JP5509041B2 - Film forming method and film forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。例えば、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、このターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜方法および成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus. For example, the present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus for discharging a target particle from a target surface and attaching the target particle to the surface of an object to be processed to form a thin film.
薄膜を成膜する方法として、例えば、スパッタリング(スパッタ)法、アークイオンプレーティング法、アークプラズマデポジッション法等の成膜方法(以下、スパッタ法等と称する)が広い分野で利用されている。これらの成膜方法によって薄膜を形成する場合、単物質材料からなるターゲットや、混合材料を固体化させたターゲットを用いる。そして、このターゲットに電子を衝突させる、あるいは、このターゲットを溶解して蒸発させることによって、ターゲットの構成材料を被処理体に堆積させて薄膜を形成する。
また、複数の元素を含む混合薄膜(多元系の薄膜)により表面処理されたものは、耐熱性、耐摩耗性、導電性等が向上することから、摺動機械部品や半導体LSI、光磁気ディスク等の幅広い分野で用いられている。
このようなスパッタ法等では、ターゲットとして、形成する薄膜の組成比に応じた1枚の合金ターゲットや組成に応じた異なる材料からなる複数のターゲットが用いられている。これらのターゲットは、被処理体の表面積に比べてターゲット粒子の放出範囲が大きくなるように設けられ、成膜範囲は略円状とするのが一般的である。このため、被処理体が小さい場合には、複数の被処理体をヤトイ等の治具に詰めてバッチ方式で成膜を行われることが多い。
例えば、特許文献1には、処理容器内に断面が内側に向けて傾斜されて環状に形成され、可変直流電源が接続されたCuMnターゲットが設けられ、処理容器内にプラズマを発生させて、被処理体である半導体ウエハに対してCuMnターゲットのスパッタリングを行い、CuMnターゲットに印加するバイアス電圧、処理容器内の圧力、印加電力等を変えて第1および第2の成膜工程を行うことにより、組成比の異なる合金膜を成膜するスパッタ成膜方法およびスパッタ成膜装置が記載されている。
特許文献1に記載の装置では、CuMnターゲットからスパッタされたターゲット粒子が円環状に拡がって半導体ウエハよりも面積の大きな円状に成膜範囲が形成されている。
As a method for forming a thin film, for example, a film forming method (hereinafter referred to as a sputtering method) such as a sputtering (sputtering) method, an arc ion plating method, or an arc plasma deposition method is used in a wide range of fields. When forming a thin film by these film forming methods, a target made of a single material or a target obtained by solidifying a mixed material is used. Then, by colliding electrons with the target or by dissolving and evaporating the target, the constituent material of the target is deposited on the object to be processed to form a thin film.
In addition, those that have been surface-treated with mixed thin films (multi-element thin films) containing multiple elements have improved heat resistance, wear resistance, electrical conductivity, etc., so sliding machine parts, semiconductor LSIs, and magneto-optical disks It is used in a wide range of fields.
In such a sputtering method or the like, a single alloy target corresponding to the composition ratio of a thin film to be formed or a plurality of targets made of different materials depending on the composition is used as the target. These targets are provided so that the target particle emission range is larger than the surface area of the object to be processed, and the film forming range is generally substantially circular. For this reason, when the object to be processed is small, a plurality of objects to be processed are often packed in a jig such as a yatoi to form a film by a batch method.
For example,
In the apparatus described in
しかしながら、上記のような従来の成膜方法および成膜装置には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術をはじめとする従来の技術では、装置内の一定位置に配置された被処理体に確実に成膜を行うため、成膜範囲が被処理体の表面積よりも広く設定されている。このため、被処理体に成膜されないターゲット粒子が大量に発生し、ターゲットの使用効率が悪いという問題がある。
ターゲットの使用効率を向上するために、複数の被処理体をヤトイ等の治具に詰めてバッチ方式で成膜を行うことも考えられるが、治具に詰め込んだり取り出したりする作業に時間がかかり、成形が終了した被処理体バッチを次の被処理体バッチに入れ替える際に成膜装置を真空排気し直すなどの時間が必要となり、生産性が悪いという問題がある。
However, the conventional film forming method and film forming apparatus as described above have the following problems.
In the conventional technique including the technique described in
In order to improve the efficiency of target use, it is conceivable to deposit multiple objects to be processed in a jig such as Yatoi, and perform film formation in a batch mode. However, it takes time to pack and take out the jig. In addition, when replacing the processed object batch that has been molded with the next processed object batch, it takes time to evacuate the film forming apparatus again, resulting in poor productivity.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ターゲットの使用効率を向上することができ、組成や膜厚の調整が容易であり、異なる膜構成を有する薄膜の成膜の効率を向上することができる成膜方法および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 problems, can improve the use efficiency of the target, can easily adjust the composition and film thickness, and can form a thin film having a different film configuration. An object is to provide a film forming method and a film forming apparatus capable of improving efficiency.
上記の課題を解決するために、本発明の成膜方法は、真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜方法であって、前記ターゲットを、予め定められた複数の膜構成に応じて2種類以上の材料からなる複数のターゲット片から構成し、該複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、前記複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され前記電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置し、前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路に沿って時間差を設けて2個以上移動させ、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報と、前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給し、前記複数のターゲット片のうちいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させて前記被処理体のそれぞれの表面に前記被処理体のそれぞれに応じた前記膜構成の成膜を行う方法とする。 In order to solve the above-described problems, the film forming method of the present invention is a method in which a target particle is released from a target surface inside a vacuum vessel, and the target particle is attached to the surface of an object to be processed to form a thin film. It is a film | membrane method, Comprising: The said target is comprised from the several target piece which consists of two or more types of materials according to the several predetermined film | membrane structure, The several target piece which can output-set this several target piece independently A plurality of electrodes disposed on the common electrode electrically connected to the cathode of the power source and disposed in the vicinity of any of the plurality of target pieces so as to be electrically connected to the anode of the power source, respectively. Information on the film configuration formed on each of the objects to be processed by moving two or more of the objects to be processed along a movement path crossing the plurality of target pieces with a time difference. And selectively supplying power to at least one of the plurality of electrodes based on the information on the movement position of each of the objects to be processed, and selectively target particles from any of the plurality of target pieces. The method of forming the film structure corresponding to each of the objects to be processed on each surface of the object to be processed is released.
また、本発明の成膜方法では、前記移動経路に沿って時間差を設けて移動される前記2個以上の被処理体を、前記移動経路上に同時に移動させ、前記移動経路上の2箇所以上で並行して成膜を行うことが好ましい。 In the film forming method of the present invention, the two or more objects to be processed that are moved with a time difference along the movement path are simultaneously moved on the movement path, so that two or more places on the movement path are obtained. It is preferable to perform film formation in parallel.
また、本発明の成膜方法では、前記2個以上の被処理体のうちの少なくともいずれかの被処理体に対して、前記2個以上の被処理体のうちの他の被処理体と異なる膜構成の成膜を行うことが好ましい。 Moreover, in the film-forming method of this invention, it differs from the other to-be-processed object of the said 2 or more to-be-processed object with respect to at least any to-be-processed object of the said 2 or more to-be-processed object. It is preferable to form a film structure.
また、本発明の成膜方法では、前記被処理体が、種類の異なるターゲット片を横断する際に、前記被処理体の移動速度および前記電源の前記出力電力の大きさの少なくともいずれかを変化させることによって、薄膜の組成が連続的に変化する傾斜層を形成することが好ましい。 In the film forming method of the present invention, when the object to be processed crosses different types of target pieces, at least one of the moving speed of the object to be processed and the magnitude of the output power of the power source is changed. It is preferable to form an inclined layer in which the composition of the thin film continuously changes.
本発明の成膜装置は、真空容器を有し、該真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜装置であって、出力電力の大きさを独立に設定可能な複数の電源と、予め定められた複数の膜構成に応じて2種類以上の材料からなり、前記ターゲットを構成する複数のターゲット片と、前記複数の電極の陰極に電気的に接続され、前記複数のターゲット片を保持する共用部電極と、前記複数のターゲット片の近傍に設置され、前記複数の電源の陽極に個別の配線を介して電気的に接続された複数の電極と、前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて2個以上移動させる被処理体移動部と、該被処理体移動部から通知される前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報と、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、前記複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから、前記被処理体のそれぞれに向けてそれぞれに対応するターゲット粒子を選択的に放出させる成膜制御部と、を備える構成とする。 The film forming apparatus of the present invention has a vacuum vessel, and releases the target particles from the target surface inside the vacuum vessel and attaches the target particles to the surface of the object to be processed to form a thin film. A plurality of power sources capable of independently setting the magnitude of the output power, and a plurality of target pieces made of two or more materials according to a plurality of predetermined film configurations, and constituting the target, A common electrode that is electrically connected to the cathodes of the plurality of electrodes and holds the plurality of target pieces, and is installed in the vicinity of the plurality of target pieces, and via individual wirings to the anodes of the plurality of power supplies A plurality of electrically connected electrodes, a target object moving unit that moves two or more of the target objects with a time difference on a movement path crossing the target pieces, and the target object movement Notified from the department Power is selectively supplied to at least one of the plurality of electrodes based on information on each movement position of the object to be processed and information on the film configuration formed on each of the objects to be processed, A film formation control unit that selectively releases target particles corresponding to each of the target objects from at least one of the plurality of target pieces.
また、本発明の成膜装置では、前記複数の電源は、0%〜100%の範囲で出力電力を独立に調整可能であり、前記成膜制御部は、前記出力電力の大きさを制御できるようにしたことが好ましい。 In the film forming apparatus of the present invention, the plurality of power supplies can independently adjust the output power in the range of 0% to 100%, and the film forming control unit can control the magnitude of the output power. It is preferable to do so.
また、本発明の成膜装置では、前記複数のターゲット片は、それぞれ平面視矩形状に形成され、それぞれの長辺が隣接するようにして、前記共用部電極上に設置され、前記複数の電極は、前記ターゲット片を短辺側から挟んで対向する位置に配置されたことが好ましい。 Further, in the film forming apparatus of the present invention, the plurality of target pieces are each formed in a rectangular shape in plan view, and are installed on the common electrode so that the long sides thereof are adjacent to each other, and the plurality of electrodes Are preferably arranged at positions facing each other across the target piece from the short side.
また、本発明の成膜装置では、前記真空容器に隣接して、前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、前記被処理体を前記真空容器に投入する投入室と、前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、成膜が終了した前記被処理体を前記真空容器から排出する排出室と、が設けられたことが好ましい。 Further, in the film forming apparatus of the present invention, an input chamber for introducing the object to be processed into the vacuum container in a state where the same atmosphere as the vacuum container is formed adjacent to the vacuum container, and the same as the vacuum container It is preferable that a discharge chamber for discharging the object to be processed after film formation from the vacuum container in a state where an atmosphere is formed is provided.
本発明の成膜方法および成膜装置によれば、被処理体を複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて2個以上移動させ、被処理体のそれぞれに形成する膜構成の情報と、被処理体のそれぞれの移動位置に基づいて、複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから選択的にターゲット粒子を放出させ、被処理体のそれぞれの表面に被処理体のそれぞれに応じた膜構成の成膜を行うため、ターゲットの使用効率を向上することができ、組成や膜厚の調整が容易であり、異なる膜構成を有する薄膜の成膜の効率を向上することができるという効果を奏する。 According to the film forming method and the film forming apparatus of the present invention, two or more target objects are moved on a moving path traversing a plurality of target pieces with a time difference, and a film structure formed on each of the target objects is formed. Based on the information and each moving position of the object to be processed, target particles are selectively emitted from at least one of the plurality of target pieces, and each surface of the object to be processed is in accordance with each of the objects to be processed. Since the film formation is performed, the use efficiency of the target can be improved, the composition and the film thickness can be easily adjusted, and the film formation efficiency of a thin film having a different film structure can be improved. Play.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る成膜装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図2は、本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な平面図である。図3は、図2におけるA−A断面図である。図4は、本発明の実施形態に係る成膜装置の成膜制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。図5は、本発明の実施形態に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
なお、各図は模式図のため、寸法関係や形状は誇張されている(以下の図面も同様)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing a schematic configuration of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view showing a schematic configuration of the film forming apparatus according to the embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a functional block diagram showing a functional configuration of the film formation control unit of the film formation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film configuration of a thin film formed by the film forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
In addition, since each figure is a schematic diagram, the dimension relationship and shape are exaggerated (the following drawings are also the same).
本実施形態のスパッタ装置1は、図1〜3に示すように、真空容器2の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、このターゲット粒子を被処理体Wの表面に付着させて薄膜を形成する成膜装置である。本実施形態では、一例として、DCマグネトロンスパッタ法を行う装置の例で説明する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
スパッタ装置1の概略構成は、スパッタリングを行うための低圧の不活性雰囲気を形成する真空容器2と、真空容器2に隣接して設けられ被処理体Wを真空容器2に投入するための投入室3と、真空容器2に隣接して設けられ、薄膜が形成された被処理体Wを真空容器2から排出するための排出室4とを備える。
また、スパッタ装置1は、真空容器2の内部に、スパッタリングを行う装置部分であるターゲット部8(ターゲット)、バッキングプレート7(共用部電極)、マグネットユニット6、電極E1、…、En(ただし、nは、2以上の整数)、被処理体移動部9、および移動ガイド10を備える。なお、電極E1、…、Enの個数nは、本実施形態では、一例として、n=36を採用している。
また、スパッタ装置1は、真空容器2の外部に、真空容器2の内部の装置部分を動作させる第1電源11、第2電源12、スイッチ部13、および成膜制御ユニット50(成膜制御部、図4参照)を備える。
The schematic configuration of the
In addition, the
In addition, the
なお、以下では、簡単のため、添字付きの符号を、範囲が定められた整数の変数i、j、kなどを用いて表記する場合がある。例えば、電極E1、…、Enのうちのいずれかの電極を表す場合、iを1からnまでの整数として、「電極Ei」と表すことがある。また、電極E1、…、Enを総称して、「各電極Ei」と称する場合がある。
In the following, for the sake of simplicity, a subscripted code may be expressed using integer variables i, j, k, etc., whose ranges are defined. For example, the electrodes E 1, ..., when referring to one of the electrodes of the E n, is an integer of i from 1 to n, which may be referred to as "electrode E i". The
真空容器2の外形は、本実施形態では、図1に示すように、水平方向に細長い直方体状とされている。真空容器2の外壁部には、内部の雰囲気を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続された吸引管路2bと、不図示の不活性ガス供給源に接続され、真空容器2の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管路2aとが接続されている。
不活性ガス供給管路2aで供給される不活性ガスは、例えば、アルゴン(Ar)ガスなどの不活性ガスを挙げることができる。
In this embodiment, the outer shape of the
Examples of the inert gas supplied through the inert
投入室3は、本実施形態では、図1、2に示すように、真空容器2の長手方向の一端部に隣接して箱状に形成されている。
また、投入室3は、被処理体Wを投入するため、側部に設けられた不図示の開口を開閉し閉止時に気密を保つゲートバルブ3aと、ゲートバルブ3aで開放された開口から投入した被処理体Wを内部に載置する載置台3cと、載置台3c上に載置された被処理体Wを把持して真空容器2に向けて移動する移載ロボット3dと、移載ロボット3dに把持された被処理体Wを真空容器2の内部に移動するため、真空容器2との境界に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ3bとを備える。
なお、投入室3には投入室3内を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続されている。このため、投入室3は、ゲートバルブ3a、3bを閉止した状態で、この減圧手段を駆動することにより、投入室3の内部を真空容器2と同等の真空度に減圧することができるようになっている。
また、ゲートバルブ3a、3b、移載ロボット3dは、不図示の制御部によって操作者が遠隔操作可能に設けられている。
In the present embodiment, the
In addition, the
The charging
The
排出室4は、本実施形態では、図1、2に示すように、真空容器2の長手方向の他端部に隣接して箱状に形成されている。
また、排出室4は、真空容器2内で成膜が終了した被処理体Wを真空容器2から移動するため真空容器2との境界に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ4bと、ゲートバルブ4bの開放時に真空容器2内を移動した被処理体Wを把持して排出室4内に移動させる移載ロボット4dと、移載ロボット4dで移動した被処理体Wを内部に載置する載置台4cと、載置台4c上に載置された被処理体Wを外部に排出するため側部に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ4aとを備える。
なお、排出室4には、投入室3と同様に、排出室4内を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続されている。このため、排出室4は、ゲートバルブ4a、4bを閉止した状態で、この減圧手段を駆動することにより、排出室4の内部を真空容器2と同等の真空度に減圧することができるようになっている。
また、ゲートバルブ4a、4b、移載ロボット4dは、不図示の制御部によって操作者が遠隔操作可能に設けられている。
In the present embodiment, the
In addition, the
The
Further, the
ターゲット部8は、薄膜を形成する材料の原子または分子からなるターゲット粒子を表面から放出するための固体材料であり、本実施形態では、図2に示すように、平面視矩形状のターゲット片T1、…、Tnが、真空容器2の底面寄りの位置に投入室3から排出室4に向かって、この順に、互いの長辺が隣接するようにして配列されている。
各ターゲット片Tiの形状や材質は、被処理体Wの形状や被処理体Wに形成する薄膜の膜構成に応じて適宜設定する。本実施形態では、各ターゲット片Tiの大きさは、短辺長さ×長辺長さが、a×b(ただし、a<b)である。
本実施形態では、被処理体Wごとに予め定められた膜構成に応じて2種類以上の材料のターゲット片Tiが配列されている。
The
The shape and material of each target piece T i is determined as appropriate according to the film structure of the thin film forming the shape and the workpiece W of the workpiece W. In the present embodiment, the size of each target element T i is the short side length × long side length is a × b (However, a <b).
In the present embodiment, the target piece T i of two or more materials according to a predetermined film composition for each target object W are arranged.
以下では、本実施形態の具体例を述べる場合、被処理体Wの形状が、図5に示すように、直径Dが15mm、厚さtが3mmの円板であり、被処理体Wの材質はステンレス鋼であるものとして説明する。
また、被処理体Wに形成する薄膜の膜構成は、図5に示すように、一例として、薄膜15A、15Bの2種類の膜構成が設定されている。
薄膜15Aは、被処理体Wの被処理面である厚さ方向の一方の表面に、厚さtA1が300nmのシリコン(Si)膜層LA1と、厚さtA2が600nmのダイヤモンドライクカーボン(diamond-like carbon、以下、DLCと略称する)膜層LA2とがこの順に積層される多層膜構成である。
ここで、DLC膜層LA2は、被処理体Wの表面の表面平滑性および耐摩耗性を向上する表面層として設けられ、Si膜層LA1は、DLC膜層LA2の接合強度を向上するための中間層として設けられる。
薄膜15Bは、被処理体Wの被処理面である厚さ方向の一方の表面に、厚さtB1が300nmのクロム(Cr)膜層LB1と、厚さtB2が600nmのプラチナ(Pt)膜層LB2とがこの順に積層される多層膜構成である。
ここで、Pt膜層LB2は、被処理体Wの表面の耐酸化性を向上する表面層として設けられ、Cr膜層LB1は、Pt膜層LB2の接合強度を向上するための中間層として設けられる。
In the following, when a specific example of this embodiment is described, the shape of the object to be processed W is a disk having a diameter D of 15 mm and a thickness t of 3 mm as shown in FIG. Is described as being stainless steel.
In addition, as shown in FIG. 5, two types of film configurations of
The
Here, the DLC film layer L A2 is provided as a surface layer to improve the surface smoothness and wear resistance of the surface of the workpiece W, Si film layer L A1 is improve the bonding strength of the DLC film layer L A2 Provided as an intermediate layer.
The
Here, the Pt film layer L B2 is provided as a surface layer for improving the oxidation resistance of the surface of the workpiece W, and the Cr film layer L B1 is an intermediate for improving the bonding strength of the Pt film layer L B2. Provided as a layer.
各ターゲット片Tiの具体的な寸法は、上記の被処理体Wに薄膜15Aを成膜する場合、短辺長さaが被処理体Wの直径Dの大きさ以下であることが好ましく、本実施形態では、a=15(mm)を採用している。また、長辺長さbは、b=30(mm)を採用している。
また、各ターゲット片Tiの材質は、Si膜層LA1、Cr膜層LB1、DLC膜層LA2、Pt膜層LB2を成膜するために、一例として、ターゲット片T1〜T5までの5枚がSiで、ターゲット片T6〜T10までの5枚がCrで、ターゲット片T11〜T23までの13枚が炭素(C)で、ターゲット片T24〜T36までの13枚がPtで構成されている。
各ターゲット片Tiの厚さは、成膜時のターゲット材料の消費量、被処理体Wの処理個数等に応じて、適宜設定すればよい。
このような構成により、本実施形態のターゲット部8は、平面視の形状が、幅30mm、長さ540mmの矩形帯状に形成されている。
The specific dimension of each target piece T i is preferably such that when the
The material of each target piece T i, in order to deposit the Si layer L A1, Cr layer L B1, DLC film layer L A2, Pt film layer L B2, as an example, a
The thickness of each target piece T i is the consumption of the target material at the time of film formation, depending on the process number and the like of the object to be processed W, may be appropriately set.
With such a configuration, the
バッキングプレート7は、図1〜3に示すように、ターゲット片T1、…、Tnで構成されるターゲット部8をその下面側で水平に保持する導電部材である。
本実施形態では、ターゲット部8の平面視の外形よりもわずかに大きい銅製の矩形板を採用している。このため、ターゲット部8の下面の全体が受けられている。
また、本実施形態では、各ターゲット片Tiは、バッキングプレート7の表面に直接ボンディングされている。ターゲット片Tiとバッキングプレート7は、ボンディングの他にネジ止めや単に載置するだけでも成膜は可能であるが、成膜時にターゲットに発生する熱を効率よく伝達させてターゲット温度上昇を低減するにはバッキングプレート7上にターゲット片Tiをボンディングで固定するのが望ましい。
このような構成のバッキングプレート7は、真空容器2の内部から外部に向かって導かれた陰極配線11b、12bを介して、第1電源11、第2電源12の各陰極と電気的に接続されている。このため、各ターゲット片Tiは、等電位となる平面上に保持されている。
The
In the present embodiment, a copper rectangular plate that is slightly larger than the outer shape of the
In this embodiment, each target piece Ti is directly bonded to the surface of the
The
マグネットユニット6は、図3に示すように、バッキングプレート7上の各ターゲット片Tiにそれぞれの長手方向の両端部から長手方向の中心に向かう磁界14を発生させる板状部材であり、バッキングプレート7においてターゲット部8が固定されたのと反対側の板面に配置されている。
このため、マグネットユニット6には、ターゲット部8の短手方向の中心に対応する位置にS極6aが設けられ、ターゲット部8の短手方向の両端部にそれぞれN極6bが設けられている。本実施形態では、S極6a、N極6bはいずれも永久磁石を採用している。
このようなマグネットユニット6により、ターゲット部8上には、各ターゲット片Tiの長手方向に沿う断面において、各ターゲット片Tiの長手方向の両端部から中心に向かうとともにターゲット部8の表面から凸状の弓形をなす磁界14が形成されている。
For this reason, the
各電極Eiは、それぞれ各ターゲット片Tiに放電することにより各ターゲット片Tiをスパッタリングするための電極部材である。
本実施形態では、各電極Eiは、短手方向の幅が対応するターゲット片Tiの幅よりもわずかに短い1対の金属板からなる。各電極Eiは、長手方向が鉛直軸に沿うとともに、それぞれ、ターゲット片Tiを間に挟んで水平方向に対向する姿勢とされ、各ターゲット片Tiの短辺の近傍に設置されている。
具体的には、図3に電極E1、ターゲット片T1の例を示すように、各電極Eiは、各ターゲット片Tiの短辺に対して水平方向にd=1(mm)だけ離間された近傍位置に配置されている。また、各電極Eiの上端は、各ターゲット片Tiの上面に対して、h1=5(mm)だけ突出されている。
また、電極E1、…、Enには、図1に示すように、真空容器2の内部から外部に向かって導かれた個別の配線w1、…、wnが接続され、それぞれ後述するスイッチ部13の第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bの端子に電気的に接続されている。
Each electrode E i is an electrode member for sputtering the target piece T i by each discharging to each target strip T i.
In the present embodiment, each electrode E i is composed of a pair of metal plates whose width in the short direction is slightly shorter than the width of the corresponding target piece T i . Each electrode E i is placed in the vicinity of the short side of each target piece T i , with the longitudinal direction along the vertical axis and with the target piece T i interposed therebetween. .
Specifically, as shown in the example of the electrode E 1 and the target piece T 1 in FIG. 3, each electrode E i is d = 1 (mm) in the horizontal direction with respect to the short side of each target piece T i. It is arranged at a position near the space. Further, the upper end of each electrode E i protrudes by h 1 = 5 (mm) with respect to the upper surface of each target piece T i .
The electrode E 1, ..., the E n, as shown in FIG. 1, lines w 1 individual was directed towards the inside to the outside of the vacuum vessel 2, ..., w n are connected, it will be described later, respectively The
被処理体移動部9は、被処理体Wの被処理面を下方に向けて水平に保持し、保持した被処理体Wをターゲット部8の上方においてターゲット部8の長手方向に沿う水平方向に移動させるものである。
被処理体移動部9は、真空容器2の内部に移動ガイド10に移動可能に取り付けられている。
The
The
被処理体移動部9を移動させる移動機構は、被処理体移動部9および移動ガイド10の少なくともいずれかに設けることができる。このような移動機構としては、例えば、ねじ送り機構、ギヤ、ベルト、ワイヤ等の伝動機構とモータとを組み合わせた移動機構や、リニアモータを用いた移動機構や、被処理体移動部9に設けられ移動ガイド10をガイドとする自走機構などを採用することができる。
また、被処理体移動部9における被処理体Wの保持機構としては、被処理体Wの側面を中心に向かって把持するチャッキング機構などを採用することができる。
また、被処理体移動部9は、不図示の配線を介して、後述する成膜制御ユニット50と通信可能に接続され、成膜制御ユニット50からの制御信号に基づいて、起動、停止、および移動速度が制御されるようになっている。
また、被処理体移動部9は、例えば、エンコーダ、位置センサ等の位置検出手段を備えており、移動経路における移動位置の情報を成膜制御ユニット50に通知できるようになっている。
A moving mechanism for moving the
Further, as the holding mechanism of the object to be processed W in the object to be processed moving
The
Further, the
移動ガイド10は、被処理体移動部9の移動経路を定める部材であり、ターゲット部8の上方では、ターゲット部8の長手方向に沿って、ターゲット部8と平行な水平方向に延ばされている。
移動ガイド10の各ターゲット片Ti上での配置は、図3にターゲット片T1に対する位置関係を示すように、被処理体移動部9に保持された被処理体Wの中心が各ターゲット片Tiの長手方向(ターゲット部8の短手方向)の中心に対向し、被処理体Wの下面が各ターゲット片Tiの上面から距離h2だけ離間された配置とされている。
このため、被処理体移動部9による被処理体Wの移動経路は、ターゲット部8上では、各ターゲット片Tiをその長手方向の中心の上方で横断する経路になっている。
移動経路上における被処理体Wの各ターゲット片Tiに対する離間距離h2は、被処理体Wの大きさとターゲット材料の使用効率の観点から適宜設定する。
本実施形態では、各ターゲット片Tiから放出されるターゲット粒子が良好に被処理体Wの表面に付着する領域である成膜領域の平面視の大きさが、移動経路に直交する方向において、同方向の被処理体Wの被処理面の大きさをわずかに上回るとともに、移動経路に直交する方向の成膜領域の大きさが、同方向の被処理体Wの処理面の大きさよりも小さくなるように、距離h2を設定している。
本実施形態では、一例として、h2=50(mm)とすることにより、このような成膜領域を実現している。
The
Arranged on each target piece T i of the moving
Therefore, the moving path of the workpiece W by the
Distance h 2 for each target piece T i of the target object W on the movement route is set appropriately in terms of use efficiency of the size and the target material of the workpiece W.
In the present embodiment, in the direction in which the plan view of the size of the deposition region target particles released is an area attached to the surface of the well object W from the target piece T i is orthogonal to the moving path, While slightly exceeding the size of the processing surface of the workpiece W in the same direction, the size of the film formation region in the direction orthogonal to the movement path is smaller than the size of the processing surface of the workpiece W in the same direction. so that, it has set a distance h 2.
In this embodiment, as an example, such a film formation region is realized by setting h 2 = 50 (mm).
なお、移動ガイド10は、被処理体移動部9がターゲット部8上で往復移動可能な直線状のガイドであってもよいし、被処理体移動部9が一定方向に循環して移動できるような閉曲線状のガイドであってもよい。
移動ガイド10を閉曲線状に設ける場合、被処理体移動部9が複数であっても、これら複数の被処理体移動部9を一方向に循環移動させることで、ターゲット部8の上方では投入室3から排出室4に向かう一方向に、複数の被処理体移動部9を同時に移動させることができる。
The
In the case where the
第1電源11および第2電源12は、それぞれ、出力電力の大きさを独立に設定可能な直流電源である。本実施形態では、いずれも出力電力2kWの電力が供給可能になっている。
第1電源11および第2電源12の陰極は、図1に示すように、それぞれ陰極配線11b、12bを介してバッキングプレート7に電気的に接続されている。
また、第1電源11および第2電源12の陽極は、それぞれ陽極配線11a、陽極配線12aを介して、スイッチ部13に電気的に接続されている。
The
As shown in FIG. 1, the cathodes of the
The anodes of the
スイッチ部13は、第1電源11および第2電源12の出力電力を、それぞれ電極E1、…、Enのいずれかに選択的に印加するための選択手段であり、第1電源11かオン・オフ電流をオン・オフするn個の第1スイッチ13Aと、第2電源12からの直流電流をオン・オフするn個の第2スイッチ13Bとを備える。
各第1スイッチ13Aの一方の接点は、陽極配線11aを介して第1電源11の陽極に電気的に接続されている。また、各第2スイッチ13Bの一方の接点は、陽極配線12aを介して第2電源12の陽極に電気的に接続されている。
また、各第1スイッチ13Aおよび各第2スイッチ13Bの他方の接点は、各電極Eiと電気的に接続された各配線wiとそれぞれ個別に接続されている。
このため、電極E1、…、Enには、配線w1、…、wnを介して、第1電源11、第2電源12の陽極に電気的に接続可能に設けられている。
スイッチ部13は、図4に示すように、成膜制御ユニット50と電気的に接続され、成膜制御ユニット50から制御信号に基づいて、各第1スイッチ13A、各第2スイッチ13Bのオン・オフ状態が制御されるようになっている。
One contact of each
The other contact of each of the
Thus,
As shown in FIG. 4, the
成膜制御ユニット50は、スパッタ装置1における成膜動作を制御するもので、図4に示すように、記憶部53、条件設定部54、被処理体移動制御部51、および出力制御部52を備える。
また、成膜制御ユニット50には、操作者が成膜条件を入力したり、記憶部53に記憶された制御条件を選択したりする操作入力を行うため、例えば、入力バッド、キーボード、マウスなどからなる操作入力部20を備えている。
The film
In addition, in order to perform an operation input to the film
記憶部53は、成膜動作における各種の制御条件の情報を記憶するものである。
記憶部53に予め記憶しておく制御条件の情報としては、被処理体Wに成膜する膜構成の情報、膜構成に応じた被処理体Wの移動位置の制御情報、各ターゲット片Tiの形状や材質の情報、各ターゲット片Tiに供給する電力と成膜速度との相関関係の情報、被処理体Wの移動位置と各ターゲット片Tiの設置位置との対応関係の情報などを挙げることができる。
The
Information on the control conditions stored in advance in the
条件設定部54は、操作入力部20に電気的に接続され、例えば、操作入力部20から入力された成膜条件などの情報を記憶部53に記憶させたり、操作入力部20から入力された操作入力の指示に基づいて記憶部53に記憶された情報を参照し、必要に応じて演算処理を行って、被処理体移動制御部51および出力制御部52の動作に必要な情報を被処理体移動制御部51および出力制御部52に送出したりするものである。
例えば、操作入力部20によって、薄膜15Aあるいは薄膜15Bを成膜する指示が入力されたとすると、このような膜構成を記憶部53内で検索し、入力された膜構成に対応した被処理体Wの移動位置の制御情報を記憶部53から読み出して、起動位置、停止位置、移動速度等の制御データを被処理体移動制御部51に送出する。また、この膜構成に対応して、ターゲット片T1、…、Tnに供給すべき電力の情報を出力制御部52に送出する。
また、条件設定部54は、操作入力部20からの成膜開始の指示に応じて、被処理体移動制御部51および出力制御部52の制御動作を開始させる。
The
For example, if an instruction to form the
In addition, the
被処理体移動制御部51は、条件設定部54から送出された被処理体Wの移動位置の制御情報に基づいて、被処理体移動部9に制御信号を送出することにより、被処理体移動部9の起動、停止、移動速度の制御を行うものであり、被処理体移動部9と通信可能に接続されている。
また、被処理体移動制御部51は、出力制御部52と電気的に接続され、被処理体移動部9から通知される被処理体移動部9の移動位置の情報を出力制御部52に送出できるようになっている。
The object
The object
出力制御部52は、条件設定部54から送出されたターゲット片T1、…、Tnに供給すべき電力の情報と、被処理体移動制御部51を介して被処理体移動部9から通知された被処理体Wの移動位置とに基づいて、第1電源11、第2電源12の出力電力を、スイッチ部13によるスイッチングを行うことで、電極E1、…、Enの少なくともいずれかに選択的に供給する制御を行うものである。また、第1電源11、第2電源12の出力電力が可変できる場合には、出力電力の大きさの制御も行う。
このため、出力制御部52は、条件設定部54、スイッチ部13、第1電源11、および第2電源12に電気的に接続され、条件設定部54からの制御信号および被処理体移動部9からの移動位置の上方に基づいて、スイッチ部13、第1電源11、および第2電源12の動作を制御できるようになっている。
The
Therefore, the
成膜制御ユニット50の装置構成は、本実施形態では、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記のような制御機能に対応した制御プログラムが実行されるようになっている。
In this embodiment, the apparatus configuration of the film
このような構成により、成膜制御ユニット50は、被処理体Wの移動位置の情報と、予め記憶された複数の膜構成のうちから選択された膜構成の情報とに基づいて、電極E1、…、Enの少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、ターゲット片T1、…、Tnのうち少なくともいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させる成膜制御部を構成している。
With such a configuration, the film
次に、スパッタ装置1の動作について、本実施形態の成膜方法を中心として説明する。
図6(a)は、本発明の実施形態に係る成膜装置の動作を説明する動作説明図である。図6(b)は、図6(a)におけるB−B断面図である。
Next, the operation of the
FIG. 6A is an operation explanatory view for explaining the operation of the film forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.6 (b) is BB sectional drawing in Fig.6 (a).
スパッタ装置1を用いて被処理体W上に薄膜15Aを成膜するには、予め、バッキングプレート7上にターゲット部8を設置しておく。
このため、真空容器2の内部には、複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置した構成が実現されている。
In order to form the thin film 15 </ b> A on the workpiece W using the
For this reason, in the inside of the
次に、スパッタ装置1の初期化を行う。
まず、ゲートバルブ3b、4bを閉止した状態で、不図示の減圧手段によって真空容器2の内部雰囲気を吸引管路2bから吸引して、真空容器2の内部を減圧する。そして、不活性ガス供給管路2aからArガスを供給し、真空容器2内の真空度を、1×10−2Paに調節する。
また、操作入力部20から初期化を指示することにより、成膜制御ユニット50から制御信号を送出し、被処理体移動部9、スイッチ部13、第1電源11、第2電源12を初期状態にリセットする。すなわち、被処理体移動部9を真空容器2内においてゲートバルブ3bの近傍に移動し、スイッチ部13の第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bをすべてオフに設定し、第1電源11、第2電源12は、出力可能な状態に待機させる。
Next, the
First, in a state where the
Further, by instructing initialization from the
次に、ゲートバルブ3bを閉止した状態で、投入室3を大気圧にし、ゲートバルブ3aを開放する。そして、ゲートバルブ3aによって開放された不図示の開口から、適宜の搬入手段を用いて、被処理体Wを投入室3の内部に搬入し、載置台3cに載置する(図1の被処理体WC参照)。その後、ゲートバルブ3aを閉止して、不図示の減圧手段によって投入室3を減圧する。
Next, with the
投入室3の減圧が終了したらゲートバルブ3bを開放する。そして、載置台3c上の被処理体Wを移載ロボット3dによって把持し、この被処理体Wを、ゲートバルブ3bによって開放された不図示の開口を通して真空容器2の内部に移動し、被処理体移動部9が把持可能な位置に位置付ける。
操作者は、操作入力部20に操作入力して、被処理体移動部9に被処理体Wを保持させる。これにより、図1に被処理体WBとして示すように、被処理体Wが被処理体移動部9に受け渡される。そこで、移載ロボット3dを投入室3内に退避させて、ゲートバルブ3bを閉じる。
When the decompression of the charging
The operator inputs an operation to the
次に操作者が、操作入力部20から薄膜15Aの成膜を開始する指示を入力すると、成膜制御ユニット50の制御に基づいて自動的に成膜が開始される。
なお、薄膜15Aの膜厚は、被処理体Wの移動速度と、電極E1、…、Enに供給する電力とによって変化する。本実施形態では、移動速度および出力電力を一定に保ち、成膜に寄与するターゲット片Tiの枚数によって所望の膜厚を得る場合の例で説明する。
Next, when the operator inputs an instruction to start film formation of the thin film 15 </ b> A from the
The thickness of the
まず、条件設定部54は、このような膜構成を記憶部53内で検索し、薄膜15Aの膜構成に対応した被処理体Wの移動位置の制御情報を記憶部53から読み出して、起動位置、停止位置、移動速度等の具体的な被処理体移動部9の制御データを算出して、これらの制御データを被処理体移動制御部51に送出する。
本実施形態では、薄膜15Aを成膜する場合には、ターゲット片T1〜T5とターゲット片T11〜T23との寄与によって、薄膜15Bを成膜する場合には、ターゲット片T6〜T10とターゲット片T24〜T36との寄与によって、それぞれ成膜する。いずれも場合でも、移動位置の制御情報としては、ターゲット片T1〜T36上を停止することなく順次移動する、といった情報が記憶されている。
ただし、被処理体Wを特定のターゲット片Ti上に停止させて成膜を行う場合には、停止位置の情報も記憶されている。
First, the
In the present embodiment, when forming a
However, when a film is formed to stop the workpiece W on a particular target piece T i it is also stored information for the stop position.
ここで、被処理体移動制御部51に送出する被処理体移動部9の制御データの算出方法について説明する。
まず、薄膜15Aを成膜する場合、条件設定部54は、記憶部53に記憶された薄膜15Aの膜構成の情報と、薄膜15Aの成膜に寄与するターゲット片Tiの形状や材質の情報と、移動位置の制御情報とから、Si膜層LA1、DLC膜層LA2の成膜工程を以下のように解釈する。
まず、被処理体Wが、ターゲット片T1〜T5までの75mm(=15(mm)×5)の移動経路上を一定の移動速度vA1で移動する間に、ターゲット片T1〜T5から放出されるSiのターゲット粒子によってそれぞれ膜厚60nmずつの成膜を行って、膜厚300nmのSi膜層LA1を成膜する。
次に、被処理体Wが、ターゲット片T11〜T23までの195mm(=15(mm)×13)の移動経路上を一定の移動速度vA2で移動する間に、ターゲット片T11〜T23から放出されるCのターゲット粒子によってそれぞれ膜厚46.15nmずつの成膜を行って、膜厚600nmのDLC膜層LA2を成膜する。
一方、記憶部53には、ターゲット片T1等のSiターゲット片では、電極E1等に供給する出力電力が2kWのとき、成膜速度が40nm/minになり、ターゲット片T11等のCターゲット片では、電極E11等に供給する出力電力が2kWのとき、成膜速度が30.77nm/minになるといった出力電圧と成膜速度との関係の情報が記憶されている。
そこで、条件設定部54は、これらの情報に基づいて、ターゲット片T1〜T5までの被処理体Wの移動速度vA1を、10mm/min(=75×40/300)、ターゲット片T11〜T23までの被処理体Wの移動速度vA2を、10(mm/min)(=195×30.77/600)、として算出する。
Here, the calculation method of the control data of the to-be-processed
First, the case of forming a
First, while the workpiece W moves at a constant moving speed v A1 on a moving path of 75 mm (= 15 (mm) × 5) from the target pieces T 1 to T 5 , the target pieces T 1 to T 5 respectively by performing the film formation of each film thickness 60nm by the target particles Si emitted from forming the Si layer L A1 having a thickness of 300 nm.
Next, while the workpiece W moves at a constant moving speed v A2 on a movement path of 195 mm (= 15 (mm) × 13) from the target pieces T 11 to T 23 , the target pieces T 11 to respectively performing film formation of each film thickness 46.15nm by C of target particles emitted from the T 23, the formation of the DLC film layer L A2 having a thickness of 600 nm.
On the other hand, the
Therefore, the
条件設定部54は、このようにして算出された移動速度vA1、vA2と、移動速度の切り替えタイミングとを、被処理体移動部9の移動の制御データとして、被処理体移動制御部51に送出する。ただし、本実施形態では、vA1=vA2であるため、移動速度の切り替えは不要である。
ターゲット片Tiの種類による成膜速度の違いによっては、このように算出される移動速度vA1、vA2は異なることがあるが、本実施形態では、上記したように、Siターゲット片と、Cターゲット片との成膜速度の違いと、それぞれによって成膜する膜厚の設定とを考慮して、ターゲット部8を構成するSiターゲット片とCターゲット片との枚数を、それぞれ5枚、13枚に設定しているため、被処理体Wの移動速度がvA1=vA2になっている。
The
The difference of the deposition rate depending on the type of the target piece T i, but the moving speed v A1, v A2 calculated in this way may be different, in the present embodiment, as described above, the Si target piece, Considering the difference in film formation rate with the C target piece and the setting of the film thickness to be formed according to each, the number of Si target pieces and C target pieces constituting the
また、薄膜15Bを成膜する場合、条件設定部54は、記憶部53に記憶された薄膜15Bの膜構成の情報と、薄膜15Bの成膜に寄与するターゲット片Tiの形状や材質の情報と、移動位置の制御情報とから、Cr膜層LB1、Pt膜層LB2の成膜工程を上記と同様にして解釈し、それぞれCr膜層LB1、Pt膜層LB2の成膜に寄与する、電極E6等、電極E24等に供給する出力電力がそれぞれ2kWのときの成膜速度がそれぞれ40nm/min、30.77nm/minになるとの情報に基づいて、ターゲット片T6〜T10までの被処理体Wの移動速度vB1と、ターゲット片T24〜T36までの被処理体Wの移動速度vB2とを、vB1=vB2=10(mm/min)として算出する。
Also, when forming a
また、条件設定部54は、薄膜15A、15Bの膜構成に対応して、各ターゲット片Tiに供給すべき電力の情報を出力制御部52に送出する。
ここで、本実施形態における各ターゲット片Tiに供給すべき電力の情報の設定方法について説明する。
本実施形態では、ターゲット片Tiによる成膜領域は、移動経路に沿う方向では同方向の被処理体Wの外形よりも狭いため、移動経路上を移動する被処理体Wは、最大でも移動経路に沿って隣接する2つのターゲット片Ti、Ti+1のターゲット粒子しか付着しない。
このため、被処理体Wが成膜領域に入ったターゲット片Tiのみからターゲット粒子が放出されるように、このターゲット片Tiの短辺の外側に設置された電極Eiに出力電力が供給すれば、各ターゲット片Tiの使用効率を最大化することができる。
したがって、ターゲット片Tiごとの移動経路上における成膜領域の分布が知られている場合には、被処理体Wの移動位置に応じて被処理体Wと重なる成膜領域に対応するすべてのターゲット片Tiを特定し、これに対応する電極Eiの電力をオンにし、他の電極Eiの電力をオフにするスイッチ部13の制御データを出力制御部52に送出すればよい。
Further, the
Here, the procedure for setting the power of the information to be supplied to each target strip T i in this embodiment.
In this embodiment, film formation region by the target piece T i, since the direction along the travel path is narrower than the outline of the object to be processed W in the same direction, the workpiece W moving on the moving route, mobile at most Only the target particles of two target pieces T i and T i + 1 which are adjacent along the path adhere.
For this reason, the output power is applied to the electrode E i installed outside the short side of the target piece T i so that the target particles are emitted only from the target piece T i in which the workpiece W enters the film formation region. be supplied, it is possible to maximize the use efficiency of each target strip T i.
Therefore, when the distribution of the deposition region on the movement path of each target piece T i are known, all of which correspond to the film formation region overlapping with the workpiece W in accordance with the movement position of the workpiece W It is only necessary to specify the target piece T i , turn on the power of the electrode E i corresponding thereto, and send control data of the
ただし、スパッタリングによる成膜領域は、ある程度バラツキがあるため、余裕をもって被処理体Wがターゲット片Tiによる想定される成膜領域に近づいたときに、対応する電極Eiの電力をオンにしてもよい。
本実施形態では、移動経路に沿う成膜領域の大きさはターゲット片Tiの短手方向の幅に近いため、被処理体Wがターゲット片Tiと重なる領域に移動するとともに、ターゲット片Tiに対応する電極Eiの電力をオンにするスイッチ部13の制御データを出力制御部52に送出するようにしている。
具体的には、被処理体Wの移動位置に応じて、被処理体Wが重なる1枚のターゲット片Ti、または被処理体Wが重なるターゲット片Ti、Ti+1に対して、第1電源11または第2電源12からの電力を供給する制御データを出力する。
なお、被処理体Wに重なるターゲット片Tiの添字iが奇数のときは第1スイッチ13Aをオンとし、偶数のときは第2スイッチ13Bをオンに設定する。
However, the film formation area by sputtering, because there is some variation, when the workpiece W with a margin approaches the deposition region envisaged by the target piece T i, and turn on the power of the corresponding electrode E i Also good.
In the present embodiment, the size of deposition region along a travel path is close to the lateral direction of the width of the target strip T i, with the workpiece W is moved in a region overlapping with the target piece T i, the target piece T It is to be sent to the
Specifically, according to the movement position of the workpiece W, the first target piece T i on which the workpiece W overlaps or the target pieces T i and T i + 1 on which the workpiece W overlap overlap each other. Control data for supplying power from the
Note that the subscript i of the target piece T i overlapping the workpiece W is when the odd turns on the
被処理体移動制御部51および出力制御部52に対して、条件設定部54からの制御データが送出されると、被処理体移動制御部51および出力制御部52の制御によって、成膜が開始される。以下では、一例として、薄膜15Aを成膜する場合の例で説明する。
被処理体移動制御部51は、被処理体移動部9を速度vA1で排出室4側に向かって移動させる。被処理体Wの移動位置の情報は、逐次、被処理体移動部9から出力制御部52に通知される。
出力制御部52は、被処理体移動部9から通知される被処理体Wの移動位置の情報に基づいて、薄膜15Aの成膜に寄与するターゲット片Tiに対応する電極E1、…、E5、E11、…、E23のうちの少なくともいずれかに選択的に電力を供給するように、スイッチ部13のオン・オフ制御を行う。
具体的には、被処理体Wが、ターゲット片T1に重なる領域に移動すると、電極E1に接続された第1スイッチ13Aがオンされる。これにより、電極E1のみに2kWの電力が供給される。
被処理体Wは、vA1=10(mm/min)で移動するため、被処理体Wの移動方向の先端がターゲット片T1に重なり始めてから1分30秒後に、被処理体Wの全体がターゲット片T1と重なり、同時に被処理体Wの移動方向の先端がターゲット片T2との境界に到達する。このため、被処理体移動部9からこのような移動位置が通知されると、電極E2に接続された第2スイッチ13Bがオンされる。これにより、電極E1、E2の両方にそれぞれ2kWの電力が供給される。
また、被処理体Wの移動方向の先端がターゲット片T1に重なり始めてから3分後には、被処理体Wは、ターゲット片T1を横断し終わり、被処理体Wの移動方向の先端がターゲット片T3と境界に到達する。このため、被処理体移動部9からこのような移動位置が通知されると、電極E1に接続された第1スイッチ13Aがオフされ、電極E3に接続された第1スイッチ13Aがオンされる。これにより、電極E2、E3の両方にそれぞれ2kWの電力が供給される。
このようにして、被処理体Wの移動位置に応じて、電極E1、…、E5、E11、…、E23において電力が供給される電極Eiが順次切り替えられていく。
When control data from the
The object
The
Specifically, the workpiece W is, when moving to the region overlapping the target piece T 1, the
Article W to be treated, v to move A1 = 10 (mm / min) , 1 minute 30 seconds after starting overlaps the target piece T 1 the tip of the moving direction of the workpiece W, the entire workpiece W There overlaps the target piece T 1, the moving direction of the distal end of the workpiece W reaches the boundary between the target piece T 2 simultaneously. Therefore, if such a movement position is notified from the
Further, after 3 minutes from the start overlap in the direction of movement of the tip is the target piece T 1 of the article W to be treated, the workpiece W is finish across the target piece T 1, the moving direction of the distal end of the workpiece W to reach the target piece T 3 and the boundary. Therefore, if such a movement position of the
In this way, according to the movement position of the workpiece W, the electrode E 1, ..., E 5, E 11, ..., electrodes E i to which power is supplied is gradually being sequentially switched at E 23.
ここで、電力が供給された電極Eiによる成膜動作について説明する。
例えば、電極E1に2kWの電力が供給されると、ターゲット片T1は第1電源11、第2電源12の陰極に接続されたバッキングプレート7と等電位に保持されているため、図6(a)に示すように、各電極E1とターゲット片T1との間に空間放電によって電流16が流れ、電子が流動することによってArがイオン化される。そしてこれらのArイオンがターゲット片T1に衝突することによって、ターゲット片T1がスパッタリングされる。
ターゲット片T1上には、マグネットユニット6の作用によって、ターゲット片T1の両端部から中心部に向かう弓形の磁界14が形成されている。このため、電流16による電子密度は、ターゲット片T1の長手方向の両端部と中心との2箇所の中間部において高くなる。Arイオンはこれらの電子密度が高い領域に集中するため、ターゲット片T1は、長手方向の両端部と中心との2箇所の中間部を中心としてスパッタリングされる。
Here, the film forming operation by the electrode E i supplied with electric power will be described.
For example, when 2 kW of power is supplied to the electrode E 1 , the target piece T 1 is held at the same potential as the
On the target piece T 1 , an arcuate
このとき、ターゲット片T1の成膜領域S1は、図6(a)、(b)に破線矢印で示すように、これら2箇所の中間部から上方に向かってそれぞれコーン状に拡がる領域となる。このため、ターゲット片T1の上方の一定距離以上の位置では、各成膜領域S1が隣接して部分的に重なり、ターゲット片T1の長手方向に延びる成膜領域が形成される。
したがって、図6(a)に示すように、被処理体Wとターゲット片T1の表面との距離h2を適宜設定することにより、ターゲット片T1の長手方向の成膜領域の大きさを被処理体Wの外形よりわずかに大きくしたとき、これと直交する方向では、図6(b)に示すように、被処理体Wの外形よりも狭い成膜領域が形成される。
At this time, film formation region S 1 of the target piece T 1 is FIG. 6 (a), the a as indicated by broken line arrows (b), the area extending to these two locations each cone upward from an intermediate portion of Become. Therefore, the predetermined distance of the position above the target piece T 1, the film formation region S 1 is partially overlapped by adjacent deposition region extending in the longitudinal direction of the target piece T 1 is formed.
Accordingly, as shown in FIG. 6 (a), by setting the distance h 2 between the workpiece W and the target piece T 1 of the surface properly, the magnitude of the longitudinal film formation region of the target piece T 1 When slightly larger than the outer shape of the object to be processed W, a film formation region narrower than the outer shape of the object to be processed W is formed in a direction orthogonal to the outer shape as shown in FIG.
被処理体Wの先端がターゲット片T1、T2との境界の上方に達すると、電極E1、E2に同時に2kWの電力が供給される。すると、電極E1(E2)から放電された電流は、ターゲット片T1(T2)に流れ、さらにターゲット片T1(T2)を保持するバッキングプレート7へと流れる。バッキングプレート7へ流れた電流は、陰極配線11b(12b)を介して第1電源11(第2電源12)に戻ってくる。
このとき、バッキングプレート7は、第1電源11、第2電源12の陰極側の電気回路の共用部であり、第1電源11、第2電源12から供給された電流が、それぞれ同時に流れる。これらの電流の大きさは第1電源11、第2電源12の陽極から流れた電流の合算値であり、第1電源11、第2電源12が陰極配線11b、12bを介して回収する電流量も、それぞれ陽極から出力した電流と同量となる。そのため、独立に出力電力を設定できる第1電源11、第2電源12によって、第1電源11、第2電源12の陽極から供給する電流量を調整することで、電極E1、ターゲット片T1間の放電電流量と、電極E2、ターゲット片T2と間の放電電流量とを独立して制御することができる。
When the tip of the workpiece W reaches above the boundary between the target pieces T 1 and T 2 , 2 kW of power is simultaneously supplied to the electrodes E 1 and E 2 . Then, the discharged current from the
At this time, the
このようにして、被処理体Wは、ターゲット片T1〜T5を横断する移動経路上では、下面側からターゲット片T1〜T5によって順次Si原子が放出される成膜領域S1等を順次横断する。ただし、被処理体Wの先端がターゲット片T5、T6の境界に到達すると、出力制御部52は、スイッチ部13を制御して、電極E6に接続された第2スイッチ13Bをオフし、被処理体Wがターゲット片T6〜T10を通過する間は、電極E6〜E10に接続された第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bはすべてオフされる。このため、被処理体Wに対して、ターゲット片T6〜T10からCr原子が放出されることはない。
このため、成膜領域S1等におけるそれぞれの成膜速度に応じてSi原子が付着、堆積して、非晶質性のSiの薄膜が形成され、ターゲット片T5を通過した時点で膜厚300nmとなるSi膜層LA1が成膜される。
In this way, the workpiece W is in the movement path across the target piece T 1 through T 5, film formation region S 1 and the like are sequentially Si atom by the target piece T 1 through T 5 from the lower surface side is released Are sequentially traversed. However, when the tip of the workpiece W reaches the boundary between the target pieces T 5 and T 6 , the
Therefore, deposition of Si atoms according to their deposition rate in deposition region S 1 and the like, deposited by a thin film of amorphous of Si is formed, the film thickness at the time of passing through the target piece T 5 A Si film layer LA1 having a thickness of 300 nm is formed.
また、同様にして、被処理体Wは、ターゲット片T11〜T23を横断する移動経路上では、下面側からターゲット片T11〜T23によって順次C原子が放出される成膜領域を順次横断するため、各成膜領域における成膜速度に応じてC原子が付着、堆積して、非晶質性のCの薄膜が形成され、ターゲット片T23を通過した時点で、Si膜層LA1上に膜厚600nmとなるDLC膜層LA2が成膜される。
Similarly, the workpiece W is in the movement path across the
被処理体Wが、ターゲット片T23を通過すると、出力制御部52は、スイッチ部13を制御して、電極E25〜E36に接続された第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bをすべてオフに設定して、第1電源11、第2電源12からの電力の供給を停止する。このため、被処理体Wに対して、ターゲット片T24〜T36からPt原子が放出されることはない。
また、被処理体移動制御部51は、被処理体移動部9を排出室4のゲートバルブ4bの近傍位置まで移動した後、被処理体移動部9を停止させる。
Workpiece W is, passes through the target piece T 23, the
In addition, the workpiece
次に、予め減圧しておいた排出室4のゲートバルブ4bを開放し、移載ロボット4dによって、成膜が終了した被処理体Wを把持し、移載ロボット4dを駆動して、被処理体Wを排出室4の内部に移動する。この状態でゲートバルブ4bを閉止し、移載ロボット4dを駆動して被処理体Wを載置台4c上に載置してから、移載ロボット4dの把持を解除する(図1の被処理体WA参照)。
一方、被処理体移動制御部51は、被処理体移動部9の保持を解除して、被処理体移動部9を投入室3の近傍位置まで移動させる。これにより、次に成膜を行う被処理体Wを保持することが可能となる。
Next, the
On the other hand, the workpiece
次に、操作者は、ゲートバルブ4aを開放して、排出室4を大気圧にし、不図示の排出手段をゲートバルブ4aによって開放された不図示の開口に挿入して、成膜が終了した被処理体WAをスパッタ装置1の外部に排出する。
このようにして、薄膜15Aが成膜された被処理体Wが製造される。
また、操作入力部20から薄膜15Bを成膜する指示がなされた場合においては、ターゲット片T6〜T10、T24〜T36上に被処理体Wが移動したときに、被処理体Wの下方の1つまたは2つのターゲット片Tiに対応する電極Eiに電力が供給される点が異なるのみで、薄膜15Bが成膜される。
以上を繰り返すことにより、複数の被処理体Wを順次投入室3に投入し、真空容器2内で薄膜15Aまたは薄膜15Bの成膜を行った後に、排出室4から排出することで、真空容器2を大気開放することなく、被処理体Wごとに、予め定められた薄膜15A、15Bを成膜することができる。
Next, the operator opens the
Thus, the to-be-processed object W in which the
Also, when an instruction for forming a
By repeating the above, a plurality of objects to be processed W are sequentially introduced into the
このように、スパッタ装置1を用いた本実施形態の成膜方法によれば、被処理体Wを、ターゲット片T1〜T36を横断する移動経路に沿って移動させ、被処理体Wの移動位置に基づいて、ターゲット片T1〜T36のうちから、被処理体Wが重なる位置の1枚または隣接する2枚のターゲット片Tiから選択的にターゲット粒子を放出させて成膜を行うことができる。このため、被処理体Wに付着する可能性のないターゲット片からのターゲット粒子の放出を抑制できるため、ターゲット部8の使用効率を向上することができる。
また、本実施形態では、ターゲット部8においてターゲット片Tiの種類や、枚数を、成膜する膜構成に応じて予め設定するだけで成膜を行うことができる。このため、膜構成に応じて、被処理体Wの移動速度や第1電源11、第2電源12の出力電力を複雑に変化させることなく成膜を行うことができるため、薄膜の組成や膜厚の調整が容易となる。
したがって、薄膜の成膜工程において成膜の効率を向上することができる。
As described above, according to the film forming method of the present embodiment using the
Further, in the present embodiment, and the kind of target pieces T i in the
Therefore, the film formation efficiency can be improved in the thin film formation process.
また、本実施形態では、ターゲット片Tiの材質が、複数の膜構成に対応して複数の材質のものが配列されているため、成膜の膜構成を変更する場合にも、スイッチ部13を制御する制御データを変更するだけで、ターゲットの入れ替えなどの段取り替えを行うことなく連続的に成膜を続けることができる。このため、膜構成を変更するたびにターゲットを入れ替え場合に比べて、成膜の効率を向上することができる。
In the present embodiment, since the target piece Ti is made of a plurality of materials corresponding to a plurality of film configurations, the
また、本実施形態では、真空容器2に隣接して、投入室3および排出室4を設けることによって、真空容器2の雰囲気を変えることなく、複数の被処理体Wを1個ずつ連続的に成膜することができる。
このため、複数の被処理体Wをヤトイ等の治具に詰めてバッチ式の成膜を行う場合に比べて、被処理体Wのヤトイ詰めの手間や、バッチ交換する際の真空容器2の減圧などの作業時間、待機時間を低減できるため、生産効率を向上することができる。
また、真空容器2は、被処理体を1個ずつ直線的に移動できればよいため、真空容器2の移動経路に沿う断面積を低減することができる。
Further, in the present embodiment, by providing the
For this reason, compared with the case where batch-type film formation is performed by packing a plurality of objects to be processed W in a jig such as Yatoi, the trouble of filling the objects W to be processed or the
Moreover, since the
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例について説明する。
図7は、本発明の実施形態の第1変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図8は、本発明の実施形態の第1変形例に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of a film forming apparatus according to a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film configuration of a thin film formed by the film forming apparatus according to the first modification of the embodiment of the present invention.
本変形例のスパッタ装置1A(成膜装置)は、図7に主要部の構成を示すように、上記実施形態のスパッタ装置1のターゲット部8に代えて、ターゲット部8A(ターゲット)を備え、上記実施形態の電極E5と電極E6との間に、ターゲット部8Aを間に挟んでターゲット部8Aの短手方向に対向するN対の電極EAj(ただし、jは1以上N以下の整数、Nは3以上の奇数)を追加したものである。
スパッタ装置1Aは、上記実施形態の薄膜15A、15Bに加えて、図8に示すように、Si膜層LA1とDLC膜層LA2との間に、SiとCとが混合した組成を有する混合膜層LA3を有する薄膜15Cを成膜する装置である。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 7, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
ターゲット部8Aは、上記実施形態のターゲット片T5と、ターゲット片T6との間に、短辺×長辺が、c×b(ただし、c<a、c<D)の矩形形状を有するN枚のターゲット片TAjを、互いの長辺が隣接するように配置したものである。このため、ターゲット片TAjの短辺に沿う方向の幅は、ターゲット片Tiに比べて狭くなっている。
ターゲット片TAjの材質は、jが偶数の場合はSi、jが奇数の場合はCから構成される。このため、ターゲット片T10に隣接するターゲット片TA1の材質はSiからなり、ターゲット片T11に隣接するターゲット片TANの材質はCからなる。
ターゲット片TAjの枚数Nは、成膜すべき混合膜層LA3の膜厚に応じて適宜の枚数に設定する。
The material of the target piece TAj is composed of Si when j is an even number and C when j is an odd number. Therefore, the material of the target piece T A1 adjacent to the target piece T 10 is made of Si, the material of the target piece T AN adjacent target pieces T 11 is made of C.
Number N of the target piece T Aj is set to the number of appropriate according to the thickness of the mixed layer L A3 to be deposited.
ターゲット片TAjの短辺の長さcは、図7に示すように、ターゲット片TAj上に拡がるコーン状の成膜領域SAjが、ターゲット片TAjの表面から被処理体Wまでの距離h2において、ターゲット片TAjに隣接するターゲット片TA(j+1)の成膜領域SA(j+1)のほぼ中心位置まで重なる程度の寸法に設定する。 As shown in FIG. 7, the length c of the short side of the target piece T Aj is such that the cone-shaped film-forming region S Aj extending on the target piece T Aj extends from the surface of the target piece T Aj to the workpiece W. At a distance h 2 , the dimension is set so as to overlap to a substantially central position of the film formation region S A (j + 1) of the target piece TA A (j + 1) adjacent to the target piece TAj .
電極EAjは、上記実施形態の電極Eiのターゲット片Tiに対向する幅寸法を、電極EAjが対向するターゲット片TAjの短辺寸法に対応させて縮幅したものである。
また、特に図示しないが、スイッチ部13の第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bの数は、それぞれN個ずつ増加され、各電極EAjは、上記実施形態の電極Eiと同様、配線wiに相当する個別の配線を介して、陽極配線11a、12aに電気的に接続された第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bに接続されている。
The electrode E Aj is obtained by reducing the width of the electrode E i facing the target piece T i of the above embodiment in accordance with the short side dimension of the target piece T Aj facing the electrode E Aj .
Although not particularly illustrated, the number of the
このような構成のスパッタ装置1Aでは、上記実施形態と同様にして、上記被処理体移動部9をターゲット部8Aに配列されたターゲット片T1〜T5、ターゲット片TA1〜TAN、ターゲット片T11〜T23の上方を距離h2だけ離間した移動経路に沿って横断する間に成膜を行う。
このため、上記実施形態と同様にして、ターゲット片T1〜T5上では、Si膜層LA1が、ターゲット片T11〜T23上ではDLC膜層LA2が成膜される。
In the
Therefore, similarly to the above embodiment, on the
一方、被処理体Wが、ターゲット片TA1〜TANの上方に移動すると、ターゲット片TAjの短手方向の幅cは、被処理体Wの外形Dよりも小さいため、被処理体Wの移動に際して、隣接する2枚以上のターゲット片に電力が供給される。
このため、被処理体Wの下面には、jの奇遇に応じて、ターゲット片TAj、TA(j+1)から、Si原子とC原子とがスパッタリングされる。しかも、被処理体Wの通過位置では、これらのターゲット粒子の成膜領域SAj、SA(j+1)が重なり合っているため、被処理体Wには、Si原子とC原子とが混合した混合膜層LA3が成膜される。
On the other hand, when the workpiece W moves above the target pieces T A1 to T AN , the width c in the short direction of the target piece T Aj is smaller than the outer shape D of the workpiece W. In the movement, power is supplied to two or more adjacent target pieces.
For this reason, Si atoms and C atoms are sputtered on the lower surface of the workpiece W from the target pieces T Aj and T A (j + 1) according to the oddity of j . In addition, since the film formation regions S Aj and S A (j + 1) of these target particles overlap at the passing position of the workpiece W, the mixture of Si atoms and C atoms is mixed in the workpiece W. A film layer LA3 is formed.
混合膜層LA3は、Si膜層LA1とDLC膜層LA2との界面の密着強度を向上することができるため、薄膜15Cの密着性、耐久性を向上することができる。
このような混合膜層LA3は、上記実施形態の成膜方法であっても、SiC合金で構成したターゲット片をターゲット片T5、T6の間に挿入すれば、成膜することができるが、本変形例によれば、このようなSiC合金のターゲット片を製造することなく混合膜層LA3を形成することができるため、成膜の準備工程が簡素化される。
また、合金が製造しにくい2種類の材料の混合膜を容易に形成することができる。
The mixed film layer L A3 can improve the adhesion strength at the interface between the Si film layer L A1 and the DLC film layer L A2, and thus can improve the adhesion and durability of the thin film 15C.
Such mixed film layer L A3 may be a film-forming method of the above embodiment, by inserting the target piece is constituted by SiC alloy between the target strip T 5, T 6, can be formed However, according to this modification, since the mixed film layer LA3 can be formed without manufacturing such a target piece of SiC alloy, the preparation process of film formation is simplified.
Further, it is possible to easily form a mixed film of two kinds of materials that are difficult to produce an alloy.
なお、スパッタ装置1Aにおいて、薄膜15A、15Bを成膜する場合には、被処理体Wがターゲット片TAj上を移動する間、電極EAjに接続した第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bをすべてオフにすればよい。
When forming the
[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例について説明する。
図9は、本発明の実施形態の第2変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Second Modification]
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of a film forming apparatus according to a second modification of the embodiment of the present invention.
本変形例のスパッタ装置1B(成膜装置)は、図8に示す薄膜15Cを成膜するための変形例である。スパッタ装置1Bの主要部の構成は、図9に示すように、上記実施形態のスパッタ装置1のターゲット部8に代えて、ターゲット部8B(ターゲット)を備え、上記実施形態の電極E5と電極E6との間に、電極Ejと同様な構成を有し、ターゲット部8Bを間に挟んでターゲット部8Bの短手方向に対向するM対の電極EBk(ただし、kは1以上M以下の整数)を追加したものである。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
The
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
ターゲット部8Bは、上記実施形態のターゲット片T5と、ターゲット片T6との間に、短辺×長辺が(a/2)×bの矩形形状を有するターゲット片Takとターゲット片Tbkとを互いの長辺が隣接するように交互に配置したものである。ターゲット片Tak、Tbkの枚数は、電極EBkの各対に対応してM枚とされる。
ターゲット片Takの材質はSiからなり、ターゲット片Tbkの材質はCからなる。
ターゲット片Tak、Tbkの各枚数Mは、成膜すべき混合膜層L3の膜厚に応じて適宜の枚数に設定する。
The
The target piece T ak is made of Si, and the target piece T bk is made of C.
Each number M of the target pieces T ak and T bk is set to an appropriate number according to the film thickness of the mixed film layer L 3 to be formed.
また、スパッタ装置1Bでは、特に図示しないが、スイッチ部13の第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bの数は、それぞれM個ずつ増加され、各電極EBkは、上記実施形態の電極Eiと同様、配線wiに相当する個別の配線を介して、陽極配線11a、12aに電気的に接続された第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bに接続されている。
In the
本変形例のスパッタ装置1Bでは、ターゲット片Tak、Tbkが1組で配置され、これらをそれぞれの短辺側から挟む位置関係に、電極EBkが配置されている。
このため、電極EBkに電力が供給されると、図9に示すように、ターゲット片Tak、Tbkはそれぞれが隣接する長辺の近傍のスパッタリング領域で同時にスパッタリングされ、成膜領域SBkには、Si原子とC原子とが同時に放出される。
In the
For this reason, when power is supplied to the electrode EBk , as shown in FIG. 9, the target pieces Tak and Tbk are simultaneously sputtered in the sputtering regions near the adjacent long sides, and the film formation region SBk. In this case, Si atoms and C atoms are released simultaneously.
Si原子とC原子との放出量の比は、ターゲット片Tak、Tbkとの境界となる長辺に対するスパッタリング領域の分布に依存する。本変形例では、ターゲット片Tak、Tbkの短辺寸法がa/2とされるため、スパッタリング領域が、境界を中心として略対称に形成されるため、Si原子とC原子との放出量の比は、略1:1になる。
このように、ターゲット片Tak、Tbkからは放出されるターゲット粒子は、電極EBkに供給する電力では、独立に制御することはできない。このため、本変形例では、条件設定部54は、ターゲット片Tak、Tbkが電極EBkに対応して、1枚のターゲット片を構成していると見なして、スイッチ部13のオン・オフ制御の設定を行う。
すなわち、被処理体Wが、ターゲット片Takまたはターゲット片Tbkに重なる位置に移動したら、電極EBkに接続された第1スイッチ13Aまたは第2スイッチ13Bをオンにする制御データを出力制御部52に送出する。
The ratio of the emission amounts of Si atoms and C atoms depends on the distribution of the sputtering region with respect to the long side serving as the boundary between the target pieces T ak and T bk . In this modification, since the short side dimensions of the target pieces T ak and T bk are set to a / 2, the sputtering region is formed substantially symmetrically with the boundary as the center, so that the emission amount of Si atoms and C atoms The ratio is approximately 1: 1.
Thus, the target particles emitted from the target pieces T ak and T bk cannot be controlled independently by the power supplied to the electrode EBk . For this reason, in this modification, the
That is, when the workpiece W moves to a position overlapping the target piece Tak or the target piece Tbk , control data for turning on the
このような構成のスパッタ装置1Bでは、上記実施形態と同様にして、上記被処理体移動部9をターゲット部8Bに配列されたターゲット片T1〜T5、ターゲット片Ta1、Tb1、…、TaM、TbM、ターゲット片T6〜T36の上方を距離h2だけ離間した移動経路に沿って横断する間に成膜を行う。
このため、上記実施形態と同様にして、ターゲット片T1〜T5上では、Si膜層LA1が、ターゲット片T11〜T23上ではDLC膜層LA2が成膜される。
In the
Therefore, similarly to the above embodiment, on the
一方、被処理体Wが、ターゲット片Ta1、Tb1、…、TaM、TbMの上方に移動すると、被処理体Wが、ターゲット片Takまたはターゲット片Tbkに重なる位置に移動したら、電極EBkに接続された第1スイッチ13Aまたは第2スイッチ13Bがオンとなる。このため、被処理体Wの移動位置に応じて、ターゲット片Takおよびターゲット片Tbkが同時にスパッタリングされ、成膜領域SBkにおいてSi原子とC原子とが同時に放出される。このため、被処理体Wには、Si原子とC原子とが混合した混合膜層LA3が成膜される。
On the other hand, when the workpiece W moves above the target pieces T a1 , T b1 ,..., T aM , T bM , the workpiece W moves to a position overlapping the target piece T ak or the target piece T bk. the
本変形例によれば、上記第1変形例と同様に、SiC合金のターゲット片を製造することなく混合膜層LA3を形成することができるため、成膜の準備工程が簡素化される。
また、合金が製造しにくい2種類の材料の混合膜を容易に形成することができる。
According to the present modification, the mixed film layer LA3 can be formed without manufacturing a SiC alloy target piece, as in the first modification, so that the film forming preparation process is simplified.
Further, it is possible to easily form a mixed film of two kinds of materials that are difficult to produce an alloy.
なお、スパッタ装置1Bにおいて、薄膜15A、15Bを成膜する場合には、被処理体Wがターゲット片Tak、Tbk上を移動する間、電極EBjに接続した第1スイッチ13A、第2スイッチ13Bをすべてオフにすればよい。
When forming the
[第3変形例]
次に、本実施形態の第3変形例について説明する。
図10(a)、(b)は、本発明の実施形態の第3変形例に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図および平面図である。
[Third Modification]
Next, a third modification of the present embodiment will be described.
FIGS. 10A and 10B are a schematic front view and a plan view showing a schematic configuration of a film forming apparatus according to a third modification of the embodiment of the present invention.
本変形例のスパッタ装置1C(成膜装置)は、図10(a)、(b)に示すように、上記実施形態のスパッタ装置1の移動ガイド10、スイッチ部13に代えて、移動ガイド10A、スイッチ部23を備え、第1電源11、第2電源12と同様な構成を有する第1電源21、第2電源22を追加し、被処理体移動部9の個数を複数にしたものである。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
移動ガイド10Aは、平面視の形状が、ターゲット部8の上方をターゲット部8の長手方向に横断する直線経路10aと、これと平行な直線経路10bを含む略矩形枠状の閉曲線を描く形状に形成されている。直線経路10bは、直線経路10bに沿って移動する被処理体移動部9が、各ターゲット片Tiによる成膜領域から確実に離間するように、平面視で、ターゲット部8および各電極Eiに重ならない位置に迂回されている。
直線経路10a上には、2個の被処理体移動部9が同時に移動できるようになっている。
The
Two
スイッチ部23は、第1電源11、第2電源12、第1電源21、および第2電源22の出力電力を、それぞれ電極E1、…、Enのいずれかに選択的に印加するための選択手段である。
スイッチ部23の構成は、上記実施形態の第1スイッチ13Aおよび第2スイッチ13Bに加え、第1電源21からの直流電流をオン・オフする第1スイッチ23Aと、第2電源22からの直流電流をオン・オフする第2スイッチ23Bとを有するn個のスイッチユニット23aを備える。
各第1スイッチ23Aの一方の接点は、陽極配線21aを介して第1電源21の陽極に電気的に接続されている。また、各第2スイッチ23Bの一方の接点は、陽極配線22aを介して第2電源22の陽極に電気的に接続されている。
また、各第1スイッチ23Aおよび各第2スイッチ23Bの他方の接点は、電極E1、…、Enと電気的に接続された配線w1、…、wnとそれぞれ個別に接続されている。
スイッチ部23は、図4に示すように、成膜制御ユニット50と電気的に接続され、成膜制御ユニット50から制御信号に基づいて、各第1スイッチ13A、23A、各第2スイッチ13B、23Bのオン・オフ状態を制御できるようになっている。
In addition to the
One contact of each
The other contact of each of the
As shown in FIG. 4, the
スパッタ装置1Cによれば、複数の被処理体移動部9を移動ガイド10Aに沿って一定の間隔を空けて同時に移動させることができる。このため、図10(a)、(b)に一例を示すように、移動ガイド10Aの直線経路10a上で、2個の被処理体移動部9を同時に移動させることができる。
このため、成膜制御ユニット50は、各被処理体移動部9の移動位置の情報の通知を受けて、それぞれの被処理体移動部9に保持された被処理体W(図示の被処理体Wb、Wa)に対して、上記実施形態と同様にして、その下方のターゲット片Tiをスパッタリングして薄膜15Aまたは薄膜15Bを成膜する。
その際、第1電源11、第2電源12は、例えば、被処理体Waの成膜に用い、第1電源21、第2電源22は、被処理体Wbの成膜に用いる。
本変形例では、第1電源11、21、第2電源12、22は、いずれも独立して出力電力を設定できるため、スイッチ部23がどのようなオン・オフ状態であっても、電力が供給されている電極Eiでは、一定の成膜速度が得られる。このため、本変形例では、被処理体Wa、Wbの移動位置に応じて、それぞれ1枚または2枚のターゲット片Tiに、電力が印加され、真空容器2内の2箇所で並行してスパッタリングを行うことができる。
ただし、実際に2箇所で同時並行してスパッタリングが行われるかどうかは、ターゲット部8Bの各ターゲット片Tiの材質の配置レイアウトと、真空容器2内を移動する被処理体Wa、Wbの間の離間距離と、成膜の種類とによって異なる。
本変形例のターゲット片Tiの配置レイアウトでは、例えば、被処理体Wa、Wbの離間ピッチを270mm程度とした場合、被処理体Wa、Wbの膜構成によらず、移動中にいずれかの位置では2箇所で同時並行的に成膜が行われることになる。
According to the
Therefore, the film
At that time, the
In this modification, since the first power supplies 11 and 21 and the second power supplies 12 and 22 can set the output power independently, the power can be supplied regardless of the on / off state of the
However, actually whether concurrently to the sputtering at two positions takes place, the layout of the material of each target piece T i of the
The layout of the target piece T i of this modification, for example, if the workpiece W a, the spacing pitch of W b was about 270 mm, irrespective of the film structure of the object to be processed W a, W b, moving At any position, film formation is performed simultaneously in two places.
被処理体Wを排出室4に受け渡した後の被処理体移動部9は、移動ガイド10A上をさらに移動して、直線経路10bを通って、投入室3の近傍に移動され、新たな被処理体Wの成膜を行うため、投入室3から真空容器2に導入された被処理体Wを保持するのに用いられる。
After the workpiece W is transferred to the
このようにして、スパッタ装置1Cによれば真空容器2の内部で複数の被処理体Wを並行して成膜することで、複数の被処理体Wを連続的に成膜することができる。このため、スパッタ装置1Cの利用効率が向上し、成膜の生産性を向上することができる。
In this way, according to the
なお、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲット片の材料の種類が、薄膜15AがSiとCとの2種類、薄膜15BがCrとPtとの2種類の場合の例で説明したが、薄膜は材料構成が異なる3種類以上でもよい。また、1つの薄膜の膜構成は、2層構成には限定されず、単層または3層以上でもよい。したがって、1つの薄膜の成膜に寄与するターゲット片Tiの材料の種類は、2種類には限定されず、1種類でもよいし、3種類以上でもよい。
In the description of the above embodiment and each modification, the target piece material has been described as an example in which the
また、上記実施形態および各変形例の説明では、成膜装置が投入室と排出室とを備える場合の例で説明したが、例えば、真空容器が小型であって減圧にあまり時間がかからないような場合には、投入室、排出室を削除し、真空容器を大気圧に開放してから被処理体を入れ替えるバッチ式の成膜装置としてもよい。 Further, in the description of the embodiment and each modification example, the film forming apparatus includes an input chamber and a discharge chamber. However, for example, the vacuum container is small and does not take much time for decompression. In this case, a batch-type film forming apparatus may be used in which the input chamber and the discharge chamber are deleted and the object to be processed is replaced after the vacuum container is opened to atmospheric pressure.
また、上記第3変形例の説明では、ターゲット上で、2個の被処理体を移動させる場合の例で説明したが、互いの成膜に影響しない程度に離間して移動することができれば、ターゲット上で同時に移動する被処理体の個数は、2個以上の適宜個数とすることができる。
この場合、同時に成膜を行う個数に応じて、スパッタリングを行うため電極に電力を供給する電源は、移動個数に応じて増設する。
In the description of the third modification, the example in which two objects to be processed are moved on the target has been described. However, if the objects can be moved apart so as not to affect the film formation, The number of objects to be processed that simultaneously move on the target can be an appropriate number of two or more.
In this case, the number of power sources for supplying power to the electrodes for performing sputtering is increased according to the number of films to be formed.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、電源の設置数を低減するため、電源がすべての電極とスイッチ部を介して接続され、スイッチ部によって、接続を切り替えることで、電力を供給する電極を選択する場合の例で説明したが、電源を増設できる場合には、電極をブロック分けして、ブロックごとに電源を割り当ててブロック内で、電源の接続を切り替えるようにしてもよい。
また、陰極を共用部電極に接続していれば、陽極となるすべての電極対に異なる電源を接続し、電源の出力をオン・オフする制御を行ってもよい。
Further, in the description of the above-described embodiment and each modified example, in order to reduce the number of installed power supplies, the power supplies are connected to all the electrodes via the switch unit, and power is supplied by switching the connection by the switch unit. Although the example in the case of selecting an electrode has been described, when the power supply can be increased, the electrodes may be divided into blocks, and a power supply may be assigned to each block so that the connection of the power supply is switched within the block.
Further, if the cathode is connected to the common electrode, different power sources may be connected to all electrode pairs serving as anodes, and control to turn on / off the output of the power source may be performed.
また、上記の第1および第2変形例の説明では、混合膜層LA3を成膜するためのターゲット片や電極を、ターゲット片T5、T6の間に配置した場合の例で説明したが、ターゲット片T10、T11の間に配置してもよい。 In the description of the first and second modifications described above, the target pieces and electrodes for forming the mixed layer L A3, described in example when disposed between the target strip T 5, T 6 but it may be disposed between the target piece T 10, T 11.
また、上記の第1および第2変形例の説明では、Si膜層LA1とDLC膜層LA2との間に混合膜層LA3を形成した薄膜15Cを成膜する場合の例で説明したが、Cr膜層LB1とPt膜層LB2との間にCrとPtとが混合された混合膜層を成膜できる装置構成としてもよい。 In the description of the first and second modifications of the above described example of the case of forming a thin film 15C formed a mixed layer L A3 between the Si layer L A1 and the DLC film layer L A2 However, an apparatus configuration that can form a mixed film layer in which Cr and Pt are mixed between the Cr film layer L B1 and the Pt film layer L B2 may be employed.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、複数の電源の出力電力は、一定値に設定されている場合の例で説明したが、複数の電源は、0%〜100%の範囲で出力電力を独立に調整可能な構成とし、成膜制御部によって、出力電力の大きさを制御できるようにしてもよい。この場合、被処理体の移動位置に応じて、複数の電源を接続する電極に供給する電力を変化させることにより、ターゲット粒子の放出量を変化させることができる。
この場合、被処理体の移動速度が一定でも、ターゲット片ごとに成膜速度を変更することができるため、膜厚の変更がさらに容易となる。
In the description of the embodiment and each modification, the output power of the plurality of power supplies is described as an example in which the output power is set to a constant value. However, the plurality of power supplies output in the range of 0% to 100%. The power may be adjusted independently, and the magnitude of the output power may be controlled by the film formation control unit. In this case, the discharge amount of the target particles can be changed by changing the power supplied to the electrodes connected to the plurality of power sources in accordance with the movement position of the object to be processed.
In this case, even if the moving speed of the object to be processed is constant, the film forming speed can be changed for each target piece, so that the film thickness can be changed more easily.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲットを挟んで対向する電極には、それぞれスイッチがオンされた1つの電源から電力が供給される場合の例で説明したが、対向する電極に、出力を独立に設定できる異なる電源を接続してもよい。
この場合、電源の出力電力を調整可能な構成とすれば、1つのターゲット片の2箇所からのターゲット粒子の放出量を変化させることができる。
Further, in the description of the above embodiment and each modification, an example has been described in which power is supplied from one power source in which a switch is turned on to electrodes facing each other across the target. , Different power sources whose outputs can be set independently may be connected.
In this case, if the configuration is such that the output power of the power supply can be adjusted, the amount of target particles released from two locations of one target piece can be changed.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲット片は、被処理体の移動方向に沿って異なる配置が可能な構成の例で説明したが、上記実施形態のように、スパッタリング領域がターゲット片の長手方向の2箇所に形成される場合には、ターゲット片の材質をスパッタリング領域ごとに変えてもよい。
このようにして、異種材質が配置されたスパッタリング領域で同時にスパッタリングを行うことによっても、混合膜を成膜することができる。
また、さらにスパッタリング領域に寄与する電極に接続された電源の出力を独立に調整できるようにすることで、混合膜の組成比を変更することができる。
したがって、このような構成を移動経路に沿って複数設け、移動方向に沿って混合膜の組成比を変化させるようにすれば、段階的な傾斜層の成膜を行うことができる。
Further, in the description of the above-described embodiment and each modification, the target piece has been described as an example of a configuration that can be arranged differently along the moving direction of the object to be processed. However, as in the above-described embodiment, the sputtering region is the target. When formed in two places in the longitudinal direction of the piece, the material of the target piece may be changed for each sputtering region.
In this way, a mixed film can also be formed by performing sputtering simultaneously in a sputtering region where different kinds of materials are arranged.
Further, the composition ratio of the mixed film can be changed by allowing the output of the power source connected to the electrode contributing to the sputtering region to be adjusted independently.
Accordingly, if a plurality of such configurations are provided along the movement path and the composition ratio of the mixed film is changed along the movement direction, the graded layer can be formed stepwise.
また、上記の実施形態の説明では、成膜領域の幅は被処理体の移動方向(ターゲット片の長手方向と直交する方向)では被処理体の外形より狭い場合の例で説明したが、被処理体の外形と同等の幅でもよく、外形よりもわずかに大きな略同等の幅でもよい。 In the description of the above embodiment, the width of the film formation region is described as an example in which the moving direction of the object to be processed (the direction perpendicular to the longitudinal direction of the target piece) is narrower than the outer shape of the object to be processed. The width may be the same as the outer shape of the processing body, or may be a substantially equivalent width that is slightly larger than the outer shape.
また、上記の実施形態および各変形例の説明では、被処理体が複数のターゲット片上を停止することなく定速で移動する場合の例で説明したが、特定のターゲット片上で移動速度を変化させたり、停止したりして成膜を行うようにしてもよい。その際、停止して成膜する場合には、被処理体の全面が成膜されるように移動方向の成膜領域の幅を被処理体の外形よりわずかに大きくしておく。
例えば、第1変形例の構成において、j=2とし、電極EA1、EA2に供給する出力電力を0%〜100%の範囲で独立に調整できる構成とすれば、被処理体Wをターゲット片TA1、TA2の境界上に停止させた状態で、電極EA1の出力電力を100%から0%に、電極EA2の出力電力を0%から100%に、それぞれ同時に変化させることによって、Siの組成が100%から0%に、Cの組成が0%から100%に漸次連続的に変化する傾斜層を成膜することができる。
Further, in the description of the above-described embodiment and each modification, the example in which the object to be processed moves at a constant speed without stopping on the plurality of target pieces has been described. However, the moving speed is changed on a specific target piece. Alternatively, the film may be formed by stopping or stopping. At that time, when film formation is stopped, the width of the film formation region in the moving direction is slightly larger than the outer shape of the object to be processed so that the entire surface of the object to be processed is formed.
For example, in the configuration of the first modification, if j = 2 and the output power supplied to the electrodes E A1 and E A2 can be adjusted independently in the range of 0% to 100%, the object W to be processed is the target. By simultaneously changing the output power of the electrode E A1 from 100% to 0% and the output power of the electrode E A2 from 0% to 100% while stopped on the boundary of the pieces T A1 and T A2 It is possible to form a graded layer in which the composition of Si gradually changes from 100% to 0% and the composition of C gradually changes from 0% to 100%.
また、上記第1変形例の説明では、電極およびターゲット片の大きさを変更することで、被処理体の移動方向に隣接する成膜領域の重なりを形成することで混合膜を成膜する場合の例で説明したが、電極およびターゲット片の大きさが上記実施形態と同様であっても、ターゲット片の表面から被処理体の被処理面までの距離を増大させることで、成膜領域の重なりを形成することができる。したがって、混合膜を成膜する経路において、ターゲット片の表面から被処理体の被処理面までの距離を増大するように、被処理体を昇降しつつ移動できる構成としてもよい。 In the description of the first modification, when the mixed film is formed by changing the size of the electrode and the target piece to form an overlap of the film forming regions adjacent to the moving direction of the object to be processed. However, even if the size of the electrode and the target piece is the same as in the above embodiment, the distance between the surface of the target piece and the surface to be processed of the target object can be increased by increasing the distance of the film formation region. Overlap can be formed. Therefore, it is good also as a structure which can move a to-be-processed object up and down so that the distance from the surface of a target piece to the to-be-processed surface of a to-be-processed object may be increased in the path | route which forms a mixed film.
また、上記実施形態では、膜構成ごとに成膜に寄与するすべてのターゲット片を用いて成膜を行う場合の例で説明したが、成膜に用いるターゲット片を適宜間引いてもよい。
これにより、スパッタ装置1の構成を変えることなく、Si膜層LA1の膜厚が300nmより薄い薄膜や、DLC膜層LA2の膜厚が600nmよりも薄い薄膜を成膜することができる。
また、スパッタ装置1において、被処理体Wの移動速度を変えたり、停止時間を設けたり、電源の出力を変えたりすることで、膜厚を変える構成としてもよい。この場合、成膜に用いるターゲット片を間引いても、薄膜15A、15Bと同様な膜構成を成膜することができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in the case of film-forming using all the target pieces which contribute to film-forming for every film | membrane structure, you may thin out the target piece used for film-forming suitably.
Thus, without changing the configuration of the
Further, in the
また、上記の実施形態および各変形例では、装置設定の条件によって、所望の膜厚が得られる場合の例で説明したが、膜厚誤差を低減するためには、ターゲット片と被処理体Wとの間に、例えば、水晶振動子型の膜厚モニタ等の、膜厚や成膜速度を検出する成膜量検出手段を設け、この検出出力を、被処理体Wの移動速度や、出力電力等にフィードバックして成膜を行ってもよい。
この場合、成膜量検出手段は、被処理体Wとともに移動させてもよいし、各ターゲット片上の成膜領域に配置してもよい。
Further, in the above-described embodiment and each modification, the example in which a desired film thickness is obtained depending on the conditions of the apparatus setting has been described. However, in order to reduce the film thickness error, the target piece and the workpiece W The film forming amount detecting means for detecting the film thickness and the film forming speed, such as a crystal oscillator type film thickness monitor, is provided between the detection output and the movement speed of the workpiece W or the output. The film formation may be performed by feeding back to electric power or the like.
In this case, the film formation amount detection means may be moved together with the object to be processed W, or may be arranged in a film formation region on each target piece.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、DCスパッタリング法に分類されるDCマグネトロンスパッタ法を採用した場合の例で説明したが、真空容器内で被処理体上にターゲット表面からターゲット粒子を放出させる適宜の成膜方法に適用することができる。例えば、RFスパッタリング法、電子ビームを用いた真空蒸着法等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。 In the description of the above embodiment and each modified example, an example in which a DC magnetron sputtering method classified as a DC sputtering method is employed has been described. However, target particles are placed on a target object from a target surface in a vacuum container. It can be applied to an appropriate film formation method for releasing. For example, the RF sputtering method, the vacuum vapor deposition method using an electron beam, and the like can be changed without departing from the spirit of the present invention.
また、上記実施形態および各変形例の説明では、複数の矩形状のターゲット片の長辺が隣接されて一方向に延ばされたターゲットを用いることにより、被処理体がターゲット上を直線状に移動する場合の例で説明したが、ターゲット片の形状は、矩形状には限定されず、被処理体の移動経路も直線状には限定されない。
例えば、ターゲット片を細長い扇形状に形成して、円弧状、円環状等の湾曲形状に配列してターゲットを構成し、移動経路を、このターゲット上で各ターゲット片を横断する円弧、円等の曲線状に設けてもよい。
Further, in the description of the above-described embodiment and each modified example, by using a target in which long sides of a plurality of rectangular target pieces are adjacent to each other and extended in one direction, the object to be processed is linearly formed on the target. As described in the example of moving, the shape of the target piece is not limited to a rectangular shape, and the movement path of the object to be processed is not limited to a linear shape.
For example, a target piece is formed in a long and narrow fan shape, and arranged in a curved shape such as an arc shape or an annular shape to constitute a target, and a movement path such as an arc, a circle, etc. crossing each target piece on the target is formed. It may be provided in a curved shape.
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり削除したりして実施することができる。 Moreover, all the components described above can be implemented by being appropriately combined or deleted within the scope of the technical idea of the present invention.
1、1A、1B、1C スパッタ装置(成膜装置)
2 真空容器
3 投入室
4 排出室
6 マグネットユニット
7 バッキングプレート(共用部電極)
8、8A、8B ターゲット部(ターゲット)
9 被処理体移動部
10、10A 移動ガイド
11、21 第1電源(電源)
11a、12a、21a、22a 陽極配線
11b、12b、21b、22b 陰極配線
12、22 第2電源(電源)
13、23 スイッチ部
15A、15B、15C 薄膜
50 成膜制御ユニット(成膜制御部)
51 被処理体移動制御部
52 出力制御部
53 記憶部
54 条件設定部
E1、…、E35、Ei、EAj、EBk 電極
LA1 Si膜層
LA2 DLC膜層
LA3 混合膜層
LB1 Cr膜層
LB2 Pt膜層
S1、SAj、SBk 成膜領域
T1、…、T35、Tn、Ti、TA1、TAj、TAN、Ta1、Tak、Tb1、Tbk ターゲット片
W、WA、WB、WC、Wa、Wb、Wc 被処理体
1, 1A, 1B, 1C Sputtering equipment (film forming equipment)
2
8, 8A, 8B Target part (target)
9 Processing
11a, 12a, 21a,
13, 23
51 target object
Claims (8)
前記ターゲットを、予め定められた複数の膜構成に応じて2種類以上の材料からなる複数のターゲット片から構成し、該複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、前記複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され前記電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置し、
前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路に沿って時間差を設けて2個以上移動させ、
前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報と、前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給し、
前記複数のターゲット片のうちいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させて、
前記被処理体のそれぞれの表面に前記被処理体のそれぞれに応じた前記膜構成の成膜を行う
ことを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a thin film by releasing target particles from a target surface inside a vacuum vessel and attaching the target particles to the surface of an object to be processed,
The target is composed of a plurality of target pieces made of two or more kinds of materials according to a plurality of predetermined film configurations, and the plurality of target pieces are electrically connected to the cathodes of a plurality of power supplies that can be set to output independently. And a plurality of electrodes disposed in the vicinity of any one of the plurality of target pieces and provided so as to be electrically connectable to the anode of the power source, respectively.
Two or more of the objects to be processed are moved with a time difference along a movement path crossing the plurality of target pieces,
Power is selectively supplied to at least one of the plurality of electrodes based on the information on the film configuration formed on each of the objects to be processed and the information on the movement positions of the objects to be processed.
Selectively releasing target particles from any of the plurality of target pieces;
A film forming method, wherein the film structure corresponding to each of the objects to be processed is formed on each surface of the object to be processed.
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。 The two or more objects to be moved that are moved with a time difference along the movement path are simultaneously moved on the movement path, and film formation is performed in parallel at two or more locations on the movement path. The film forming method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載の成膜方法。 A film having a film configuration different from that of the other objects to be processed among the two or more objects to be processed is formed on at least one of the objects to be processed of the two or more objects. The film forming method according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の成膜方法。 When the object to be processed crosses different types of target pieces, the composition of the thin film is made continuous by changing at least one of the moving speed of the object to be processed and the magnitude of the output power of the power source. 3. The film forming method according to claim 1, wherein an inclined layer that changes to a thickness is formed.
出力電力の大きさを独立に設定可能な複数の電源と、
予め定められた複数の膜構成に応じて2種類以上の材料からなり、前記ターゲットを構成する複数のターゲット片と、
前記複数の電極の陰極に電気的に接続され、前記複数のターゲット片を保持する共用部電極と、
前記複数のターゲット片の近傍に設置され、前記複数の電源の陽極に個別の配線を介して電気的に接続された複数の電極と、
前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて2個以上移動させる被処理体移動部と、
該被処理体移動部から通知される前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報と、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、前記複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから、前記被処理体のそれぞれに向けてそれぞれに対応するターゲット粒子を選択的に放出させる成膜制御部と、
を備えることを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus that has a vacuum vessel, releases target particles from the target surface inside the vacuum vessel, and adheres the target particles to the surface of the object to be processed to form a thin film,
Multiple power supplies with independently configurable output power,
According to a plurality of predetermined film configurations, consisting of two or more materials, a plurality of target pieces constituting the target,
A common electrode electrically connected to the cathodes of the plurality of electrodes and holding the plurality of target pieces;
A plurality of electrodes installed in the vicinity of the plurality of target pieces, and electrically connected to anodes of the plurality of power sources via individual wirings;
A workpiece moving unit that moves the workpiece by two or more with a time difference on a moving path that crosses the plurality of target pieces;
At least one of the plurality of electrodes based on the information on the movement position of each of the objects to be processed notified from the object moving unit and the information on the film configuration formed on each of the objects to be processed. A film formation control unit that selectively supplies power to at least one of the plurality of target pieces to selectively release target particles corresponding to each of the objects to be processed;
A film forming apparatus comprising:
前記成膜制御部は、前記出力電力の大きさを制御できるようにした
ことを特徴とする請求項5に記載の成膜装置。 The plurality of power supplies can independently adjust output power in a range of 0% to 100%,
The film formation apparatus according to claim 5, wherein the film formation control unit can control the magnitude of the output power.
前記複数の電極は、前記ターゲット片を短辺側から挟んで対向する位置に配置された
ことを特徴とする請求項5または6に記載の成膜装置。 The plurality of target pieces are each formed in a rectangular shape in plan view, and are installed on the common electrode so that their long sides are adjacent to each other,
The film forming apparatus according to claim 5, wherein the plurality of electrodes are arranged at positions facing each other with the target piece sandwiched from a short side.
前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、前記被処理体を前記真空容器に投入する投入室と、
前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、成膜が終了した前記被処理体を前記真空容器から排出する排出室と、
が設けられた
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の成膜装置。 Adjacent to the vacuum vessel,
In a state where the same atmosphere as the vacuum container is formed, a charging chamber for charging the object to be processed into the vacuum container;
A discharge chamber for discharging the object to be processed, which has been formed, from the vacuum container in a state where the same atmosphere as the vacuum container is formed;
The film forming apparatus according to claim 5, wherein the film forming apparatus is provided.
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