KR101653917B1 - 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

다이아몬드성 카본막의 성막 효율을 높일 수 있는 기술을 제공한다.
성막 장치(10)는, 내부에 처리 공간 V를 형성하는 챔버(1)와, 처리 공간 V에 배치된 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21)와, 유도 결합형 안테나(21)에, 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부(24)와, 처리 공간 V에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급부(3)와, 막형성의 대상물인 기재(9)를, 유도 결합형 안테나(21)에 대해, 상대 이동시키는 상대 이동부(4)와, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부(5)를 구비한다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM DEPOSITION APPARATUS AND FILM DEPOSITION METHOD}
본 발명은, 다이아몬드성 카본(diamond-like carbon： DLC)막을 성막하는 기술에 관한 것이다.
다이아몬드성 카본막은, 경도 및 강도(기계적 강도)가 높고, 저마모성 및 내마모성이 우수하기 때문에, 하드 코팅 등의 각종의 용도에 폭넓게 이용되고 있다.
다이아몬드성 카본막의 성막에는, 예를 들면, 플라즈마 CVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)법이 이용된다. 특허 문헌 1~3에는, 플라즈마 CVD에 의해 다이아몬드성 카본막을 성막하는 장치가 기재되어 있다.
일본국 특허 제4145361호 공보 일본국 특허 제4646763호 공보 일본국 특허 제4704453호 공보
플라즈마 CVD에 의해 다이아몬드성 카본막을 성막할 때에 있어서, 성막 효율을 높이기 위해서는, 예를 들면, 성막 대상이 되는 기재를 가열하는 것과 같은 수법이 일반적이었다. 그런데, 기재의 사이즈가 커져 가면, 기재가 가열에 의해 용이하게 열변형을 일으켜 버리기 때문에, 가열에 의해 성막 효율을 높인다는 수법을 취하는 것이 어렵다. 또, 기재의 내열성이 낮은 경우도, 이 수법을 취할 수 없다. 그래서, 가열 이외의 수법으로, 다이아몬드성 카본막의 성막 효율을 향상시키는 기술이 요구되고 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 다이아몬드성 카본막의 성막 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 양태는, 성막 장치이며, 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버와, 상기 처리 공간에 배치된 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나와, 상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부와, 상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 막형성의 대상물인 기재를, 상기 유도 결합형 안테나에 대해, 상대 이동시키는 상대 이동부와, 상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부를 구비한다.
제2 양태는, 제1 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 상대 이동부가, 상기 기재에 맞닿아 상기 기재를 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재에 맞닿아 상기 지지 부재를 지지하면서, 상기 지지 부재를 반송 경로를 따라 반송하는 지지 부재 반송부를 구비하고, 상기 전압 인가부가, 상기 지지 부재를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가한다.
제3 양태는, 제2 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 기재의 하면의 전체에 상기 지지 부재가 맞닿는다.
제4 양태는, 제2 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 전압 인가부가, 상기 지지 부재가 통과하는 영역 내에 고정적으로 배치되어, 반송되는 상기 지지 부재에 슬라이딩 가능하게 맞닿는 슈와, 상기 슈에 음의 전압을 공급하는 전압 공급부를 구비한다.
제5 양태는, 제4 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 전압 인가부가, 상기 슈를 상기 지지 부재에 접근하는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압 부재를 구비한다.
제6 양태는, 제4 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 슈가, 카본에 의해 형성되어 있다.
제7 양태는, 제1 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 상대 이동부가, 상기 기재에 맞닿아 상기 기재를 지지하면서, 상기 기재를 반송 경로를 따라 반송하는 기재 반송부를 구비하고, 상기 전압 인가부가, 상기 기재 반송부를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가한다.
제8 양태는, 제7 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 기재 반송부가, 상기 기재에 하방으로부터 맞닿아 상기 기재를 지지하는 롤러와, 상기 롤러를 회전시키는 회전 구동부를 구비하고, 상기 전압 인가부가, 상기 롤러를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가한다.
제9 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나에 고주파 전력이 공급됨으로써, 상기 처리 공간에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 플라즈마가 생성된다.
제10 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나의 권회수가 일주 미만이다.
제11 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나의 권회수가 일주이다.
제12 양태는, 제10 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나를 복수개 구비하고, 상기 복수의 유도 결합형 안테나가, 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 복수의 유도 결합형 안테나의 각각이, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 자세로 배치된다.
제13 양태는, 제10 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나를 복수개 구비하고, 상기 복수의 유도 결합형 안테나가, 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 복수의 유도 결합형 안테나의 각각이, 상기 제1 방향을 따른 자세로 배치된다.
제14 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 관련된 성막 장치이며, 상기 유도 결합형 안테나가, 직선 봉형상이다.
제15 양태는, 성막 방법이며, a) 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버 내에, 막형성의 대상물인 기재를 반입하는 공정과, b) 상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 공정과, c) 상기 처리 공간에 배치된 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나에 대해 상기 기재를 상대 이동시키면서, 상기 기재에 대한 성막 처리를 행하는 공정을 구비하고, 상기 c) 공정이, c1) 상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 공급하는 공정과, c2) 상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급을 정지하고, 상기 공급이 정지되어 있는 시간대에, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 공정과, c3) 상기 c1) 공정과 상기 c2) 공정을 번갈아 반복하는 반복 공정을 구비한다.
제1~제15 양태에 의하면, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나에 고주파 전력을 간헐적으로 공급하여, 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재에 음의 전압을 인가한다. 이 구성에 의하면, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 나아가서는, 기재에 인가하는 음의 전압의 주파수를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 높은 성막 효율로, 다이아몬드성 카본막을 성막할 수 있다.
특히, 제3 양태에 의하면, 기재의 하면의 전체에 지지 부재가 맞닿는다. 이 구성에 의하면, 지지 부재를 통하여 음의 전압이 인가됨으로써, 기재의 상면의 전체에 균일한 음의 전계가 형성된다. 이것에 의해, 당해 상면의 전체에, 균일한 두께의 다이아몬드성 카본막을 성막할 수 있다.
특히, 제4 양태에 의하면, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재의 하면이 통과하는 영역 내에 슈가 고정적으로 배치되어 있어, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재에, 이 슈가 맞닿음으로써, 기재에 음의 전압이 인가된다. 이 구성에 의하면, 간이한 구성으로, 기재를 유도 결합형 안테나에 대해 이동시키면서, 기재에 음의 전압을 인가할 수 있다.
특히, 제5 양태에 의하면, 슈를 지지 부재에 탄성 가압하는 탄성 가압 부재가 설치되므로, 지지 부재에 지지되는 기재에 음의 전압을 확실히 인가할 수 있다.
특히, 제9 양태에 의하면, 처리 공간에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 고밀도의 플라즈마가 생성되므로, 고에너지의 탄소 라디칼이 생성된다. 이것에 의해, 양호한 막질의 다이아몬드성 카본막을 높은 성막 효율로 성막할 수 있다.
특히, 제10 양태에 의하면, 권회수가 일주 미만인 유도 결합형 안테나를 이용하여 플라즈마가 생성된다. 권회수가 일주 미만인 유도 결합형 안테나에 의하면, 낮은 인덕턴스를 용이하게 실현할 수 있다.
특히, 제12 양태에 의하면, 복수의 유도 결합형 안테나가, 제1 방향을 따라 배열되며, 각 유도 결합형 안테나가, 당해 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 자세로 배치된다. 이 구성에 의하면, 각 유도 결합형 안테나가 형성하는 자장이 서로 겹치므로, 고밀도의 플라즈마가 발생하여, 고에너지의 탄소 라디칼이 생성된다. 이것에 의해, 양호한 막질의 다이아몬드성 카본막을 높은 성막 효율로 성막할 수 있다.
도 1은 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 2를 화살표 Q방향에서 본 평단면도이다.
도 4는 유도 결합형 안테나의 배열예를 나타내는 도이다.
도 5는 유도 결합형 안테나의 배열예를 나타내는 도이다.
도 6은 유도 결합형 안테나로의 전력의 공급 타이밍과, 기재로의 전압의 인가 타이밍을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 성막 장치에 있어서 실행되는 처리의 흐름을 나타내는 도이다.
도 8은 유도 결합형 안테나에 고주파 전력이 공급되어 있는 시간대에 있어서의, 처리 공간 내에서의 입자의 거동을 설명하기 위한 도이다.
도 9는 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 정지되어 있으며, 또한, 기재에 음의 전압이 인가되어 있는 시간대에 있어서의, 처리 공간 내에서의 입자의 거동을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다.
도 11은 유도 결합형 안테나의 배열예를 나타내는 도이다.
도 12는 유도 결합형 안테나의 배열예를 나타내는 도이다.
도 13은 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다.
도 14는 도 13을 화살표 Q방향에서 본 평단면도이다.
도 15는 기재가 환상의 반송 경로를 따라 반송되는 양태에 관련된 성막 장치의 주요부를 상방에서 본 모식도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시의 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시의 형태는, 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 사례는 아니다. 또, 도면에 있어서는, 이해의 용이를 위해, 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화하여 도시되어 있는 경우가 있다.
＜I. 제1 실시의 형태＞
＜1. 플라즈마 처리 장치(100)＞
＜1－1. 구성＞
플라즈마 처리 장치(100)의 구성에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 플라즈마 처리 장치(100)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 도이다.
플라즈마 처리 장치(100)는, 수도(受渡) 챔버(110)를 통하여 접속된 2개의 반송 챔버(120a, 120b)의 각각을 둘러싸고, 일군의 챔버(130~170)가, 클러스터형상으로 접속된 구성을 구비한다.
구체적으로는, 일방의 반송 챔버(제1 반송 챔버)(120a)의 주위에는, 2개의 로드 락 챔버(130, 130)와, 1개의 전처리 챔버(140)와, 1개의 성막 챔버(150)가 배치된다. 또, 타방의 반송 챔버(제2 반송 챔버)(120b)의 주위에는, 1개의 성막 챔버(150)와, 1개의 후처리 챔버(160)와, 2개의 언로드 락 챔버(170, 170)가 배치된다. 또한, 각 챔버(110~170)의 개수 및 레이아웃은, 도면에 예시되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 챔버(110~170)의 개수는, 예를 들면, 각 챔버(110~170)에서의 처리에 필요로 하는 처리 시간 등에 의거하여 규정되어도 된다.
각 챔버(110~170)의 접속 부분에는, 게이트(190)가 설치되어 있다. 게이트(190)는, 예를 들면 게이트 밸브에 의해 개폐되고, 이것과 서로 이웃하는 챔버에 대해 접속된 상태(열린 상태)와, 당해 서로 이웃하는 챔버를 차단 밀폐하는 상태(닫힌 상태) 사이에서 전환 가능하게 되어 있다. 또, 각 챔버(110~170)에는, 고진공 배기계(도시 생략)가 설치되어 있어, 각 챔버(110~170)의 내부 공간을 진공 상태로 감압할 수 있게 되어 있다. 또, 플라즈마 처리 장치(100)는, 각 챔버(110~170) 내에 배치된 장치 등을 통괄 제어하는 제어부(도시 생략)를 구비한다.
제1 반송 챔버(120a) 및 제2 반송 챔버(120b)의 각각의 내부에는, 그 주위에 접속된 각 챔버(130~170)와의 사이에서, 처리 대상물인 기재(9)의 수도를 행하는 반송 장치(도시 생략)가 배치된다.
로드 락 챔버(130), 및, 언로드 락 챔버(170)는, 플라즈마 처리 장치(100) 내를 진공으로 유지하기(즉, 대기에 개방하지 않기) 위해 설치된다. 로드 락 챔버(130)는, 제1 반송 챔버(120a)로 미처리의 기재(9)를 반입하기 위한 챔버이며, 언로드 락 챔버(170)는, 제2 반송 챔버(120b)로부터 처리 완료 기재(9)를 반출하기 위한 챔버이다.
전처리 챔버(140)의 내부 공간은, 전처리를 행하기 위한 처리 공간을 형성하고, 당해 내부 공간에는, 전처리를 행하기 위한 장치가 배치된다. 전처리란, 기재(9)에 대한 성막 처리에 앞서 행해지는 처리이며, 구체적으로는, 예를 들면, 산소 플라즈마 등을 이용한 디소버(클리닝) 처리이다.
성막 챔버(150)의 내부 공간은, 성막 처리를 행하기 위한 처리 공간을 형성하고, 당해 내부 공간에는, 성막 처리를 행하기 위한 장치인 성막 장치(10)가 배치된다. 성막 처리란, 구체적으로는, 플라즈마 CVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)에 의해, 막형성의 대상물인 기재(9)에, 다이아몬드성 카본막(이하, 「DLC막」이라고도 한다)을 형성하는 처리이다. 성막 장치(10)에 대해서는, 후에 구체적으로 설명한다.
후처리 챔버(160)의 내부 공간은, 후처리를 행하기 위한 처리 공간을 형성하고, 당해 내부 공간에는, 후처리를 행하기 위한 장치가 배치된다. 후처리란, 성막 처리가 실시된 후의 기재(9)에 대한 처리이며, 구체적으로는, 예를 들면, 아르곤 플라즈마, 혹은, 수소 플라즈마 등을 이용한 표면 개질 처리이다.
＜1－2. 처리의 흐름＞
플라즈마 처리 장치(100)에 있어서 실행되는 처리의 흐름에 대해서, 이어서 도 1을 참조하면서 설명한다. 이하에 설명하는 처리는, 플라즈마 처리 장치(100)의 제어부(도시 생략)의 제어 하에서 실행된다.
로드 락 챔버(130)를 통하여 플라즈마 처리 장치(100)에 반입된 기재(9)는, 전처리 챔버(140), 성막 챔버(150), 및, 후처리 챔버(160)에, 이 순서로 반송되면서, 각 챔버(140, 150, 160) 내에서 정해진 처리가 차례 차례로 실시된다. 그리고, 처리 완료 기재(9)는, 언로드 락 챔버(170)를 통하여 플라즈마 처리 장치(100)로부터 반출된다.
즉, 로드 락 챔버(130)를 통하여 플라즈마 처리 장치(100)에 반입된 기재(9)는, 우선, 제1 반송 챔버(120a) 내의 반송 장치(제1 반송 장치)에 의해, 전처리 챔버(140)에 반입되어, 여기서 전처리가 실시된다.
전처리 챔버(140)에서 전처리가 실시된 기재(9)는, 제1 반송 장치에 의해 전처리 챔버(140)로부터 반출되고, 계속해서, 성막 챔버(150)에 반입되어, 여기서 성막 처리가 실시된다. 단, 제1 반송 챔버(120a)와 접속되어 있는 성막 챔버(제1 성막 챔버)(150)가 비어 있는 경우는, 제1 반송 장치는, 전처리 후의 기재(9)를 제1 성막 챔버(150)에 그대로 반입한다. 이 경우, 기재(9)는, 제1 성막 챔버(150)에서 성막 처리가 실시되게 된다. 한편, 제1 성막 챔버(150)에서 다른 기재(9)가 처리되어 있는 경우는, 제1 반송 장치는, 전처리 후의 기재(9)를, 수도 챔버(110)를 통하여, 제2 반송 챔버(120b) 내의 반송 장치(제2 반송 장치)에 수도된다. 제2 반송 장치는, 수취한 기재(9)를, 제2 반송 챔버(120b)와 접속되어 있는 성막 챔버(제2 성막 챔버)(150)에 반입한다. 이 경우, 기재(9)는, 제2 성막 챔버(150)에서 성막 처리가 실시되게 된다.
제1 성막 챔버(150)에서 성막 처리가 실시된 기재(9)는, 제1 반송 장치에 의해 제1 성막 챔버(150)로부터 반출되며, 수도 챔버(110)를 통하여, 제2 반송 장치에 수도된다. 제2 반송 장치는, 수취한 기재(9)를, 후처리 챔버(160)에 반입한다. 또, 제2 성막 챔버(150)에서 성막 처리가 실시된 기재(9)는, 제2 반송 장치에 의해 제2 성막 챔버(150)로부터 반출되며, 그대로 후처리 챔버(160)에 반입된다. 후처리 챔버(160)에 반입된 기재(9)는, 여기서 후처리가 실시된다.
후처리 챔버(160)에서 후처리가 실시된 기재(9)는, 제2 반송 장치에 의해 후처리 챔버(160)로부터 반출되며, 언로드 락 챔버(170)를 통하여 플라즈마 처리 장치(100)로부터 반출된다.
＜2. 성막 장치(10)＞
＜2－1. 구성＞
다음에, 성막 장치(10)에 대해서, 도 2~도 6을 참조하면서 설명한다. 도 2는, 성막 장치(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다. 도 3은, 도 2를 화살표 Q방향에서 본 평단면도이다. 도 4, 도 5는, 유도 결합형 안테나(21)의 배열예를 나타내는 도이다. 도 6은, 유도 결합형 안테나(21)로의 전력의 공급 타이밍과, 기재(9)로의 전압의 인가 타이밍을 설명하기 위한 도이다. 또한, 이하에 참조하는 도면에는, 방향을 설명하기 위해 XYZ 직교 좌표축이, 적절히 붙여져 있다. 이 좌표축에 있어서의 Z축의 방향은, 연직선의 방향을 나타내고, XY평면은 수평면이다. 또, X축 및 Y축의 각각은, 챔버(1)의 측벽과 평행한 축이다. 또, Y축은, 기재(9)의 반송 방향과 평행한 축이다.
성막 장치(10)는, 플라즈마 CVD에 의해, 막형성의 대상물인 기재(9)에 DLC막을 형성하는 장치이다. 막형성의 대상물인 기재(9)는, 구체적으로는, 예를 들면, 유리판이다.
성막 장치(10)는, 내부에 처리 공간 V를 형성하는 챔버(1)와, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(2)와, 처리 공간 V에 재료 가스를 공급하는 가스 공급부(3)와, 기재(9)를, 플라즈마 발생부(2)의 유도 결합형 안테나(21)에 대해 상대 이동시키는 상대 이동부(4)와, 기재(9)에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부(5)와, 챔버(1) 내에 설치된 쉴드 부재(6)를 구비한다. 또, 성막 장치(10)는, 이것이 구비하는 각 구성 요소 등을 제어하는 제어부(7)를 구비한다. 또, 성막 장치(10)는, 그 외에도, 처리 공간 V 내의 압력을 조정하기 위한 기구(구체적으로는, 예를 들면, 고진공 배기계, 진공 게이지, 등)(도시 생략) 등을 구비한다.
＜챔버(1)＞
챔버(1)는, 예를 들면, 직육면체형상의 외형을 나타내는 중공 부재이며, 내부에 처리 공간 V를 형성한다. 챔버(1)의 천판(11)은, 그 하면이 수평 자세가 되도록 배치되어 있어, 당해 하면으로부터 처리 공간 V를 향해, 후술하는 유도 결합형 안테나(21)가, 복수개 간격을 두고 돌출 설치되어 있다. 또, 챔버(1)의 저판(12)의 부근에는, 기재(9)의 반송 경로가 규정되어 있다. 또, 챔버(1)의 측벽의 하나에는, 예를 들면 게이트 밸브에 의해 개폐되는 게이트(190)(도 1 참조)가 설치되어 있고, 챔버(1)는, 이 게이트(190)를 통하여, 반송 챔버(제1 반송 챔버(120a), 혹은, 제2 반송 챔버(120b))와 접속되어 있다.
＜플라즈마 발생부(2)＞
플라즈마 발생부(2)는, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 장치이며, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(유도 결합 타입의 고주파 안테나)(21)를, 복수개 구비한다. 무엇보다, 유도 결합형 안테나(21)의 개수는, 반드시 복수일 필요는 없으며, 1개여도 된다. 단, 여기서 말하는 「저인덕턴스의 유도 결합형 안테나」란, 단체의 인덕턴스가 11.5μH(마이크로 헨리) 이하와 같은 유도 결합형 안테나를 말한다.
유도 결합형 안테나(21)는, 구체적으로는, 예를 들면, 금속제의 파이프형상 도체를 U자형상으로 굽힌 것을, 석영 등의 유전체로 덮은 것이다. 이러한 U자형상의 유도 결합형 안테나(21)는, 권회수가 1회 미만인 유도 결합형 안테나에 상당하고, 권회수가 1회 이상인 유도 결합형 안테나보다 인덕턴스가 낮다. 예를 들면, 권회 반경이 「100mm」이며, 권회 길이가 「600mm」인 철심없는 코일의 인덕턴스는, 권회수가 「100회」인 것으로 하면 「550μH」이지만, 권회수가 「1회 미만」인 것으로 하면 「5.5μH미만」이 된다. 이와 같이, 권회수가 1회 미만인 유도 결합형 안테나에 의하면, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나가 용이하게 실현된다.
복수의 유도 결합형 안테나(21)는, 정해진 방향을 따라, 간격을 두고(바람직하게는 등간격으로), 일렬로 배열되고, 천판(11)에 대해 고정된다. 복수의 유도 결합형 안테나(21)는, 구체적으로는, 예를 들면, 각각의 양단부를 잇는 선분 L의 중심점 C가, 직선형상의 가상축 K 상에 배치됨으로써, 당해 가상축 K를 따라 일렬로 배열되어 있다(도 4, 도 5 참조). 이 가상축 K는, (후술하는) 기재(9)의 반송 방향(도시의 예에서는, Y방향)과 직교하는 축인 것이 바람직하다. 또, 이 가상축 K는, 챔버(1) 중 어느 하나의 측벽과 평행으로 연장되는 축인 것도 바람직하다.
단, 각 유도 결합형 안테나(21)의 가상축 K에 대한 자세(선분 L과 가상축 K가 이루는 각도)는, 임의로 규정할 수 있다.
예를 들면, 각 유도 결합형 안테나(21)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 선분 L과 가상축 K가 평행이 되는 자세(즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21)의 각각이, 그 배열 방향과 평행한 자세)로 배치되어도 된다. 즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21)가 제1 방향(도시의 예에서는, X방향)을 따라 배열되고, 각 유도 결합형 안테나(21)가 당해 제1 방향을 따른 자세로 배치되어도 된다.
또 예를 들면, 각 유도 결합형 안테나(21)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 선분 L과 가상축 K가 직교하는 자세(즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21)의 각각이, 그 배열 방향과 직교하는 자세)로 배치되어도 된다. 즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21)가 제1 방향(도시의 예에서는, X방향)을 따라 배열되고, 각 유도 결합형 안테나(21)가, 당해 제1 방향과 직교하는 제2 방향(도시의 예에서는, Y방향)을 따르는 자세로 배치되어도 된다.
각 유도 결합형 안테나(21)의 일단은, 급전기(22) 및 매칭 박스(23)를 통하여, 고주파 전력 공급부(24)에 접속되어 있다. 고주파 전력 공급부(24)는, 예를 들면, 고주파 전원(RF전원)을 포함하여 구성된다. 또, 각 유도 결합형 안테나(21)의 타단은 접지되어 있다. 이 구성에 있어서, 고주파 전력 공급부(24)로부터 각 유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력(구체적으로는, 예를 들면, 출력 주파수가 13.56MHz의 고주파 전력)이 흐르게 되면, 유도 결합형 안테나(21)의 주위의 전계(고주파 유도 전계)에 의해 전자가 가속되어, 플라즈마(유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma： ICP))가 발생한다. 여기에서는, 유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력이 공급(급전)됨으로써, 처리 공간 V에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 고밀도의 플라즈마가 생성된다.
단, 고주파 전력 공급부(24)는, 각 유도 결합형 안테나(21)에 대해, 고주파 전력을 간헐적으로 공급한다(도 6 참조). 이 간헐 공급의 반복의 주파수 f1은, 예를 들면, 2kHz(킬로헤르츠) 이상, 또한, 10kHz 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 5kHz 정도인 것이 바람직하다. 또, 1회의 고주파 전력의 지속 시간 t1은, 예를 들면, 50μs(마이크로 세컨드) 정도인 것이 바람직하다. 상기 서술한 대로, 여기서 이용되는 유도 결합형 안테나(21)는, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나이기 때문에, 응답성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 2~10kHz와 같은 높은 반복의 주파수 f1로, 고주파 전력을 간헐 공급해도, 이것에 충분히 응답할 수 있다.
＜가스 공급부(3)＞
가스 공급부(3)는, 처리 공간 V에, 성막의 재료가 되는 재료 가스를 공급한다. 여기에서는, 각종의 탄화수소 가스를 포함하는 가스를, 재료 가스로서 이용할 수 있다. 예를 들면, 메탄 가스, 아세틸렌 가스 등이 재료 가스로서 적합하다.
가스 공급부(3)는, 구체적으로는, 예를 들면, 재료 가스의 공급원인 가스 공급원(31)과, 일단이 가스 공급원(31)과 접속된 도입 배관(32)을 구비한다. 도입 배관(32)의 타단은, 챔버(1)의 천판(11)을 상하로 관통해서 설치된 복수의 가스 공급 포트(33)의 각각과 접속된다. 또, 도입 배관(32)의 경로 도중에는, 공급 밸브(34)가 끼워져 있다. 공급 밸브(34)는, 도입 배관(32)을 흐르는 가스의 유량을 자동 조정할 수 있는 밸브인 것이 바람직하고, 예를 들면, 매스 플로우 콘트롤러 등을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 있어서, 공급 밸브(34)가 개방되면, 가스 공급원(31)으로부터 공급되는 재료 가스가, 도입 배관(32) 및 각 가스 공급 포트(33)를 통하여, 처리 공간 V의 전체에 빈틈없이 토출된다.
＜상대 이동부(4)＞
상대 이동부(4)는, 기재(9)를, 유도 결합형 안테나(21)에 대해 상대 이동시킨다. 상기 서술한 대로, 이 실시의 형태에서는, 유도 결합형 안테나(21)는 챔버(1)에 대해 고정되어 있으며, 상대 이동부(4)는, 고정된 유도 결합형 안테나(21)에 대해 기재(9)를 이동시킨다.
상대 이동부(4)는, 기재(9)에 맞닿아 이것을 지지하는 지지 부재(41)와, 지지 부재(41)에 맞닿아 이것을 지지하면서, 지지 부재(41)를 반송 경로를 따라 반송하는 지지 부재 반송부(42)를 구비한다.
지지 부재(41)는, 처리 공간 V에 있어서 기재(9)를 수평 자세로 지지하는 판형상 부재이며, 도전성의 재료(예를 들면, 알루미늄)에 의해 형성된다. 기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 지지 부재(41)의 상면에 수평 자세로 올려 놓아짐으로써, 지지 부재(41)에 지지된다. 지지 부재(41)의 상면과 기재(9)의 하면은, 모두 평탄면이며, 지지 부재(41)와 이것에 지지되어 있는 기재(9)의 접촉 면적이 크게 확보되게 되어 있다. 지지 부재(41)는, 평면에서 보았을 때에 기재(9)보다 큰 사이즈로 되는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 기재(9)의 하면의 전체에 지지 부재(41)가 맞닿게 된다.
지지 부재 반송부(42)는, 지지 부재(41)에 맞닿아 이것을 지지하면서, 처리 공간 V 내에 규정되는 수평인(즉, 천판(11)의 하면과 평행한) 반송 경로를 따라, 지지 부재(41)를 반송한다. 지지 부재 반송부(42)는, 구체적으로는, 반송 경로를 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 반송 롤러(421, 421)와, 각 반송 롤러(421)를 회전시키는 회전 구동부(422)를 구비한다.
한 쌍의 반송 롤러(421, 421)는, 반송 경로의 연장 방향(도시의 예에서는 Y방향)을 따라, 복수 세트 배열된다. 각 반송 롤러(421)의 샤프트는, 챔버(1)의 측벽을 회전 가능하게 관통해서 설치되어 있어, 챔버(1)의 외측에 있어서, 회전 구동부(422)와 접속된다. 단, 반송 롤러(421)의 샤프트와 챔버(1)의 측벽의 사이에는, 베어링(예를 들면, 자성 유체 베어링)(도시 생략)이 설치되어 있어, 챔버(1)의 기밀성이 유지되게 되어 있다.
이 구성에 있어서, 각 반송 롤러(421)가, 지지 부재(41)의 단가장자리(±X측의 단가장자리) 부근에 하방으로부터 맞닿으면서, 동기하여 회전함으로써, 지지 부재(41)가, 수평 자세로 유지되면서, 반송 경로를 따라 반송된다. 즉, 지지 부재(41)에 유지되어 있는 기재(9)가, 유도 결합형 안테나(21)에 대해 상대 이동된다.
＜전압 인가부(5)＞
전압 인가부(5)는, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압(바이어스 전압)을 인가한다.
이 전압 인가부(5)는, 바이어스 전압의 온과 오프를 반복해서 행한다. 구체적으로는, 전압 인가부(5)는, 예를 들면, 음극성의 펄스 전압을 공급하는 펄스 전압 공급부(51)를 구비한다. 펄스 전압 공급부(51)는, 예를 들면, DC 전원을 가지는 펄스 전원을 포함하여 구성할 수 있다. 펄스 전압 공급부(51)는, 미리 설정된 파라미터에 의해 규정되는 펄스 파형(구체적으로는, 주파수 f2, 음펄스의 지속 시간 t2, 음전압 레벨 V2 등의 각 파라미터로부터 규정되는 펄스 파형)에 따른 음극성의 펄스 전압을 형성한다(도 6 참조). 단, 펄스 파형의 주파수 f2는, 상기 서술한 고주파 전력 공급부(24)로부터 유도 결합형 안테나(21)로 간헐 공급되는 고주파 전력의 반복의 주파수 f1과 일치한다(f1=f2). 펄스의 지속 시간 t2는, 예를 들면, 1μs 정도인 것이 바람직하다. 또, 음전압 레벨 V2는, 예를 들면, 5kV(킬로 볼트) 이상, 또한, 10kV 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 10kV 정도인 것이 바람직하다. 또, 전류는 100A(암페어) 정도인 것이 바람직하다.
이 전압 인가부(5)는, 지지 부재(41)를 통하여, 기재(9)에 음의 전압을 인가한다. 구체적으로는, 전압 인가부(5)는, 복수의 슈(52)와, 슈(52)와 동수개의 탄성 가압 부재(53)를 더 구비한다.
복수의 슈(52)는, 상방에서 보아, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)의 하면이 통과하는 영역 내에, 예를 들면 매트릭스형상으로, 고정적으로 배열되어 있다. 각 슈(52)는, 예를 들면, 직육면체형상의 부재이며, 도전성의 재료(예를 들면, 카본)에 의해 형성된다. 또, 각 슈(52)는, 그 평탄한 상단면이, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)의 하면이 통과하는 가상면 내에 오도록 설치되어 있어, 당해 상단면이, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)의 하면에 슬라이딩 가능하게 맞닿음 가능하게 되어 있다.
각 탄성 가압 부재(53)는, 가요성을 가지는 부재(예를 들면, 스프링 부재)이며, 도전성의 재료에 의해 형성된다. 각 탄성 가압 부재(53)는, 하단에 있어서 펄스 전압 공급부(51)와 접속되며, 상단에 있어서 슈(52)의 하단과 접속된다. 탄성 가압 부재(53)는, 이것과 접속되어 있는 슈(52)를, 지지 부재(41)의 하면에 접근하는 방향으로 탄성 가압한다. 따라서, 복수의 슈(52) 중, 평면에서 보았을 때에 지지 부재(41)와 겹치는 위치에 있는 슈(52)는, 탄성 가압 부재(53)의 탄성 가압력을 받아, 지지 부재(41)의 하면에 눌러진 상태가 된다.
반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)의 하면에는, 적어도 1개의 슈(52)가, 눌러진 상태로 맞닿은 상태가 된다. 따라서, 지지 부재(41)의 반송이 개시된 후에, 펄스 전압 공급부(51)로부터, 각 탄성 가압 부재(53)를 통하여 각 슈(52)에 음의 전압이 인가되면, 지지 부재(41)와 접촉하고 있는 슈(52)를 통하여, 지지 부재(41)에 음의 전압이 인가된다. 지지 부재(41)에 지지되어 있는 기재(9)에 음의 전압이 인가됨으로써, 기재(9)의 상면(막형성의 대상면) 부근에, 음의 전계가 형성된다.
＜쉴드 부재(6)＞
쉴드 부재(6)는, 지지 부재(41)의 하면측으로 (후술하는) 탄소 라디칼(82)이 돌아 들어가는 것을 억제하기 위한 부재이다.
쉴드 부재(6)는, 구체적으로는, 챔버(1)의 측벽(±X측의 측벽)으로부터 수평 자세로 돌출하도록 설치되고, 반송 경로를 사이에 두고 대향 배치된 한 쌍의 쉴드판(61, 61)을 구비한다. 각 쉴드판(61)은, 기재(9)의 반송 경로와 유도 결합형 안테나(21) 사이의 위치(바람직하게는, 기재(9)의 반송 경로와 대략 동일 높이이거나, 당해 반송 경로보다 미소하게 높은 위치)에 배치된다. 또, 각 쉴드판(61)은, 그 돌출단측의 가장자리부(챔버(1)의 측벽에 고정되어 있는 측과는 역측의 가장자리부)가, 연직 방향에서 보아, 지지 부재(41) 상에 유지된 기재(9)의 단가장자리(±X측의 단가장자리)의 통과 위치보다 미소하게 외측의 영역에 오도록 배치된다. 또, 각 쉴드판(61)은, 그 면 내의 전체에, 무수한 관통 구멍이 빈틈없이 형성되어 있어, 전체적으로 메쉬형상을 나타내고 있다. 또한, 각 쉴드판(61)은, 그 돌출단측의 가장자리부 부근의 부분이, 세라믹 등의 절연체의 재료로 형성되어 있으며, 당해 가장자리부 부근을 제외한 부분이, 금속 등의 도전성의 재료에 의해 형성된다.
이 구성에 의하면, 유도 결합형 안테나(21)의 주위에 발생한 (후술하는) 탄소 라디칼(82) 중, 기재(9)의 측면을 지나 지지 부재(41)의 하면측에 돌아 들어가려는 것이, 이 쉴드 부재(6)에 의해 포획(실활)되어, 희가스가 되고, 배기부(도시 생략)에 의해 처리 공간 V로부터 배출된다. 이것에 의해, 지지 부재(41)의 하면측으로 탄소 라디칼(82)이 돌아 들어가는 것이 억제된다. 또한, 상기 서술한 대로, 쉴드판(61)의 돌출단측의 가장자리부 부근은, 절연체의 재료로 형성되어 있다. 따라서, 기재(9)에 전압이 인가되어도, 쉴드판(61)과 기재(9) 사이에 방전이 발생하지는 않는다.
＜제어부(7)＞
제어부(7)는, 성막 장치(10)가 구비하는 각 구성 요소와 전기적으로 접속되며, 이들 각 요소를 제어한다. 제어부(7)는, 구체적으로는, 예를 들면, 각종 연산 처리를 행하는 CPU, 프로그램 등을 기억하는 ROM, 연산 처리의 작업 영역이 되는 RAM, 프로그램이나 각종의 데이터 파일 등을 기억하는 하드 디스크, LAN 등을 통한 데이터 통신 기능을 가지는 데이터 통신부 등이 버스 라인 등에 의해 서로 접속된, 일반적인 컴퓨터에 의해 구성된다. 또, 제어부(7)는, 각종 표시를 행하는 디스플레이, 키보드 및 마우스 등으로 구성되는 입력부 등과 접속되어 있다. 성막 장치(10)에 있어서는, 제어부(7)의 제어 하에서, 기재(9)에 대해 정해진 처리가 실행된다.
＜2－2. 처리의 흐름＞
성막 장치(10)에 있어서 실행되는 처리의 흐름에 대해서, 도 7을 참조하면서 설명한다. 이하에 설명하는 처리는, 제어부(7)의 제어 하에서 실행된다. 도 7은, 당해 처리의 흐름을 나타내는 도이다.
우선, 막형성의 대상물이 되는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해, 게이트(190)를 통하여 성막 장치(10)의 처리 공간 V에 반입된다(단계 S1). 반입된 기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 지지 부재(41)의 상면에 올려 놓아짐으로써, 지지 부재(41)에 지지된다. 지지 부재(41)에 기재(9)가 지지된 상태가 되면, 고진공 배기계에 의해 처리 공간 V가 진공 상태가 된다.
처리 공간 V가 진공 상태가 되면, 가스 공급부(3)가, 처리 공간 V에, 재료 가스인 탄화수소 가스의 공급을 개시한다(단계 S2). 구체적으로는, 공급 밸브(34)가 개방됨으로써, 가스 공급원(31)으로부터 공급되는 재료 가스가, 도입 배관(32) 및 각 가스 공급 포트(33)를 통하여, 처리 공간 V에 토출 개시된다.
처리 공간 V 내의 재료 가스의 압력이 소정값에 도달하면, 상대 이동부(4)가, 기재(9)의 반송을 개시한다(단계 S3). 구체적으로는, 지지 부재 반송부(42)가, 기재(9)를 지지하고 있는 지지 부재(41)를, 반송 경로를 따라 반송 개시한다.
계속해서, 성막 처리가 행해진다(단계 S4). 즉, 기재(9)를 반송하면서(즉, 기재(9)를 유도 결합형 안테나(21)에 대해 상대 이동시키면서), 당해 기재(9)에 대한 성막 처리가 행해진다. 성막 처리에서는, 유도 결합형 안테나(21)에 대한 고주파 전력의 공급(단계 S41)과, 기재(9)에 대한 음의 전압(바이어스 전압)의 인가(단계 S42)가, 번갈아 반복해서 행해진다. 즉, 고주파 전력 공급부(24)로부터 유도 결합형 안테나(21)에, 반복의 주파수 f1로, 고주파 전력이 간헐 공급되는 한편, 전압 인가부(5)로부터 기재(9)에, 주파수 f2의 펄스 파형에 따른 음극성의 펄스 전압이 인가된다. 단, 펄스 파형의 주파수 f2는, 간헐 공급되는 고주파 전력의 반복의 주파수 f1과 동등하다. 또, 펄스 전압의 초기 위상은, 고주파 전력의 간헐 공급의 초기 위상으로부터, 적어도, 고주파 전력의 지속 시간 t1 이상 지연된 것이 된다. 따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유도 결합형 안테나(21)에 대해 소정의 지속 시간 t1만큼 고주파 전력의 공급이 지속된 후, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 일단 정지되어, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 정지되고 나서 지체없이(바람직하게는, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 정지된 직후에), 기재(9)에 음의 전압이 인가된다. 기재(9)에 대해 1펄스의 지속 시간 t2만큼 음의 전압이 인가된 후, 다시, 유도 결합형 안테나(21)에 대해 소정의 지속 시간 t1의 고주파 전력의 공급이 행해지고, 이후, 동일한 동작이 반복해서 행해진다.
이와 같이, 유도 결합형 안테나(21)에 대한 고주파 전력의 공급과, 기재(9)에 대한 음의 전압의 인가가, 번갈아 반복해서 행해짐으로써, 처리 공간 V 내에서, 이하에 설명하는 반응이 진행되어, 기재(9) 상에 DLC막이 형성된다. 처리 공간 V 내에서 진행하는 반응에 대해서, 도 8, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 8은, 유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력이 공급되어 있는 시간대 T1(도 6 참조)에 있어서의, 처리 공간 V 내에서의 입자의 거동을 설명하기 위한 도이다. 도 9는, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 정지되어 있으며, 또한, 기재(9)에 음의 전압이 인가되어 있는 시간대 T2(도 6 참조)에 있어서의, 처리 공간 V 내에서의 입자의 거동을 설명하기 위한 도이다. 또한, 도 8, 도 9에 있어서는, 설명에 관계가 있는 입자 만이 모식적으로 나타나 있다.
유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력이 공급되어 있는 시간대 T1에 있어서는, 유도 결합형 안테나(21)의 주위에 전계(고주파 유도 전계)가 형성되고, 이 전계에 의해 전자가 가속되어, 플라즈마(유도 결합 플라즈마)(81)가 발생한다. 플라즈마(81)가 발생하면, 처리 공간 V 내에 재료 가스로서 공급되어 있는 탄화수소 가스가 활성화되어, 탄소 라디칼(82)이 생성된다. 상기 서술한 대로, 여기에서는, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 고밀도의 플라즈마(81)가 발생하므로, 생성되는 탄소 라디칼(82)도 매우 높은 에너지를 가지게 된다.
유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 함께, 이와 지체없이, 기재(9)에 음의 전압(바이어스 전압)이 인가되면, 플라즈마(81)가 아직 에너지를 완전하게는 소실하지 않은 상태인 채로, 기재(9)의 전압이 저하된다. 즉, 기재(9)의 상면(막형성의 대상면)에, 음의 전계가 형성된다. 처리 공간 V 내에 발생하고 있는 탄소 라디칼(82)은 양의 전하를 띠고 있기(양으로 대전하고 있다) 때문에, 기재(9)의 전압이 저하되면, 당해 탄소 라디칼(82)이, 기재(9)로 끌여들여진다. 즉, 탄소 라디칼(82)이, 기재(9)를 향하는 방향으로 가속되어, 막형성의 대상면에 힘차게 충돌한다. 이때에, 탄소 라디칼(82)이 순간적으로 고온·고압 상태가 되어, 탄소의 다이아몬드 결정이 생성된다. 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 차례 차례로 입사함으로써, 막형성의 대상면의 다이아몬드 결정이 성장되어 간다.
이후, 동일한 것이 반복된다. 즉, 기재(9)에 음의 전압이 인가된 후, 다시, 유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력이 공급되면, 플라즈마(81)가 새롭게 발생하고, 처리 공간 V 내의 탄화수소 가스가 활성화되어, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 새롭게 생성된다. 그리고, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 함께, 이에 지체없이 기재(9)에 음의 전압이 인가되면, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이, 기재(9)에 끌어들여져, 먼저 기재(9)의 막형성의 대상면에 생성되어 있는 다이아몬드 결정과 결합한다. 이것에 의해, 막형성의 대상면의 다이아몬드 결정이 성장되어 가, DLC막이 성막되어 간다.
다시 도 7을 참조한다. 성막 처리가 개시되고 나서 소정의 시간이 경과하고, 막형성의 대상면에 소정의 막두께의 DLC막이 형성되면, 유도 결합형 안테나(21)에 대한 고주파 전력의 간헐 공급이 정지됨과 함께, 기재(9)에 대한 펄스 전압의 인가가 정지된다. 또, 재료 가스의 공급도 정지된다. 그리고, 지지 부재(41)에 지지되어 있는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해 처리 공간 V로부터 반출된다(단계 S5).
이상으로, 한 장의 기재(9)에 대한 처리가 종료된다. 새로운 기재(9)가 성막 장치(10)에 반입되면, 당해 기재(9)에 대해, 상기 서술한 일련의 처리(단계 S1~단계 S5)가 행해지게 된다.
＜3. 효과＞
제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)에 의하면, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21)에 고주파 전력을 간헐적으로 공급하여, 유도 결합형 안테나(21)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가한다. 상기 서술한 대로, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21)는, 고주파 전력의 온·오프로, 즉석에서 응답할 수 있기 때문에, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수 f1을, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 나아가서는, 기재(9)에 인가하는 음의 전압의 주파수(구체적으로는, 음극성의 펄스 파형의 주파수) f2를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 높은 성막 효율로, DLC막을 성막할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 있어서, 기재(9)의 하면의 전체에 지지 부재(41)가 맞닿는 구성으로 하면, 이 지지 부재(41)를 통하여 음의 전압이 인가됨으로써, 기재(9)의 상면(막형성의 대상면)의 전체에 균일한 음의 전계가 형성된다. 이것에 의해, 막형성의 대상면의 전체에, 균일한 두께의 DLC막을 성막할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 의하면, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)의 하면이 통과하는 영역 내에 슈(52)가 고정적으로 배치되어 있어, 반송 경로를 따라 반송되는 지지 부재(41)에, 이 슈(52)가 맞닿음으로써, 기재(9)에 음의 전압이 인가된다. 이 구성에 의하면, 간이한 구성으로, 기재(9)를 유도 결합형 안테나(21)에 대해 이동시키면서, 기재(9)에 음의 전압을 인가할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 의하면, 슈(52)를 지지 부재(41)에 탄성 가압하는 탄성 가압 부재(53)가 설치되므로, 지지 부재(41)에 지지되는 기재(9)에 음의 전압을 확실히 인가할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 의하면, 처리 공간 V에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 고밀도의 플라즈마(81)가 생성되므로, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 생성된다. 이것에 의해, 양호한 막질의 DLC막을 높은 성막 효율로 성막할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 의하면, 권회수가 일주 미만인 유도 결합형 안테나(21)를 이용하여 플라즈마(81)가 생성된다. 권회수가 일주 미만인 유도 결합형 안테나(21)에 의하면, 낮은 인덕턴스를 용이하게 실현할 수 있다.
또, 성막 장치(10)에 있어서, 복수의 유도 결합형 안테나(21)가, 제1 방향을 따라 배열되며, 각 유도 결합형 안테나(21)가, 당해 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 자세로 배치되는 경우(도 5 참조), 각 유도 결합형 안테나(21)가 형성하는 자장이 서로 겹친다. 이 구성에 의하면, 고밀도의 플라즈마(81)가 발생하여, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 생성된다. 이것에 의해, 양호한 막질의 DLC막을 높은 성막 효율로 성막할 수 있다.
＜II. 제2 실시의 형태＞
＜1. 성막 장치(10a)의 구성＞
제2 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10a)에 대해서, 도 10~도 12를 참조하면서 설명한다. 도 10은, 성막 장치(10a)의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다. 도 11, 도 12는, 유도 결합형 안테나(21a)의 배열예를 나타내는 도이다. 도면 및 이하의 설명에 있어서는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)가 구비하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호로 나타냄과 함께, 설명을 생략한다.
성막 장치(10a)는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 마찬가지로, 플라즈마 CVD에 의해, 기재(9)(예를 들면, 유리판)에 DLC막을 형성하는 장치이며, 예를 들면, 상기 서술한 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재된다.
성막 장치(10)는, 내부에 처리 공간 V를 형성하는 챔버(1)와, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(2a)와, 처리 공간 V에 재료 가스(예를 들면, 메탄 가스, 아세틸렌 가스 등의 각종의 탄화수소 가스를 포함하는 재료 가스)를 공급하는 가스 공급부(3)와, 기재(9)를 플라즈마 발생부(2a)의 유도 결합형 안테나(21a)에 대해 상대 이동시키는 상대 이동부(4)와, 기재(9)에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부(5)와, 챔버(1) 내에 설치된 쉴드 부재(6)를 구비한다. 또, 성막 장치(10)는, 이것이 구비하는 각 구성 요소 등을 제어하는 제어부(7)를 구비한다. 또, 성막 장치(10)는, 그 외에도, 처리 공간 V 내의 압력을 조정하기 위한 기구(도시 생략) 등을 구비한다.
성막 장치(10a)는, 플라즈마 발생부(2a)의 구성에 있어서, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 상이하다. 구체적으로는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)가 구비하는 플라즈마 발생부(2)는, U자형상의 유도 결합형 안테나(21)를 구비하고 있었지만, 이 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10a)가 구비하는 플라즈마 발생부(2a)는, 1주의 루프형상의 유도 결합형 안테나(21a)를 구비한다. 이하에 있어서, 플라즈마 발생부(2a)의 구성에 대해서 설명한다.
＜플라즈마 발생부(2a)＞
플라즈마 발생부(2a)는, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 장치이며, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21a)를, 복수개 구비한다. 무엇보다, 유도 결합형 안테나(21a)의 개수는, 반드시 복수일 필요는 없으며, 1개여도 된다. 단, 상기 서술한 대로, 「저인덕턴스의 유도 결합형 안테나」란, 단체의 인덕턴스가 11.5μH 이하와 같은 유도 결합형 안테나를 말한다.
유도 결합형 안테나(21a)는, 구체적으로는, 예를 들면, 금속제의 파이프형상 도체를, 1주의 루프형상(환상)으로 굽힌 것을, 알루미나 세라믹스 등의 보호관으로 덮은 것이다(소위, 싱글 루프 안테나). 이러한 싱글 루프 타입의 유도 결합형 안테나(21a)는, 권회수가 1주의 유도 결합형 안테나에 상당한다. 권회수가 1주인 유도 결합형 안테나에 의해서도, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나가 용이하게 실현된다. 또, 이러한 싱글 루프 타입의 유도 결합형 안테나(21a)는, 루프 내의 넓은 공간에 강한 자장(예를 들면, 미주회(未周回)의 안테나에 비해 강한 자장)이 형성되기 때문에, 넓은 공간에 특히 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다는 이점이 있다.
복수의 유도 결합형 안테나(21a)는, 제1 실시의 형태에 관련된 복수의 유도 결합형 안테나(21)와 마찬가지로, 정해진 방향을 따라, 간격을 두고(바람직하게는 등간격으로), 일렬로 배열되고, 천판(11)에 대해 고정된다. 복수의 유도 결합형 안테나(21a)는, 구체적으로는, 예를 들면, 각각의 루프의 중심점 C가, 직선형상의 가상축 K 상에 배치됨으로써, 당해 가상축 K를 따라 일렬로 배열되어 있다(도 11, 도 12 참조). 이 가상축 K는, 기재(9)의 반송 방향(도시의 예에서는, Y방향)과 직교하는 축인 것이 바람직하다. 또, 이 가상축 K는, 챔버(1) 중 어느 하나의 측벽과 평행으로 연장되는 축인 것도 바람직하다.
단, 각 유도 결합형 안테나(21a)의 가상축 K에 대한 자세(루프의 반경 방향과 가상축 K가 이루는 각도)는, 임의로 규정할 수 있다.
예를 들면, 각 유도 결합형 안테나(21a)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 루프의 반경 방향 R과 가상축 K가 평행이 되는 자세(즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21a)의 각각이, 그 배열 방향과 평행한 자세)로 배치되어도 된다. 즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21a)가 제1 방향(도시의 예에서는, X방향)을 따라 배열되고, 각 유도 결합형 안테나(21a)가 당해 제1 방향을 따른 자세로 배치되어도 된다.
또 예를 들면, 각 유도 결합형 안테나(21a)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 루프의 반경 방향 R과 가상축 K가 직교하는 자세(즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21a)의 각각이, 그 배열 방향과 직교하는 자세)로 배치되어도 된다. 즉, 복수의 유도 결합형 안테나(21a)가 제1 방향(도시의 예에서는, X방향)을 따라 배열되고, 각 유도 결합형 안테나(21)가, 당해 제1 방향과 직교하는 제2 방향(도시의 예에서는, Y방향)을 따르는 자세로 배치되어도 된다.
각 유도 결합형 안테나(21a)의 일단은, 급전기(22) 및 매칭 박스(23)를 통하여, 고주파 전력 공급부(24)에 접속되어 있다. 고주파 전력 공급부(24)는, 예를 들면, 고주파 전원(RF전원)을 포함하여 구성된다. 또, 각 유도 결합형 안테나(21a)의 타단은 접지되어 있다. 이 구성에 있어서, 고주파 전력 공급부(24)로부터 각 유도 결합형 안테나(21a)에 고주파 전력(구체적으로는, 예를 들면, 출력 주파수가 13.56MHz의 고주파 전력)이 흐르게 되면, 유도 결합형 안테나(21a)의 주위의 전계(고주파 유도 전계)에 의해 전자가 가속되어, 플라즈마(유도 결합 플라즈마)가 발생한다. 여기에서도, 유도 결합형 안테나(21a)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 처리 공간 V에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 고밀도의 플라즈마가 생성된다.
단, 성막 장치(10a)에서도, 상기의 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 마찬가지로, 고주파 전력 공급부(24)는, 각 유도 결합형 안테나(21a)에 대해, 고주파 전력을 간헐적으로 공급한다(도 6 참조). 여기에서도, 간헐 공급의 반복의 주파수 f1은, 예를 들면, 2kHz 이상, 또한, 10kHz 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 5kHz 정도인 것이 바람직하다. 또, 1회의 고주파 전력의 지속 시간 t1은, 예를 들면, 50μs 정도인 것이 바람직하다. 상기 서술한 대로, 여기서 이용되는 유도 결합형 안테나(21a)는, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나이기 때문에, 응답성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 2~10kHz와 같은 높은 반복의 주파수 f1로, 고주파 전력을 간헐 공급해도, 이것에 충분히 응답할 수 있다.
＜2. 성막 장치(10a)에 있어서의 처리의 흐름＞
성막 장치(10a)에 있어서 실행되는 처리의 흐름은, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)에 있어서 실행되는 처리의 흐름과 동일하다.
＜3. 효과＞
제2 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10a)에 있어서도, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 성막 장치(10a)에 있어서도, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21a)에 고주파 전력을 간헐적으로 공급하여, 유도 결합형 안테나(21a)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가한바, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21a)는, 고주파 전력의 온·오프로, 즉석에서 응답할 수 있기 때문에, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수 f1, 나아가서는, 기재(9)에 인가하는 음의 전압의 주파수 f2를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 높은 성막 효율로, DLC막을 성막할 수 있다.
또, 성막 장치(10a)에 의하면, 권회수가 일주인 유도 결합형 안테나(21a)를 이용하여 플라즈마(81)가 생성된다. 권회수가 일주인 유도 결합형 안테나(21a)에 의하면, 낮은 인덕턴스를 용이하게 실현할 수 있다.
또, 성막 장치(10a)에 있어서, 복수의 유도 결합형 안테나(21a)가, 제1 방향을 따라 배열되며, 각 유도 결합형 안테나(21a)가, 당해 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 자세로 배치되는 경우(도 12 참조), 각 유도 결합형 안테나(21a)가 형성하는 자장이 서로 겹친다. 이 구성에 의하면, 고밀도의 플라즈마(81)가 발생하여, 플라즈마(81)의 발생하는 공간도 넓어진다. 따라서, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 넓은 범위에 생성된다. 이것에 의해, 양호한 막질의 DLC막을 높은 성막 효율로 성막할 수 있다.
＜III. 제3 실시의 형태＞
＜1. 성막 장치(10b)의 구성＞
제3 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10b)에 대해서, 도 13, 도 14를 참조하면서 설명한다. 도 13은, 성막 장치(10b)의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다. 도 14는, 도 13을 화살표 Q방향에서 본 평단면도이다. 도면 및 이하의 설명에 있어서는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)가 구비하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호로 나타냄과 함께, 설명을 생략한다.
성막 장치(10b)는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 마찬가지로, 플라즈마 CVD에 의해, 기재(9)(예를 들면, 유리판)에 DLC막을 형성하는 장치이며, 예를 들면, 상기 서술한 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재된다.
성막 장치(10b)는, 내부에 처리 공간 V를 형성하는 챔버(1)와, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(2b)와, 처리 공간 V에 재료 가스(예를 들면, 메탄 가스, 아세틸렌 가스 등의 각종의 탄화수소 가스를 포함하는 재료 가스)를 공급하는 가스 공급부(3)와, 기재(9)를 플라즈마 발생부(2b)의 유도 결합형 안테나(21b)에 대해 상대 이동시키는 상대 이동부(4b)와, 기재(9)에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부(5b)와, 챔버(1) 내에 설치된 쉴드 부재(6)를 구비한다. 또, 성막 장치(10b)는, 이것이 구비하는 각 구성 요소 등을 제어하는 제어부(7)를 구비한다. 또, 성막 장치(10)는, 그 외에도, 처리 공간 V 내의 압력을 조정하기 위한 기구(도시 생략) 등을 구비한다.
성막 장치(10b)는, 플라즈마 발생부(2b), 상대 이동부(4b), 및, 전압 인가부(5b)의 구성에 있어서, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 상이하다. 이하에 있어서, 플라즈마 발생부(2b), 상대 이동부(4b), 및, 전압 인가부(5b)의 각 구성에 대해서 설명한다.
＜플라즈마 발생부(2b)＞
플라즈마 발생부(2b)는, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 장치이며, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21b)를, 1개 구비한다. 무엇보다, 유도 결합형 안테나(21b)의 개수는, 반드시 1개일 필요는 없으며, 복수개여도 된다. 단, 상기 서술한 대로, 「저인덕턴스의 유도 결합형 안테나」란, 단체의 인덕턴스가 11.5μH 이하인 유도 결합형 안테나를 말한다.
유도 결합형 안테나(21b)는, 구체적으로는, 예를 들면, 직선 봉형상의, 금속제의 파이프형상 도체를, 석영 등의 유전체로 덮은 것이다(소위, 로드 안테나). 단, 유도 결합형 안테나(21b)의 길이는, 소정의 상한 길이 이하가 된다. 여기서 말하는 「상한 길이」란, 유도 결합형 안테나(21b)의 인덕턴스가, 11.5μH가 되는 길이이다. 즉, 직선 봉형상의 유도 결합형 안테나의 인덕턴스는, 길이에 비례해 높아지는 바, 유도 결합형 안테나(21b)는, 그 인덕턴스가, 11.5μH 이하가 되는 길이로 되어 있다. 예를 들면, 반경이 「2mm」직선 봉형상의 안테나의 인덕턴스는, 길이가 「2200mm」인 것으로 하면 「3.06μH」가 된다. 이와 같이, 예를 들면 길이가 「2200mm」의 유도 결합형 안테나에 의해, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21b)가 실현된다.
유도 결합형 안테나(21b)는, 그 양단부의 각각이 챔버(1)의 측벽에 대해 고정(관통 고정)됨으로써, 천판(11) 부근의 높이 위치에, 수평 자세로 지지된다. 단, 유도 결합형 안테나(21b)는, 그 긴 방향을, 기재(9)의 반송 방향(도시의 예에서는, Y방향)과 직교하는 축을 따르게 하는 자세로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 유도 결합형 안테나(21b)는, 그 긴 방향을, 챔버(1) 중 어느 하나의 측벽과 평행으로 연장되는 축을 따르게 하는 자세로 배치되어 있는 것도 바람직하다.
유도 결합형 안테나(21b)의 일방의 단부는, 고주파 전력 공급부(22b)에 접속되어 있다. 고주파 전력 공급부(22b)는, 예를 들면, 고주파 전원(RF전원)을 포함하여 구성된다. 또, 유도 결합형 안테나(21b)의 타방의 단부는 접지되어 있다. 단, 유도 결합형 안테나(21b)의 각 단부와 챔버(1)의 측벽의 사이에는, 베어링이 설치되어 있어, 챔버(1)의 기밀성이 유지되게 되어 있다. 이 구성에 있어서, 고주파 전력 공급부(22b)로부터 각 유도 결합형 안테나(21b)에 고주파 전력(구체적으로는, 출력 주파수가 예를 들면, 13.56MHz의 고주파 전력)이 흐르게 되면, 유도 결합형 안테나(21b)의 주위의 전계(고주파 유도 전계)에 의해 전자가 가속되어, 플라즈마(유도 결합 플라즈마)가 발생한다. 여기에서도, 유도 결합형 안테나(21b)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 처리 공간 V에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 플라즈마가 생성된다.
단, 성막 장치(10b)에서도, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a)와 마찬가지로, 고주파 전력 공급부(22b)는, 각 유도 결합형 안테나(21b)에 대해, 고주파 전력을 간헐적으로 공급한다(도 6 참조). 여기에서도, 간헐 공급의 반복의 주파수 f1은, 예를 들면, 2kHz 이상, 또한, 10kHz 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 5kHz 정도인 것이 바람직하다. 또, 1회의 고주파 전력의 지속 시간 t1은, 예를 들면, 50μs 정도인 것이 바람직하다. 상기 서술한 대로, 여기서 이용되는 유도 결합형 안테나(21b)는, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나이기 때문에, 응답성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 2~10kHz와 같은 높은 반복의 주파수 f1로, 고주파 전력을 간헐 공급해도, 이것에 충분히 응답할 수 있다.
＜상대 이동부(4b)＞
상대 이동부(4b)는, 기재(9)를, 유도 결합형 안테나(21b)에 대해 상대 이동시킨다. 상기 서술한 대로, 이 실시의 형태에서도, 유도 결합형 안테나(21b)는 챔버(1)에 대해 고정되어 있고, 상대 이동부(4b)는, 고정된 유도 결합형 안테나(21b)에 대해 기재(9)를 이동시킨다.
상대 이동부(4b)는, 기재(9)에 맞닿아 이것을 지지하면서, 기재(9)를 반송 경로(구체적으로는, 처리 공간 V 내에 규정되는 수평인(즉, 천판(11)의 하면과 평행한) 반송 경로)를 따라 반송하는 기재 반송부(41b)를 구비한다. 기재 반송부(41b)는, 구체적으로는, 예를 들면, 복수의 반송 롤러(411b)와, 이들을 회전시키는 회전 구동부(412b)를 구비한다.
복수의 반송 롤러(411b)는, 반송 경로를 따라 배열되며, 기재(9)에 하방으로부터 맞닿아 기재(9)를 지지한다. 각 반송 롤러(411b)는, 봉형상 부재이며, 도전성의 재료에 의해 형성된다. 구체적으로는, 예를 들면, 각 반송 롤러(411b)는, 강 등의 합금을 단면 원형의 봉형상으로 성형한 부재에, 니켈 도금을 실시함으로써 형성된다.
각 반송 롤러(411b)는, 그 양단부에 설치되어 있는 절연성의 샤프트(4111b, 4112b)의 각각이, 챔버(1)의 측벽에 대해, 회전 가능하게 고정됨으로써, 저판(12) 부근의 높이 위치에, 수평 자세로 지지된다. 단, 각 반송 롤러(411b)는, 그 긴 방향을, 기재(9)의 반송 방향(도시의 예에서는, Y방향)과 직교하는 축을 따르게 하는 자세로 배치된다.
기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 복수의 반송 롤러(411b) 중 적어도 1개의 반송 롤러(411b) 상에 수평 자세로 올려 놓아짐으로써, 반송 롤러(411b) 상에 지지된다.
각 반송 롤러(411b)의 일방의 샤프트(4111b)는, 챔버(1)의 측벽을 회전 가능하게 관통해서 설치되어 있어, 챔버(1)의 외측에 있어서, 회전 구동부(412b)와 접속된다. 단, 당해 샤프트(4111b)와 챔버(1)의 측벽의 사이에는, 베어링(예를 들면, 자성 유체 베어링)(413b)이 설치되어 있어, 챔버(1)의 기밀성이 유지되게 되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 샤프트(4111b)는, 중공 구조가 되어 있으며, 중공 부분에, 펄스 전압 공급부(51b)로부터 연장되는 도선이 삽입 통과된다.
이 구성에 있어서, 복수의 반송 롤러(411b) 중 적어도 1개가, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 기재(9)에, 하방으로부터 맞닿으면서, 동기하여 회전함으로써, 기재(9)가, 수평 자세로 유지되면서, 반송 경로를 따라 반송된다. 즉, 기재(9)가, 유도 결합형 안테나(21b)에 대해 상대 이동된다.
＜전압 인가부(5b)＞
전압 인가부(5b)는, 유도 결합형 안테나(21b)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가한다.
이 전압 인가부(5b)도, 상기의 실시의 형태에 관련된 전압 인가부(5)와 마찬가지로, 바이어스 전압의 온과 오프를 반복해서 행한다. 구체적으로는, 전압 인가부(5b)는, 예를 들면, 음극성의 펄스 전압을 공급하는 펄스 전압 공급부(51b)를 구비한다. 펄스 전압 공급부(51b)는, 예를 들면, DC 전원을 가지는 펄스 전원을 포함하여 구성할 수 있다. 펄스 전압 공급부(51b)는, 미리 설정된 파라미터에 의해 규정되는 펄스 파형에 따른 음극성의 펄스 전압을 형성한다(도 6 참조). 단, 성막 장치(10b)에서도, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a)와 마찬가지로, 펄스 파형의 주파수 f2는, 상기 서술한 고주파 전력 공급부(22b)로부터 유도 결합형 안테나(21b)로 간헐 공급되는 고주파 전력의 반복의 주파수 f1과 일치한다(f1=f2). 또, 펄스의 지속 시간 t2는, 예를 들면, 1μs 정도인 것이 바람직하다. 또, 음전압 레벨 V2는, 예를 들면, 5kV 이상, 또한, 10kV 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 10kV 정도인 것이 바람직하다. 또, 전류는 100A 정도인 것이 바람직하다.
이 전압 인가부(5b)는, 기재 반송부(41b)(보다 구체적으로는, 반송 롤러(411b))를 통하여, 기재(9)에 음의 전압을 인가한다. 구체적으로는, 전압 인가부(5b)의 펄스 전압 공급부(51b)로부터 신장하는 도선은, 각 반송 롤러(411b)의 샤프트(4111b) 내의 중공 부분이 삽입 통과되고, 각 반송 롤러(411b)와 접속된다. 상기 서술한 대로, 반송 경로를 따라 반송되는 기재(9)의 하면에는, 적어도 1개의 반송 롤러(411b)가 맞닿은 상태가 된다. 따라서, 기재(9)의 반송이 개시된 후에, 펄스 전압 공급부(51b)로부터, 각 반송 롤러(411b)에 음의 전압이 인가되면, 기재(9)와 접촉하고 있는 반송 롤러(411b)를 통하여, 기재(9)에 음의 전압이 인가되어, 기재(9)의 상면(막형성의 대상면) 부근에, 음의 전계가 형성된다.
또한, 이 양태에 있어서는, 반송 롤러(411b) 간의 간극이 작을수록(즉, 반송 롤러(411b)가, 반송 경로를 따라 조밀하게 배열될 수록), 기재(9)의 하면에 있어서의 반송 롤러(411b)와 접촉하고 있는 부분의 총면적이 크게 확보되어, 기재(9)의 상면(막형성의 대상면) 부근에 형성되는 음의 전계의 균일성이 높아진다. 나아가서는, 막형성의 대상면에 성막되는 다이아몬드성 카본막의 막두께의 균일성이 높아진다. 무엇보다, 전압 인가부(5b)로부터 인가되는 음극성의 펄스 전압의 주파수 f2는 기재(9)의 반송 속도에 대해 충분히 크고, 막형성의 대상면의 각 영역에는 극히 미소한 층이 무수히 겹겹이 쌓여 DLC막이 생성되어 가게 되므로, 막형성의 대상면 부근에 형성되는 전계에 다소의 불균일이 있었다고 해도, 막형성의 대상면에 성막되는 다이아몬드성 카본막에 문제시될 정도의 두께 불균일이 발생하지는 않는다.
＜2. 성막 장치(10b)에 있어서의 처리의 흐름＞
성막 장치(10b)에 있어서 실행되는 처리의 흐름은, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)에 있어서 실행되는 처리의 흐름과 동일하다.
즉, 막형성의 대상물이 되는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해 성막 장치(10b)의 처리 공간 V에 반입되면(단계 S1), 당해 반입된 기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 복수의 반송 롤러(411b) 중 적어도 1개에 지지된다. 계속해서, 처리 공간 V가 진공 상태가 된 다음, 가스 공급부(3)가, 재료 가스인 탄화수소 가스의 공급을 개시한다(단계 S2). 처리 공간 V 내의 재료 가스의 압력이 소정값에 도달하면, 상대 이동부(4b)가, 기재(9)의 반송을 개시함과 함께(단계 S3), 성막 처리가 개시된다(단계 S4). 즉, 기재(9)를 반송하면서, 당해 기재(9)에 대한 성막 처리가 행해진다. 성막 처리에서는, 유도 결합형 안테나(21b)에 대한 고주파 전력의 공급(단계 S41)과, 기재(9)에 대한 음의 전압의 인가(단계 S42)가, 번갈아 반복해서 행해지며, 이것에 의해, 막형성의 대상면에 DLC막이 성막된다. 막형성의 대상면에 소정의 막두께의 DLC막이 형성되면, 반송 롤러(411b)에 지지되어 있는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해 처리 공간 V로부터 반출된다(단계 S5).
＜3. 효과＞
제3 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10b)에 있어서도, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 성막 장치(10b)에 있어서도, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21b)에 고주파 전력을 간헐적으로 급전하고, 유도 결합형 안테나(21b)로의 고주파 전력의 급전이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가한 바, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21b)는, 고주파 전력의 온·오프로, 즉석에서 응답할 수 있기 때문에, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수 f1, 나아가서는, 기재(9)에 인가하는 음의 전압의 주파수 f2를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 높은 성막 효율로, DLC막을 성막할 수 있다.
＜IV. 제4 실시의 형태＞
＜1. 성막 장치(10c)의 구성＞
제4 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10c)에 대해서, 도 15를 참조하면서 설명한다. 도 15는, 성막 장치(10c)의 주요부를 상방에서 본 모식도이다. 도면 및 이하의 설명에 있어서는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)가 구비하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호로 나타냄과 함께, 설명을 생략한다.
성막 장치(10c)는, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 마찬가지로, 플라즈마 CVD에 의해, 기재(9)(예를 들면, 유리판)에 DLC막을 형성하는 장치이며, 예를 들면, 상기 서술한 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재된다.
성막 장치(10c)는, 내부에 처리 공간 V를 형성하는 챔버(1c)와, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(2c)와, 처리 공간 V에 재료 가스(예를 들면, 메탄 가스, 아세틸렌 가스 등의 각종의 탄화수소 가스를 포함하는 재료 가스)를 공급하는 가스 공급부(도시 생략)와, 기재(9)를, 플라즈마 발생부(2c)의 유도 결합형 안테나(21)에 대해 상대 이동시키는 상대 이동부(4c)와, 기재(9)에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부(5c)를 구비한다. 또, 성막 장치(10c)는, 이것이 구비하는 각 구성 요소 등을 제어하는 제어부(7)를 구비한다. 또, 성막 장치(10c)는, 그 외에도, 처리 공간 V 내의 압력을 조정하기 위한 기구(구체적으로는, 예를 들면, 고진공 배기계, 진공 게이지, 등)(도시 생략) 등을 구비한다.
＜챔버(1c)＞
챔버(1c)는, 통형상(예를 들면, 원통형)의 외형을 나타내는 중공 부재이며, 내부에 처리 공간 V를 형성한다. 챔버(1c)의 둘레벽의 일부에는, 미처리의 기재(9)를 챔버(1c) 내에 반입하기 위한 반입 게이트(11c)가 형성되어 있으며, 다른 일부에는, 처리 완료 기재(9)를 챔버(1c)로부터 반출하기 위한 반출 게이트(12c)가 형성되어 있다. 각 게이트(11c, 12c)는, 예를 들면 게이트 밸브에 의해 개폐되고, 챔버(1c)와 서로 이웃하는 챔버에 대해 접속된 상태(열린 상태)와, 당해 서로 이웃하는 챔버를 차단 밀폐하는 상태(닫힌 상태) 사이에서 전환 가능하게 되어 있다.
＜플라즈마 발생부(2c)＞
플라즈마 발생부(2c)는, 처리 공간 V에 플라즈마를 발생시키는 장치이며, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21c)를, 복수개 구비한다. 이 유도 결합형 안테나(21c)로서, 예를 들면, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 유도 결합형 안테나(21, 21a, 21b) 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 도시의 예에서는, 제1 실시의 형태에 관련된 유도 결합형 안테나(21)가, 유도 결합형 안테나(21c)로서 이용되어 있다. 이 경우, 각 유도 결합형 안테나(21c)는, 챔버(1c)의 내벽으로부터 내측방향으로 돌출 설치된다. 또, 챔버(1c)의 축방향(지면과 직교하는 방향)을 따라 복수의 유도 결합형 안테나(21c)가 배열되고, 당해 복수의 유도 결합형 안테나(21c)가, 챔버(1c) 내벽의 둘레방향을 따라 간격을 두고, 복수 세트 설치된다.
각 유도 결합형 안테나(21c)에는, 이것에 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부(도시 생략)가 접속되어 있다. 이 구성에 있어서, 고주파 전력 공급부로부터 각 유도 결합형 안테나(21c)에 고주파 전력이 흐르게 되면, 유도 결합형 안테나(21c)의 주위의 전계에 의해 전자가 가속되어, 처리 공간 V에 플라즈마가 발생한다. 여기에서도, 유도 결합형 안테나(21c)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 처리 공간 V에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 플라즈마가 생성된다.
단, 성막 장치(10c)에서도, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b)와 같이, 고주파 전력 공급부는, 각 유도 결합형 안테나(21c)에 대해, 고주파 전력을 간헐적으로 공급한다(도 6 참조). 여기에서도, 간헐 공급의 반복의 주파수 f1은, 예를 들면, 2kHz 이상, 또한, 10kHz 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 5kHz 정도인 것이 바람직하다. 또, 1회의 고주파 전력의 지속 시간 t1은, 예를 들면, 50μs 정도인 것이 바람직하다. 상기 서술한 대로, 여기서 이용되는 유도 결합형 안테나(21c)는, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나이기 때문에, 응답성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 2~10kHz와 같은 높은 반복의 주파수 f1로, 고주파 전력을 간헐 공급해도, 이것에 충분히 응답할 수 있다.
＜상대 이동부(4c)＞
상대 이동부(4c)는, 기재(9)를, 유도 결합형 안테나(21c)에 대해 상대 이동시키는 기구이며, 기재(9)에 맞닿아 이것을 지지하면서, 기재(9)를 환상의 반송 경로를 따라 반송하는 기재 반송부(41c)를 구비한다. 기재 반송부(41c)는, 구체적으로는, 예를 들면, 회전체(411c)와, 이것을 회전시키는 회전 구동부(412c)를 구비한다.
회전체(411c)는, 그 축부(410c)와 직교하는 단면(수평인 단면)이, 다각형(혹은, 원형이어도 된다)의 부재이며, 챔버(1c)와 동축으로 배치된다. 또, 회전체(411c)는, 도전성의 재료에 의해 형성된다. 회전체(411c)의 외주벽에는, 그 둘레방향을 따라 복수의 지지 영역(413c)이 형성되어 있어, 각 지지 영역(413c)에 있어서, 1개 이상의 기재(9)를 지지(예를 들면, 흡착 유지)할 수 있게 되어 있다. 단, 기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 각 지지 영역(413c)에 지지된다.
회전체(411c)의 축부(410c)에는, 이것을 회전 구동시키는 회전 구동부(412c)가 접속된다. 이 구성에 있어서, 회전체(411c)에 1개 이상의 기재(9)가 지지된 상태로, 회전체(411c)가 회전 구동됨으로써, 기재(9)가, 환상의 반송 경로를 따라 반송된다. 즉, 기재(9)가, 유도 결합형 안테나(21c)에 대해 상대 이동된다.
＜전압 인가부(5c)＞
전압 인가부(5c)는, 유도 결합형 안테나(21c)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압(바이어스 전압)을 인가하는 요소이다. 단, 이 전압 인가부(5c)도, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 전압 인가부(5, 5b)와 마찬가지로, 바이어스 전압의 온과 오프를 반복해서 행하는 것이며, 예를 들면, 음극성의 펄스 전압을 공급하는 펄스 전압 공급부(51c)를 구비한다. 펄스 전압 공급부(51c)는, 예를 들면, DC 전원을 가지는 펄스 전원을 포함하여 구성할 수 있다. 펄스 전압 공급부(51c)는, 미리 설정된 파라미터에 의해 규정되는 펄스 파형에 따른 음극성의 펄스 전압을 형성한다(도 6 참조). 단, 성막 장치(10c)에서도, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b)와 마찬가지로, 펄스 파형의 주파수 f2는, 상기 서술한 고주파 전력 공급부(22c)로부터 유도 결합형 안테나(21c)로 간헐 공급되는 고주파 전력의 반복의 주파수 f1과 일치한다(f1=f2). 또, 펄스의 지속 시간 t2는, 예를 들면, 1μs 정도인 것이 바람직하다. 또, 음전압 레벨 V2는, 예를 들면, 5kV 이상, 또한, 10kV 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 10kV 정도인 것이 바람직하다. 또, 전류는 100A 정도인 것이 바람직하다.
이 전압 인가부(5c)는, 기재(9)를 반송하는 요소인 회전체(411c)를 통하여, 기재(9)에 음의 전압을 인가한다. 구체적으로는, 전압 인가부(5c)의 펄스 전압 공급부(51c)로부터 신장하는 도선은, 회전체(411c)(예를 들면, 회전체(411c)의 축부(410c))와 접속된다. 따라서, 펄스 전압 공급부(51c)로부터, 회전체(411c)에 음의 전압이 인가되면, 회전체(411c)를 통하여, 이것에 지지되어 있는 각 기재(9)에 음의 전압이 인가되어, 각 기재(9)의 상면(막형성의 대상면) 부근에, 음의 전계가 형성된다.
＜2. 성막 장치(10c)에 있어서의 처리의 흐름＞
성막 장치(10c)에 있어서 실행되는 처리의 흐름은, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)에 있어서 실행되는 처리의 흐름과 동일하다.
즉, 막형성의 대상물이 되는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해 성막 장치(10c)의 처리 공간 V에 반입되면(단계 S1), 당해 반입된 기재(9)는, 막형성의 대상면을 상측으로 향하게 한 상태로, 회전체(411c)의 지지 영역(413c)에 지지된다. 또, 가스 공급부가, 재료 가스인 탄화수소 가스를 처리 공간 V에 공급한다(단계 S2). 그리고, 상대 이동부(4c)가, 회전체(411c)를 회전시켜 기재(9)를 환상의 반송 경로를 따라 반송하고(단계 S3), 그 한편, 성막 처리가 행해진다(단계 S4). 즉, 기재(9)를 반송하면서, 당해 기재(9)에 대한 성막 처리가 행해진다. 성막 처리에서는, 유도 결합형 안테나(21c)에 대한 고주파 전력의 공급(단계 S41)과, 기재(9)에 대한 음의 전압의 인가(단계 S42)가, 번갈아 반복해서 행해지며, 이것에 의해, 막형성의 대상면에 DLC막이 성막된다. 기재(9)가, 반송 경로를 소정 주수(周數)만큼 주회하여 막형성의 대상면에 소정의 막두께의 DLC막이 형성되면, 지지 영역(413c)에 지지되어 있는 기재(9)가, 외부의 반송 장치에 의해 처리 공간 V로부터 반출된다(단계 S5).
＜3. 효과＞
제4 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10c)에 있어서도, 제1 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 성막 장치(10c)에 있어서도, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21c)에 고주파 전력을 간헐적으로 공급하여, 유도 결합형 안테나(21c)로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 기재(9)에 음의 전압을 인가한 바, 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나(21c)는, 고주파 전력의 온·오프로, 즉석에서 응답할 수 있기 때문에, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수 f1, 나아가서는, 기재(9)에 인가하는 음의 전압의 주파수 f2를, 충분히 높은 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 높은 성막 효율로, DLC막을 성막할 수 있다.
＜V. 변형예＞
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 이 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다.
예를 들면, 상기의 각 실시의 형태에 있어서, 챔버(1, 1c)에 설치되는 유도 결합형 안테나(21, 21a, 21b, 21c)의 개수는, 도시되는 개수에 한정되는 것이 아니고, 챔버(1, 1c)의 치수 등에 따라, 적절히 그 개수를 선택할 수 있다.
또, 제1, 제2 각 실시의 형태에 관련된 유도 결합형 안테나(21, 21a)는, 반드시 일렬로 배열될 필요는 없으며, 매트릭스형상, 혹은, 지그재그형상으로 배열되어도 된다. 예를 들면, Y방향을 따라 연장되는 가상축 K를, X방향으로 간격을 두고 복수개 규정하고, 당해 복수의 가상축 K의 각각을 따라, 복수의 유도 결합형 안테나(21, 21a)가 배열되어도 된다.
또, 제3 실시의 형태에 있어서, 직선 봉형상의 유도 결합형 안테나(21b)가, 그 긴 방향과 직교하는 방향을 따라, 복수개 배열되어도 된다.
또, 제1 실시의 형태에 있어서, 지지 부재 반송부(42)는, 반송 롤러(421)와 이것을 회전 구동하는 회전 구동부(422)를 구비하는 구성으로 했지만, 지지 부재 반송부(42)는, 예를 들면, 복수의 롤러와, 이것을 회전 구동하는 회전 구동부와, 복수의 롤러에 감겨진 벨트를 포함하여 구성되어도 된다. 이 경우, 기재(9)를 지지하는 지지 부재(41)는, 벨트 상에 올려 놓아져, 반송 경로를 따라 반송되게 된다.
또, 제2 실시의 형태에 있어서, 기재 반송부(41b)는, 반송 롤러(411b)와 이것을 회전 구동하는 회전 구동부(412b)를 구비하는 구성으로 했지만, 기재 반송부(41b)는, 예를 들면, 복수의 롤러와, 이것을 회전 구동하는 회전 구동부와, 복수의 롤러에 감겨진 벨트를 포함하여 구성되어도 된다. 이 경우, 기재(9)는, 벨트 상에 올려 놓아져, 반송 경로를 따라 반송되게 된다. 또, 이 경우, 벨트를 도전성의 재료에 의해 형성하고, 벨트를 통하여, 기재(9)에 음의 전압을 인가하면 된다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 있어서, 전압 인가부(5, 5b, 5c)는, 펄스 파형의 음의 전압을 공급하는 것이었지만, 정현파형의 음의 전압을 공급해도 된다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)에 있어서, 처리 공간 V에 공급되는 재료 가스에는, 필요에 따라, N, F, Si, Ti 등의 원소, 혹은, 이들 원소의 화합물 등이, 불순물로서 포함되어 있어도 된다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b)는, 소위, 인 라인형의 플라즈마 처리 장치(구체적으로는, 예를 들면, 직선형상의 반송 경로를 따라 기재를 반송하는 반송부를 구비하고, 당해 반송 경로를 따라, 로드 락 챔버, 전처리 챔버, 성막 챔버, 후처리 챔버, 및, 언로드 락 챔버가 설치된 플라즈마 처리 장치)에 탑재되어도 된다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)에 있어서, 기재(9)를 가열하는 가열부를 설치해도 된다. 무엇보다, 가열부를 설치하는 것은 필수의 요건은 아니다. 즉, 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)에 있어서는, 상기 서술한 대로, 고주파 전력의 간헐 공급의 반복의 주파수 f1, 나아가서는, 기재(9)에 인가하는 음의 전압의 주파수 f2를, 충분히 높은 것으로 할 수 있으므로, 기재(9)의 가열을 행하지 않아도, 높은 성막 효율로, DLC막을 성막할 수 있다. 또, 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)에 있어서는, 상기 서술한 대로, 처리 공간 V 내에, 고밀도의 플라즈마가 발생하여, 고에너지의 탄소 라디칼(82)이 생성되므로, 기재(9)의 가열을 행하지 않아도, 적절히 DLC막을 생성할 수 있다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)가 구비하는 각 요소는, 다른 실시의 형태에 관련된 성막 장치(10, 10a, 10b, 10c)가 구비하는 각 요소와 조합되어도 된다. 예를 들면, 제1 실시의 형태에 관련된 플라즈마 발생부(2), 혹은, 제2 실시의 형태에 관련된 플라즈마 발생부(2a)에, 제3 실시의 형태에 관련된 상대 이동부(4b) 및 전압 인가부(5b)가 조합되어도 된다. 또 예를 들면, 제3 실시의 형태에 관련된 플라즈마 발생부(2b)에, 제1 실시의 형태에 관련된 상대 이동부(4) 및 전압 인가부(5b)가 조합되어도 된다.
또, 상기의 각 실시의 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(100)에서, 기재(9)에 대해, 전처리, 성막 처리, 및, 후처리가 이 순서로 행해지고 있었지만, 전처리와 후처리는 반드시 필수는 아니다. 프로세스 설계에 따라서는, 전처리 및 후처리 중 적어도 한쪽의 처리가 생략되어도 된다.
10: 성막 장치 1: 챔버
2: 플라즈마 발생부 21: 유도 결합형 안테나
24: 고주파 전력 공급부 3: 가스 공급부
31: 가스 공급원 33: 가스 공급 포트
4: 상대 이동부 41: 지지 부재
42: 지지 부재 반송부 421: 반송 롤러
422: 회전 구동부 5: 전압 인가부
51: 펄스 전원 52: 슈
53: 탄성 가압 부재 6: 쉴드 부재
61: 쉴드판 7: 제어부
9: 기재 10a: 성막 장치
2a: 플라즈마 발생부 21a: 유도 결합형 안테나
10b: 성막 장치 2b: 플라즈마 발생부
21b: 유도 결합형 안테나 22b: 고주파 전력 공급부
4b: 상대 이동부 41b: 기재 반송부
411b: 반송 롤러 412b: 회전 구동부
5b: 전압 인가부 51b: 펄스 전원
10c: 성막 장치 1c: 챔버
2c: 플라즈마 발생부 21c: 유도 결합형 안테나
4c: 상대 이동부 41c: 기재 반송부
411c: 회전체 412c: 회전 구동부
413c: 지지 영역 5c: 전압 인가부
51c: 펄스 전원 100: 플라즈마 처리 장치

Claims (15)

  1. 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버와,
    상기 처리 공간에 배치된 저(低)인덕턴스의 유도 결합형 안테나와,
    상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    막형성 대상물인 기재를, 상기 유도 결합형 안테나에 대해, 상대 이동시키는 상대 이동부와,
    상기 유도 결합형 안테나에 고주파 전력이 일시적으로 공급되고 있는 제1 시간대와, 상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 제2 시간대의 양쪽의 시간대 중 상기 제2 시간대에만, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부를 구비하는, 성막 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상대 이동부가,
    상기 기재에 맞닿아 상기 기재를 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 맞닿아 상기 지지 부재를 지지하면서, 상기 지지 부재를 반송 경로를 따라 반송하는 지지 부재 반송부를 구비하고,
    상기 전압 인가부가,
    상기 지지 부재를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가하는, 성막 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재의 하면의 전체에 상기 지지 부재가 맞닿는, 성막 장치.
  4. 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버와,
    상기 처리 공간에 배치된 저(低)인덕턴스의 유도 결합형 안테나와,
    상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    막형성 대상물인 기재를, 상기 유도 결합형 안테나에 대해, 상대 이동시키는 상대 이동부와,
    상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부를 구비하며,
    상기 상대 이동부가,
    상기 기재에 맞닿아 상기 기재를 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 맞닿아 상기 지지 부재를 지지하면서, 상기 지지 부재를 반송 경로를 따라 반송하는 지지 부재 반송부를 구비하고,
    상기 전압 인가부가,
    상기 지지 부재를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가하며,
    상기 전압 인가부가,
    상기 지지 부재가 통과하는 영역 내에 고정적으로 배치되어, 반송되는 상기 지지 부재에 슬라이딩 가능하게 맞닿는 슈(shoe)와,
    상기 슈에 음의 전압을 공급하는 전압 공급부를 구비하는, 성막 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전압 인가부가,
    상기 슈를 상기 지지 부재에 접근하는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압 부재를 구비하는, 성막 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 슈가 카본에 의해 형성되어 있는, 성막 장치.
  7. 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버와,
    상기 처리 공간에 배치된 저(低)인덕턴스의 유도 결합형 안테나와,
    상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 간헐적으로 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    막형성 대상물인 기재를, 상기 유도 결합형 안테나에 대해, 상대 이동시키는 상대 이동부와,
    상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급이 일시적으로 정지되어 있는 시간대에, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 전압 인가부를 구비하며,
    상기 상대 이동부가,
    상기 기재에 맞닿아 상기 기재를 지지하면서, 상기 기재를 반송 경로를 따라 반송하는 기재 반송부를 구비하고,
    상기 전압 인가부가,
    상기 기재 반송부를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가하는, 성막 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기재 반송부가,
    상기 기재에 하방으로부터 맞닿아 상기 기재를 지지하는 롤러와,
    상기 롤러를 회전시키는 회전 구동부를 구비하고,
    상기 전압 인가부가,
    상기 롤러를 통하여 상기 기재에 음의 전압을 인가하는, 성막 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나에 고주파 전력이 공급됨으로써, 상기 처리 공간에, 전자 밀도가 3×1010(개/cm3) 이상인 플라즈마가 생성되는, 성막 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나의 권회수가 일주(一周) 미만인, 성막 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나의 권회수가 일주인, 성막 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나를 복수개 구비하고,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나가, 제1 방향을 따라 배열되며,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나의 각각이, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 자세로 배치되는, 성막 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나를 복수개 구비하고,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나가, 제1 방향을 따라 배열되며,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나의 각각이, 상기 제1 방향을 따른 자세로 배치되는, 성막 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도 결합형 안테나가 직선 봉형상인, 성막 장치.
  15. a) 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버 내에, 막형성 대상물인 기재를 반입하는 공정과,
    b) 상기 처리 공간에, 탄화수소를 포함하는 가스를 공급하는 공정과,
    c) 상기 처리 공간에 배치된 저인덕턴스의 유도 결합형 안테나에 대해 상기 기재를 상대 이동시키면서, 상기 기재에 대한 성막 처리를 행하는 공정을 구비하고,
    상기 c) 공정이,
    c1) 상기 유도 결합형 안테나에, 고주파 전력을 공급하고, 그 공급이 되고 있는 시간대에, 상기 기재로의 음의 전압의 인가를 정지하는 공정과,
    c2) 상기 유도 결합형 안테나로의 고주파 전력의 공급을 정지하고, 그 공급이 정지되어 있는 시간대에, 상기 기재에 음의 전압을 인가하는 공정과,
    c3) 상기 c1) 공정과 상기 c2) 공정을 번갈아 반복하는 반복 공정을 구비하는, 성막 방법.
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