JPWO2009081761A1 - プラズマソース機構及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、大面積領域に対してICP放電を行うことが要望されているが、大面積のICP放電を確保するためには、アンテナのL(インダクタンス)成分が大きくなり過ぎてマッチングが取れずに電力を印加できない場合がある。
その結果、従来技術では、プラズマ放電における再現性の低下等の問題があり、また、プラズマソースとして用途が限定されてしまうという問題もあった。
本発明は、前記発明において、前記アンテナ部及び磁石部が矩形状に形成されているものである。
本発明は、前記発明において、前記アンテナ部の各アンテナコイルが、1ターン巻で構成されているものである。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽の内部に設けられた成膜源とを備え、前記真空槽の外部に、前述のいずれかのプラズマソース機構が設けられている成膜装置である。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられ、マグネトロンスパッタリングによって成膜対象物上に複数の膜を形成するための成膜領域と、前記真空槽内に設けられ、前記成膜対象物上の膜に対して前述のいずれかのプラズマソース機構によってプラズマ処理を行うプラズマ処理領域と、前記真空槽内に設けられ、前記成膜対象物を支持した状態で回転可能で、その回転に伴い当該成膜対象物が前記複数の成膜領域及び前記プラズマ処理領域を通過するように構成された回転支持機構とを備え、前記真空槽内において、前記回転支持機構を回転させつつ前記成膜領域にて前記成膜対象物上に所定の膜を形成し、かつ、前記プラズマ処理領域にて当該成膜対象物上の当該膜に対してプラズマ処理を行うように構成されている成膜装置である。
したがって、本発明によれば、大面積のプラズマ処理を行う種々の真空処理装置に適用することができ、汎用性を広げることができる。
図1(a)は、本発明に係るプラズマソース機構の実施の形態の外観構成を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線断面図で、真空槽に取り付けられた同プラズマソース機構の断面構成及び使用状態を示す図である。
また、図2は、本実施の形態のプラズマソース機構の回路構成を示す概略図である。
磁石部11は、例えば多数の永久磁石13を用いて構成され、誘電体部10の真空槽20と反対側の面の周縁部上に所定の間隔をおいてリング状に配置されている。
ここで、第1及び第2のアンテナコイル14、15は、同じ長さの長辺本体部(アンテナ本体部)14a、15a及び短辺本体部(アンテナ本体部)14b、15bを有する同一の矩形(長方形)形状に形成され、それぞれが重なるように近接配置されている。
また、第1及び第2のアンテナコイル14、15は、以下に説明するように高周波電源16に接続され、それぞれ高周波電力(例えば周波数13.56MHz)が印加されるように構成されている。
したがって、本実施の形態によれば、大面積のプラズマ処理を行う種々の真空処理装置に適用することができ、汎用性を広げることができる。
例えば、上述の実施の形態では、アンテナ部として、アンテナコイルを二つ設けた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、図3に示すように、三つ以上のアンテナコイル14、15、18…を並列接続で隣接配置することも可能である。このような構成によれば、アンテナ部のL成分を小さくしたままターン数を増やすと同等の効果があるので、より強い磁場を形成できる。そのため、プラズマ密度を上げてもマッチングが取れなくなることはなくなるので安定した放電が得られる。
図5(a)(b)に示すように、本実施の形態の成膜装置51は、図示しない真空排気系に接続された例えば多角形筒状の真空処理槽52を有している。
回転支持ドラム53の側面部には、成膜対象物である基板55を保持する複数の基板ホルダ54が着脱自在に支持されるようになっている。
本実施の形態の場合、これら4つの領域は、第一成膜領域57と、予備領域58と、第二成膜領域59と、酸化領域60とによって構成され、これらの領域57〜60はこの順番で時計回り方向に隣接配置され、さらに、第一成膜領域57と酸化領域60とは互いに隣接して配置されている。
スパッタカソード62a、62bには、例えばTa等の金属ターゲット63a、63bがそれぞれ取り付けられている。
また、真空処理槽52の第一成膜領域57は不活性ガス導入系70が接続されており、スパッタリングの際に第一成膜領域57内に例えばアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガスを導入するようになっている。
スパッタカソード65a、65bには、例えばSi等の半導体ターゲット66a、66bがそれぞれ取り付けられている。
また、第二成膜領域59は、第二不活性ガス導入系71が接続されており、スパッタリングの際に第二成膜領域59内に例えばアルゴンガス等の不活性ガスを導入するようになっている。
また、この酸化領域60は酸化ガス導入系72が接続されており、スパッタリングの際に酸化領域60内に例えば酸素(O2)ガスを導入しつつ、酸化源69を動作させることにより、成膜時に、酸化領域60内において酸素プラズマ放電を行うようになっている。
この場合には、まず、真空処理槽52内を所定の圧力になるまで真空排気を行い、その後、不活性ガス導入系70から第一成膜領域57にアルゴンガスを導入するとともに、第二不活性ガス導入系71から第二成膜領域59にアルゴンガスを導入し、さらに、酸化ガス導入系72から酸化領域60に酸素ガスを導入する。
さらに、第二成膜領域59において、通過する基板55上にスパッタリングによって1原子程度のSi薄膜を成膜する。
さらに、酸化領域60において、通過する基板55上のSi膜を酸素プラズマにより酸化してSiO2膜とする。
その後、回転支持ドラム53を回転させながら上述した各工程を繰り返すことにより、基板55上にTaとSiO2の混合膜を成膜する。
なお、本発明においては、回転支持機構として、上記実施の形態のようなドラム状のものの他、円板状のものを用いることも可能である。
Claims (5)
- 真空槽を有する真空装置に適用可能なプラズマソース機構であって、
前記真空槽の外側に誘電体部を介して配置され、直線状のアンテナ本体部を有する高周波電力を印加可能な環状のアンテナ部と、
前記真空槽の外側に前記誘電体部を介して前記アンテナ部の近傍に配置され、前記アンテナ部と対応する形状を有する磁石部とを有し、
前記アンテナ部が、複数のアンテナコイルが隣接して近接配置され、かつ、当該各アンテナコイルが並列に接続されているプラズマソース機構。 - 前記アンテナ部及び磁石部が矩形状に形成されている請求項1記載のプラズマソース機構。
- 前記アンテナ部の各アンテナコイルが、1ターン巻で構成されている請求項1記載のプラズマソース機構。
- 真空槽と、
前記真空槽の内部に設けられた成膜源とを備え、
前記真空槽の外部に誘電体部を介して配置され直線状のアンテナ本体部を有する高周波電力を印加可能な環状のアンテナ部と、前記真空槽の外側に前記誘電体部を介して前記アンテナ部の近傍に配置され前記アンテナ部と対応する形状を有する磁石部とを有し、前記アンテナ部が、複数のアンテナコイルが隣接して近接配置され、かつ、当該各アンテナコイルが並列に接続されているプラズマソース機構が設けられている成膜装置。 - 真空槽と、
前記真空槽内に設けられ、マグネトロンスパッタリングによって成膜対象物上に複数の膜を形成するための成膜領域と、
前記真空槽内に設けられ、前記成膜対象物上の膜に対してプラズマソース機構によってプラズマ処理を行うプラズマ処理領域と、
前記真空槽内に設けられ、前記成膜対象物を支持した状態で回転可能で、その回転に伴い当該成膜対象物が前記複数の成膜領域及び前記プラズマ処理領域を通過するように構成された回転支持機構とを備え、
前記プラズマソース機構は、前記真空槽の外部に誘電体部を介して配置され直線状のアンテナ本体部を有する高周波電力を印加可能な環状のアンテナ部と、前記真空槽の外側に前記誘電体部を介して前記アンテナ部の近傍に配置され前記アンテナ部と対応する形状を有する磁石部とを有し、前記アンテナ部が、複数のアンテナコイルが隣接して近接配置され、かつ、当該各アンテナコイルが並列に接続されており、
前記真空槽内において、前記回転支持機構を回転させつつ前記成膜領域にて前記成膜対象物上に所定の膜を形成し、かつ、前記プラズマ処理領域にて当該成膜対象物上の当該膜に対してプラズマ処理を行うように構成されている成膜装置。
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