JP6533511B2 - Film forming method and film forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、バイアススパッタ法による成膜方法及び成膜装置に関する。  The present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus by bias sputtering.

プラズマ反応を利用した成膜法の一種であるスパッタ成膜法の一つとして、ターゲットを載置するカソード電極の他に、基板を載置する基板電極にも電位を与え、基板電極上に載置された基板にバイアス電圧を印加しながら薄膜を形成する方法(バイアススパッタ法)が知られている(特許文献1及び2)。  In addition to the cathode electrode on which the target is placed, a potential is applied to the substrate electrode on which the substrate is placed as one of the sputter deposition methods which is a kind of film deposition method using plasma reaction, and the substrate electrode is placed on the substrate electrode. There is known a method (bias sputtering method) of forming a thin film while applying a bias voltage to a placed substrate (patent documents 1 and 2).

このバイアススパッタ法の原理は、概ね次のとおりである。希ガスなどの雰囲気ガスを系内に導入した上でターゲットを載置するカソード電極に電力を供給して電位を与え、カソード電極と基板電極との間の空間で導入ガスを放電させると、この放電により生じたプラズマ内に生成した全イオンのうちの一部がターゲットに引き寄せられて衝突し、ターゲット物質をはじき出し、ターゲットと対向して配置される基板の表面に、ターゲット物質の堆積物からなる薄膜を形成する(スパッタ成膜)。これとともに、基板を載置する基板電極に電力を供給することにより、基板電極に前記プラズマに対して電位を与え、これにより前記プラズマ内に存在する全イオンのうちの残部が基板に引き寄せられて衝突し、基板上に堆積したターゲット物質にエネルギーを与え(プラズマ処理)、これにより薄膜に所定の機能を付与する、というものである。  The principle of this bias sputtering method is roughly as follows. After an atmosphere gas such as a rare gas is introduced into the system, power is supplied to the cathode electrode on which the target is placed to apply a potential, and the introduced gas is discharged in the space between the cathode electrode and the substrate electrode. A part of the total ions generated in the plasma generated by the discharge is attracted to the target and collides, repels the target material, and consists of a deposit of the target material on the surface of the substrate placed opposite to the target. Form a thin film (sputter deposition). At the same time, by supplying power to the substrate electrode on which the substrate is mounted, a potential is applied to the substrate electrode to the substrate electrode, whereby the remainder of all the ions present in the plasma is attracted to the substrate. The collision causes the target material deposited on the substrate to receive energy (plasma treatment), thereby giving the thin film a predetermined function.

プラズマ処理により付与される機能として、例えば、膜質が緻密化して硬さが向上すること(特許文献1)や、ステップカバレッジ(微細な段差部での被覆状態)が改善する、すなわち段差部において側面も底部も略均一な膜厚で形成すること(特許文献2)、がある。前者はプラズマ中のイオンによる成膜アシストによるものであり、後者は同イオンによるエッチング効果によるものである。  As a function imparted by plasma treatment, for example, the film quality is densified to improve the hardness (Patent Document 1), and the step coverage (the covering state at the fine step portion) is improved, that is, the side surface at the step portion Both the bottom and the bottom have a substantially uniform film thickness (Patent Document 2). The former is due to film formation assistance by ions in plasma, and the latter is due to the etching effect by the same ions.

特開2002−256415号公報JP 2002-256415 A 特開平11−509049号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-509049

特許文献1及び2で開示されている方法を含め、バイアススパッタ法による従来の成膜方法はすべて、カソード電極と基板電極との間に生じた単一のプラズマ内に発生したイオンをスパッタ成膜とプラズマ処理の双方に利用する。見方を変えると、スパッタ成膜とプラズマ処理を同じ領域で行うものである。このため、制御性が低い点に問題があった。  All the conventional film forming methods by bias sputtering including the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 sputter-deposited ions generated in a single plasma generated between the cathode electrode and the substrate electrode. And plasma treatment. From another point of view, sputter deposition and plasma processing are performed in the same region. Therefore, there is a problem in that the controllability is low.

例えば、プラズマ処理による効果を向上させたいと考えるとき、従来の成膜方法では、1)基板電極へ供給する電力を上げ、これにより基板に印加するバイアス電圧を上げる方法か、あるいは、2)カソード電極へ供給する電力を上げ、これによりターゲットをスパッタリングするパワーを上げる方法、のいずれかを採用しなければならない。  For example, when it is intended to improve the effect of plasma processing, in the conventional film forming method, 1) a method of increasing the power supplied to the substrate electrode to thereby increase the bias voltage applied to the substrate, or 2) the cathode Either of the methods of increasing the power supplied to the electrodes and thereby increasing the power of sputtering the target must be employed.

しかしながら、1)の方法による場合、基板に照射されるイオンの密度とともに、そのエネルギーも高まるため、使用する基板の材質によっては基板がダメージを受ける(損傷する)こともある。2)の方法による場合、ターゲットに衝突するイオンの密度が高まり、これによりターゲットからスパッタされるターゲット物質の量が増えるため(成膜レートの増加)、所望の成膜レートを維持することができなくなる。  However, according to the method of 1), the energy of the substrate is increased along with the density of the ions irradiated to the substrate, so the substrate may be damaged (damaged) depending on the material of the used substrate. According to the method of 2), the density of ions colliding with the target is increased, thereby increasing the amount of target material sputtered from the target (increasing the film forming rate), so that the desired film forming rate can be maintained. It disappears.

本発明の一側面では、基板へのダメージを抑制しつつ所望の成膜レートを維持しながら、プラズマ処理による効果を調整することが可能なバイアススパッタ法による成膜方法及び成膜装置を提供する。  In one aspect of the present invention, there is provided a film formation method and a film formation apparatus by bias sputtering which can adjust the effect of plasma processing while maintaining a desired film formation rate while suppressing damage to a substrate. .

本発明によれば、電圧が印加されている複数の基板を、順次、スパッタ放電によるスパッタリングプラズマによってターゲットから放出されたスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置に導入することにより、基板の表面にスパッタ粒子を到達させて堆積させるとともに、スパッタリングプラズマ中のイオンを基板もしくはスパッタ粒子の堆積物に衝突させるプラズマ処理を行い、薄膜を形成する成膜方法において、
排気系を有する単一の真空槽内に形成された成膜領域内でスパッタ粒子の堆積とスパッタリングプラズマによるプラズマ処理を行い中間薄膜を形成した後、成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域内に(つまり成膜領域から反応領域に)、基板を移動させ、中間薄膜にスパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行い、薄膜を形成することを特徴とする成膜方法が提供される。
According to the present invention, a plurality of substrates to which a voltage is applied are sequentially introduced to predetermined positions in a film formation region to which sputtered particles emitted from a target by sputtering plasma by sputtering discharge reach. A film forming method for forming a thin film by performing plasma processing in which sputtered particles reach and deposit on the surface and ions in the sputtering plasma are caused to collide with a substrate or a deposit of sputtered particles.
After an intermediate thin film is formed by deposition of sputtered particles and plasma processing by sputtering plasma in a film formation region formed in a single vacuum tank having an exhaust system, the film is separated spatially from the film formation region. The substrate is moved within the reaction area (that is, from the film formation area to the reaction area), and the intermediate thin film is subjected to plasma reprocessing in which ions in plasma other than sputtering plasma are collided to form the thin film. A film forming method is provided.

上記発明は、スパッタ放電によるスパッタリングプラズマによってターゲットからスパッタ粒子を放出させる成膜領域と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマを発生させる反応領域とが、排気系を有する単一の真空槽内でそれぞれ空間的に分離して配置され、各領域での処理が独立して制御可能に構成された成膜装置を用いることで実現することができる。  In the above invention, the film formation area for releasing sputtered particles from the target by sputtering plasma by sputtering discharge and the reaction area for generating plasma different from sputtering plasma are each space in a single vacuum chamber having an exhaust system. It can implement | achieve by using the film-forming apparatus arrange | positioned separately, and the process in each area | region was comprised independently and was comprised so that control was possible.

具体的には、一例としての前記成膜装置を用い、複数の基板のそれぞれの表面に薄膜を形成する成膜方法において、
スパッタ放電によるスパッタリングプラズマを成膜領域内に発生させる工程と、
スパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させる工程と、
複数の基板のそれぞれに電圧を印加する工程と、
電圧が印加された複数の基板を、少なくとも、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されたスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置から、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置にまで移動させる工程とを有し、
成膜領域に導入された基板に対し、ターゲットから放出されたスパッタ粒子を到達させ堆積させると同時に、上記スパッタリングプラズマ中のイオンを基板もしくはスパッタ粒子の堆積物に衝突させるプラズマ処理を行い中間薄膜を形成した後、反応領域に移動してきた基板の中間薄膜に対し、スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行い、薄膜を形成することを特徴とする成膜方法が提供される。
Specifically, a film forming method for forming a thin film on each surface of a plurality of substrates using the film forming apparatus as an example,
Generating a sputtering plasma by sputtering discharge in a film formation region;
Generating a plasma other than sputtering plasma in the reaction region;
Applying a voltage to each of the plurality of substrates;
A plurality of substrates to which a voltage is applied is at least a predetermined position in a reaction region exposed to a plasma different from the sputtering plasma from a predetermined position in the film formation region reached by the sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma. Moving to a position, and
An intermediate thin film is formed by causing plasma processing to cause ions in the sputtering plasma to collide with the substrate or a deposit of sputtered particles while causing sputtered particles emitted from the target to reach and deposit on the substrate introduced into the film formation region. After the formation, the intermediate thin film of the substrate which has moved to the reaction region is subjected to plasma reprocessing in which ions in plasma other than sputtering plasma are collided to form a thin film. Be done.

上記発明において、薄膜を形成する場合における中間薄膜の形成とプラズマ再処理は少なくとも1回行えばよい。好ましくは、最初のプラズマ再処理後の超薄膜に対して、中間薄膜の形成と超薄膜への膜変換を複数回繰り返すことにより、目標とする膜厚の薄膜を形成することができる。  In the above invention, the formation of the intermediate thin film and the plasma reprocessing in forming the thin film may be performed at least once. Preferably, a thin film having a target film thickness can be formed by repeating the formation of the intermediate thin film and the film conversion to the ultra thin film a plurality of times for the ultra thin film after the first plasma reprocessing.

上記発明において、成膜領域では、動作ガスの雰囲気下で、金属からなるターゲットをスパッタリングし、スパッタ粒子の堆積とスパッタリングプラズマによるプラズマ処理を行い、金属または金属の不完全反応物からなる連続した中間薄膜または不連続の中間薄膜を形成し、反応領域では、反応性ガスを含む雰囲気下で発生させたプラズマ中の、電気的に中性な反応性ガスの活性種を、移動してきた基板の中間薄膜に接触させて反応させ、金属の完全反応物からなる連続した超薄膜に膜変換させることができる。  In the above-described invention, in the film formation region, the target made of metal is sputtered under the atmosphere of the working gas, the deposition of sputtered particles and the plasma treatment by sputtering plasma are performed, and the metal or the incomplete intermediate made of metal incompletely reacted A thin film or a discontinuous intermediate thin film is formed, and in the reaction zone, the active species of the electrically neutral reactive gas in the plasma generated under the atmosphere containing the reactive gas is transferred to the middle of the substrate which has moved. A thin film can be brought into contact and reacted, and the film can be converted into a continuous ultrathin film consisting of complete reaction products of metals.

上記発明において、成膜領域に動作ガスとして不活性ガスを導入し、スパッタリングプラズマ中に不活性ガスがイオン化されたものを生じさせ、反応領域に、不活性ガス、反応性ガス、及び不活性ガスと反応性ガスの混合ガスの、いずれかを導入し、スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中に導入ガスがイオン化されたものを生じさせることもできる。  In the above invention, an inert gas is introduced into the film formation region as an operating gas to generate an ionized inert gas in the sputtering plasma, and an inert gas, a reactive gas and an inert gas are produced in the reaction region. It is also possible to introduce either of the mixed gas of and the reactive gas, and generate the ionized introduced gas in a plasma other than the sputtering plasma.

上記発明において、複数の基板を外周面に保持した上で電圧を印加しながら筒状の基板ホルダを回転させることにより、電圧が印加されている複数の基板を、成膜領域の所定位置と反応領域の所定位置との間で移動させ、これにより中間薄膜の形成と超薄膜への変換を繰り返し、薄膜を形成することもできる。  In the above invention, by holding the plurality of substrates on the outer peripheral surface and rotating the cylindrical substrate holder while applying the voltage, the plurality of substrates to which the voltage is applied are reacted with the predetermined position of the film formation region. It is possible to form a thin film by moving it to a predetermined position of the region, thereby repeating the formation of the intermediate thin film and the conversion to the ultra thin film.

上記発明において、複数の基板に電圧を印加するための電力供給源として、直流電源と高周波電源の一方又は両方に接続可能に構成されたものを用いることができる。  In the above invention, as a power supply source for applying a voltage to a plurality of substrates, one configured to be connectable to one or both of a DC power supply and a high frequency power supply can be used.

上記発明において、複数の基板のそれぞれに印加される電圧(直流電源から供給される電力に基づく場合は出力電圧、高周波電源から供給される電力に基づく場合はセルフバイアス電圧)を5〜1000Vとすることができる。  In the above invention, the voltage applied to each of the plurality of substrates (the output voltage when based on the power supplied from the DC power supply, and the self bias voltage when based on the power supplied from the high frequency power supply) is 5 to 1000 V be able to.

上記発明において、交流電源から周波数が10kHz〜2.5GHzの交流電圧を印加することにより反応領域内にプラズマを発生させることができる。  In the above invention, plasma can be generated in the reaction region by applying an AC voltage with a frequency of 10 kHz to 2.5 GHz from an AC power supply.

中間薄膜の形成と超薄膜への膜変換を複数回繰り返すことを実現する一例として、例えば、次に示す構成の成膜装置を用いることができる。
本発明によれば、排気系を有する真空槽と、
真空槽内に形成される成膜領域と、
真空槽内に形成され、かつ成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域と、
ターゲットを搭載するカソード電極と、
ターゲットの被スパッタ面を臨む成膜領域内にスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、
成膜領域内に生じさせたスパッタ放電によるスパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させるプラズマ発生手段と、
外周面に複数の基板を保持する筒状の基板ホルダと、
基板ホルダを回転させる駆動手段とを有し、
駆動手段により基板ホルダを回転させることにより、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されるスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置との間で、基板を繰り返し移動させるようにした成膜装置において、
基板ホルダに保持される基板を背面から搭載する基板電極と、
基板電極に電力を供給するバイアス電源とをさらに備えた成膜装置が提供される。
As an example of realizing formation of an intermediate thin film and film conversion to an ultra thin film a plurality of times, for example, a film forming apparatus having the following configuration can be used.
According to the invention, a vacuum chamber having an exhaust system,
A deposition region formed in a vacuum chamber;
A reaction region formed in the vacuum chamber and spatially separated from the film formation region;
A cathode electrode on which the target is mounted,
A sputtering power source for generating a sputtering discharge in a film formation area facing the target sputtering surface;
Plasma generating means for generating plasma other than sputtering plasma by sputtering discharge generated in the film formation region in the reaction region;
A cylindrical substrate holder for holding a plurality of substrates on the outer peripheral surface;
Drive means for rotating the substrate holder,
By rotating the substrate holder by the driving means, a predetermined position in the film formation region to which sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma reach, and a predetermined position in the reaction region exposed to plasma different from the sputtering plasma In the film forming apparatus in which the substrate is repeatedly moved between
A substrate electrode on which the substrate held by the substrate holder is mounted from the back;
There is provided a film forming apparatus further comprising a bias power supply for supplying power to a substrate electrode.

上記発明において、成膜装置は、カソード電極にターゲットを搭載してスパッタ電源を入れ、プラズマ発生手段を作動させるとともに、基板ホルダの外周面に複数の基板を保持させ、かつ基板電極に電力を供給し基板に電圧を印加しながら基板ホルダを回転させることにより、成膜領域に移動してきた基板に対し、ターゲットから放出されたスパッタ粒子を到達させ堆積させると同時に、上記スパッタリングプラズマ中のイオンを基板もしくはスパッタ粒子の堆積物に衝突させるプラズマ処理を行い中間薄膜を形成した後、反応領域に移動してきた基板の中間薄膜に対し、スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行い超薄膜に膜変換し、その後、該超薄膜を複数、積層させて薄膜を形成するように構成することができる。  In the above-described invention, the film forming apparatus mounts the target on the cathode electrode and turns on the sputtering power, operates the plasma generating means, holds a plurality of substrates on the outer peripheral surface of the substrate holder, and supplies power to the substrate electrodes. By rotating the substrate holder while applying a voltage to the substrate, sputter particles emitted from the target reach and deposit on the substrate moved to the film formation region, and at the same time, ions in the sputtering plasma are Alternatively, after forming an intermediate thin film by performing plasma processing to collide with a deposit of sputtered particles and forming an intermediate thin film, plasma reprocessing is performed to collide ions in the plasma different from sputtering plasma to the intermediate thin film of the substrate moved to the reaction area. So as to form a thin film by laminating a plurality of such thin films. It can be formed.

上記発明でいう「移動」には、曲線的な移動(例えば円周移動)の他に直線移動も含む。従って、「成膜領域から反応領域に基板を移動」には、ある中心軸の回りに公転移動する態様の他に、ある2点を結ぶ直線軌道上を往復移動する態様も含む。  The term "movement" in the above invention includes linear movement as well as curvilinear movement (e.g., circumferential movement). Therefore, “moving the substrate from the film formation region to the reaction region” includes not only the aspect of revolving around a certain central axis, but also the aspect of reciprocating on the linear trajectory connecting certain two points.

上記発明でいう「回転」には自転の他に公転も含む。従って、単に「中心軸の回りに回転する」と言う場合には、ある中心軸の回りに自転する態様の他に、公転する態様も含む。  The term "rotation" in the above invention includes revolution as well as rotation. Therefore, simply saying "rotate around the central axis" includes the aspect of revolving in addition to the aspect of rotating around a certain central axis.

上記発明でいう「中間薄膜」とは、成膜領域を通過することで形成される膜のことである。また「超薄膜」とは、超薄膜が複数回堆積されて最終的な薄膜となることから、この「薄膜」との混同を防止するために用いた用語であり、最終的な「薄膜」より十分薄いという意味である。  The "intermediate thin film" as referred to in the above invention is a film formed by passing through the film formation region. Also, "ultrathin film" is a term used to prevent confusion with this "thin film" because the ultra thin film is deposited multiple times to become the final thin film, and from the final "thin film" It means that it is thin enough.

上記発明によれば、単一の真空槽内に形成された成膜領域内にて、従前のバイアススパッタ法による成膜を行った後、成膜領域とは空間的に分離して配置された反応領域内で発生させた、成膜領域でのスパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行う。すなわちバイアススパッタ後の薄膜に再度、プラズマ処理を施す。これにより、基板に印加する電圧やスパッタパワーを上げなくとも、プラズマ処理による効果を独立して制御することができる。
すなわち本発明によれば、基板へのダメージを抑制しつつ所望の成膜レートを維持しながら、プラズマ処理による効果を調整することができる。
According to the invention, after film formation is performed by the conventional bias sputtering method in the film formation region formed in a single vacuum chamber, the film formation region is spatially separated from the film formation region. Plasma reprocessing is performed in which ions in plasma other than sputtering plasma in the deposition region generated in the reaction region collide with each other. That is, the thin film after bias sputtering is subjected to plasma treatment again. As a result, the effect of the plasma processing can be independently controlled without raising the voltage applied to the substrate or the sputtering power.
That is, according to the present invention, the effect of plasma processing can be adjusted while maintaining a desired film formation rate while suppressing damage to the substrate.

図1は本発明方法を実現する成膜装置の一例を示す部分横断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus for realizing the method of the present invention. 図2は図1のII−II線に沿った部分縦断面図である。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view taken along the line II-II of FIG. 図3は実験例1において反応領域でのプラズマ処理電力と薄膜の膜硬度との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the plasma processing power in the reaction region and the film hardness of the thin film in Experimental Example 1. 図4は実験例2において反応領域でのプラズマ処理電力と薄膜に対するエッチングレートとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the plasma processing power in the reaction region and the etching rate for the thin film in Experimental Example 2. 図5はパターン基板への埋め込み成膜後の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example after embedded film formation on a patterned substrate.

1…成膜装置、11…真空容器、13…基板ホルダ、S…基板、12,14,16…仕切壁、15…シャフト、18…基板電極、19…電極供給源、19a…配線部材、
20,40…成膜領域、スパッタ源(21a,21b,41a,41b…マグネトロンスパッタ電極、23,43…交流電源、24,44…トランス、29a,29b,49a,49b…ターゲット)、スパッタ用ガス供給手段(26,46…スパッタ用ガスボンベ、25,45…マスフローコントローラ)、
60…反応領域、80…プラズマ源(81…ケース体、82…アンテナ収容室、83…誘電体板、85a,85b…アンテナ、87…マッチングボックス、89…交流電源)、反応処理用ガス供給手段(68…反応処理用ガスボンベ、67…マスフローコントローラ)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film-forming apparatus, 11 ... Vacuum container, 13 ... Substrate holder, S ... Substrate, 12, 14, 16 ... Partition wall, 15 ... Shaft, 18 ... Substrate electrode, 19 ... Electrode supply source, 19a ... Wiring member,
20, 40 ... film formation region, sputtering source (21a, 21b, 41a, 41b ... magnetron sputtering electrode, 23, 43 ... AC power supply, 24, 44 ... transformer, 29a, 29b, 49a, 49b ... target), sputtering gas Supply means (26, 46: gas cylinder for sputtering, 25, 45: mass flow controller),
Reference Signs List 60 reaction area 80 plasma source 81 case body 82 antenna accommodation chamber 83 dielectric plate 85a, 85b antenna 87 matching box 89 AC power supply for reaction processing gas supply means (68 ... gas cylinder for reaction processing, 67 ... mass flow controller).

以下、添付図面に従って本発明方法の一実施の形態について詳説する。
まず、本発明方法を実現することができる成膜装置の一構成例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the method of the present invention will be described in detail according to the attached drawings.
First, one configuration example of a film forming apparatus capable of realizing the method of the present invention will be described.

図1及び図2に示される成膜装置1は、本発明の成膜装置の一例であり、一度の処理で複数の基板Sに対して成膜可能なバッチ方式の所謂カルーセル型装置であって、真空容器11を有し、この真空容器11内には筒状の回転体が配設されている。
真空容器11は、本例では鉛直方向(図1の紙面方向及び図2の上下方向。以下同様)に延びる側壁で、平面方向(前記鉛直方向に直交する方向。図1の上下左右方向及び図2の紙面方向。以下同様)を取り囲んで構成してあるチャンバー本体を有する。本例では、チャンバー本体の平面方向の断面を方形状としてあるが、その他の形状(例えば円状など)であってもよい。真空容器11は、例えばステンレスなどの金属で構成される。
The film forming apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an example of the film forming apparatus of the present invention, and is a so-called carousel type apparatus of a batch system capable of forming a film on a plurality of substrates S in one processing. The vacuum vessel 11 is provided, and a cylindrical rotating body is disposed in the vacuum vessel 11.
The vacuum vessel 11 is a side wall extending in the vertical direction (the paper surface direction of FIG. 1 and the vertical direction of FIG. 2. The same applies hereinafter) in this example, and is a plane direction (direction perpendicular to the vertical direction). It has a chamber main body configured to surround the paper surface direction of 2. The same applies hereinafter. In this example, the cross section in the plane direction of the chamber main body is rectangular, but may be another shape (for example, circular or the like). The vacuum vessel 11 is made of, for example, a metal such as stainless steel.

真空容器11には、上方にシャフト15(図2参照)を貫通させるための孔が形成してあり、電気的に接地されて接地電位とされている。真空容器11には、排気用の配管15aが接続される。配管15aには真空容器11内を排気するための真空ポンプ15が接続され、この真空ポンプ15とコントローラ(図示省略)とによって真空容器11内の真空度を調節できるようになっている。真空ポンプ15は、例えば、ロータリポンプやターボ分子ポンプ(TMP)などで構成することができる。  The vacuum vessel 11 has a hole for penetrating the shaft 15 (see FIG. 2) at the upper side, and is electrically grounded to be at the ground potential. An exhaust pipe 15 a is connected to the vacuum vessel 11. A vacuum pump 15 for exhausting the inside of the vacuum vessel 11 is connected to the pipe 15a, and the degree of vacuum in the vacuum vessel 11 can be adjusted by the vacuum pump 15 and a controller (not shown). The vacuum pump 15 can be configured by, for example, a rotary pump or a turbo molecular pump (TMP).

シャフト15は、本例では略パイプ状部材で形成してあり、真空容器11の上方に形成された孔部分に配設された絶縁部材(不図示)を介して、真空容器11に対して回転可能に支持されている。碍子や樹脂などで構成する絶縁部材を介して真空容器11に支持することで、シャフト15は、真空容器11に対して電気的に絶縁された状態で、真空容器11に対して回転可能となる。  The shaft 15 is formed of a substantially pipe-like member in this example, and is rotated relative to the vacuum vessel 11 through an insulating member (not shown) disposed in a hole formed above the vacuum vessel 11. It is supported possible. The shaft 15 is rotatable relative to the vacuum vessel 11 in a state where the shaft 15 is electrically insulated from the vacuum vessel 11 by supporting the vacuum vessel 11 via an insulating member made of insulator, resin or the like. .

真空容器11の外側に位置するシャフト15の上端側には、本例では、第1歯車(不図示)が固着されており、この第1歯車は、モータ17の出力側の第2歯車(不図示)と歯合している。このため、モータ17の駆動により、第2歯車を介して第1歯車に回転駆動力が伝達され、シャフト15が回転することとなる。
真空容器11の内側に位置するシャフト15の下端部には、筒状の回転体(回転ドラム)が取り付けられている。
In the present embodiment, a first gear (not shown) is fixed to the upper end side of the shaft 15 located outside the vacuum vessel 11, and the first gear is a second gear (not shown) on the output side of the motor 17. Meshed with the For this reason, by the drive of the motor 17, the rotational driving force is transmitted to the first gear via the second gear, and the shaft 15 is rotated.
A cylindrical rotating body (rotary drum) is attached to the lower end portion of the shaft 15 located inside the vacuum vessel 11.

回転ドラムは、本例ではその筒方向に延びる軸線Zが真空容器11の鉛直方向(Y方向)へ向くように真空容器11内に配設されている。回転ドラムは、本例では円筒状をしているが、この形状に限定されず横断面が多角形をした多角柱状や、円錐状であってもよい。回転ドラムは、モータ17の駆動によるシャフト15の回転を通じて軸線Zを中心に回転する。  The rotary drum is disposed in the vacuum vessel 11 so that an axis Z extending in the cylinder direction in this example is directed in the vertical direction (Y direction) of the vacuum vessel 11. The rotary drum has a cylindrical shape in this example, but the present invention is not limited to this shape, and the cross section may have a polygonal columnar shape or a conical shape. The rotating drum rotates about the axis Z through the rotation of the shaft 15 by the drive of the motor 17.

回転ドラムの外側(外周)には、基板ホルダ13が装着されている。基板ホルダ13の外周面には、複数の基板保持部(例えば凹部。図示省略)が設けてあり、この基板保持部によって、成膜対象としての基板Sを、複数、裏面(成膜面とは反対側の面を意味する。)から支持可能となっている。本例では、基板ホルダ13の軸線(図示省略)と回転ドラムの軸線Zは一致する。このため、基板ホルダ13は、軸線Zを中心に回転ドラムを回転させることにより、この回転に同期し、回転ドラムと一体となって、該ドラムの軸線Zを中心に回転する。  The substrate holder 13 is attached to the outer side (outer periphery) of the rotating drum. On the outer peripheral surface of the substrate holder 13, a plurality of substrate holding parts (for example, concave parts, not shown) are provided, and a plurality of the substrates S as film formation targets are provided by the substrate holding parts. It means support from the opposite side. In this example, the axis (not shown) of the substrate holder 13 and the axis Z of the rotating drum coincide with each other. Therefore, by rotating the rotary drum about the axis Z, the substrate holder 13 rotates in synchronization with the rotation, integrally with the rotary drum, and rotates around the axis Z of the drum.

基板ホルダ13の外周面に設けられた複数の基板保持部には、それぞれ、基板Sを裏面から搭載する基板電極18が装備されている。各基板電極18は、例えばステンレス製の板状部材で構成され、配線部材19aを介して真空容器11の外側にある電力供給源19と接続されている。
電力供給源19は、本例では、直流(DC)電源と高周波(RF)電源の一方または両方に接続可能に構成されている(詳細構造は図示省略)。絶縁性の基板Sに成膜する場合、あるいは、基板Sに付着させる成膜材料として絶縁物を用いる場合には、RF電源のみ、又は、RF電源とDC電源の組み合わせを使用することができる。導電性の基板Sに導電性の成膜材料を成膜する場合には、DC電源のみ、又は、RF電源とDC電源の組み合わせを使用することができる。
Each of the plurality of substrate holding portions provided on the outer peripheral surface of the substrate holder 13 is equipped with a substrate electrode 18 on which the substrate S is mounted from the back surface. Each substrate electrode 18 is formed of, for example, a plate-like member made of stainless steel, and is connected to the power supply source 19 provided outside the vacuum vessel 11 through the wiring member 19 a.
The power supply source 19 is configured to be connectable to one or both of a direct current (DC) power supply and a radio frequency (RF) power supply in this example (detailed structure is not shown). When forming a film on the insulating substrate S, or when using an insulator as a film forming material to be attached to the substrate S, it is possible to use only an RF power supply or a combination of an RF power supply and a DC power supply. When depositing a conductive film-forming material on the conductive substrate S, it is possible to use only a DC power supply or a combination of an RF power supply and a DC power supply.

本例では、基板電極18とDC電源との間に、フィルタ(不図示)を直列に接続してもよい。こうすることで、RF電源からの高周波電力をDC電源に流さずに(フィルタにて遮断)、基板電極18方向に有効に流すことが可能となる。また、基板電極18とRF電源との間に、インピーダンス整合用の整合器(マッチングボックス)を直列に接続してもよい。
配線部材19aは、本例では、真空容器11の外側にある電源側から、略パイプ状部材で形成されるシャフト15の内側を通り、真空容器11内に配設される回転ドラムの内側へと延びる形状としてある。
In this example, a filter (not shown) may be connected in series between the substrate electrode 18 and the DC power supply. By doing this, it becomes possible to effectively flow the high frequency power from the RF power supply in the direction of the substrate electrode 18 without flowing it to the DC power supply (cut off by the filter). Further, a matching unit (matching box) for impedance matching may be connected in series between the substrate electrode 18 and the RF power supply.
In the present embodiment, the wiring member 19a passes from the power supply side which is the outside of the vacuum vessel 11 to the inside of the rotating drum disposed in the vacuum vessel 11 through the inside of the shaft 15 which is formed of a substantially pipe-like member. It has an extended shape.

各基板電極18は、配置される各基板Sの裏面から所定の距離(d)、離間した位置に、かつ各基板Sの裏面と対向して平行に配設される。基板Sと基板電極18との距離d(より正確には、基板Sの裏面と基板電極18の表面との距離)は、基板電極18によるセルフバイアスの効果が基板Sに反映される範囲内に設定される。また、基板Sに反映されるセルフバイアス効果は、距離dを変化させることによって調整することができる。もちろん、スパッタ用電力を変更することでセルフバイアス電位を調整してもよい。  Each substrate electrode 18 is disposed in parallel to be opposite to the back surface of each substrate S at a position separated by a predetermined distance (d) from the back surface of each substrate S to be disposed. The distance d between the substrate S and the substrate electrode 18 (more precisely, the distance between the back surface of the substrate S and the surface of the substrate electrode 18) is within a range where the effect of self bias by the substrate electrode 18 is reflected on the substrate S It is set. Further, the self bias effect reflected on the substrate S can be adjusted by changing the distance d. Of course, the self-bias potential may be adjusted by changing the sputtering power.

成膜条件にもよるが、本例では、距離dが0.20mm程度以下のときに、基板電極18によるセルフバイアスの効果が基板Sに影響する。基板Sの材質や、電力供給源19から基板電極18に供給される電力値、成膜雰囲気などの成膜条件を変化させて成膜実験を行った結果、距離dは0.10〜0.14mmの範囲内で良好な膜が得られた。このため、距離dをその範囲に設定すると好適である。また、セルフバイアス効果の調整は、距離d若しくは、電力値の変更によって行われる。もちろん、距離dは前記範囲内で調整される。  Although depending on the film forming conditions, in this example, the effect of the self bias by the substrate electrode 18 affects the substrate S when the distance d is about 0.20 mm or less. As a result of conducting film forming experiments while changing film forming conditions such as the material of the substrate S, the power value supplied from the power supply source 19 to the substrate electrode 18, and the film forming atmosphere, the distance d is 0.10 to 0.1. A good film was obtained within the range of 14 mm. Therefore, it is preferable to set the distance d in the range. Further, the adjustment of the self bias effect is performed by changing the distance d or the power value. Of course, the distance d is adjusted within the above range.

距離dの調整は、例えば、基板電極18の背面に導電性或いは絶縁性のスペーサ(図示省略)を挿入することによって行うことができる。本例において、距離dは、各基板電極18ごとに調整を行っているが、各基板電極18を一体として構成することにより、一括して距離dの設定を行うこともできる。  The adjustment of the distance d can be performed, for example, by inserting a conductive or insulating spacer (not shown) on the back surface of the substrate electrode 18. In the present embodiment, the distance d is adjusted for each substrate electrode 18, but the distance d can be set collectively by configuring the substrate electrodes 18 integrally.

各基板電極18の大きさは、各基板Sの大きさを考慮して決定される。この基板電極18は、基板Sのサイズの80%以上、特に90%以上の大きさであることが好ましい。
例えば、基板Sが円板状であり、その直径が100mmである場合、基板電極18は、同じく円板状であることが望ましく、またその直径が80〜98mmのサイズで形成することが望ましい。
なお、基板Sの大きさに対して基板電極18が小さすぎると、基板S表面に反映されるセルフバイアスの効果を均一とすることが困難になるため、基板S上に形成される薄膜の厚さや膜質が不均一になる可能性がある。一方、基板電極18が他の部材(例えば基板ホルダ13など)と接近しすぎると、基板ホルダ13との間で放電して、供給されるスパッタ用電力が不安定になる虞がある。
このため、基板電極18の大きさを基板Sのサイズに対して90%程度以上に形成する場合には、基板電極18と接近する領域の基板ホルダ13の、基板電極18側を絶縁することができる。絶縁手段としては、例えば、溶射などによる絶縁性コーティングなどが挙げられる。
The size of each substrate electrode 18 is determined in consideration of the size of each substrate S. The size of the substrate electrode 18 is preferably 80% or more, particularly 90% or more of the size of the substrate S.
For example, when the substrate S is disk-shaped and the diameter thereof is 100 mm, the substrate electrode 18 is desirably disk-shaped as well, and is preferably formed with a diameter of 80 to 98 mm.
If the substrate electrode 18 is too small relative to the size of the substrate S, it becomes difficult to make the self-bias effect reflected on the surface of the substrate S uniform, so the thickness of the thin film formed on the substrate S The sheath film quality may be uneven. On the other hand, if the substrate electrode 18 approaches too close to another member (for example, the substrate holder 13 or the like), the substrate electrode 13 may be discharged from the substrate holder 13 and the supplied sputtering power may become unstable.
For this reason, when the size of the substrate electrode 18 is formed to be about 90% or more of the size of the substrate S, the substrate electrode 18 side of the substrate holder 13 in the region approaching the substrate electrode 18 may be insulated. it can. As an insulation means, the insulating coating by thermal spraying etc. is mentioned, for example.

基板電極18を、それぞれの基板Sの裏面側に取り付けた場合、それぞれの基板電極18に電力が供給されるため、基板ホルダ13全体に電力を供給する必要はない。電流が印加される面積が小さいために、各基板Sに印可できる電圧・電流値の範囲を従来よりも高い値に設定して、イオンの密度を高くすることができ、その結果、膜質の緻密化若しくは処理時間の短縮化を図ることができる。  When the substrate electrodes 18 are attached to the back surface side of the respective substrates S, power is supplied to the respective substrate electrodes 18, so it is not necessary to supply power to the entire substrate holder 13. Since the area to which current is applied is small, the voltage / current value range that can be applied to each substrate S can be set to a higher value than in the past to increase the ion density, and as a result, the film quality becomes finer Or processing time can be shortened.

真空容器11内に配置される基板ホルダ13の周りには、スパッタ源とプラズマ源80が配設されている。本例では、2つのスパッタ源と、1つのプラズマ源80とを配設したが、本発明においてスパッタ源は少なくとも1つあればよく、これに準ずると、後述する成膜領域も少なくとも1つあればよい。  A sputter source and a plasma source 80 are disposed around the substrate holder 13 disposed in the vacuum chamber 11. In the present embodiment, two sputtering sources and one plasma source 80 are provided, but in the present invention, at least one sputtering source is required, and according to this, at least one film forming region to be described later is Just do it.

本例において、各スパッタ源の前面には、それぞれ成膜領域20,40が形成されている。同じく、プラズマ源80の前面には、反応領域60が形成されている。
領域20,40は、真空容器11の内壁面と、該内壁面から基板ホルダ13に向けて突出する仕切壁12(又は14)と、基板ホルダ13の外周面と、各スパッタ源の前面とにより囲繞された領域に形成されており、これにより領域20,40は、それぞれが真空容器11の内部で、空間的、圧力的に分離しており、それぞれに独立した空間が確保される。なお、図1では、異なる2種類の物質をスパッタリングすることを想定して一対のマグネトロン電極を2つ設ける場合(21a,21bと、41a,41b)を例示している。
領域60も領域20,40と同様に、真空容器11の内壁面と、該内壁面から基板ホルダ13に向けて突出する仕切壁16と、基板ホルダ13の外周面と、プラズマ源80の前面とにより囲繞された領域に形成されており、これにより領域60についても真空容器11の内部で、空間的、圧力的に領域20,40とは分離しており、独立した空間が確保される。本例において、各領域20,40,60での処理は、それぞれが独立して制御可能となるように構成されている。
In the present embodiment, film formation regions 20 and 40 are formed on the front surface of each sputtering source. Similarly, on the front surface of the plasma source 80, a reaction area 60 is formed.
The regions 20 and 40 are formed by the inner wall surface of the vacuum vessel 11, the partition wall 12 (or 14) projecting from the inner wall surface toward the substrate holder 13, the outer peripheral surface of the substrate holder 13, and the front surface of each sputtering source. The regions 20 and 40 are separated in space and pressure in the interior of the vacuum vessel 11, respectively, and independent spaces are secured in each of the regions 20 and 40. Note that FIG. 1 exemplifies the case where two pairs of magnetron electrodes are provided (21a, 21b and 41a, 41b) on the assumption that two different types of substances are sputtered.
Similarly to the regions 20 and 40, the region 60 also includes the inner wall surface of the vacuum vessel 11, the partition wall 16 projecting from the inner wall surface toward the substrate holder 13, the outer peripheral surface of the substrate holder 13, and the front surface of the plasma source 80. Thus, the region 60 is also spatially and pressurely separated from the regions 20 and 40 in the interior of the vacuum vessel 11 with respect to the region 60, and an independent space is secured. In this example, the processing in each of the areas 20, 40, and 60 is configured to be independently controllable.

各スパッタ源の構成は特に限定されないが、本例では、各スパッタ源とも、それぞれ、2つのマグネトロンスパッタ電極21a,21b(又は41a,41b)を備えたデュアルカソードタイプで構成されている。成膜の際(後述)に、各電極21a,21b(又は41a,41b)の一端側表面には、それぞれ、ターゲット29a,29b(又は49a,49b)が着脱自在に保持される。各電極21a,21b(又は41a,41b)の他端側には、電力量を調整する電力制御手段としてのトランス24(又は44)を介して、電力供給手段としての交流電源23(又は43)が接続されており、各電極21a,21b(又は41a,41b)に、周波数が、例えば1kHz〜100kHz程度の交流電圧が印加されるように構成されている。  The configuration of each sputter source is not particularly limited, but in this example, each sputter source is configured of a dual cathode type provided with two magnetron sputter electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b). At the time of film formation (described later), targets 29a and 29b (or 49a and 49b) are detachably held on one end side surfaces of the electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b), respectively. At the other end of each of the electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b), an AC power supply 23 (or 43) as a power supply means via a transformer 24 (or 44) as a power control means for adjusting the amount of power. Are connected, and an alternating current voltage having a frequency of, for example, about 1 kHz to 100 kHz is applied to each of the electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b).

各スパッタ源の前面(領域20,40)には、スパッタ用ガス供給手段が接続されている。スパッタ用ガス供給手段は、本例では、スパッタ用ガスを貯蔵するガスボンベ26(又は46)と、該ボンベ26(又は46)より供給されるスパッタ用ガスの流量を調整するマスフローコントローラ25(又は45)とを含む。スパッタ用ガスは、配管を通じてそれぞれ領域20(又は40)に導入される。マスフローコントローラ25(又は45)はスパッタ用ガスの流量を調節する装置である。ボンベ26(又は46)からのスパッタ用ガスは、マスフローコントローラ25(又は45)により流量を調節されて領域20(又は40)に導入される。  A sputtering gas supply unit is connected to the front surface (regions 20 and 40) of each sputtering source. In this example, the sputtering gas supply means includes a gas cylinder 26 (or 46) for storing the sputtering gas and a mass flow controller 25 (or 45) for adjusting the flow rate of the sputtering gas supplied from the cylinder 26 (or 46). And). The sputtering gas is introduced into the region 20 (or 40) through piping, respectively. The mass flow controller 25 (or 45) is a device for adjusting the flow rate of the sputtering gas. The sputtering gas from the cylinder 26 (or 46) is introduced into the region 20 (or 40) with its flow rate adjusted by the mass flow controller 25 (or 45).

プラズマ源80の構成も特に限定されないが、本例では、真空容器11の壁面に形成された開口を外部から塞ぐように固定されたケース体81と、このケース体81の前面に固定された誘電体板83とを有する。そして、誘電体板83がケース体81に固定されることで、ケース体81と誘電体板83により囲まれる領域にアンテナ収容室82が形成されるように構成されている。  The configuration of the plasma source 80 is also not particularly limited, but in the present example, a case body 81 fixed so as to close an opening formed in the wall surface of the vacuum vessel 11 from the outside, and a dielectric fixed to the front surface of the case body 81 And a body plate 83. The dielectric plate 83 is fixed to the case body 81 so that the antenna accommodation chamber 82 is formed in a region surrounded by the case body 81 and the dielectric plate 83.

アンテナ収容室82は、真空容器11の内部と分離している。すなわち、アンテナ収容室82と真空容器11の内部は、誘電体板83で仕切られた状態で独立した空間を形成している。また、アンテナ収容室82と真空容器11の外部は、ケース体81で仕切られた状態で独立の空間を形成している。アンテナ収容室82は配管15aを介して真空ポンプ15に連通しており、真空ポンプ15で真空引きすることでアンテナ収容室82の内部を排気して真空状態にすることができる。  The antenna storage chamber 82 is separated from the inside of the vacuum vessel 11. That is, the antenna accommodating chamber 82 and the inside of the vacuum vessel 11 form an independent space separated by the dielectric plate 83. Further, the antenna housing 82 and the outside of the vacuum vessel 11 form an independent space in a state of being separated by the case body 81. The antenna storage chamber 82 is in communication with the vacuum pump 15 via the pipe 15a, and by evacuating the vacuum pump 15, the inside of the antenna storage chamber 82 can be evacuated to a vacuum state.

アンテナ収容室82には、アンテナ85a,85bが設置してある。アンテナ85a,85bは、マッチング回路を収容するマッチングボックス87を介して交流電源89に接続されている。アンテナ85a,85bは、交流電源89から電力の供給を受けて真空容器11の内部(特に領域60)に誘導電界を発生させ、領域60にプラズマを発生させる。本例では、交流電源89からアンテナ85a,85bに交流電圧を印加して、領域60に反応処理用ガスのプラズマを発生させるように構成されている。マッチングボックス87内には、可変コンデンサが設けられており、交流電源89からアンテナ85a,85bに供給される電力を変更できるようになっている。  Antennas 85 a and 85 b are installed in the antenna storage room 82. The antennas 85a and 85b are connected to an AC power supply 89 via a matching box 87 accommodating a matching circuit. The antennas 85 a and 85 b receive supply of power from the AC power supply 89 to generate an induction electric field in the inside of the vacuum vessel 11 (particularly, the area 60) and generate plasma in the area 60. In this example, an alternating current voltage is applied from the alternating current power supply 89 to the antennas 85a and 85b to generate plasma of the reaction processing gas in the region 60. A variable capacitor is provided in the matching box 87 so that the power supplied from the AC power supply 89 to the antennas 85a and 85b can be changed.

プラズマ源80の前面(領域60)には、反応処理用ガス供給手段が接続されている。反応処理用ガス供給手段は、本例では、反応処理用ガスを貯蔵するガスボンベ68と、該ボンベ68より供給される反応処理用ガスの流量を調整するマスフローコントローラ67とを含む。反応処理用ガスは、配管を通じて領域60に導入される。マスフローコントローラ67は反応処理用ガスの流量を調節する装置である。ボンベ68からの反応処理用ガスは、マスフローコントローラ67により流量を調節されて領域60に導入される。
なお、反応処理用ガス供給手段は、上記構成(つまり、1つのボンベと1つのマスフローコントローラを含む構成)に限らず、複数のボンベとマスフローコントローラを含む構成(例えば、不活性ガスと反応性ガスを別々に貯蔵する2つのガスボンベと、各ボンベから供給される各ガスの流量を調整する2つのマスフローコントローラを含む構成)とすることもできる。
A reaction processing gas supply means is connected to the front surface (region 60) of the plasma source 80. In this example, the reaction processing gas supply means includes a gas cylinder 68 for storing reaction processing gas, and a mass flow controller 67 for adjusting the flow rate of the reaction processing gas supplied from the cylinder 68. The reaction processing gas is introduced into the region 60 through piping. The mass flow controller 67 is a device for adjusting the flow rate of the reaction processing gas. The flow rate of the reaction processing gas from the cylinder 68 is adjusted by the mass flow controller 67 and introduced into the region 60.
The reaction gas supply unit is not limited to the above configuration (that is, a configuration including one cylinder and one mass flow controller), but includes a plurality of cylinders and a mass flow controller (for example, inert gas and reactive gas). May be configured to include two gas cylinders that store separately and two mass flow controllers that adjust the flow rate of each gas supplied from each cylinder.

次に、成膜装置1を用いた本発明方法の一例を説明する。
(1)成膜の前準備
(a)まず、電極21a,21b(又は41a,41b)の上にターゲット29a,29b(又は49a,49b)をセットするとともに、基板ホルダ13に成膜対象としての基板Sを複数枚、セットした後、真空容器11内に収容する。
Next, an example of the method of the present invention using the film forming apparatus 1 will be described.
(1) Preparation for film formation (a) First, targets 29a and 29b (or 49a and 49b) are set on the electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b), and the substrate holder 13 is used as a film formation target. After setting a plurality of substrates S, they are accommodated in the vacuum vessel 11.

基板Sとしては、プラスチック基板(有機ガラス基板)や無機基板(無機ガラス基板)の他、ステンレスなどの金属基板が適用可能であり、その厚みは、例えば0.1〜5mmである。なお、基板Sの一例である無機ガラス基板としては、例えば、ソーダライムガラス(6H〜7H)、硼珪酸ガラス(6H〜7H)などが挙げられる。なお、無機ガラス基板の括弧内の数字は、JIS−K5600−5−4に準拠した方法で測定された鉛筆硬度の値である。
基板Sの配置は特に限定されないが、本例では、基板ホルダ13の外周面に、基板ホルダ13の回転方向(横方向)に沿って断続的に複数配列され、かつ基板ホルダ13の軸線Zと平行な方向(縦方向、Y方向。真空容器11の鉛直方向に等しい)に沿って断続的に複数配列される。
As the substrate S, in addition to plastic substrates (organic glass substrates) and inorganic substrates (inorganic glass substrates), metal substrates such as stainless steel can be applied, and the thickness thereof is, for example, 0.1 to 5 mm. In addition, as an inorganic glass substrate which is an example of the board | substrate S, soda lime glass (6H-7H), borosilicate glass (6H-7H) etc. are mentioned, for example. In addition, the number in the parenthesis of an inorganic glass substrate is the value of the pencil hardness measured by the method based on JIS-K5600-5-4.
The arrangement of the substrates S is not particularly limited, but in the present example, a plurality of the substrates S are intermittently arranged along the rotational direction (lateral direction) of the substrate holder 13 on the outer peripheral surface of the substrate holder 13 A plurality of arrays are intermittently arranged along a parallel direction (longitudinal direction, Y direction, equal to the vertical direction of the vacuum vessel 11).

ターゲット29a,29b(又は49a,49b)は、基板Sに成膜される成膜材料を平板状(略矩形板状)に形成したものであり、その長手方向が基板ホルダ13の回転軸線Zと平行になり、しかもその平行方向の面が基板ホルダ13の側面(もしくは外周面)に対向するように、各電極21a,21b(又は41a,41b)の表面に保持させる。
成膜材料としては、例えば、Si,Nb,Al,Ta,Cuなどの金属や、Cなどの非金属、SiO、Nb、Alのような絶縁物などを必要に応じて適宜選択することができる。
The targets 29a and 29b (or 49a and 49b) are formed by forming a film forming material to be formed on the substrate S into a flat plate shape (substantially rectangular plate shape), and the longitudinal direction thereof corresponds to the rotation axis Z of the substrate holder 13 It is held on the surface of each of the electrodes 21a and 21b (or 41a and 41b) so that the surfaces are parallel and the surface in the parallel direction faces the side surface (or outer peripheral surface) of the substrate holder 13.
As a film forming material, for example, a metal such as Si, Nb, Al, Ta, or Cu, a nonmetal such as C, an insulator such as SiO 2 , Nb 2 O 5 , or Al 2 O 3 may be used as necessary. Can be selected appropriately.

(b)次に、真空ポンプ15を用いて真空容器11内を10−5〜0.1Pa程度の高真空状態にする。このとき、バルブを開放し、プラズマ源80のアンテナ収容室も同時に排気する。その後、モータ17の駆動を開始し、シャフト//を通じて基板ホルダ13を軸線Zを中心に回転させる。そうすると、基板ホルダ13の外周面に保持される基板Sは、基板ホルダ13の自転軸である軸線Zを中心に公転し、領域20,40に面する位置と領域60に面する位置との間を繰り返し移動する。(B) Next, the inside of the vacuum vessel 11 is brought into a high vacuum state of about 10 −5 to 0.1 Pa using the vacuum pump 15. At this time, the valve is opened, and the antenna chamber of the plasma source 80 is simultaneously exhausted. Thereafter, the drive of the motor 17 is started, and the substrate holder 13 is rotated about the axis Z through the shaft //. Then, the substrate S held on the outer peripheral surface of the substrate holder 13 revolves around the axis Z, which is the rotation axis of the substrate holder 13, and between the position facing the regions 20 and 40 and the position facing the region 60 Move repeatedly.

そして、領域20,40で行われるスパッタリング処理と、領域60で行われるプラズマ曝露処理とが順次繰り返され、基板Sの表面に所定膜厚の薄膜を生成させる。  Then, the sputtering process performed in the areas 20 and 40 and the plasma exposure process performed in the area 60 are sequentially repeated to form a thin film having a predetermined film thickness on the surface of the substrate S.

本例において基板ホルダ13の回転速度は、10rpm以上であればよいが、好ましくは50rpm以上、より好ましくは80rpm以上とする。50rpm以上とすることで、膜質の緻密化や処理時間の短縮化などのメリットが増加し、好適である。本例では、基板ホルダ13の回転速度の上限を、例えば150rpm程度、好ましくは100rpmとする。  In the present embodiment, the rotational speed of the substrate holder 13 may be 10 rpm or more, preferably 50 rpm or more, and more preferably 80 rpm or more. By setting the rotational speed to 50 rpm or more, merits such as densification of film quality and shortening of processing time are increased, which is preferable. In the present example, the upper limit of the rotation speed of the substrate holder 13 is, for example, about 150 rpm, preferably 100 rpm.

本例では、領域20,40のいずれかの領域でのスパッタリング処理で基板Sの表面に中間薄膜が形成され、その後のプラズマ曝露処理でこの中間薄膜が膜変換して超薄膜とされる。そして、スパッタリング処理とプラズマ曝露処理とが繰り返し行われることで、超薄膜の上に次の超薄膜が堆積していき、最終的な薄膜となるまでこの操作が繰り返される。  In this example, an intermediate thin film is formed on the surface of the substrate S by sputtering in one of the regions 20 and 40, and the intermediate thin film is converted into a super thin film in the subsequent plasma exposure treatment. Then, by repeating the sputtering process and the plasma exposure process, the next ultra thin film is deposited on the ultra thin film, and this operation is repeated until the final thin film is obtained.

なお、本例において、「中間薄膜」とは、領域20及び領域40のいずれかの領域を通過することで形成される薄膜のことである。「超薄膜」とは、超薄膜が複数回堆積されて最終的な薄膜(目標膜厚の薄膜)となることから、この最終的な「薄膜」との混同を防止するために用いる用語であり、最終的な「薄膜」より十分薄いという意味で用いる。  In the present example, the “intermediate thin film” refers to a thin film formed by passing through either the region 20 or the region 40. "Ultra thin film" is a term used to prevent confusion with this final "thin film" because the ultra thin film is deposited multiple times to become the final thin film (thin film of target thickness). It is used in the sense that it is sufficiently thinner than the final "thin film".

(2)スパッタリング処理
スパッタリング処理は次のようにして行われる。本例では、まず、真空容器11内の圧力の安定を確認した後、領域20内の圧力を例えば0.05〜0.2Paに調整し、その後、マスフローコントローラ25を介してガスボンベ26から所定流量のスパッタ用ガスを領域20に導入する。
(2) Sputtering process Sputtering process is performed as follows. In this example, first, after confirming the stability of the pressure in the vacuum vessel 11, the pressure in the region 20 is adjusted to, for example, 0.05 to 0.2 Pa, and thereafter, a predetermined flow rate from the gas cylinder 26 via the mass flow controller 25 The sputtering gas is introduced into the region 20.

本例では、スパッタ用ガスとして不活性ガスを単独で使用し、窒素や酸素などの反応性ガスを併用しない。本例での不活性ガスの導入流量は、例えば100〜600sccm、好ましくは150〜500sccm程度とする。すると、ターゲット29a,29bの周辺が不活性ガス雰囲気になる。この状態で、交流電源23からトランス24を介して、各電極21a,21bに交流電圧を印加し、ターゲット29a,29bに交番電界を掛ける。  In this example, an inert gas is used alone as a sputtering gas, and a reactive gas such as nitrogen or oxygen is not used in combination. The introduction flow rate of the inert gas in this example is, for example, about 100 to 600 sccm, preferably about 150 to 500 sccm. Then, the periphery of the targets 29a and 29b becomes an inert gas atmosphere. In this state, an AC voltage is applied to each of the electrodes 21a and 21b from the AC power supply 23 through the transformer 24, and an alternating electric field is applied to the targets 29a and 29b.

本例では、ターゲット29a,29bに対して、スパッタリングパワー密度が0.57W/cm〜10.91W/cm程度となるように、各電極21a,21bに電力(スパッタ電力)を供給する。「パワー密度」とは、ターゲット29a,29b(又は49a,49b)の単位面積(cm)当たりに供給される電力(W)を意味する。In the present example, and it supplies the target 29a, against 29 b, as the sputtering power density is 0.57W / cm 2 ~10.91W / cm 2 or so, the electrodes 21a, 21b to the power (sputtering power). The “power density” means the power (W) supplied per unit area (cm 2 ) of the target 29 a, 29 b (or 49 a, 49 b).

ターゲット29a,29bに電力を供給することにより、ある時点においてはターゲット29aがカソード(マイナス極)となり、その時ターゲット29bは必ずアノード(プラス極)となる。次の時点において交流の向きが変化すると、今度はターゲット29bがカソード(マイナス極)となり、ターゲット29aがアノード(プラス極)となる。このように一対のターゲット29a,29bが交互にアノードとカソードとなることにより、各ターゲット29a,29b周辺のスパッタ用ガス(不活性ガス)の一部は電子を放出してイオン化する。各電極21a,21bに配置された磁石により各ターゲット29a,29bの表面に漏洩磁界が形成されるため、この電子は各ターゲット29a,29bの表面近傍に発生した磁界中を、トロイダル曲線を描きながら周回する。この電子の軌道に沿って領域20中に強いスパッタリングプラズマが発生し、このプラズマ中のスパッタ用ガスのイオンが負電位状態(カソード側)のターゲットに向けて加速され、各ターゲット29a,29bに衝突することで各ターゲット29a,29bの表面(被スパッタ面)がスパッタされて原子や粒子(以下、まとめてスパッタ粒子またはターゲット物質と言うこともある)が放出される(スパッタ処理)。  By supplying power to the targets 29a and 29b, at a certain point of time, the target 29a becomes a cathode (minus electrode), and at this time, the target 29b always becomes an anode (plus electrode). When the direction of the alternating current changes at the next time point, the target 29b becomes the cathode (minus pole) and the target 29a becomes the anode (plus pole). As a pair of targets 29a and 29b alternately become an anode and a cathode as described above, a part of sputtering gas (inert gas) around each target 29a and 29b emits electrons and is ionized. Leakage magnetic fields are formed on the surfaces of the targets 29a and 29b by the magnets disposed on the electrodes 21a and 21b, and these electrons draw a toroidal curve in the magnetic field generated near the surfaces of the targets 29a and 29b. Go around. A strong sputtering plasma is generated in the region 20 along the trajectory of the electrons, and ions of the sputtering gas in this plasma are accelerated toward the negative potential state (cathode side) targets and collide with the respective targets 29a and 29b. As a result, the surfaces (target surfaces to be sputtered) of the targets 29a and 29b are sputtered, and atoms and particles (hereinafter collectively referred to as sputtered particles or target material) are emitted (sputtering treatment).

なお、スパッタを行っている最中に、アノード上には非導電性あるいは導電性の低い不完全反応物などが付着することもあるが、このアノードが交番電界によりカソードに変換されると、これら不完全反応物などがスパッタされ、ターゲット表面は元の清浄な状態となる。そして、一対のターゲット29a、29bが、交互にアノードとカソードとなることを繰り返すことにより、常に安定なアノード電位状態が得られ、プラズマ電位(通常アノード電位とほぼ等しい)の変化が防止され、基板Sの表面に向け、安定してスパッタ粒子が放出される。  During sputtering, non-conductive or poorly conductive incomplete reactants may be deposited on the anode, but when the anode is converted to a cathode by an alternating electric field, these may be deposited. Incomplete reaction substances and the like are sputtered to bring the target surface to its original clean state. Then, by repeating that the pair of targets 29a and 29b alternately become the anode and the cathode, a stable anode potential state is always obtained, and a change in plasma potential (usually equal to the anode potential) is prevented. The sputtered particles are stably emitted toward the surface of S.

本例では、上述したスパッタ処理中に、電力供給源19から各基板電極18に電力(高周波電力の場合、例えば50〜2000W、直流電力の場合、例えば1000V以下、好ましくは30〜1000V)を供給し、各基板Sに電圧を印加する。こうすることで、基板電極18にスパッタリングプラズマに対して電位を与え、これによりスパッタリングプラズマ内に存在するスパッタ用ガスの全イオンの一部が基板S側に引き寄せられて衝突し、基板S表面に付着し堆積したターゲット物質にエネルギーを与える(プラズマ処理)。  In this example, power (for example, 50 to 2000 W in the case of high frequency power, for example, 1000 V or less, preferably 30 to 1000 V in the case of direct current power) is supplied to each substrate electrode 18 during the sputtering process described above. And apply a voltage to each substrate S. By doing this, a potential is applied to the substrate electrode 18 with respect to the sputtering plasma, whereby a part of all ions of the sputtering gas present in the sputtering plasma is attracted to the substrate S side and collides with the substrate S surface. Energize the deposited and deposited target material (plasma treatment).

本例では、各基板Sに印加される電圧が5〜1000Vとなるように基板電極18に電力を供給することが好ましい。この電圧が5V以上であると、膜質の緻密化や処理時間の短縮化などのメリットが得られやすい。ここでの電圧は1000V以下とすることができる。なお、ここでの電圧は、DC電源から供給される電力に基づく場合には出力電圧を意味し、RF電源から供給される電力に基づく場合にはセルフバイアス電圧(RFプラズマ放電時に発生する負の直流電圧)を意味するものとする。
各基板Sに印加される電圧は、成膜中、変化させず、所定値に保持しておくことが望ましい。
以上が、領域20で行われるスパッタリング処理(カソード電圧及び基板バイアス電圧の両電圧を印加しながら、中間薄膜を形成するバイアススパッタ法による成膜処理)である。
In this example, it is preferable to supply power to the substrate electrode 18 so that the voltage applied to each substrate S is 5 to 1000V. If this voltage is 5 V or more, merits such as densification of film quality and shortening of processing time can be easily obtained. The voltage here can be 1000 V or less. Here, the voltage means the output voltage when it is based on the power supplied from the DC power supply, and the self bias voltage (the negative voltage generated during the RF plasma discharge when it is based on the power supplied from the RF power supply). It means DC voltage).
It is desirable that the voltage applied to each substrate S be maintained at a predetermined value without changing during film formation.
The above is the sputtering process performed in the region 20 (film forming process by the bias sputtering method of forming the intermediate thin film while applying both the cathode voltage and the substrate bias voltage).

(3)プラズマ処理
プラズマ処理は次のようにして行われる。本例では、領域20,40の作動とともに、領域60の作動も開始させる。具体的には、マスフローコントローラ67を介してガスボンベ68から所定流量の反応処理用ガスを領域60に導入し、アンテナ85a,85bの周辺を所定ガス雰囲気にする。
(3) Plasma treatment Plasma treatment is performed as follows. In this example, with the activation of the regions 20, 40, the activation of the region 60 is also initiated. Specifically, a reaction processing gas of a predetermined flow rate is introduced into the region 60 from the gas cylinder 68 through the mass flow controller 67, and the vicinity of the antennas 85a and 85b is made into a predetermined gas atmosphere.

領域60の圧力は、例えば0.07〜1Paに維持される。また、少なくとも領域60にプラズマを発生させている際中は、アンテナ収容室の内部圧力を0.001Pa以下に保持する。ボンベ68から反応処理用ガスを導入した状態で、アンテナ85a,85bに交流電源89から周波数が10kHz〜2.5GHz(好ましくは100kHz〜1000MHz)の交流電圧が印加されると、領域60内のアンテナ85a,85bに面した領域にプラズマが発生する。このプラズマは、領域20,40で発生するスパッタリングプラズマとは別のプラズマである。  The pressure in the region 60 is maintained, for example, at 0.07 to 1 Pa. Further, while plasma is generated at least in the region 60, the internal pressure of the antenna storage chamber is maintained at 0.001 Pa or less. When an AC voltage of 10 kHz to 2.5 GHz (preferably 100 kHz to 1000 MHz) is applied to the antennas 85a and 85b from the AC power supply 89 while the reaction processing gas is introduced from the cylinder 68, the antenna in the region 60 Plasma is generated in the region facing 85a and 85b. This plasma is different from the sputtering plasma generated in the regions 20 and 40.

交流電源89から供給する電力(プラズマ処理電力)は、基板Sがガラス材料で構成される場合には、好ましくは0.5〜4.5kWとし、基板Sが樹脂材料で構成される場合には、好ましくは1kW以下とすることができる。  The power (plasma processing power) supplied from the AC power supply 89 is preferably 0.5 to 4.5 kW when the substrate S is made of a glass material, and when the substrate S is made of a resin material Preferably, it can be 1 kW or less.

導入する反応処理用ガスは、不活性ガス、及び/又は、反応性ガスであればよく、望ましくは、形成する薄膜の種類による。例えば、ターゲット29a,29bを炭素(C)とし、DLC(Diamond-Like Carbon)の薄膜を形成する場合には不活性ガス(アルゴンやヘリウムなど)を用いることができる。ターゲット29a,29bをケイ素(Si)とし、SiOの薄膜を形成する場合には、少なくとも反応性ガスを含むもの(反応性ガスのみ、又は不活性ガスと反応性ガスの混合ガス)を用いることができる。
反応性ガスとしては、酸素、オゾンなどの酸化性ガス、窒素などの窒化性ガス、メタンなどの炭化性ガス、CFなどのフッ化性ガスなどが使用可能である。
The reaction processing gas to be introduced may be an inert gas and / or a reactive gas, desirably depending on the type of thin film to be formed. For example, when the targets 29a and 29b are carbon (C) and a thin film of DLC (Diamond-Like Carbon) is formed, an inert gas (such as argon or helium) can be used. When the target 29a, 29b is silicon (Si) and a thin film of SiO 2 is to be formed, one containing at least a reactive gas (reactive gas alone or a mixed gas of an inert gas and a reactive gas) is used Can.
As the reactive gas, oxygen, an oxidizing gas such as ozone, a nitriding gas such as nitrogen, a carbonizing gas such as methane, and a fluoride gas such as CF 4 can be used.

本例では、基板ホルダ13が回転して各基板Sが領域60に導入された際にも、領域20における場合と同様、各基板Sに電圧が印加されている。このため、上記同様、基板電極18に、スパッタリングプラズマとは別の上記プラズマに対して電位を与え、これによりスパッタリングプラズマとは別の上記プラズマ内に存在する反応処理用ガスのイオンが基板S側に引き寄せられて衝突し、基板S表面に形成した中間薄膜に対し、さらにエネルギーを与える(プラズマ再処理)。  In this example, even when the substrate holder 13 is rotated and each substrate S is introduced into the region 60, a voltage is applied to each substrate S as in the region 20. For this reason, as described above, the substrate electrode 18 is given an electric potential to the plasma other than the sputtering plasma, whereby ions of the reaction processing gas present in the plasma other than the sputtering plasma are on the substrate S side. It attracts and collides to give more energy to the intermediate thin film formed on the surface of the substrate S (plasma reprocessing).

なお、各基板Sに印加される電圧は、基板Sが領域60に導入されてからも含め、終始、所定値に保持しておくことが望ましい。ただし、電圧を印加するタイミングで、印加電圧を1000V/秒以下でスローアップさせるよう、基板電極18に供給する電力量を変動させてもよい。  It is desirable that the voltage applied to each substrate S be maintained at a predetermined value from beginning to end, even after the substrate S is introduced into the region 60. However, the amount of power supplied to the substrate electrode 18 may be varied so as to slow up the applied voltage at 1000 V / sec or less at the timing of applying the voltage.

導入する反応処理用ガスに反応性ガス(例えば酸素ガス)を含めた場合、上記プラズマ中には、反応性ガスの活性種が存在することとなり、これは領域60に導かれる。そして、基板ホルダ13が回転して基板Sが領域60に導入されると、領域20,40で基板Sの表面に形成された中間薄膜(例えば金属原子や、この金属原子の不完全酸化物)はプラズマ曝露処理(酸化処理)され、金属原子の完全酸化物に膜変換して超薄膜を形成する。
以上が、領域60での中間薄膜へのプラズマ曝露である。
When the reactive processing gas to be introduced contains a reactive gas (for example, oxygen gas), active species of the reactive gas are present in the plasma, and this is led to the region 60. Then, when the substrate holder 13 is rotated and the substrate S is introduced into the region 60, an intermediate thin film (for example, a metal atom or an incomplete oxide of this metal atom) formed on the surface of the substrate S in the regions 20 and 40 Is subjected to plasma exposure treatment (oxidation treatment), and converted to a complete oxide of metal atoms to form an ultrathin film.
The above is plasma exposure to the intermediate thin film in the region 60.

本例では、基板Sの表面に形成される超薄膜が所定の膜厚(例えば3μm程度以上、好ましくは3〜7μm程度)となるまで、スパッタリング処理とプラズマ曝露処理を繰り返し、これにより、目的とする膜厚の最終的な薄膜を、基板ホルダ13に保持させたすべての基板S上に生成させる。  In this example, the sputtering process and the plasma exposure process are repeated until the ultra thin film formed on the surface of the substrate S has a predetermined film thickness (for example, about 3 μm or more, preferably about 3 to 7 μm). The final thin film having the desired film thickness is formed on all the substrates S held by the substrate holder 13.

本例によると、単一の真空容器11内に形成された成膜領域20内にて、従前のバイアススパッタ法による成膜を行った後、成膜領域20とは空間的に分離して配置された反応領域60内で発生させた、成膜領域20でのスパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行う。すなわちバイアススパッタ後の薄膜に再度、プラズマ処理を施す。これにより、基板Sに印加する電圧や領域20でのスパッタパワーを上げなくとも、領域60での処理条件を変えることで、プラズマ処理による効果を独立して制御することができる。  According to this embodiment, after film formation is performed by the conventional bias sputtering method in the film formation region 20 formed in a single vacuum container 11, the film formation region is spatially separated from the film formation region 20 and disposed Plasma reprocessing is performed in which ions in plasma other than the sputtering plasma in the film forming region 20 generated in the reaction region 60 collide with each other. That is, the thin film after bias sputtering is subjected to plasma treatment again. Thus, even if the voltage applied to the substrate S or the sputtering power in the region 20 is not increased, the effect of the plasma processing can be independently controlled by changing the processing conditions in the region 60.

(4)その他の実施形態
以上説明した実施形態は、上記発明の理解を容易にするために記載されたものであって、上記発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、上記発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
(4) Other Embodiments The embodiments described above are described to facilitate the understanding of the invention, and are not described to limit the invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the above invention.

上述した実施形態では、目的膜厚の最終的な薄膜を基板S上に生成させた後、さらにプラズマ後処理を施してもよい。具体的には、まず基板ホルダ13の回転を一旦停止し、領域20,40内の作動(スパッタ用ガスの供給、交流電源23,43からの電力の供給)を停止する。一方で、領域60の作動はそのまま持続させる。すなわち領域60では、反応処理用ガスの供給と、交流電源89からの電力の供給を継続して、プラズマを発生させ続けておく。この状態で、基板ホルダ13を再回転させ、基板Sを領域60に搬送すると、基板Sに生成した薄膜は、領域60を通過する間にプラズマ処理される(後処理)。プラズマ後処理を施すことで、最終的な薄膜に対して、表面の平坦性が向上するなどの効果が期待できる。
プラズマ後処理を施す場合において、薄膜を形成する際のプラズマ曝露処理と、薄膜形成後のプラズマ後処理とを同一の条件で行ってもよいし、異なる条件で行うこともできる。プラズマ後処理を施す場合において、例えば混合ガス中の反応性ガスの濃度を変動させても良い。またプラズマ後処理を施す場合において、薄膜を形成する際のプラズマ曝露処理に対して、プラズマ処理電力(交流電源89から供給される電力)を変動させてもよい。この場合、マッチングボックス87で調整することができる。プラズマ後処理の時間は、例えば1〜60分程度の範囲内で適切な時間とする。
In the embodiment described above, after the final thin film of the target thickness is formed on the substrate S, the plasma post-processing may be further performed. Specifically, first, the rotation of the substrate holder 13 is temporarily stopped, and the operation in the regions 20 and 40 (supply of sputtering gas and power supply from the AC power supplies 23 and 43) is stopped. On the other hand, the operation of the area 60 is continued as it is. That is, in the region 60, the supply of the reaction processing gas and the supply of the power from the AC power supply 89 are continued to generate plasma continuously. In this state, when the substrate holder 13 is rerotated to transport the substrate S to the region 60, the thin film formed on the substrate S is plasma-treated while passing through the region 60 (post-processing). By applying the plasma post-treatment, an effect such as improvement of the surface flatness of the final thin film can be expected.
When the plasma post-treatment is performed, the plasma exposure treatment at the time of forming the thin film and the plasma post-treatment after the thin film formation may be performed under the same conditions or may be performed under different conditions. When the plasma post-treatment is performed, for example, the concentration of the reactive gas in the mixed gas may be varied. In addition, in the case where the plasma post-processing is performed, the plasma processing power (power supplied from the AC power supply 89) may be varied with respect to the plasma exposure process in forming the thin film. In this case, it can be adjusted by the matching box 87. The time for plasma post-treatment is, for example, in the range of about 1 to 60 minutes and an appropriate time.

上述した実施形態では、薄膜を、スパッタリングの一例であるマグネトロンスパッタによる成膜装置1を用いて成膜する場合を例示したが、これに限定されず、マグネトロン放電を用いない2極スパッタ等、他の公知のスパッタを行う成膜装置を用いた他のスパッタリング法で成膜することもできる。ただし、スパッタ時の雰囲気は、いずれの場合も不活性ガス雰囲気とする。  Although the case where a thin film is formed into a film using the film-forming apparatus 1 by the magnetron sputtering which is an example of sputtering was illustrated in embodiment mentioned above, it is not limited to this, 2 pole sputtering etc. which do not use magnetron discharge, etc. It is also possible to form a film by another sputtering method using a film formation apparatus for performing the known sputtering. However, the atmosphere at the time of sputtering is an inert gas atmosphere in each case.

次に、上記発明の実施形態をより具体化した実施例を挙げ、発明をさらに詳細に説明する。  Next, the invention will be described in more detail by way of specific examples of the above-described embodiment of the invention.

[実験例1]
図1及び図2に示す成膜装置1を用い、基板Sを基板ホルダ13に100枚セットし、下記の条件で、領域20でのスパッタリング、及び領域60でのプラズマ曝露を繰り返し、厚み3μmのDLC薄膜を基板S上に成膜した、複数の実験例サンプルを得た。
成膜後の膜硬度を下記条件で評価した。結果を図3に示す。
[Experimental Example 1]
100 substrates S are set to the substrate holder 13 using the film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2, and sputtering in the region 20 and plasma exposure in the region 60 are repeated under the following conditions. Several experimental example samples in which the DLC thin film was formed on the substrate S were obtained.
The film hardness after film formation was evaluated under the following conditions. The results are shown in FIG.

・基板S:BK7(ガラス基板)
・成膜レート:0.1nm/s、
・基板温度:室温。
· Substrate S: BK7 (glass substrate)
Deposition rate: 0.1 nm / s,
Substrate temperature: room temperature.

<領域20でのスパッタリング>
・スパッタ用ガス:Ar、
・スパッタ用ガス圧:0.11Pa、
・スパッタ用ガスの導入流量:80sccm、
・ターゲット29a,29b:炭素(C)、
・スパッタリングパワー密度:10.91W/cm
・基板Sに印加される電圧:180V、
・基板電極18への電力供給源:DC電源。
<Sputtering in Region 20>
· Gas for sputtering: Ar,
· Gas pressure for sputtering: 0.11 Pa,
Introduction flow rate of sputtering gas: 80 sccm,
Targets 29a, 29b: carbon (C),
Sputtering power density: 10.91 W / cm 2 ,
· Voltage applied to the substrate S: 180 V,
Power supply source to the substrate electrode 18: DC power supply.

<領域60でのプラズマ曝露>
・反応処理用ガス:Ar、
・反応処理用ガス圧:0.11Pa、
・反応処理用ガスの導入流量:60sccm、
・交流電源89からアンテナ85a,85bに供給される電力(プラズマ処理電力):0W、400W、500W、600W、800W、1000W、2500W、5000W、・アンテナ85a,85bに印加する交流電圧の周波数:13.56MHz。
<Plasma exposure in area 60>
・ Reaction treatment gas: Ar,
・ Gas pressure for reaction processing: 0.11 Pa,
· Introduction flow rate of reaction processing gas: 60 sccm,
Electric power supplied from the AC power supply 89 to the antennas 85a and 85b (plasma processing electric power): 0 W, 400 W, 500 W, 600 W, 800 W, 1000 W, 1000 W, 2500 W, 5000 W.-Frequency of AC voltage applied to the antennas 85 a, 85 b: 13 .56 MHz.

<膜硬度>
微小硬さ試験機(MMT−X7、マツザワ社製)を用い、下記の測定条件で、実験例サンプルのDLC薄膜表面の硬さ(GPa)を測定した。
・圧子形状:ビッカース圧子(a=136°)、
・測定環境:温度20℃・相対湿度60%、
・試験荷重:25gf、
・荷重速度:10μ/s、
・最大荷重クリープ時間:15秒。
<Film hardness>
Using a microhardness tester (MMT-X7, manufactured by Matsuzawa Co., Ltd.), the hardness (GPa) of the DLC thin film surface of the sample of the experimental example was measured under the following measurement conditions.
· Indenter shape: Vickers indenter (a = 136 °),
・ Measurement environment: Temperature 20 ° C, relative humidity 60%,
・ Test load: 25 gf,
・ Loading speed: 10μ / s,
Maximum load creep time: 15 seconds.

<考察>
図3から、実験例サンプルのDLC薄膜の膜硬度は、領域60でのプラズマ処理電力に依存して変化していた。これにより、領域20でのスパッタリングパワー密度と、領域20及び領域60での基板バイアス供給電力を一定とし、領域60でのプラズマ処理電力のみ条件を変化させることで、得られる薄膜の膜硬度を調整(制御)できることが理解できる。
<Discussion>
From FIG. 3, the film hardness of the DLC thin film of the experimental sample changed depending on the plasma processing power in the region 60. Thus, the film hardness of the obtained thin film is adjusted by changing the conditions of only the plasma processing power in the region 60 while keeping the sputtering power density in the region 20 and the substrate bias supply power in the region 20 and the region 60 constant. It can be understood that (control) can do.

[実験例2]
図1及び図2に示す成膜装置1を用い、基板Sを基板ホルダ13に36枚セットし、下記の条件で、領域20でのスパッタリング、及び領域60でのプラズマ曝露を繰り返し、厚み1μmのSiO薄膜を基板S上に成膜した、複数の実験例サンプルを得た。
プラズマ成膜後のエッチングレートを下記条件で評価した。結果を図4に示す。
[Experimental Example 2]
36 substrates S are set on the substrate holder 13 using the film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2, and sputtering in the region 20 and plasma exposure in the region 60 are repeated under the following conditions. Several experimental example samples in which the SiO 2 thin film was formed on the substrate S were obtained.
The etching rate after plasma film formation was evaluated under the following conditions. The results are shown in FIG.

・基板S:BK7(ガラス基板)
・成膜レート:0.1nm/s、
・基板温度:室温。
· Substrate S: BK7 (glass substrate)
Deposition rate: 0.1 nm / s,
Substrate temperature: room temperature.

<領域20でのスパッタリング>
・スパッタ用ガス:Ar、
・スパッタ用ガス圧:0.1Pa、
・スパッタ用ガスの導入流量:80sccm、
・ターゲット29a,29b:ケイ素(Si)、
・スパッタリングパワー密度:5.74W/cm
・基板Sに印加される電圧:130V
・基板電極18に供給する電力(基板バイアス供給電力):600W
・基板電極18への電力供給源:RF電源+DC電源
<Sputtering in Region 20>
· Gas for sputtering: Ar,
· Gas pressure for sputtering: 0.1 Pa,
Introduction flow rate of sputtering gas: 80 sccm,
Targets 29a, 29b: silicon (Si),
Sputtering power density: 5.74 W / cm 2 ,
· Voltage applied to substrate S: 130 V
· Power supplied to substrate electrode 18 (substrate bias supply power): 600 W
· Power supply source to substrate electrode 18: RF power supply + DC power supply

<領域60でのプラズマ曝露>
・反応処理用ガス:O
・反応処理用ガス中のO濃度:100%、
・反応処理用ガス圧:0.1Pa、
・反応処理用ガスの導入流量:50sccm、
・交流電源89からアンテナ85a,85bに供給される電力(プラズマ処理電力):2kW、3kW、4kW、4.5kW、
・アンテナ85a,85bに印加する交流電圧の周波数:13.56MHz。
<Plasma exposure in area 60>
· Reaction processing gas: O 2 ,
· O 2 concentration in reaction processing gas: 100%,
・ Reaction processing gas pressure: 0.1 Pa,
Introduction flow rate of reaction processing gas: 50 sccm,
Electric power (plasma processing electric power) supplied from the AC power supply 89 to the antennas 85a and 85b: 2 kW, 3 kW, 4 kW, 4.5 kW,
-Frequency of AC voltage applied to the antennas 85a and 85b: 13.56 MHz.

<エッチングレート>
各基板Sに電圧を印加しない状態(バイアス無し。基板Sに印加される電圧:0V、基板バイアス供給電力:0W)で成膜したレートを算出した上で、下記算出式に基づき実験例サンプルのSiO薄膜のエッチングレート(nm/S)を評価した。
(算出式)
エッチングレート=(バイアス無しの成膜レート)−(バイアス有りの成膜レート)
<Etching rate>
After calculating the rate of film formation in a state where no voltage is applied to each substrate S (no bias, voltage applied to substrate S: 0 V, substrate bias supply power: 0 W), the experimental example The etching rate (nm / S) of the SiO 2 thin film was evaluated.
(Calculation formula)
Etching rate = (film formation rate without bias)-(film formation rate with bias)

領域20,60では、ともに、スパッタリングプラズマ中のイオン、及び該スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンが、各基板Sに印加された電圧により各基板S側へ引き寄せられ、薄膜に衝突するため、緻密構造になれなかった膜がエッチングされながら成膜される。成膜後、薄膜の膜厚測定することで、成膜レート(バイアス有り)を算出することができる。  In the regions 20 and 60, ions in the sputtering plasma and ions in the plasma other than the sputtering plasma are both attracted to the respective substrates S by the voltage applied to the respective substrates S and collide with the thin film. A film which can not be formed into a dense structure is formed while being etched. After film formation, the film formation rate (with bias) can be calculated by measuring the film thickness of the thin film.

<考察>
図4から、実験例サンプルのSiO薄膜のエッチングレートは、領域60でのプラズマ処理電力に依存して変化していた。これにより、領域20でのスパッタリングパワー密度と、領域20及び領域60での基板バイアス供給電力を一定とし、領域60でのプラズマ処理電力のみ条件を変化させることで、得られる薄膜のエッチングレートを調整(制御)できることが理解できる。
<Discussion>
From FIG. 4, the etching rate of the SiO 2 thin film of the experimental sample changed depending on the plasma processing power in the region 60. Thereby, the sputtering power density in the region 20 and the substrate bias supply power in the region 20 and the region 60 are constant, and the conditions of only the plasma processing power in the region 60 are changed to adjust the etching rate of the obtained thin film It can be understood that (control) can do.

その結果、ステップカバレッジ(微細な段差部での被覆状態)において、段差部における側面部と底部の成膜レートが制御可能になり、例えば図5に示すように、空隙のない成膜が可能となり得る。  As a result, in the step coverage (the covered state at the fine step portion), it becomes possible to control the film forming rate of the side portion and the bottom portion at the step portion, and for example, as shown in FIG. obtain.

Claims (6)

排気系を有する真空槽と、
真空槽内に形成される成膜領域と、
真空槽内に形成され、かつ成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域と、
ターゲットを搭載するカソード電極と、
ターゲットの被スパッタ面を臨む成膜領域内にスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、
成膜領域内に生じさせたスパッタ放電によるスパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させるプラズマ発生手段と、
外周面に複数の基板保持部を備えた筒状の基板ホルダと、
基板ホルダを回転させる駆動手段とを有し、
駆動手段により基板ホルダを回転させることにより、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されるスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置との間で、基板保持部に裏面が保持される基板を繰り返し移動させるようにした成膜装置において、
基板ホルダと電気的に接続されず、かつ各基板保持部の背面位置に設けられた複数の基板電極と、
基板電極のそれぞれに電力を供給するバイアス電源とをさらに備え、
各基板電極ごとに、基板ホルダの内周面との距離を0.10〜0.14mmの範囲で調整してあり、
前記バイアス電源として、直流電源と高周波電源の一方又は両方に接続可能に構成されたものを用いた成膜装置。
A vacuum chamber having an exhaust system,
A deposition region formed in a vacuum chamber;
A reaction region formed in the vacuum chamber and spatially separated from the film formation region;
A cathode electrode on which the target is mounted,
A sputtering power source for generating a sputtering discharge in a film formation area facing the target sputtering surface;
Plasma generating means for generating plasma other than sputtering plasma by sputtering discharge generated in the film formation region in the reaction region;
A cylindrical substrate holder having a plurality of substrate holding parts on its outer peripheral surface;
Drive means for rotating the substrate holder,
By rotating the substrate holder by the driving means, a predetermined position in the film formation region to which sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma reach, and a predetermined position in the reaction region exposed to plasma different from the sputtering plasma In the film forming apparatus in which the substrate whose back surface is held by the substrate holder is repeatedly moved between
A plurality of substrate electrodes which are not electrically connected to the substrate holder and provided at the back surface position of each substrate holder;
Further comprising a bias power supply for supplying power to each of the substrate electrode,
The distance to the inner circumferential surface of the substrate holder is adjusted in the range of 0.10 to 0.14 mm for each substrate electrode,
The film-forming apparatus using what was comprised so that connection to one or both of DC power supply and high frequency power supply was possible as said bias power supply.
排気系を有する真空槽と、
真空槽内に形成される成膜領域と、
真空槽内に形成され、かつ成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域と、
ターゲットを搭載するカソード電極と、
ターゲットの被スパッタ面を臨む成膜領域内にスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、
成膜領域内に生じさせたスパッタ放電によるスパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させるプラズマ発生手段と、
外周面に複数の基板保持部を備えた筒状の基板ホルダと、
基板ホルダを回転させる駆動手段とを有し、
駆動手段により基板ホルダを回転させることにより、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されるスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置との間で、基板保持部に裏面が保持される基板を繰り返し移動させるようにした成膜装置において、
基板ホルダと電気的に接続されず、かつ各基板保持部の背面位置に設けられた複数の基板電極と、
基板電極のそれぞれに電力を供給するバイアス電源とをさらに備え、
各基板電極は、各基板保持部に保持される基板のサイズの80〜98%の大きさで形成してあり、各基板保持部の前記背面位置に相当する基板ホルダの内周面が絶縁してあり、
前記バイアス電源として、直流電源と高周波電源の一方又は両方に接続可能に構成されたものを用いた成膜装置。
A vacuum chamber having an exhaust system,
A deposition region formed in a vacuum chamber;
A reaction region formed in the vacuum chamber and spatially separated from the film formation region;
A cathode electrode on which the target is mounted,
A sputtering power source for generating a sputtering discharge in a film formation area facing the target sputtering surface;
Plasma generating means for generating plasma other than sputtering plasma by sputtering discharge generated in the film formation region in the reaction region;
A cylindrical substrate holder having a plurality of substrate holding parts on its outer peripheral surface;
Drive means for rotating the substrate holder,
By rotating the substrate holder by the driving means, a predetermined position in the film formation region to which sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma reach, and a predetermined position in the reaction region exposed to plasma different from the sputtering plasma In the film forming apparatus in which the substrate whose back surface is held by the substrate holder is repeatedly moved between
A plurality of substrate electrodes which are not electrically connected to the substrate holder and provided at the back surface position of each substrate holder;
Further comprising a bias power supply for supplying power to each of the substrate electrode,
Each substrate electrode is formed to have a size of 80 to 98% of the size of the substrate held by each substrate holding portion, and the inner circumferential surface of the substrate holder corresponding to the back surface position of each substrate holding portion is insulated Yes,
The film-forming apparatus using what was comprised so that connection to one or both of DC power supply and high frequency power supply was possible as said bias power supply.
排気系を有する真空槽と、
真空槽内に形成される成膜領域と、
真空槽内に形成され、かつ成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域と、
ターゲットを搭載するカソード電極と、
ターゲットの被スパッタ面を臨む成膜領域内にスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、
成膜領域内に生じさせたスパッタ放電によるスパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させるプラズマ発生手段と、
外周面に複数の基板保持部を備えた筒状の基板ホルダと、
基板ホルダを回転させる駆動手段とを有し、
駆動手段により基板ホルダを回転させることにより、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されるスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置との間で、基板保持部に裏面が保持される基板を繰り返し移動させるようにした成膜装置において、
基板ホルダと電気的に接続されず、かつ各基板保持部の背面位置にそれぞれ設けられた複数の基板電極と、
各基板電極のそれぞれに電力を供給するバイアス電源とをさらに備え、
各基板電極ごとに、基板ホルダの内周面との距離を0.10〜0.14mmの範囲で調整してあり、
前記バイアス電源として、直流電源と高周波電源の一方又は両方に接続可能に構成されたものを用い、
カソード電極にターゲットを搭載してスパッタ電源を入れ、プラズマ発生手段を作動させるとともに、基板ホルダの外周面に複数の基板を保持させ、かつ基板電極に電力を供給し基板に電圧を印加しながら基板ホルダを回転させることにより、成膜領域に移動してきた基板に対し、ターゲットから放出されたスパッタ粒子を到達させ堆積させると同時に、スパッタリングプラズマ中のイオンを基板もしくはスパッタ粒子の堆積物に衝突させるプラズマ処理を行い中間薄膜を形成した後、反応領域に移動してきた基板の中間薄膜に対し、スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行い超薄膜に膜変換し、その後、該超薄膜を複数、積層させて薄膜を形成するように構成した成膜装置。
A vacuum chamber having an exhaust system,
A deposition region formed in a vacuum chamber;
A reaction region formed in the vacuum chamber and spatially separated from the film formation region;
A cathode electrode on which the target is mounted,
A sputtering power source for generating a sputtering discharge in a film formation area facing the target sputtering surface;
Plasma generating means for generating plasma other than sputtering plasma by sputtering discharge generated in the film formation region in the reaction region;
A cylindrical substrate holder having a plurality of substrate holding parts on its outer peripheral surface;
Drive means for rotating the substrate holder,
By rotating the substrate holder by the driving means, a predetermined position in the film formation region to which sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma reach, and a predetermined position in the reaction region exposed to plasma different from the sputtering plasma In the film forming apparatus in which the substrate whose back surface is held by the substrate holder is repeatedly moved between
A plurality of substrate electrodes which are not electrically connected to the substrate holder and provided at the back positions of the respective substrate holders;
And a bias power supply for supplying power to each of the substrate electrodes,
The distance to the inner circumferential surface of the substrate holder is adjusted in the range of 0.10 to 0.14 mm for each substrate electrode,
As the bias power supply, one configured to be connectable to one or both of a DC power supply and a high frequency power supply is used,
The target is mounted on the cathode electrode, the sputtering power is turned on, and the plasma generation means is operated, and a plurality of substrates are held on the outer peripheral surface of the substrate holder, and power is supplied to the substrate electrodes to apply voltage to the substrates. By rotating the holder, the sputtered particles emitted from the target reach and deposit on the substrate moved to the deposition region, and at the same time, the plasma in which the ions in the sputtering plasma collide with the substrate or the deposited sputtered particles After processing to form an intermediate thin film, the intermediate thin film of the substrate that has moved to the reaction area is subjected to plasma reprocessing in which ions in the plasma different from sputtering plasma are collided to perform film conversion into an ultra thin film. A film forming apparatus configured to form a thin film by laminating a plurality of the ultra thin films.
排気系を有する真空槽と、
真空槽内に形成される成膜領域と、
真空槽内に形成され、かつ成膜領域に対して空間的に分離して配置された反応領域と、
ターゲットを搭載するカソード電極と、
ターゲットの被スパッタ面を臨む成膜領域内にスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源と、
成膜領域内に生じさせたスパッタ放電によるスパッタリングプラズマとは別のプラズマを反応領域内に発生させるプラズマ発生手段と、
外周面に複数の基板保持部を備えた筒状の基板ホルダと、
基板ホルダを回転させる駆動手段とを有し、
駆動手段により基板ホルダを回転させることにより、スパッタリングプラズマによってターゲットから放出されるスパッタ粒子が到達する成膜領域内の所定位置と、スパッタリングプラズマとは別のプラズマに暴露される反応領域内の所定位置との間で、基板保持部に裏面が保持される基板を繰り返し移動させるようにした成膜装置において、
基板ホルダと電気的に接続されず、かつ各基板保持部の背面位置にそれぞれ設けられた複数の基板電極と、
各基板電極のそれぞれに電力を供給するバイアス電源とをさらに備え、
各基板電極は、各基板保持部に保持される基板のサイズの80〜98%の大きさで形成してあり、各基板保持部の前記背面位置に相当する基板ホルダの内周面が絶縁してあり、
前記バイアス電源として、直流電源と高周波電源の一方又は両方に接続可能に構成されたものを用い、
カソード電極にターゲットを搭載してスパッタ電源を入れ、プラズマ発生手段を作動させるとともに、基板ホルダの外周面に複数の基板を保持させ、かつ基板電極に電力を供給し基板に電圧を印加しながら基板ホルダを回転させることにより、成膜領域に移動してきた基板に対し、ターゲットから放出されたスパッタ粒子を到達させ堆積させると同時に、スパッタリングプラズマ中のイオンを基板もしくはスパッタ粒子の堆積物に衝突させるプラズマ処理を行い中間薄膜を形成した後、反応領域に移動してきた基板の中間薄膜に対し、スパッタリングプラズマとは別のプラズマ中のイオンを衝突させるプラズマ再処理を行い超薄膜に膜変換し、その後、該超薄膜を複数、積層させて薄膜を形成するように構成した成膜装置。
A vacuum chamber having an exhaust system,
A deposition region formed in a vacuum chamber;
A reaction region formed in the vacuum chamber and spatially separated from the film formation region;
A cathode electrode on which the target is mounted,
A sputtering power source for generating a sputtering discharge in a film formation area facing the target sputtering surface;
Plasma generating means for generating plasma other than sputtering plasma by sputtering discharge generated in the film formation region in the reaction region;
A cylindrical substrate holder having a plurality of substrate holding parts on its outer peripheral surface;
Drive means for rotating the substrate holder,
By rotating the substrate holder by the driving means, a predetermined position in the film formation region to which sputtered particles emitted from the target by the sputtering plasma reach, and a predetermined position in the reaction region exposed to plasma different from the sputtering plasma In the film forming apparatus in which the substrate whose back surface is held by the substrate holder is repeatedly moved between
A plurality of substrate electrodes which are not electrically connected to the substrate holder and provided at the back positions of the respective substrate holders;
And a bias power supply for supplying power to each of the substrate electrodes,
Each substrate electrode is formed to have a size of 80 to 98% of the size of the substrate held by each substrate holding portion, and the inner circumferential surface of the substrate holder corresponding to the back surface position of each substrate holding portion is insulated Yes,
As the bias power supply, one configured to be connectable to one or both of a DC power supply and a high frequency power supply is used,
The target is mounted on the cathode electrode, the sputtering power is turned on, and the plasma generation means is operated, and a plurality of substrates are held on the outer peripheral surface of the substrate holder, and power is supplied to the substrate electrodes to apply voltage to the substrates. By rotating the holder, the sputtered particles emitted from the target reach and deposit on the substrate moved to the deposition region, and at the same time, the plasma in which the ions in the sputtering plasma collide with the substrate or the deposited sputtered particles After processing to form an intermediate thin film, the intermediate thin film of the substrate that has moved to the reaction area is subjected to plasma reprocessing in which ions in the plasma different from sputtering plasma are collided to perform film conversion into an ultra thin film. A film forming apparatus configured to form a thin film by laminating a plurality of the ultra thin films.
各基板電極は、各基板保持部に保持される基板のサイズの80〜98%の大きさで形成してある請求項1または3記載の成膜装置。 Each substrate electrode is 80 to 98% of is formed in a size according to claim 1 or 3 film forming apparatus according to the size of the substrate held in the respective substrate holder. 各基板保持部の前記背面位置に相当する基板ホルダの内周面が絶縁してある請求項記載の成膜装置。

The film forming apparatus according to claim 5 , wherein an inner circumferential surface of the substrate holder corresponding to the back surface position of each substrate holding unit is insulated.

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