JP6959966B2 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents
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Description
図1は、スパッタリング装置1の構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置1は、連続スパッタリングによって成膜対象物(ここでは、基材91)の成膜対象面に薄膜を成膜する成膜装置である。基材91は例えばガラス基板である。本実施の形態では一例として、スパッタリング装置1は反応性スパッタリングを行う。スパッタリング装置1によって成膜される薄膜の種類は特に限定されないものの、例えば反射防止膜などの光学薄膜を例示できる。例えば、酸化シリコン(SiO2)膜および酸化ニオブ(Nb2O5)膜を基材91に適宜に積層することで、反射防止膜(多層膜)を形成できる。ただし、ここでは説明を簡易にすべく、単一の薄膜形成に着目してスパッタリング装置1を説明する。
図1の例では、保持搬送機構10は、一対の搬送ローラ11と、駆動部(図示省略)とを含む。一対の搬送ローラ11はY方向における搬送経路Lの両側にそれぞれ設けられ、Y方向において互いに対向する。なお、図1では、一対の搬送ローラ11のうち図示手前側(−Y側)に位置するローラが描かれている。搬送ローラ11は、搬送経路Lの延在方向に沿って複数対設けられる。駆動部は、搬送ローラ11を同期させて回転駆動する。駆動部は制御部200によって制御される。
ガス供給部500は処理空間V内にスパッターガスおよび反応性ガスを供給する。より具体的には、図1も参照して、ガス供給部500は、反応性ガス供給部510と、スパッターガス供給部520とを含む。反応性ガス供給部510は反応性ガスを処理空間V内に供給する。スパッターガス供給部520はスパッターガスを処理空間V内に供給する。
図1および図2を参照して、プラズマ処理部20は、回転カソード30と、回転駆動部19と、スパッター用電源311(電圧印加部)とを含む。なお、図2の例では、プラズマ処理部20に誘導結合アンテナ151が設けられているものの、必ずしも誘導結合アンテナ151が設けられる必要はない。この誘導結合アンテナ151については後に概説する。
図1および図2の例では、プラズマ処理部20は誘導結合アンテナ151をさらに含んでいる。なお、プラズマ処理部20は誘導結合アンテナ151を含まなくてもよい。
スパッタリング装置1の各構成要素は制御部200と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部200により制御される。制御部200は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)、プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、演算処理の作業領域となるRAM(Random Access Memory)、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、LAN(Local Area Network)等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なFA(Factory Automation)コンピュータにより構成される。また、制御部200は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。スパッタリング装置1においては、制御部200の制御下で、基材91に対して定められた処理が実行される。
次にスパッタリング装置1の動作の一例について概説する。まず、スパッタリング装置1のゲート160を介して基材91が搬入される。制御部200は保持搬送機構10を制御して、所定の搬送速度で基材91を搬送する。これにより、基材91は、チムニー130の開口部と向かい合う被成膜箇所Pを、所定の搬送速度で通過する。言い換えれば、基材91は平面視において所定の搬送速度でプラズマ処理部20(回転カソード30)を横切る。基材91の搬送速度は、基材91の成膜対象面に成膜する薄膜の膜厚の目標値(例えば、設計値)に基づいて決定される。この搬送速度の決定方法については後に詳述する。なお、制御部200は保持搬送機構10を制御して、基材91をX方向において所定回数だけ往復移動させてもよい。
上述のように、基材91は、被成膜箇所Pを通過する処理期間において、成膜処理を受ける。基材91の搬送速度が低いほど、被成膜箇所Pを通過するのに要する処理期間は長くなり、この処理期間が長いほど、基材91の成膜対象面に成膜される薄膜の膜厚は大きくなる。よって、搬送速度が低いほど、薄膜の膜厚は大きくなる。
式(1)から理解できるように、xの指数は「−1」からずれている。つまり、厳密に言えば、膜厚は搬送速度に反比例していないことが分かる。
式(2)から理解できるように、膜厚は搬送速度の逆数に対して線形に変化するものの、切片が存在している。つまり、もし、成膜レートが搬送速度によらず常に一定であれば、切片は存在せずに膜厚が搬送速度の逆数に比例するのに対して、実際には上述のように成膜レートが相違するので、これに起因して切片が生じるものと考察される。なお、膜厚が負であることはあり得ないので、膜厚が負になる領域では、実際には、薄膜がほとんど成膜されないことを意味する。
以上、スパッタリング装置の実施の形態について説明したが、この実施の形態はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
30 カソード(回転カソード)
32 ターゲット
10 搬送部(保持搬送機構)
91 成膜対象物(基材)
100 チャンバー
311 電圧印加部(スパッター用電源)
200 制御部
500 ガス供給部
Claims (2)
- ターゲットを横切るように前記ターゲットに対して相対的に成膜対象物を搬送させつつ、前記ターゲットに対してスパッタリングを行う連続スパッタリングにより、前記成膜対象物に膜を成膜する成膜方法であって、
前記成膜対象物の搬送速度の逆数と前記成膜対象物に成膜される膜の膜厚との対応関係を事前に計測する計測工程と、
前記対応関係を保存する保存工程と、
前記膜厚の目標値と前記対応関係とに基づいて、前記搬送速度を決定する速度決定工程と、
前記速度決定工程において決定された前記搬送速度で前記成膜対象物を搬送して、連続スパッタリングにより前記成膜対象物に前記膜を成膜する成膜工程と
を備え、
前記対応関係は、切片を有する1次関数式を含む、成膜方法。 - 連続スパッタリングにより、成膜対象物に成膜処理を行う成膜装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、ターゲットを含むカソードと、
前記チャンバー内において前記ターゲットを横切るように、前記ターゲットに対して相対的に前記成膜対象物を搬送する搬送部と、
前記チャンバー内に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記カソードに電圧を印加する電圧印加部と、
前記成膜処理を行うためのデータ保存を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記成膜対象物の搬送速度の逆数と、前記成膜対象物に成膜される膜の膜厚との対応関係を保存し、前記膜厚の目標値と前記対応関係に基づいて前記成膜対象物の搬送速度を決定し、
前記対応関係は、切片を有する1次関数式を含む、成膜装置。
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