極に、一方の電極と他方の電極が反対の極性を持つように、周波数が10Hz〜27.12MHzである交流の電力を供給して、前記1組の電極間にプラズマを発生させ、前記基材上に薄膜を形成することを特徴とする成膜方法である。 A second invention is a film forming method in which a thin film is formed on a base material under reduced pressure by a plasma CVD method, wherein a gas is supplied into the chamber and disposed on the same surface side of the base material in the chamber. And supplying AC power having a frequency of 10 Hz to 27.12 MHz so that one electrode and the other electrode have opposite polarities to a pair of electrodes that are electrically installed at a floating level, In the film forming method, plasma is generated between the pair of electrodes to form a thin film on the substrate.

本発明によれば基材を電極間に置いて成膜しないため、プラズマ放電中に電気的にカップリングされず、放電のインピーダンス上昇を防ぐことが可能となる。この結果、放電開始電圧の低減により、プラズマ放電が立ちやすくなる、放電維持電圧の低減により、安定してプラズマ放電が可能となるなどの利点がある。また放電インピーダンスが上昇しないことから、プラズマCVD成膜においては成膜速度の向上(生産性向上)、膜応力の低減、基材へのダメージ低減(電気的なチャージアップの発生抑制、基材エッチング低減による密着性向上、基材着色低減)を図ることが可能となる。さらに、基材によるインピーダンス変動を考慮する必要がなくなるため、基材の種類毎に成膜条件を最適化する必要がなくなる。また、電極の配置や形状により、必要に応じてインピーダンスの大きさを調整することが可能となる。   According to the present invention, since the base material is not placed between the electrodes to form a film, it is not electrically coupled during plasma discharge, and it is possible to prevent an increase in discharge impedance. As a result, there is an advantage that plasma discharge is easily generated by reducing the discharge start voltage, and that stable plasma discharge is possible by reducing the discharge sustain voltage. In addition, since the discharge impedance does not increase, in plasma CVD film formation, the film formation speed is improved (productivity improvement), film stress is reduced, and damage to the base material is reduced (electric charge-up is suppressed, base material etching is performed). It is possible to improve adhesion and reduce base material coloring by reduction. Furthermore, since it is not necessary to consider the impedance variation due to the substrate, it is not necessary to optimize the film forming conditions for each type of substrate. Further, the size of the impedance can be adjusted as necessary depending on the arrangement and shape of the electrodes.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態に係る成膜装置及び成膜方法について詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る成膜装置1の概略構成を示す図である。チャンバ3内に成膜室4が形成され、成膜室4内にガス供給部7−1、7−2、7−3が設けられる。ガス供給部7−1、7−2、7−3は供給ガス種ごとに流量制御器8−1、8−2、8−3を介してガス貯留部5−1、5−2、5−3と接続される。ガス貯留部5−1、5−2、5−3は成膜用ガスを保持しており、ガス貯留部5−1は、例えば成膜原料であるTEOS(テトラエトキシシランSi(OC2)を貯留し、ガス貯留部5−2は分解性の酸化ガスである酸素(O2)を貯留し、ガス貯留部5−3は放電用イオンガスであるアルゴン(Ar)を貯留する。
Hereinafter, a film forming apparatus and a film forming method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. A film forming chamber 4 is formed in the chamber 3, and gas supply units 7-1, 7-2 and 7-3 are provided in the film forming chamber 4. The gas supply units 7-1, 7-2, and 7-3 are gas storage units 5-1, 5-2, 5- through the flow rate controllers 8-1, 8-2, and 8-3 for each supply gas type. 3 is connected. The gas reservoirs 5-1, 5-2, and 5-3 hold a film-forming gas. The gas reservoir 5-1 includes, for example, TEOS (tetraethoxysilane Si (OC 2 H 5) that is a film-forming raw material. 4 ) is stored, the gas storage section 5-2 stores oxygen (O 2 ) that is a decomposable oxidizing gas, and the gas storage section 5-3 stores argon (Ar) that is an ion gas for discharge. .

チャンバ3内で支持部9に基材ホルダ11が設けられ、基材ホルダ11上に基材13が保持される。図示してはいないが、成膜時に基板を冷却または加熱し、一定温度とすることを目的として、基板ホルダ11内部および支持部9に冷媒や熱媒を循環させるための温度調節媒体用配管を設けてもよい。この基材13としては、例えば、ウエハー、ガラス等のセラミックス、樹脂板、プラスチックフィルム、金属板、金属箔、紙、不織布、繊維等である。   In the chamber 3, a base material holder 11 is provided on the support portion 9, and a base material 13 is held on the base material holder 11. Although not shown, a temperature control medium pipe for circulating a coolant or a heat medium inside the substrate holder 11 and the support portion 9 is provided for the purpose of cooling or heating the substrate at the time of film formation to a constant temperature. It may be provided. Examples of the substrate 13 include a wafer, ceramics such as glass, a resin plate, a plastic film, a metal plate, a metal foil, paper, a nonwoven fabric, and a fiber.

この基材13の表面側に1対の電気的にフローティングレベルに設置された電極35−1、35−2を有する電極ユニット15−1、15−2が設置され、この電極35−1、35−2は一定の周波数で電力を印加可能な電源17に接続される。電源17から電力が供給されて基材13に向けてプラズマ16を発する。チャンバ3には、圧力調整バルブ19を介して真空排気ポンプ21が設けられる。   Electrode units 15-1 and 15-2 having electrodes 35-1 and 35-2 installed at a pair of electrically floating levels on the surface side of the base material 13 are installed. -2 is connected to a power source 17 capable of applying power at a constant frequency. Power is supplied from the power source 17 to emit plasma 16 toward the base material 13. The chamber 3 is provided with an evacuation pump 21 via a pressure adjustment valve 19.

図2は電極ユニット15−1の側面図、図3は図2のA方向矢視図である。
支持台31に絶縁性シールド板33が設けられ、この絶縁性シールド板33に電極35が設けられる。電極35には電力供給配線37が設けられ、電極35の内部に温度調節媒体用配管39が設けられる。電極ユニット15−2も同一の構造体を用いることが可能である。また通常、組にして使用する電極および電極ユニットは、同一サイズ、同一構造体を用いるのが好適である。
2 is a side view of the electrode unit 15-1, and FIG. 3 is a view in the direction of arrow A in FIG.
An insulating shield plate 33 is provided on the support base 31, and an electrode 35 is provided on the insulating shield plate 33. The electrode 35 is provided with a power supply wiring 37, and a temperature control medium pipe 39 is provided inside the electrode 35. The same structure can be used for the electrode unit 15-2. In general, it is preferable to use the same size and the same structure for the electrodes and electrode units used as a set.

電力供給配線37は電源17に接続され、電源17から電力が供給されると電極35からプラズマ16が発生する。温度調節媒体用配管39内部には冷却水等の温度調節媒体が流れ、電極35等を冷却する。   The power supply wiring 37 is connected to the power source 17, and when the power is supplied from the power source 17, the plasma 16 is generated from the electrode 35. A temperature control medium such as cooling water flows inside the temperature control medium pipe 39 to cool the electrode 35 and the like.

ガス供給部7−1、7−2、7−3はその噴出口が基材13表面に向けられるように配置される。このため、基材13表面に均一に成膜用ガスを拡散、供給させることができ、基材13の大面積の部分に均一な成膜を行うことができる。   The gas supply units 7-1, 7-2, and 7-3 are arranged so that the jet ports thereof are directed to the surface of the base material 13. For this reason, the film-forming gas can be uniformly diffused and supplied to the surface of the base material 13, and uniform film formation can be performed on a large area portion of the base material 13.

電源17は、その周波数が10Hzから27.12MHzである。10Hz以上の周波数で成膜原料の分解性が良好となり、プラズマ放電および成膜が可能となる一方、27.12MHzよりも高い周波数では電源やそのマッチング回路が高価になり装置コストが高くなる。
さらに好ましくは10kHz〜500kHz、13.56MHz、27.12MHzが好ましい。
The power supply 17 has a frequency of 10 Hz to 27.12 MHz. At a frequency of 10 Hz or higher, the decomposability of the film-forming raw material becomes good, and plasma discharge and film formation are possible. On the other hand, at a frequency higher than 27.12 MHz, the power supply and its matching circuit become expensive and the apparatus cost increases.
More preferably, 10 kHz to 500 kHz, 13.56 MHz, and 27.12 MHz are preferable.

10kHz〜500kHzの成膜用電源を用いた場合は、成膜材料が成膜のために必要な分解を起こす効率が高く、基材13への成膜材料打ち込み効果が高いため良質な膜が得られる。また、13.56MHz、27.12MHzでは成膜材料の成膜に必要な分解を起こす分解効率が更に高まり、ガスの反応性が高くなり、緻密で密着性の高い良質な成膜が可能となる。これら電源は高周波数帯の中でも、産業上利用を許容された周波数であるため、同周波数電源は多数市販化されていて、安価であるという利点がある。   When a film-forming power source of 10 kHz to 500 kHz is used, the film-forming material is highly efficient in causing decomposition necessary for film formation, and a high-quality film is obtained because the film-forming material driving effect on the substrate 13 is high. It is done. Further, at 13.56 MHz and 27.12 MHz, the decomposition efficiency that causes decomposition necessary for film formation of the film formation material is further increased, the gas reactivity is increased, and high-quality film formation with high density and high adhesion becomes possible. . Since these power supplies are frequencies that are allowed to be used industrially even in the high frequency band, there are advantages that many such power supplies are commercially available and are inexpensive.

電源17の制御方法としては、投入電力制御または放電電圧値を放電電流値で割り算した電気の流れにくさを示す放電インピーダンスを制御する、インピーダンス制御方式がある。投入電力制御では電源17の成膜投入電力を一定となるようにし、プラズマ放電を安定化させながら成膜を行え、安定的、簡便、安価に成膜を行うことができる。   As a control method of the power source 17, there is an impedance control method in which the input impedance control or the discharge impedance indicating the difficulty of the flow of electricity obtained by dividing the discharge voltage value by the discharge current value is used. In the input power control, the film formation input power of the power source 17 is made constant, and the film formation can be performed while stabilizing the plasma discharge, and the film formation can be performed stably, simply, and inexpensively.

インピーダンス制御では、応答性が速く、長時間の成膜におけるインピーダンス変化が生じた場合(例えば放電によりチャンバ3の内壁が温まることで放出し始める水分の影響により、CVD成膜ガスの組成が変化し、結果としてインピーダンスが変化したような場合)、これを一定に維持する効果がある。   In the impedance control, when the response is fast and the impedance changes in the film formation for a long time (for example, the composition of the CVD film formation gas changes due to the influence of moisture that starts to be released when the inner wall of the chamber 3 is warmed by discharge). As a result, when the impedance changes), there is an effect of maintaining this constant.

また、電源17の安定成膜のための制御方法として、光学的手法を用いてもよい。たとえば、プラズマエミッションモニタを設置し、プラズマ中での特定元素の発光強度をモニタし、その発光強度を一定とするためのプロセス制御を行ってもよい。この場合のプロセス制御方法としては、成膜原料ガス、分解性ガス、酸化ガス、放電ガス、イオン化ガスなどの供給ガス量を制御したり、成膜ガス量や添加ガス量を制御したり、成膜圧力、基材温度等の成膜条件を制御してもよい。   An optical method may be used as a control method for stable film formation of the power supply 17. For example, a plasma emission monitor may be installed, the emission intensity of a specific element in the plasma may be monitored, and process control for making the emission intensity constant may be performed. Process control methods in this case include control of the amount of supply gas such as film forming source gas, decomposable gas, oxidizing gas, discharge gas and ionized gas, control of the amount of film forming gas and additive gas, Film formation conditions such as film pressure and substrate temperature may be controlled.

基材13は電気的にアースレベルに設置してもよい。基材13をアースレベルに設置した場合、基材13表面に蓄積された帯電電荷が、基材ホルダ11を伝わりアースレベルに開放され、結果として安定した成膜が可能となる。
この場合、基材ホルダ11やホルダ支持体に金属製の導電性材料を用いることで実現できる。
The base material 13 may be installed at an electrical ground level. When the base material 13 is installed at the ground level, the charged charges accumulated on the surface of the base material 13 are transmitted to the base material holder 11 and released to the ground level, and as a result, stable film formation is possible.
In this case, it can be realized by using a metal conductive material for the substrate holder 11 or the holder support.

また、基材13は電気的にフローティングレベル即ち絶縁電位に設置してもよい。基材13の電位をフローティングレベルとすることで電力の漏れを防ぐことができ、成膜投入電力を高くすることができ、且つその成膜への利用効率も高いものとなる。   Further, the base material 13 may be placed at an electrically floating level, that is, an insulation potential. By setting the potential of the base material 13 to a floating level, it is possible to prevent power leakage, increase the power for film formation, and increase the efficiency of use for film formation.

ここで電気的フローティングレベルとは、アースレベルに設置されたチャンバ3や他の成膜装置部品とは絶縁性が保たれるように、絶縁性部品や絶縁性コーティングを用い電極が設計、設置されている状態を意味している。基板ホルダ11の絶縁性が確保されているように設計されているにもかかわらず、基材13および基板ホルダ11の冷却または加熱に必要な冷媒や熱媒が用いられ、この冷媒や熱媒、これら媒体を循環供給するための配管が若干の導電性を有することに起因してアースレベル(グランドレベル)を基準として、基材13とアースまたは基板ホルダ11とアース間で10kΩ〜1000MΩの抵抗を有している場合も本発明に含まれる。   Here, the electrical floating level means that the electrodes are designed and installed using insulating parts and insulating coating so that the insulating property is maintained from the chamber 3 and other film forming apparatus parts installed at the earth level. It means the state that is. Although the substrate holder 11 is designed to ensure insulation, a refrigerant or a heat medium necessary for cooling or heating the base material 13 and the substrate holder 11 is used. Due to the fact that the piping for circulating and supplying these media has some conductivity, a resistance of 10 kΩ to 1000 MΩ is provided between the base material 13 and the ground or the substrate holder 11 and the ground on the basis of the ground level (ground level). The case of having it is also included in the present invention.

具体的には、基材ホルダ11や基材ホルダ支持体に絶縁性、耐プラズマ性及び耐熱性を有するセラミックス、マイカ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂のような絶縁性材料を用いる方法、または基材ホルダ、基材ホルダ支持体の表面に前記セラミックス、マイカ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂からなる表面処理を施した材料を用いる方法、チャンバ3と基材ホルダ11との間に前記絶縁性のセラミックス、マイカ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂からなる部材を挿入する方法があげられる。
セラミックス材料としては、酸化アルミや酸化珪素のような無機酸化膜、窒化アルミ、窒化珪素、窒化チタン、窒化クロムのような無機窒化膜、酸窒化アルミ、酸窒化珪素、酸窒化チタン、酸窒化クロムのような無機酸窒化膜が上げられる。
Specifically, a method using an insulating material such as ceramic, mica, fluororesin, polyimide resin having insulating properties, plasma resistance and heat resistance for the substrate holder 11 or the substrate holder support, or a substrate holder , A method using a surface-treated material made of the ceramic, mica, fluororesin, polyimide resin on the surface of the substrate holder support, the insulating ceramics, mica, between the chamber 3 and the substrate holder 11, The method of inserting the member which consists of a fluororesin and a polyimide resin is mention | raise | lifted.
Ceramic materials include inorganic oxide films such as aluminum oxide and silicon oxide, inorganic nitride films such as aluminum nitride, silicon nitride, titanium nitride, and chromium nitride, aluminum oxynitride, silicon oxynitride, titanium oxynitride, and chromium oxynitride Such an inorganic oxynitride film is raised.

ガス供給部7−1、7−2、7−3は電気的にフローティングレベルとしてもよい。この場合、ガス供給部7−1、7−2、7−3に成膜電力の漏れを防ぐことができ、成膜投入電力を高くすることができ、且つその成膜への利用効率も高いものとなる。   The gas supply units 7-1, 7-2, and 7-3 may be electrically floating. In this case, it is possible to prevent the deposition power from leaking to the gas supply units 7-1, 7-2, 7-3, the deposition power can be increased, and the utilization efficiency for deposition is high. It will be a thing.

また、ガス供給部7−1、7−2、7−3においてチャンバ3内にガスが供給される以前に配管供給口で成膜が生じ、供給口を塞ぐことを回避できる。   Moreover, before the gas is supplied into the chamber 3 in the gas supply units 7-1, 7-2, and 7-3, it is possible to avoid film formation from occurring at the pipe supply port and blocking the supply port.

次に、成膜装置1の概略の動作について説明する。基材13を基材ホルダ11上に設置し、真空排気ポンプ21を動作させ、圧力調整バルブ19を開き、チャンバ3内成膜室を真空排気する。ガス貯留部5−1、5−2、5−3からそれぞれ流量制御器8−1、8−2、8−3により流量制御しながら成膜用ガスを供給し、均一に混合した後、成膜室内のガス供給部7−1、7−2、7−3へ導き、基材3へ向けて均一に成膜用ガスを噴出させる。圧力調整バルブ19の開度を調整し、成膜室内を所望の真空度に設定する。通常、本プラズマCVD成膜装置および成膜方法においては、安定してプラズマを形成し、所望の十分な緻密性と密着性を有する膜を形成するためには、成膜室の成膜圧力(真空度)を圧力調整バルブ19の開度を調整し、0.1Paから100Paの間の真空度に設定、維持して成膜を行う。
電源17から電極35−1、35−2に一定周波数で電力を供給し、電極35−1、35−2から基材13に向けてプラズマ16が発せられ、基材13上に薄膜が形成される。成膜時に発生した副生成物は真空排気ポンプ21により排気される。
Next, a schematic operation of the film forming apparatus 1 will be described. The substrate 13 is placed on the substrate holder 11, the vacuum exhaust pump 21 is operated, the pressure adjustment valve 19 is opened, and the film forming chamber in the chamber 3 is evacuated. The film forming gas is supplied from the gas storage units 5-1, 5-2, and 5-3 while controlling the flow rate by the flow rate controllers 8-1, 8-2, and 8-3, respectively, and mixed uniformly. The gas is supplied to the gas supply units 7-1, 7-2, and 7-3 in the film chamber, and the film forming gas is jetted uniformly toward the base material 3. The opening degree of the pressure adjusting valve 19 is adjusted to set the desired degree of vacuum in the film forming chamber. Usually, in this plasma CVD film forming apparatus and film forming method, in order to stably form plasma and form a film having a desired sufficient density and adhesion, the film forming pressure ( The degree of vacuum) is adjusted by adjusting the opening degree of the pressure adjusting valve 19, and the film is formed while being set and maintained at a degree of vacuum between 0.1 Pa and 100 Pa.
Electric power is supplied from the power source 17 to the electrodes 35-1 and 35-2 at a constant frequency, plasma 16 is emitted from the electrodes 35-1 and 35-2 toward the base material 13, and a thin film is formed on the base material 13. The By-products generated during the film formation are exhausted by the vacuum exhaust pump 21.

このように第1の実施の形態によれば、電極35−1、35−2が基材13の同一面側に配置されて、成膜が行われる。   As described above, according to the first embodiment, the electrodes 35-1 and 35-2 are arranged on the same surface side of the substrate 13 and film formation is performed.

本発明によれば、基材を電極上に置いて成膜せず、電気的にカップリングされなくなるため、プラズマ放電のインピーダンス上昇を防ぐことができ、容易にプラズマ形成が可能となり、かつ長時間安定して放電およびプラズマCVD成膜を行うことが可能となる。また、放電インピーダンスが上昇しないことから、プラズマCVD成膜においては成膜速度の向上(生産性向上)、膜応力の低減、基材へのダメージ低減(電気的なチャージアップの発生抑制、基材エッチング低減による密着性向上、基材着色低減)をはかることが可能となる。   According to the present invention, since the substrate is not deposited on the electrode and is not electrically coupled, an increase in the impedance of plasma discharge can be prevented, plasma can be easily formed, and a long time is required. It is possible to perform stable discharge and plasma CVD film formation. In addition, since the discharge impedance does not increase, in plasma CVD film formation, the film formation speed is improved (productivity improvement), the film stress is reduced, and damage to the base material is reduced (the occurrence of electrical charge-up is suppressed, the base material) It is possible to improve adhesion by reducing etching and reduce substrate coloring.

さらに基材によるインピーダンスを考慮する必要がなくなるため、基材の種類毎に成膜条件を最適化する必要がなくなる。
また、電極の配置や形状により、必要に応じてインピーダンスの大きさを調整することが可能となる。先に放電インピーダンスが大きくなる場合の不具合を説明したが、一方で成膜インピーダンスが小さいことが問題となる場合もある。放電インピーダンスが小さい場合は、放電電圧が小さく、放電電流が大きくなり、基材へのイオン打ち込み効果が小さくなり、結果として膜の密着性が不足し、膜剥離を起こすことがある。このような場合、具体的には対になって設置されている電極35−1と電極35−2の距離を広げることで放電インピーダンスは増加する。この結果、印加電力一定の場合、成膜の放電電圧は大きく、放電電流は小さくなり、結果としてイオン打ち込み効果が高まり、密着性の高い膜を形成することが可能となる。
反対に電極35−1と電極35−2の距離を狭めることで、放電インピーダンスは減少し、印加電力一定の場合、放電電圧は小さく、放電電流は大きくなり、成膜速度の向上(生産性向上)、膜応力の低減、基材へのダメージ低減(電気的なチャージアップの発生抑制、基材エッチング低減による密着性向上、基材着色低減)を図ることが可能となる。
このように、本発明により、放電インピーダンスを最適とすることが可能となり、基材13へのイオン打ち込み効果を調整し、膜の密着性を高めたり、基材へのダメージを低減し、良質な膜の形成が可能となる。
Furthermore, since it is not necessary to consider the impedance due to the substrate, it is not necessary to optimize the film formation conditions for each type of substrate.
Further, the size of the impedance can be adjusted as necessary depending on the arrangement and shape of the electrodes. Although the malfunction when discharge impedance becomes large previously was demonstrated, it may become a problem that film-forming impedance is small on the other hand. When the discharge impedance is small, the discharge voltage is small, the discharge current is large, the effect of ion implantation into the substrate is small, and as a result, the adhesion of the film is insufficient, and film peeling may occur. In such a case, specifically, the discharge impedance increases by increasing the distance between the electrode 35-1 and the electrode 35-2 installed in a pair. As a result, when the applied power is constant, the discharge voltage for film formation is large and the discharge current is small. As a result, the ion implantation effect is enhanced, and a film with high adhesion can be formed.
On the other hand, by reducing the distance between the electrode 35-1 and the electrode 35-2, the discharge impedance decreases, and when the applied power is constant, the discharge voltage is small and the discharge current is large, and the film formation rate is improved (productivity improvement). ), Reduction of film stress, and reduction of damage to the base material (suppression of occurrence of electrical charge-up, improvement of adhesion due to reduction of base material etching, reduction of base material coloring).
Thus, according to the present invention, it becomes possible to optimize the discharge impedance, adjust the ion implantation effect on the base material 13, increase the adhesion of the film, reduce the damage to the base material, and improve the quality. A film can be formed.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る成膜装置101について説明する。
図4は、成膜装置101の概略構成を示すもので、チャンバ103内に隔壁105が設けられ、隔壁105により成膜室107と排気室109が形成される。
ガス供給部113−1、113−2、113−3は供給ガス種ごとに流量制御器114−1、114−2、114−3を介してガス貯留部111−1、111−2、111−3に接続され、ガス貯留部から111−1、111−2、111−3から個々に流量制御された成膜用ガスが供給される。
Next, a film forming apparatus 101 according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 shows a schematic configuration of the film forming apparatus 101. A partition wall 105 is provided in the chamber 103, and a film forming chamber 107 and an exhaust chamber 109 are formed by the partition wall 105.
The gas supply units 113-1, 113-2, and 113-3 are gas storage units 111-1, 111-2, and 111- for each supply gas type via the flow rate controllers 114-1, 114-2, and 114-3. 3 and a gas for film formation whose flow rate is individually controlled from 111-1, 111-2, and 111-3 are supplied from the gas reservoir.

チャンバ103に設けられた支持部115には電気的絶縁性部品からなるカップリング部117が設けられ、この支持部115に基材ホルダ119が設けられる。基材ホルダ119は基材121を支持する。
チャンバ103内に、電気的にフローティングレベルに設置された電極149−1、149−2を有する電極ユニット123−1、123−2が設けられ、この電極149−1、149−2は電源125に接続される。
The support portion 115 provided in the chamber 103 is provided with a coupling portion 117 made of an electrically insulative component, and a base material holder 119 is provided on the support portion 115. The substrate holder 119 supports the substrate 121.
In the chamber 103, electrode units 123-1 and 123-2 having electrodes 149-1 and 149-2 installed at an electrically floating level are provided. The electrodes 149-1 and 149-2 are connected to a power source 125. Connected.

排気室109側に圧力調整バルブ129−1を介して真空排気ポンプ131−1が設けられ、成膜室107側に圧力調整バルブ129−2を介して真空排気ポンプ131−2が設けられる。   A vacuum exhaust pump 131-1 is provided on the exhaust chamber 109 side via a pressure adjustment valve 129-1, and a vacuum exhaust pump 131-2 is provided on the film formation chamber 107 side via a pressure adjustment valve 129-2.

図5は電極ユニット123−1、123−2の側面図、図6は図5のB方向の矢視図、図7は、図6のC−C断面図である。
電極ユニット123−1、123−2のマグネット構造はマグネトロン構造となっている。図5、図6、図7に示すように、マグネットケース141内に絶縁性スペーサ142、ベースプレート143が設けられ、このベースプレート143にマグネット145が設けられる。マグネットケース141に絶縁性シールド板147が設けられ、この絶縁性シールド板147に電極149が取り付けられる。従ってマグネットケース141と電極149は電気的に絶縁されており、マグネットケース141をチャンバ103内に設置、固定しても電極149は電気的にフローティングレベルとすることが可能である。電極149に電力供給配線151が接続され、電力供給配線151は電源125に接続される。また、電極149内部には電極149及びマグネット145冷却のための温度調節媒体用配管153が設けられる。
5 is a side view of the electrode units 123-1 and 123-2, FIG. 6 is a view taken in the direction of the arrow B in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along CC in FIG.
The magnet structure of the electrode units 123-1 and 123-2 is a magnetron structure. As shown in FIGS. 5, 6, and 7, an insulating spacer 142 and a base plate 143 are provided in the magnet case 141, and a magnet 145 is provided on the base plate 143. The magnet case 141 is provided with an insulating shield plate 147, and the electrode 149 is attached to the insulating shield plate 147. Therefore, the magnet case 141 and the electrode 149 are electrically insulated, and even if the magnet case 141 is installed and fixed in the chamber 103, the electrode 149 can be brought to an electrically floating level. A power supply wiring 151 is connected to the electrode 149, and the power supply wiring 151 is connected to a power source 125. In addition, a temperature adjusting medium pipe 153 for cooling the electrode 149 and the magnet 145 is provided inside the electrode 149.

成膜装置101ではチャンバ103内に隔壁105が設けられ、チャンバ103内が成膜室107と排気室109に分けられる。そして、成膜室107と排気室109内の圧力は異なる。成膜室107で安定してプラズマを形成し、所望の十分な緻密性と密着性を有する膜を形成するためには、成膜室の成膜圧力(真空度)は圧力調整バルブ131−2の開度を調整することにより、0.1Paから100Paの間の真空度に設定、維持され、成膜が行われる。排気室109は成膜室107の成膜時真空度の10倍以上10000倍以下とすることが好ましい。
このように、成膜室107と排気室109に分けることにより成膜時に発生した副生成物を基材121表面近傍から効率よく排気できる。
副生成物を効率よく排気するためには、成膜室107に対して排気室109は少なくとも10倍以上高い真空度であることが必要である。また排気室109の真空度を成膜室107よりも10000倍高いものとするには高価な排気系が必要となるため、10000倍以下とするのが好ましい。
In the film forming apparatus 101, a partition wall 105 is provided in a chamber 103, and the chamber 103 is divided into a film forming chamber 107 and an exhaust chamber 109. The pressures in the film formation chamber 107 and the exhaust chamber 109 are different. In order to stably form plasma in the film formation chamber 107 and form a film having a desired sufficient density and adhesion, the film formation pressure (degree of vacuum) in the film formation chamber is set to the pressure adjusting valve 131-2. By adjusting the degree of opening, the degree of vacuum between 0.1 Pa and 100 Pa is set and maintained, and film formation is performed. The exhaust chamber 109 is preferably 10 times or more and 10,000 times or less the degree of vacuum in the film formation chamber 107 during film formation.
In this way, by separating the film formation chamber 107 and the exhaust chamber 109, by-products generated during film formation can be efficiently exhausted from the vicinity of the surface of the substrate 121.
In order to exhaust the by-product efficiently, the exhaust chamber 109 needs to be at least 10 times higher in vacuum than the film formation chamber 107. Further, since an expensive exhaust system is required to make the vacuum degree of the exhaust chamber 109 10,000 times higher than that of the film forming chamber 107, it is preferably 10,000 times or less.

成膜装置101では図6、図7で示すように、電極ユニット123−1、123−2の内部で電極149−1、149−2の背面にマグネット145を備える。マグネット145は電極149からのプラズマが基材121表面に集中して形成するために設置される。   As shown in FIGS. 6 and 7, the film forming apparatus 101 includes a magnet 145 on the back surface of the electrodes 149-1 and 149-2 inside the electrode units 123-1 and 123-2. The magnet 145 is installed so that plasma from the electrode 149 is concentrated on the surface of the substrate 121.

マグネット145を設けることにより、基材121表面近傍での反応性が高くなり、良質な膜を高速で形成できる。
電極ユニット123−1、123−2のマグネット145は基材121の表面位置での水平磁束密度が10ガウスから10000ガウスである。基材121表面での水平磁束密度が10ガウス以上であれば、基材121表面近傍での反応性を十分高めることが可能となり、良質な膜を高速で形成することができる。
By providing the magnet 145, the reactivity in the vicinity of the surface of the substrate 121 is increased, and a high-quality film can be formed at high speed.
The magnets 145 of the electrode units 123-1 and 123-2 have a horizontal magnetic flux density at the surface position of the substrate 121 of 10 gauss to 10000 gauss. If the horizontal magnetic flux density on the surface of the base material 121 is 10 gauss or more, the reactivity near the surface of the base material 121 can be sufficiently increased, and a high-quality film can be formed at high speed.

一方、基材121表面での水平磁束密度を10000ガウスよりも高くするには高価な磁石または磁場発生機構が必要となる。
電極123−1、123−2のマグネット145の配置構造はマグネトロン構造である。マグネトロン構造とすることでプラズマCVD成膜時に形成されるイオンや電子はこのマグネトロン構造に従って連続的に回転運動を行う。
On the other hand, an expensive magnet or a magnetic field generation mechanism is required to increase the horizontal magnetic flux density on the surface of the base material 121 to more than 10,000 Gauss.
The arrangement structure of the magnets 145 of the electrodes 123-1 and 123-2 is a magnetron structure. With the magnetron structure, ions and electrons formed during plasma CVD film formation continuously rotate according to the magnetron structure.

このため、例えば300mm□以上の大面積の基材121に対してプラズマCVD成膜をする場合においても電極ユニット123−1、123−2表面全体にわたり、電子、イオン等の成膜材料の分解生成物が均一に拡散され、基材121が大面積の場合にも均一且つ安定した成膜が可能となる。   For this reason, for example, even when performing plasma CVD film formation on a substrate 121 having a large area of 300 mm □ or more, over the entire surface of the electrode units 123-1 and 123-2, decomposition generation of film formation materials such as electrons and ions Even when the objects are uniformly diffused and the substrate 121 has a large area, uniform and stable film formation is possible.

また、電極149やマグネット145など電極ユニット123に局所的に偏って熱電子やイオンが蓄積することがなくなり、構成部材の耐熱性が低くてよくなるため、安価に部品を作製できるほか、熱変形、構造物の穴あきや割れ発生といった不具合発生を抑えることが可能となる。
電極149、149−1、149−2は、電力を投入するために導電性でプラズマ耐性に優れ、耐熱性を有し、冷却水による冷却効率が高く(熱伝導率が高く)、非磁性材料で加工性に優れた材料を用い作製することが好ましい。具体的には、アルミニウム、銅、ステンレスが好適に用いられる。
絶縁シールド板147は、絶縁性で、プラズマ耐性に優れ、耐熱性を有し、加工性に優れた材料を用いることが好ましい。具体的には、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂が好適に用いられる。
In addition, since there is no accumulation of thermionic electrons and ions locally on the electrode unit 123 such as the electrode 149 and the magnet 145 and the heat resistance of the constituent members may be low, parts can be manufactured at low cost, It is possible to suppress the occurrence of defects such as perforations and cracks in the structure.
The electrodes 149, 149-1, and 149-2 are electrically conductive and have excellent plasma resistance for supplying power, have heat resistance, high cooling efficiency with cooling water (high thermal conductivity), and nonmagnetic materials Thus, it is preferable to use a material excellent in workability. Specifically, aluminum, copper, and stainless steel are preferably used.
The insulating shield plate 147 is preferably made of a material that is insulating, excellent in plasma resistance, heat resistant, and excellent in workability. Specifically, a fluororesin and a polyimide resin are preferably used.

成膜装置101における電極149−1、149−2、基材121の電位レベル等については成膜装置1と同様にすることができる。   The potentials of the electrodes 149-1 and 149-2 and the base material 121 in the film formation apparatus 101 can be the same as those in the film formation apparatus 1.

ここで基材121が電気的にフローティングレベルの場合、基材121に直流電位をかけ、基材121へのイオン化された成膜材料の打ち込み効果を強めたり、弱めたりする機構を設置することが可能である。イオン化打ち込み効果を高めるためには、基材121にマイナス10Vからマイナス3000Vのマイナス電位を与え、イオン化打ち込み効果を弱めるためには、基材121にプラス10Vからプラス3000Vのプラス電位を与えることが好ましい。
カップリング部117はこのように基材121に対して電位をかける場合に必要な機構で、基材ホルダ119を電気的にフローティングレベルとするためにチャンバ103と基材121と基材ホルダ119間に設置される電気的絶縁性の部材である。
Here, when the base material 121 is in an electrically floating level, a mechanism for applying a direct current potential to the base material 121 to enhance or weaken the effect of implanting the ionized film forming material onto the base material 121 may be installed. Is possible. In order to enhance the ionization implantation effect, it is preferable to apply a minus potential of minus 10 V to minus 3000 V to the base material 121, and in order to weaken the ionization implantation effect, a plus potential of plus 10 V to plus 3000 V is preferably imparted to the substrate 121. .
The coupling portion 117 is a mechanism necessary for applying a potential to the base material 121 in this way, and between the chamber 103, the base material 121, and the base material holder 119 in order to bring the base material holder 119 into an electrically floating level. It is an electrically insulating member installed in

また、設備的には高額複雑となるが、基材121に10Hz〜27.12MHzの周波数を有する交流電力を与えてもよい。なお、このように基材121に直流電位をかけることは他の実施の形態において行ってもよい。   Moreover, although it becomes expensive expensive in terms of equipment, AC power having a frequency of 10 Hz to 27.12 MHz may be applied to the base material 121. In addition, you may perform in this Embodiment that direct current potential is applied to the base material 121 in this way.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る成膜装置201について説明する。
図8は成膜装置201を示すもので、この成膜装置201では基材213の両側に電極230−1、230−2、230−3、230−4を配置したものである。
Next, a film forming apparatus 201 according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 shows a film forming apparatus 201, in which electrodes 230-1, 230-2, 230-3, and 230-4 are arranged on both sides of the base material 213.

チャンバ203内にガス供給部207−1、207−2、207−3、207−4、207−5、207−6が設けられる。ガス供給部207−1、207−2、207−3は供給ガス種ごとに流量制御器240−1、240−2、240−3を介してガス貯留部205−1、205−2、205−3に接続され、ガス供給部207−4、207−5、207−6は供給ガス種ごとに流量制御器240−4、240−5、240−6を介してガス貯留部205−4、205−5、205−6に接続される。   Gas supply units 207-1, 207-2, 207-3, 207-4, 207-5, and 207-6 are provided in the chamber 203. The gas supply units 207-1, 207-2, and 207-3 are supplied to the gas storage units 205-1, 205-2, and 205- via the flow rate controllers 240-1, 240-2, and 240-3 for each supply gas type. The gas supply units 207-4, 207-5, and 207-6 are connected to the gas storage units 205-4 and 205 via the flow rate controllers 240-4, 240-5, and 240-6 for each supply gas type. -5, 205-6.

ガス貯留部205−1、205−2、205−3、205−4、205−5、205−6は成膜用ガスを貯留する。すなわち、ガス貯留部205−1、205−2、205−3は図1のガス貯留部5−1、5−2、5−3に相当する。同様に、ガス貯留部205−4、205−5、205−6はガス貯留部5−1、5−2、5−3に相当する。   The gas storage units 205-1, 205-2, 205-3, 205-4, 205-5, and 205-6 store a film forming gas. That is, the gas storage units 205-1, 205-2, and 205-3 correspond to the gas storage units 5-1, 5-2, and 5-3 in FIG. Similarly, the gas storage units 205-4, 205-5, and 205-6 correspond to the gas storage units 5-1, 5-2, and 5-3.

基材213は基材ホルダ211に保持される。基材213の片面側に電極230−1、230−2が設けられ、この電極230−1、230−2は電源217−1に接続される。
また、基材213の反対の面側に電極230−3、230−4が設けられ、電極230−3、230−4は電源217−2に接続される。
これら電極230−1、230−2、230−3、230−4の電極表面は電気的にフローティングレベルに設置されている。
The base material 213 is held by the base material holder 211. Electrodes 230-1 and 230-2 are provided on one side of the substrate 213, and the electrodes 230-1 and 230-2 are connected to a power source 217-1.
In addition, electrodes 230-3 and 230-4 are provided on the opposite side of the substrate 213, and the electrodes 230-3 and 230-4 are connected to a power source 217-2.
The electrode surfaces of these electrodes 230-1, 230-2, 230-3, and 230-4 are electrically placed at a floating level.

次に、成膜装置201の概略動作について説明する。
ガス貯留部205−1、205−2、205−3に貯留された成膜用ガスは流量制御器240−1、240−2、240−3により個別に流量調整されて、ガス供給部207−1、207−2、207−3から基材213の片面側に向けて放出される。電源217−1から電極230−1、230−2に電力が供給され、プラズマ216が発生する。
Next, a schematic operation of the film forming apparatus 201 will be described.
The film forming gas stored in the gas storage units 205-1, 205-2, and 205-3 is individually adjusted in flow rate by the flow rate controllers 240-1, 240-2, and 240-3, and is supplied to the gas supply unit 207-. 1, 207-2, and 207-3 are emitted toward one side of the substrate 213. Power is supplied from the power source 217-1 to the electrodes 230-1 and 230-2, and plasma 216 is generated.

同様に、ガス供給部207−4、207−5、207−6から成膜用ガスが基材213の反対の面側に向けて放出される。安定してプラズマを形成し、所望の十分な緻密性と密着性を有する膜を形成するためには、チャンバ内成膜室の成膜圧力(真空度)を圧力調整バルブ219の開度を調整し、0.1Paから100Paの間の真空度に設定、維持して成膜を行う。
電源217−2から電極230−3、230−4に電力が供給され、電極230−3、230−4からプラズマ216が発生する。そして、基材213の両面に薄膜が形成される。成膜時の副生成物は真空排気ポンプ221から排出される。
Similarly, the film forming gas is released from the gas supply units 207-4, 207-5, and 207-6 toward the opposite surface side of the substrate 213. In order to stably form plasma and to form a film having a desired sufficient density and adhesion, the opening pressure of the pressure adjusting valve 219 is adjusted to the film forming pressure (vacuum degree) in the film forming chamber in the chamber. Then, film formation is performed while maintaining the vacuum degree between 0.1 Pa and 100 Pa.
Power is supplied to the electrodes 230-3 and 230-4 from the power source 217-2, and plasma 216 is generated from the electrodes 230-3 and 230-4. Then, a thin film is formed on both surfaces of the base material 213. By-products during film formation are discharged from the vacuum exhaust pump 221.

成膜装置201では、基材213の両側に電極を1組ずつ設けるので、基材213の両面への成膜が可能となり、基材213の応力緩和が可能となり、良質な薄膜を形成することができる。   In the film forming apparatus 201, since one set of electrodes is provided on both sides of the base material 213, film formation on both surfaces of the base material 213 is possible, stress relaxation of the base material 213 is possible, and a high-quality thin film is formed. Can do.

次に、本発明の第4の実施の形態に係る成膜装置301について説明する。
図9は成膜装置301を示す図である。チャンバ303内に隔壁305が設けられ、チャンバ303内に成膜室307、排気室309が形成される。
Next, a film forming apparatus 301 according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a view showing the film forming apparatus 301. A partition wall 305 is provided in the chamber 303, and a film formation chamber 307 and an exhaust chamber 309 are formed in the chamber 303.

チャンバ303内にガス供給部313−1、313−2、313−3が設けられる。ガス供給部313−1、313−2、313−3は供給ガス種ごとに流量制御器314−1、314−2、314−3を介して、ガス貯留部311−1、311−2、311−3に接続される。ガス貯留部311−1、311−2、311−3は成膜用ガスを貯留する。   Gas supply sections 313-1, 313-2, and 313-3 are provided in the chamber 303. The gas supply units 313-1, 313-2, and 313-3 are gas storage units 311-1, 311-2, and 311 via the flow rate controllers 314-1, 314-2, and 314-3 for each supply gas type. -3. The gas storage units 311-1, 311-2, and 311-3 store a film forming gas.

チャンバ303内に電極360−1、360−2が電気的フローティングレベルとして設けられ、この電極360−1、360−2は電源325に接続される。   Electrodes 360-1 and 360-2 are provided in the chamber 303 as an electrical floating level, and the electrodes 360-1 and 360-2 are connected to a power source 325.

チャンバ303内にトレー319の走行用のレール357が設けられる。排気室309側に圧力調整バルブ329−1を介して真空排気ポンプ331−1が設けられ、成膜室307側に圧力調整バルブ329−2を介して真空排気ポンプ331−2が設けられる。   A rail 357 for running the tray 319 is provided in the chamber 303. A vacuum exhaust pump 331-1 is provided on the exhaust chamber 309 side via a pressure adjustment valve 329-1, and a vacuum exhaust pump 331-2 is provided on the film formation chamber 307 side via a pressure adjustment valve 329-2.

真空排気ポンプ331−1は排気室309の排気を行う。真空排気ポンプ331−2は成膜室307側の排気を行う。
チャンバ303にゲートバルブ341−1を介してロードロック室(予備排気室)351−1が設けられる。ロードロック室351−1に圧力調整バルブ353−1を介して真空排気ポンプ355−1が設けられる。
The vacuum exhaust pump 331-1 exhausts the exhaust chamber 309. The vacuum exhaust pump 331-2 exhausts the film formation chamber 307 side.
A load lock chamber (preliminary exhaust chamber) 351-1 is provided in the chamber 303 via a gate valve 341-1. A vacuum exhaust pump 355-1 is provided in the load lock chamber 351-1 via a pressure adjustment valve 353-1.

また、チャンバ303にゲートバルブ341−2を介してロードロック室(予備排気室)351−2が設けられる。ロードロック室351−2に圧力調整バルブ353−2を介して真空排気ポンプ355−2が設けられる。
これらロードロック室351−1、351−2を設けることにより、大気雰囲気下への基材の出し入れを行う際に、成膜部を有するチャンバ303内部の真空を大気圧に戻すことなく連続して成膜処理を行うことが可能となる。この結果、生産性が高い装置となり、高い真空度を維持できるため、チャンバ303内部に水分吸着を防ぐことができ、良質な膜を形成可能なことなどの利点が得られる。
In addition, a load lock chamber (preliminary exhaust chamber) 351-2 is provided in the chamber 303 via a gate valve 341-2. A vacuum exhaust pump 355-2 is provided in the load lock chamber 351-2 via a pressure adjustment valve 353-2.
By providing these load lock chambers 351-1 and 351-2, the vacuum inside the chamber 303 having the film forming portion is continuously returned to the atmospheric pressure when the substrate is taken into and out of the atmosphere. A film forming process can be performed. As a result, an apparatus with high productivity can be obtained and a high degree of vacuum can be maintained, so that moisture adsorption can be prevented inside the chamber 303, and advantages such as a good quality film can be obtained.

チャンバ303内におけるガス供給部313、電極360等の機能は第1の実施の形態と同様である。
ゲートバルブ341−1はチャンバ303とロードロック室351−1との間の開閉を行う。ゲートバルブ341−2はチャンバ303とロードロック室351−2との間の開閉を行う。
The functions of the gas supply unit 313, the electrode 360, and the like in the chamber 303 are the same as those in the first embodiment.
The gate valve 341-1 opens and closes between the chamber 303 and the load lock chamber 351-1. The gate valve 341-2 opens and closes between the chamber 303 and the load lock chamber 351-2.

ロードロック室351−1には、複数の基材をストック可能とするためにトレー搬送、移動機構を備えている。基材321を載置したトレー319が多数備えられ、これらのトレー319は上下昇降機能を有する保管ラックに保管することができる。真空排気ポンプ351−1はロードロック室351−1内の排気を行う。ロードロック室351−1の真空度がチャンバ303の真空度とほぼ等しくなり圧力差がなくなった状態で、ゲートバルブ341−1の開閉動作が可能となる。
チャンバ303内ではトレー319がレール357上を走行する。
The load lock chamber 351-1 is provided with a tray transporting and moving mechanism so that a plurality of base materials can be stocked. A large number of trays 319 on which the base material 321 is placed are provided, and these trays 319 can be stored in a storage rack having an up / down function. The vacuum exhaust pump 351-1 exhausts the load lock chamber 351-1. The gate valve 341-1 can be opened and closed in a state where the degree of vacuum in the load lock chamber 351-1 is substantially equal to the degree of vacuum in the chamber 303 and there is no pressure difference.
A tray 319 runs on a rail 357 in the chamber 303.

ゲートバルブ341−2はチャンバ303とロードロック室351−2の間の開閉を行う。ロードロック室351−2は多数のトレー319を格納でき、トレー319は上下方向に移動可能である。真空排気ポンプ355−2はロードロック室351−2の排気を行う。   The gate valve 341-2 opens and closes between the chamber 303 and the load lock chamber 351-2. The load lock chamber 351-2 can store a large number of trays 319, and the trays 319 can move in the vertical direction. The vacuum exhaust pump 355-2 exhausts the load lock chamber 351-2.

次に、この成膜装置301の概略動作について説明する。
成膜室307および排気室309を備えたチャンバ303内部は真空排気ポンプ331−1および331−2により連続的に排気され圧力調整バルブ331−1および圧力調整バルブ331−2により、所望の真空度に設定される。
Next, the schematic operation of the film forming apparatus 301 will be described.
The inside of the chamber 303 having the film formation chamber 307 and the exhaust chamber 309 is continuously exhausted by the vacuum exhaust pumps 331-1 and 331-2, and a desired degree of vacuum is achieved by the pressure adjustment valve 331-1 and the pressure adjustment valve 331-2. Set to

大気中で、ロードロック室351−1内に基材321を載置したトレー319をセットする。続いて、真空排気ポンプ355−1を動作させ、圧力調整バルブ353−1を開状態としロードロック室351−1の真空引きを行う。ロードロック室351−1の真空度が、成膜室307を備えるチャンバ303の真空度と同一になった後、ゲートバルブ341−1を開くことが可能となる。このトレー319がレール357上を走行し、トレー319全体がゲートバルブ341−1を通過しチャンバ303に搬送された後、ゲートバルブ341−1は閉じられる。   In the atmosphere, the tray 319 on which the base material 321 is placed is set in the load lock chamber 351-1. Subsequently, the evacuation pump 355-1 is operated to open the pressure adjustment valve 353-1 to evacuate the load lock chamber 351-1. After the degree of vacuum of the load lock chamber 351-1 becomes the same as the degree of vacuum of the chamber 303 including the film formation chamber 307, the gate valve 341-1 can be opened. After the tray 319 travels on the rail 357 and the entire tray 319 passes through the gate valve 341-1 and is transported to the chamber 303, the gate valve 341-1 is closed.

ゲートバルブ341−1が閉じられた後、ガス貯留部311−1、311−2、311−3に貯留された成膜用ガスは個別に設けられた流量制御器314−1、314−2、314−3により所望の流量供給され、これらガスは事前に均一に混合され、ガス供給部313−1、313−2、313−3から基材321側に向けて噴出される。また成膜室307および排気室309は真空排気ポンプ331−1、331−2および圧力調整バルブ329−1、329−2により成膜に適した圧力に設定される。排気室309は成膜室307よりも10倍以上10000倍までの範囲のより高い真空度で成膜が行われる。
トレー319がチャンバ303内のレール357上を走行し、電極360−1、360−2の下の位置に到達する。トレー319は電極360−1、360−2で停止してよいし、一定速度で走行させながら通過させてもよい。また必要膜厚を得るために、トレー319を双方向搬送を繰り返し成膜を行ってもよい。
安定してプラズマを形成し、所望の十分な緻密性と密着性を有する膜を形成するためには、チャンバ内成膜室の成膜圧力(真空度)は圧力調整バルブ329−1の開度を調整し、0.1Paから100Paの間の真空度に設定、維持して成膜を行い、また成膜時に基板表面に生成される副生成物を効率よく排気するため、チャンバ内排気室の圧力(真空度)は圧力調整バルブ329−2の開度を調整し、成膜室圧力の10倍から10000倍高い真空度に設定、維持して成膜を行う。
After the gate valve 341-1 is closed, the film forming gas stored in the gas storage units 311-1, 311-2, 311-3 are individually provided flow rate controllers 314-1, 314-2, A desired flow rate is supplied by 314-3, these gases are uniformly mixed in advance, and are ejected from the gas supply units 313-1, 313-2, and 313-3 toward the substrate 321 side. The film formation chamber 307 and the exhaust chamber 309 are set to pressures suitable for film formation by the vacuum exhaust pumps 331-1 and 331-2 and the pressure adjusting valves 329-1 and 329-2. In the exhaust chamber 309, film formation is performed at a higher degree of vacuum in the range of 10 times to 10000 times that of the film formation chamber 307.
The tray 319 runs on the rail 357 in the chamber 303 and reaches a position below the electrodes 360-1 and 360-2. The tray 319 may stop at the electrodes 360-1 and 360-2, or may pass through while traveling at a constant speed. In addition, in order to obtain a required film thickness, the tray 319 may be repeatedly formed by bidirectional transfer.
In order to stably form plasma and form a film having a desired sufficient density and adhesion, the film formation pressure (vacuum degree) in the film formation chamber in the chamber is the opening of the pressure adjustment valve 329-1. In order to perform film formation while maintaining the vacuum degree between 0.1 Pa and 100 Pa, and to efficiently exhaust the by-products generated on the substrate surface during the film formation, The pressure (degree of vacuum) is adjusted by adjusting the opening of the pressure adjustment valve 329-2, and the film is formed while being set and maintained at a degree of vacuum 10 to 10,000 times higher than the film forming chamber pressure.

このとき、電源325から電極360−1、360−2に電力が供給され、電極360−1、360−2からプラズマが発生する。そして、基材321上に薄膜が形成される。薄膜が形成された後、電極360−1、360−2に供給された電力の供給を停止し、プラズマ放電を停止する。更に成膜用ガス供給を停止し、圧力調整バルブ329−1、329−2を全開としてチャンバ303内の残留ガスを排気する。   At this time, power is supplied from the power source 325 to the electrodes 360-1 and 360-2, and plasma is generated from the electrodes 360-1 and 360-2. Then, a thin film is formed on the base material 321. After the thin film is formed, the supply of power supplied to the electrodes 360-1 and 360-2 is stopped, and the plasma discharge is stopped. Further, the film forming gas supply is stopped, and the pressure adjusting valves 329-1 and 329-2 are fully opened to exhaust the residual gas in the chamber 303.

被成膜基材を再格納する部位として、ロードロック室351−1または351−2のいずれかを用いることができる。ここではロードロック室351−2に再格納する場合を説明する。あらかじめロードロック351−2室には被成膜基材を再格納するためのスペースを空けておき、真空排気ポンプ355−2を動作させ、圧力調整バルブ353−2を全開としてロードロック室351−2内部を減圧しておく。   Either the load lock chamber 351-1 or 351-2 can be used as a part for re-storing the film formation substrate. Here, the case of re-storing in the load lock chamber 351-2 will be described. In advance, a space for re-storing the film formation substrate is made in the load lock 351-2 chamber, the vacuum exhaust pump 355-2 is operated, the pressure adjustment valve 353-2 is fully opened, and the load lock chamber 351-. 2 Depressurize the inside.

先に説明の成膜工程が完了し、残留ガスを排気した後、チャンバ303の真空度とロードロック室351−2の真空度を同一にした後、ゲートバルブ341−2を開き、基材トレー319及び被成膜基材をレール357上を搬送させ、ロードロック室351−2の所定の位置に移動させる。基材トレー319がゲートバルブ341−2を通過し、全体がロードロック室351−2に移動した後、ゲートバルブ341−2を閉じる。   After the film formation process described above is completed and the residual gas is exhausted, the vacuum degree of the chamber 303 and the vacuum degree of the load lock chamber 351-2 are made the same, then the gate valve 341-2 is opened, and the substrate tray 319 and the deposition target substrate are transported on the rail 357 and moved to a predetermined position in the load lock chamber 351-2. After the substrate tray 319 passes through the gate valve 341-2 and the whole moves to the load lock chamber 351-2, the gate valve 341-2 is closed.

以上の工程を複数枚の基材321に対して、連続的に行うことも可能である。また全ての基材321に対して成膜処理が完了した後、ロードロック室351−2の真空引きを停止し、大気開放することで基材の取出しが可能となる。   It is also possible to continuously perform the above steps on a plurality of base materials 321. Further, after the film forming process is completed for all the base materials 321, the base material can be taken out by stopping the evacuation of the load lock chamber 351-2 and releasing it to the atmosphere.

第4の実施の形態によれば、チャンバ303の前後に少なくとも1つのロードロック室351−1(または351−2)を備えるので、真空引き工程と成膜工程を分離させることができ、生産性が向上する。   According to the fourth embodiment, since at least one load lock chamber 351-1 (or 351-2) is provided before and after the chamber 303, the evacuation process and the film formation process can be separated, and productivity is increased. Will improve.

また、車輪付きのトレー319がレール357上を走行しつつ、基材321を搬送するので生産性が向上し、基材321の大面積の部分へ均一且つ安定した連続成膜が可能となる。
なお、基材搬送機構としては、レール357上を車輪付きトレー319で搬送させる他、基材の端部を爪で保持し、アーム移動する構造や基材をトレーや枠に積載し、全体をアームで移動する機構等を用いることもできる。
In addition, since the tray 319 with wheels transports the base material 321 while traveling on the rail 357, productivity is improved, and uniform and stable continuous film formation on a large area portion of the base material 321 becomes possible.
In addition, as a base material transport mechanism, the tray 319 with wheels is transported on the rail 357, the end portion of the base material is held by a nail, the arm moving structure and the base material are loaded on the tray or the frame, and the whole is A mechanism that moves with an arm can also be used.

なお、トレー319はその表面を絶縁性とし、基材321は電気的にフローティングレベルとすることが好ましい。トレー319を絶縁性とすることで電力の漏れを防ぐことができ、成膜投入電力を高くすることができ、成膜への利用効率も高く、安定した成膜が可能となる。   Note that the surface of the tray 319 is preferably insulative, and the base member 321 is preferably at an electrically floating level. By making the tray 319 insulative, leakage of electric power can be prevented, the electric power used for film formation can be increased, the utilization efficiency for film formation is high, and stable film formation is possible.

以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、第2の実施の形態から第4の実施の形態において、ガス貯留部、ガス供給部、電源、電極等の機能は、第1の実施の形態と同様である。また電源電圧、電源の制御方法、基材の電位、ガス供給部の電位等も第1の実施の形態と同様にすればよい。さらに電極として、図2、図3に示すもの、図5、図6、図7に示すものを適宜用いてもよい。   As described above, each embodiment according to the present invention has been described. In the second to fourth embodiments, the functions of the gas storage unit, the gas supply unit, the power source, the electrode, and the like are the same as those in the first embodiment. It is the same as the form. The power supply voltage, the power supply control method, the potential of the base material, the potential of the gas supply unit, etc. may be the same as in the first embodiment. Further, the electrodes shown in FIGS. 2 and 3 and those shown in FIGS. 5, 6, and 7 may be used as appropriate.

次に、図4に示す成膜装置101と図10に示す比較例となる成膜装置401を用いて実際に成膜を行った際の実験結果について説明する。
図4に示す成膜装置101において、電極149−1、149−2は前述したように図5、図6、図7に示すマグネトロン構造のマグネット145をセットし、基材121表面での平均水平磁束密度が1000ガウスとなるように設定した。チャンバ103はアースレベルに、基材ホルダ119はテフロン(登録商標)樹脂を介した構造として電気的にフローティングレベルとした。
Next, experimental results when films are actually formed using the film forming apparatus 101 shown in FIG. 4 and the film forming apparatus 401 as a comparative example shown in FIG. 10 will be described.
In the film forming apparatus 101 shown in FIG. 4, as described above, the magnets 145 having the magnetron structure shown in FIGS. The magnetic flux density was set to 1000 gauss. The chamber 103 was set to the ground level, and the base material holder 119 was set to the electrically floating level as a structure through Teflon (registered trademark) resin.

濃度30%のエチレングリコール水溶液を冷媒として冷却水用配管153に供給した。すなわち、基材ホルダ119、電極123−1、123−2に個別に冷媒を循環供給させ、基材ホルダ119を0度に冷却した。このとき、電極123−1と基材ホルダ119の間、電極123−2と基材ホルダ119との間、電極123−1と電極123−2の間の抵抗はそれぞれ1MΩであった。   An aqueous ethylene glycol solution having a concentration of 30% was supplied to the cooling water pipe 153 as a refrigerant. That is, the coolant was individually circulated and supplied to the substrate holder 119 and the electrodes 123-1 and 123-2, and the substrate holder 119 was cooled to 0 degrees. At this time, the resistance between the electrode 123-1 and the substrate holder 119, between the electrode 123-2 and the substrate holder 119, and between the electrode 123-1 and the electrode 123-2 was 1 MΩ.

基材121としてシリコンウエハを用意し、基材ホルダ119上にセットした。真空排気ポンプ131−1、131−2より成膜室107、排気室109ともにチャンバ103内を1×10-4Paまで真空引きした。成膜用ガスとしてTEOS(テトラエトキシシランSi(OC25)4)を加熱温度120℃で気化してガス状態で供給した。そして、TEOS、酸素、アルゴンを流量制御器(マスフローコントローラー)を用いて流量制御を行いながらそれぞれ20sccm、500sccm、200sccm供給し、均一に混合させた後、基材121上にシャワー状にガスを供給した。 A silicon wafer was prepared as the substrate 121 and set on the substrate holder 119. Both the film formation chamber 107 and the exhaust chamber 109 were evacuated to 1 × 10 −4 Pa from the vacuum exhaust pumps 131-1 and 131-2. TEOS (tetraethoxysilane Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a film forming gas was vaporized at a heating temperature of 120 ° C. and supplied in a gas state. Then, TEOS, oxygen, and argon are supplied at 20 sccm, 500 sccm, and 200 sccm, respectively, while controlling the flow rate using a flow controller (mass flow controller), mixed uniformly, and then supplied as a shower onto the base material 121. did.

次に、真空排気ポンプ131−1、131−2を調整し、成膜室107の圧力を10Pa、排気室109内の圧力を0.5Paの一定圧力となるように調整した。電源125に周波数40kHzの電源(Advanced Energy Industries Inc.製、PEII 10kW)を用い、電極123−1、123−2に3kWの電力を電力制御方式より印加し、成膜時間5分で成膜を行った。この間、平均放電電圧は525Vであった。また、目視により放電のアーキング(異常放電)発生回数をカウントした結果、発生は0回と異常放電なく、安定した成膜が可能なことが判明した。   Next, the vacuum exhaust pumps 131-1 and 131-2 were adjusted so that the pressure in the film formation chamber 107 was 10 Pa and the pressure in the exhaust chamber 109 was a constant pressure of 0.5 Pa. Using a power supply with a frequency of 40 kHz as the power supply 125 (manufactured by Advanced Energy Industries Inc., PEII 10 kW), 3 kW of power is applied to the electrodes 123-1 and 123-2 by the power control method, and film formation is performed in 5 minutes. went. During this time, the average discharge voltage was 525V. Further, as a result of visually counting the number of occurrences of discharge arcing (abnormal discharge), it was found that the occurrence was zero and there was no abnormal discharge, and stable film formation was possible.

成膜後、チャンバ103内の残留ガスを排気し、基材121を取り出し、分光エリプソメトリー装置(JOBIN YVON社、UVISEL)を用いてウエハー基材上に形成されたSiO2膜の膜厚と屈折率を測定したところ、膜厚315nm、633nmにおける屈折率は1.46と緻密な膜であった。
図11は、この成膜を5回連続で実施した結果を示すもので、図11に示すとおり、再現性の良い結果が得られ、安定した成膜が可能なことが判明した。
After film formation, the residual gas in the chamber 103 is exhausted, the base material 121 is taken out, and the film thickness and refraction of the SiO 2 film formed on the wafer base material using a spectroscopic ellipsometry apparatus (JOBIN YVON, UVISEL). When the refractive index was measured, the refractive index at a film thickness of 315 nm and 633 nm was a dense film of 1.46.
FIG. 11 shows the result of performing this film formation five times in succession. As shown in FIG. 11, it was found that a highly reproducible result was obtained and stable film formation was possible.

これに対して比較例として、図10に示す成膜装置401を用意した。この成膜装置401は図4に示す成膜装置101と比較して電源125の片側が基材ホルダ119側に接続されおり、電極123−1、123−2は電気的に等電位に接続されていて、電極123−1、123−2に間の抵抗は0.1Ωであった。
これら以外は、図4に示す装置と全く同様の設定手順で成膜を行った。図12は成膜結果を示す図である。
On the other hand, a film forming apparatus 401 shown in FIG. 10 was prepared as a comparative example. Compared with the film forming apparatus 101 shown in FIG. 4, the film forming apparatus 401 has one side of the power supply 125 connected to the base material holder 119 side, and the electrodes 123-1 and 123-2 are electrically connected to the same potential. The resistance between the electrodes 123-1 and 123-2 was 0.1Ω.
Except for these, the film formation was performed in the same setting procedure as the apparatus shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing a film formation result.

図11と図12を比較すると、図4に示す本発明に係る成膜装置101では、放電電圧が低減され、放電が安定しやすく、放電中のアーキングがほぼ発生せず、良質且つ均一な膜が形成可能となった。また、投入する電力が成膜に有効に用いられることから成膜速度が向上し、膜の屈折率すなわち緻密性の高い良質な膜が形成された。   Comparing FIG. 11 and FIG. 12, in the film forming apparatus 101 according to the present invention shown in FIG. 4, the discharge voltage is reduced, the discharge is easily stabilized, and arcing during the discharge hardly occurs, and a good quality and uniform film. Can be formed. In addition, since the input electric power is effectively used for film formation, the film formation speed is improved, and a high-quality film having a high refractive index, that is, a high density is formed.

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る情報提供システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the information providing system and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.

本発明の第1の実施の形態に係る成膜装置1の構成を示す図The figure which shows the structure of the film-forming apparatus 1 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 電極15−1の側面図Side view of electrode 15-1 図2のA方向矢視図A direction arrow view of FIG. 第2の実施の形態に係る成膜装置101の構成を示す図The figure which shows the structure of the film-forming apparatus 101 which concerns on 2nd Embodiment. 電極123−1の側面図Side view of electrode 123-1 図5のB方向矢視図B direction arrow view of FIG. 図6のC−C断面図CC sectional view of FIG. 第3の実施の形態に係る成膜装置201の構成を示す図The figure which shows the structure of the film-forming apparatus 201 which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る成膜装置301の構成を示す図The figure which shows the structure of the film-forming apparatus 301 which concerns on 4th Embodiment. 比較例となる成膜装置401の構成を示す図The figure which shows the structure of the film-forming apparatus 401 used as a comparative example 成膜装置101による成膜結果を示す図The figure which shows the film-forming result by the film-forming apparatus 101 成膜装置401による成膜結果を示す図The figure which shows the film-forming result by the film-forming apparatus 401

符号の説明Explanation of symbols

1、101、201、301………成膜装置
3、103、203、303………チャンバ
5、111、205、311………ガス貯留部
7、113、207、313……ガス供給部
8、114、240、314…………流量制御器
13、121、213、321………基材
15、123、215、323………電極ユニット
17、125、217、325………電源
35、149、230、360………電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101, 201, 301 ......... Film-forming apparatus 3, 103, 203, 303 ......... Chamber 5, 111, 205, 311 ...... Gas storage part 7, 113, 207, 313 ... Gas supply part 8 114, 240, 314 ............ Flow controller 13, 121, 213, 321 ......... Base material 15, 123, 215, 323 ......... Electrode unit 17, 125, 217, 325 ......... Power source 35, 149, 230, 360 ......... Electrodes

Claims (18)

プラズマCVD法により、減圧下で基材に薄膜を形成する成膜装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、
前記チャンバ内で、前記基材の同一表面側に配置され、電気的にフローティングレベルに設置された1組の電極と、
前記2つの電極間に、一方の電極と他方の電極が反対の極性を持つように、周波数が10Hz〜27.12MHzである交流の電力を供給する電源と、
を具備し、
前記1組の電極間にプラズマを発生させることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus for forming a thin film on a substrate under reduced pressure by a plasma CVD method,
A chamber;
A gas supply unit for supplying gas into the chamber;
In the chamber, a set of electrodes disposed on the same surface side of the base material and installed at an electrically floating level;
A power source for supplying AC power having a frequency of 10 Hz to 27.12 MHz so that one electrode and the other electrode have opposite polarities between the two electrodes;
Comprising
A film forming apparatus, wherein plasma is generated between the pair of electrodes.
前記1組の電極から構成される複数組の電極が、前記基板の両側に設置されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of sets of electrodes including the one set of electrodes are disposed on both sides of the substrate. 前記電極は、基材近傍にプラズマを集中して形成するマグネットを備えることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the electrode includes a magnet that concentrates and forms plasma in the vicinity of the substrate. 前記マグネットは、基材表面での水平磁束密度が10ガウスから10000ガウスであることを特徴とする請求項3記載の成膜装置。   4. The film forming apparatus according to claim 3, wherein the magnet has a horizontal magnetic flux density on the surface of the substrate of 10 to 10,000 gauss. 前記マグネットは、マグネトロン構造を有することを特徴とする請求項3記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 3, wherein the magnet has a magnetron structure. 前記電源は、周波数が10kHzから27.12MHzであることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the power source has a frequency of 10 kHz to 27.12 MHz. 前記電源は、投入電力制御されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the power source is input power controlled. 前記電源は、インピーダンス制御されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the power source is impedance-controlled. 前記基材は、電気的にアースレベルに設置されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the base material is electrically installed at a ground level. 前記基材は電気的にフローティングレベルに設置されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the substrate is placed at an electrically floating level. 前記ガス供給部は、前記基材の前記電極側に取り付けられ、前記基材表面に向けてガスを供給することを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit is attached to the electrode side of the substrate and supplies gas toward the surface of the substrate. 前記ガス供給部は、電気的にフローティングレベルであることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit is electrically at a floating level. 前記チャンバは、成膜室と排気室とを有することを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the chamber includes a film forming chamber and an exhaust chamber. 前記排気室の真空度は、前記成膜室の成膜時の真空度に対して10倍以上10000倍以下の真空度であることを特徴とする請求項13記載の成膜装置。 14. The film forming apparatus according to claim 13 , wherein the degree of vacuum in the exhaust chamber is not less than 10 times and not more than 10,000 times the degree of vacuum at the time of film formation in the film forming chamber. 基材搬送機構を更に具備することを特徴とする請求項1記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a base material transport mechanism. 前記基材は、絶縁性の基材保持部品に載置されることを特徴とする請求項15記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 15 , wherein the substrate is placed on an insulating substrate holding component. 前記チャンバに隣接するロードロック室を備えることを特徴とする請求項15記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 15, further comprising a load lock chamber adjacent to the chamber. プラズマCVD法により、減圧下で基材に薄膜を形成する成膜方法であって、
チャンバ内にガスを供給し、
前記チャンバ内で、前記基材の同一表面側に配置され、電気的にフローティングレベルに設置された1組の電極に、一方の電極と他方の電極が反対の極性を持つように、周波数が10Hz〜27.12MHzである交流の電力を供給して、前記1組の電極間にプラズマを発生させ、
前記基材上に薄膜を形成することを特徴とする成膜方法。
A film forming method for forming a thin film on a substrate under reduced pressure by a plasma CVD method,
Supplying gas into the chamber,
In the chamber , a frequency of 10 Hz is set so that one electrode and the other electrode have opposite polarities to a pair of electrodes disposed on the same surface side of the base material and placed at an electrically floating level. Supply alternating current power of ~ 27.12 MHz to generate plasma between the set of electrodes;
A film forming method comprising forming a thin film on the substrate.
JP2005104451A 2005-03-31 2005-03-31 Film forming apparatus and film forming method Expired - Fee Related JP5040066B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104451A JP5040066B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Film forming apparatus and film forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104451A JP5040066B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Film forming apparatus and film forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006283119A JP2006283119A (en) 2006-10-19
JP5040066B2 true JP5040066B2 (en) 2012-10-03

Family

ID=37405328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005104451A Expired - Fee Related JP5040066B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Film forming apparatus and film forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5040066B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4875527B2 (en) * 2007-03-29 2012-02-15 三菱重工業株式会社 Plasma generator and thin film forming apparatus using the same
JP4875528B2 (en) * 2007-03-29 2012-02-15 三菱重工業株式会社 Thin film forming apparatus and plasma generation method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04196319A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp Discharge treatment device
JP3184013B2 (en) * 1993-07-22 2001-07-09 株式会社東芝 Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003036996A (en) * 2001-07-23 2003-02-07 Kikuchi Jun Microplasma generator of parallel flat plate volume coupling type

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006283119A (en) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4747658B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP6386519B2 (en) CVD apparatus and method of manufacturing CVD film
JP6474546B2 (en) Vapor deposition apparatus having pretreatment apparatus using plasma
JP5211332B2 (en) Plasma CVD apparatus, DLC film and thin film manufacturing method
JP4747665B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP6175721B2 (en) Ozone generator and ozone generation method
CN104996000B (en) Plasma source
US9524742B2 (en) CXNYHZ film, deposition method, magnetic recording medium and method for manufacturing the same
JP4597756B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP5040066B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
KR102438638B1 (en) Plasma etching method
JP4850762B2 (en) Deposition method
KR101270601B1 (en) Apparatus for substrate using plasma ion and method of using the same
JP2006124738A (en) Pressure gradient type ion plating film deposition apparatus
JP5040067B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
US11646216B2 (en) Systems and methods of seasoning electrostatic chucks with dielectric seasoning films
JP5095087B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
US20200294773A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
TWI797766B (en) Low current high ion energy plasma control system
JP2017141159A (en) Ozone generating apparatus and ozone generation method
JP6044042B2 (en) Plasma CVD apparatus and method for manufacturing magnetic recording medium
JP2017014596A (en) Plasma cvd device and deposition method
KR20220117149A (en) Etching method and plasma processing apparatus
WO2017183314A1 (en) BxNyCzOw FILM, METHOD FOR FORMING FILM, MAGNETIC RECORDING MEDIUM, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
JP2007262480A (en) Vacuum film deposition apparatus and film deposition method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20110304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120612

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120625

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5040066

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150720

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees