KR102430208B1 - Film formation apparatus and film formation method - Google Patents

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Abstract

[과제] 수소화 실리콘막을 저비용으로 효율적으로 형성할 수 있는 성막 장치 및 성막 방법을 제공한다.
[해결수단] 워크(10)를 순환 반송하는 회전 테이블(31)을 갖는 반송부(30)와, 실리콘 재료로 구성되는 타겟(42)과, 타겟(42)과 회전 테이블(31) 사이에 도입되는 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 스퍼터링에 의해 워크(10)에 실리콘막을 성막하는 성막 처리부(40); 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 도입하는 프로세스 가스 도입부(58)와, 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 워크(10)에 성막된 실리콘막을 수소화하는 수소화 처리부(50)를 구비하고, 반송부(30)는 워크(10)가 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과하도록 반송한다.
[Problem] To provide a film forming apparatus and a film forming method capable of efficiently forming a silicon hydride film at low cost.
[Solutions] A transfer unit 30 having a rotary table 31 for circulating and conveying the workpiece 10, a target 42 made of a silicon material, and introducing between the target 42 and the rotary table 31 a film forming processing unit 40 having a plasma generator that converts the sputtering gas G1 to be plasma into a plasma and forming a silicon film on the work 10 by sputtering; A hydrogenation unit 50 having a process gas introduction unit 58 for introducing a process gas G2 containing hydrogen gas, and a plasma generator for converting the process gas G2 into plasma, and hydrogenating a silicon film formed on the work 10 . ), and the conveying unit 30 conveys the work 10 so that the work 10 passes through the film forming unit 40 and the hydrogenation unit 50 alternately.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM FORMATION APPARATUS AND FILM FORMATION METHOD}Film-forming apparatus and film-forming method

본 발명은 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method.

광학막 등에 이용되는 실리콘(Si)막은, 막 중의 실리콘 원자에 미결합손(dangling bond)이 존재하면 전기적으로 불안정해지고, 광학적 성질이 불안정해지기 때문에, 미결합손에 수소(H) 원자를 결합시킴으로써 안정된 상태로 함으로써, 수소 종단화한 Si-H막(이하, 수소화 실리콘막이라고 부름)으로 할 필요가 있다. 실리콘막을 형성하는 성막 장치로서, 스퍼터링에 의해 실리콘의 입자를 기판 상에 퇴적시키는 장치가 있다. 스퍼터링에 의해 퇴적되는 실리콘은, 비정질(어모퍼스)이며, 결정질의 실리콘과 비교하여 미결합손이 많이 존재하지만, 수소 종단화시킴으로써 안정화시킬 수 있다.A silicon (Si) film used in an optical film or the like becomes electrically unstable when dangling bonds exist in silicon atoms in the film and the optical properties become unstable, so that hydrogen (H) atoms are bonded to unbonded bonds. It is necessary to make a hydrogen-terminated Si-H film (hereinafter, referred to as a silicon hydride film) by making it stable. As a film forming apparatus for forming a silicon film, there is an apparatus for depositing silicon particles on a substrate by sputtering. Silicon deposited by sputtering is amorphous (amorphous) and has many unbonded losses compared to crystalline silicon, but can be stabilized by hydrogen termination.

이러한 성막 장치에 있어서는, 밀폐 용기인 챔버 내에 있어서, 실리콘 재료의 타겟에 대향하는 위치에 기판을 지지 고정한다. 그리고, 수소 가스를 첨가한 스퍼터 가스를 챔버 내에 도입하고, 타겟에 고주파 전력을 인가함으로써, 스퍼터 가스를 플라즈마화시킨다. 플라즈마에 의해 발생하는 활성종에 의해, 타겟으로부터 실리콘 입자가 밀려나와 기판에 퇴적된다. 이때, 실리콘 원자의 미결합손이, 스퍼터 가스에 포함되는 수소 원자와 결합함으로써, 수소 종단화된다.In such a film forming apparatus, in a chamber which is an airtight container, the board|substrate is supported and fixed in the position opposing the target of a silicon material. Then, sputtering gas to which hydrogen gas is added is introduced into the chamber, and high-frequency power is applied to the target to make the sputtering gas plasma. By active species generated by the plasma, silicon particles are pushed out of the target and deposited on the substrate. At this time, when the unbonded hand of the silicon atom bonds with the hydrogen atom contained in the sputtering gas, it is hydrogen-terminated.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성07-90570호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. Hei 07-90570

이상과 같이 성막과 함께 수소 종단화시키는 경우, 실리콘과 수소의 결합의 효율은 좋지 않다. 이 때문에, 스퍼터 가스에 있어서의 수소 가스의 비율(수소 농도)을 높일 필요가 있다. 그러나, 수소 농도를 높이면, 고농도의 수소가 성막 장치 내부에 존재하는 산소와의 반응이나 열에 의해 폭발할 가능성이 높아진다. 따라서, 사용하는 수소 농도를 높이는 경우에는, 기기 설비 건물이나 장치를 방폭 사양으로 하여 안전성을 확보하고 있다. 그 결과, 설비의 비용은 비싸진다. 또한, 챔버 내에서 수소 가스를 포함하는 스퍼터 가스에 의해 성막을 행하여도, 기판에 형성된 실리콘막의 표층의 부분의 실리콘 원자는 수소 종단화되기 쉽지만, 실리콘막의 내부까지 수소 원자가 도달하기 어려워, 막 내부의 실리콘 원자는 미결합손이 잔존하기 쉽다. 즉, 실리콘막의 내부도 포함한 전체를, 효율적으로 수소 종단화시키는 것은 어렵다.In the case of hydrogen termination together with film formation as described above, the efficiency of bonding between silicon and hydrogen is not good. For this reason, it is necessary to raise the ratio (hydrogen concentration) of the hydrogen gas in sputtering gas. However, if the hydrogen concentration is increased, the possibility that the high concentration hydrogen will explode due to a reaction or heat with oxygen present inside the film forming apparatus increases. Therefore, when increasing the concentration of hydrogen to be used, safety is ensured by setting an explosion-proof specification for equipment, equipment, and equipment. As a result, the cost of the equipment becomes high. Further, even when the film is formed by sputtering gas containing hydrogen gas in the chamber, silicon atoms in the surface layer portion of the silicon film formed on the substrate are easily hydrogen-terminated, but hydrogen atoms are difficult to reach to the inside of the silicon film. Silicon atoms tend to remain unbonded. That is, it is difficult to efficiently hydrogen-terminate the entire silicon film including the inside.

본 발명은 전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 제안된 것이며, 수소화 실리콘막을, 저비용으로 효율적으로 형성할 수 있는 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of efficiently forming a silicon hydride film at low cost.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 성막 장치는, 워크를 순환 반송하는 회전 테이블을 갖는 반송부와, 실리콘 재료로 구성되는 타겟과, 상기 타겟과 상기 회전 테이블 사이에 도입되는 스퍼터 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 스퍼터링에 의해 상기 워크에 실리콘막을 성막하는 성막 처리부; 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입부와, 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 상기 워크에 성막된 상기 실리콘막을 수소화하는 수소화 처리부를 구비하고, 상기 반송부는, 상기 워크가 상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부를 교대로 통과하도록 반송한다.In order to achieve the above object, a film forming apparatus according to the present invention includes a conveying unit having a rotary table for circulating and conveying a workpiece, a target made of a silicon material, and a sputtering gas introduced between the target and the rotary table into plasma. a film forming processing unit having a plasma generator to convert the film into a film and forming a silicon film on the work by sputtering; A process gas introduction unit for introducing a process gas containing hydrogen gas, and a plasma generator for converting the process gas into plasma, a hydrogenation processing unit for hydrogenating the silicon film formed on the work, wherein the conveying unit comprises: It conveys so that the said film-forming process part and the said hydrogenation process part may pass alternately.

또한, 본 발명에 따른 성막 방법은, 회전 테이블을 갖는 반송부가, 워크를 순환 반송하는 순환 반송 공정과, 실리콘 재료로 구성되는 타겟과, 상기 타겟과 상기 회전 테이블 사이에 도입되는 스퍼터 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 성막 처리부가, 스퍼터링에 의해 상기 워크에 실리콘막을 성막하는 성막 공정과, 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입부와, 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 수소화 처리부가, 상기 워크에 성막된 실리콘막을 수소화하는 수소화 공정을 포함하고, 상기 반송부는, 상기 워크가 상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부를 교대로 통과하도록 반송한다.Further, in the film forming method according to the present invention, a circulating transport step in which a transport unit having a rotary table circulates and transports a work, a target made of a silicon material, and a sputtering gas introduced between the target and the rotary table into plasma Hydrogenation having a film forming process for forming a silicon film on the work by sputtering, a process gas introducing unit for introducing a process gas containing hydrogen gas, and a plasma generator for converting the process gas into plasma. The processing unit includes a hydrogenation step of hydrogenating the silicon film formed on the work, and the conveying unit conveys the work so that the work passes through the film forming unit and the hydrogenation unit alternately.

본 발명에 따르면, 수소화 실리콘막을 저비용으로 효율적으로 형성할 수 있다.According to the present invention, a silicon hydride film can be efficiently formed at low cost.

도 1은 본 실시형태에 따른 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 투시 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이고, 도 1의 실시형태의 성막 장치의 측면에서 본 내부 구성의 상세도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 성막 장치에 의한 처리의 흐름도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 성막 장치에 의한 워크의 처리 과정을 나타내는 모식도이다.
도 5는 실리콘막의 소쇠 계수와 파장의 관계를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective plan view which shows typically the structure of the film-forming apparatus which concerns on this embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 , and is a detailed view of an internal configuration of the film forming apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 as seen from the side.
3 is a flowchart of processing by the film forming apparatus according to the present embodiment.
4 is a schematic diagram showing a processing process of a workpiece by the film forming apparatus according to the present embodiment.
5 is a graph showing a relationship between an extinction coefficient and a wavelength of a silicon film.

본 발명에 따른 성막 장치의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment of the film-forming apparatus which concerns on this invention is described in detail, referring drawings.

[개요][summary]

도 1에 나타내는 성막 장치(100)는, 스퍼터링에 의해, 워크(10) 상에 수소화 실리콘막을 형성하는 장치이다. 워크(10)는, 예컨대, 석영, 유리 등의 투광성을 갖는 기판이고, 성막 장치(100)는, 워크(10)의 표면에, 수소 종단화된 실리콘(Si-H)막을 형성한다. 또한, 성막되는 실리콘막은 비정질, 즉 어모퍼스 실리콘막이고, 막을 구성하는 실리콘 원자는 미결합손을 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서 「수소화」와 「수소 종단화」는 동일한 의미이다. 이 때문에, 이하의 설명에서는, 수소화 처리는, 수소 종단화시키는 처리를 의미한다.The film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is an apparatus for forming a silicon hydride film on the work 10 by sputtering. The work 10 is a light-transmitting substrate such as quartz or glass, and the film forming apparatus 100 forms a hydrogen-terminated silicon (Si-H) film on the surface of the work 10 . Further, the silicon film to be formed is an amorphous, that is, an amorphous silicon film, and silicon atoms constituting the film have unbonded hands. In addition, in this specification, "hydrogenation" and "hydrogen termination" have the same meaning. For this reason, in the following description, the hydrogenation process means the process which makes hydrogen termination.

성막 장치(100)는, 챔버(20), 반송부(30), 성막 처리부(40), 수소화 처리부(50), 로드록부(60) 및 제어 장치(70)를 갖는다. 챔버(20)는 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기이다. 챔버(20)는 원기둥 형상이고, 그 내부는 구획부(22)에 의해 구획되고, 부채형으로 복수 구획으로 분할되어 있다. 구획들 중 하나에 성막 처리부(40)가 배치되고, 구획들 중 다른 하나에 수소화 처리부(50)가 배치되고, 구획들 중 또 다른 하나에 로드록부(60)가 배치된다. 즉, 챔버(20) 내에 있어서, 성막 처리부(40), 수소화 처리부(50), 로드록부(60)는, 각각의 구획에 배치되어 있다.The film forming apparatus 100 includes a chamber 20 , a transfer unit 30 , a film forming unit 40 , a hydroprocessing unit 50 , a load lock unit 60 , and a control device 70 . The chamber 20 is a container capable of evacuating the inside. The chamber 20 has a cylindrical shape, and its interior is partitioned by a partition 22, and is divided into a plurality of partitions in a sectoral shape. A film formation processing unit 40 is arranged in one of the compartments, a hydroprocessing unit 50 is arranged in another one of the compartments, and a load lock unit 60 is arranged in another one of the compartments. That is, in the chamber 20 , the film formation processing unit 40 , the hydrogenation processing unit 50 , and the load lock unit 60 are arranged in respective compartments.

성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)는 1구획씩 배치되어 있다. 워크(10)는, 챔버(20) 내를 둘레 방향을 따라 몇 바퀴나 주회함으로써, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 순회하여 통과하게 됨으로써, 워크(10) 상에서 실리콘막의 형성과 실리콘막의 수소화가 교대로 반복되어 원하는 두께의 수소화 실리콘막이 성장해 간다. 또한, 수소 농도를 높이는 경우에는, 성막 처리부(40)에 대하여 2 이상의 수소화 처리부(50)를 배치하여도 좋다. 즉, 수소화 처리부(50)를 2 이상의 구획에 배치하여도 좋다. 수소화 처리부(50)가 2 이상 배치되어 있어도, 성막→수소화 처리→수소화 처리→성막…과 같이, 수소화 처리와 성막 처리 사이에, 성막 처리나 수소화 처리 이외의 처리를 포함하지 않으면, 「성막 처리부와 수소화 처리부를 교대로 통과한다」고 하는 양태에 포함된다.The film-forming process part 40 and the hydrogenation process part 50 are arrange|positioned one by one. The work 10 goes around the inside of the chamber 20 several times in the circumferential direction to alternately pass through the film forming unit 40 and the hydrogenation unit 50 , thereby forming a silicon film on the work 10 . and hydrogenation of the silicon film are alternately repeated to grow a silicon hydride film of a desired thickness. In addition, in the case of increasing the hydrogen concentration, two or more hydrogenation processing units 50 may be disposed with respect to the film forming processing unit 40 . That is, you may arrange|position the hydroprocessing part 50 in two or more divisions. Even if two or more hydroprocessing units 50 are disposed, film formation → hydrogenation treatment → hydrogenation treatment → film formation… As described above, between the hydrogenation treatment and the film forming treatment, if no treatment other than the film forming treatment or the hydrogenation treatment is included, it is included in the aspect of “passing the film forming unit and the hydroprocessing unit alternately”.

도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(20)는, 원반형의 천장(20a), 원반형의 내저면(20b) 및 환형의 내주면(20c)에 의해 둘러싸여 형성되어 있다. 구획부(22)는, 원기둥 형상의 중심으로부터 방사형으로 배치된 사각형의 벽판이고, 천장(20a)으로부터 내저면(20b)을 향하여 연장되고, 내저면(20b)에는 도달하지 않는다. 즉, 내저면(20b)측에는 원기둥형의 공간이 확보되어 있다.As shown in FIG. 2, the chamber 20 is surrounded by the disk-shaped ceiling 20a, the disk-shaped inner bottom surface 20b, and the annular inner peripheral surface 20c, and is formed. The partition part 22 is a rectangular wallboard radially arrange|positioned from the center of a column shape, and extends from the ceiling 20a toward the inner bottom surface 20b, and does not reach the inner bottom surface 20b. That is, a cylindrical space is secured on the inner bottom surface 20b side.

이 원주형의 공간에는, 워크(10)를 반송하는 회전 테이블(31)이 배치되어 있다. 구획부(22)의 하단은, 반송부(30)에 실린 워크(10)가 통과하는 간극을 두고서, 회전 테이블(31)에 있어서의 워크(10)의 배치면과 대향하고 있다. 이 구획부(22)에 의해, 성막 처리부(40) 및 수소화 처리부(50)에 있어서 워크(10)의 처리가 행해지는 처리 공간(41, 59)이 구획된다. 즉, 성막 처리부(40), 수소화 처리부(50)는, 각각 챔버(20)보다 작고, 서로 이격된 처리 공간(41, 59)을 가지고 있다. 이에 의해, 성막 처리부(40)의 스퍼터 가스(G1) 및 수소화 처리부(50)의 프로세스 가스(G2)가 챔버(20) 내에 확산되는 것을 억제할 수 있다.In this columnar space, the rotary table 31 which conveys the workpiece|work 10 is arrange|positioned. The lower end of the partition part 22 faces the placement surface of the workpiece 10 in the rotary table 31 with a gap through which the workpiece 10 loaded on the conveyance part 30 passes. The dividing unit 22 divides the processing spaces 41 and 59 in which the workpiece 10 is processed in the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 . That is, the film formation processing unit 40 and the hydrogenation processing unit 50 are smaller than the chamber 20 , respectively, and have processing spaces 41 and 59 spaced apart from each other. Thereby, it is possible to suppress diffusion of the sputtering gas G1 of the film forming unit 40 and the process gas G2 of the hydrogenation processing unit 50 into the chamber 20 .

또한, 후술하는 바와 같이, 성막 처리부(40) 및 수소화 처리부(50)에 있어서는 처리 공간(41, 59)에 있어서 플라즈마가 생성되지만, 챔버(20)보다 작은 공간으로 칸막이된 처리 공간에 있어서의 압력을 조정하면 되기 때문에, 압력 조정을 용이하게 행할 수 있어, 플라즈마의 방전을 안정화시킬 수 있다. 따라서, 전술한 효과가 얻어지는 것이면, 평면에서 보아, 최저라도 성막 처리부(40)를 사이에 두는 2개의 구획부(22), 수소화 처리부(50)를 사이에 두는 2개의 구획부(22)가 있으면 좋다.In addition, although plasma is generated in the processing spaces 41 and 59 in the film forming processing unit 40 and the hydrogenation processing unit 50 , as will be described later, the pressure in the processing space partitioned by a space smaller than the chamber 20 . can be adjusted, pressure can be easily adjusted, and plasma discharge can be stabilized. Therefore, as long as the above-described effect is obtained, if there are at least two partitions 22 that sandwich the film-forming processing unit 40 and two partitions 22 that sandwich the hydroprocessing unit 50 in plan view, good night.

또한, 챔버(20)에는 배기구(21)가 마련되어 있다. 배기구(21)에는 배기부(80)가 접속되어 있다. 배기부(80)는 배관 및 도시하지 않는 펌프, 밸브 등을 갖는다. 배기구(21)를 통한 배기부(80)에 의한 배기에 의해, 챔버(20) 내를 감압하여, 진공으로 할 수 있다.In addition, the chamber 20 is provided with an exhaust port 21 . An exhaust part 80 is connected to the exhaust port 21 . The exhaust part 80 has piping, a pump, a valve, etc. which are not shown in figure. The inside of the chamber 20 can be pressure-reduced by the exhaust by the exhaust part 80 through the exhaust port 21, and it can be made into a vacuum.

반송부(30)는, 회전 테이블(31), 모터(32) 및 유지부(33)를 가지고, 워크(10)를 원주의 궤적인 반송 경로(L)를 따라 순환 반송시킨다. 회전 테이블(31)은 원반 형상을 가지고, 내주면(20c)과 접촉하지 않을 정도로 크게 펼쳐져 있다. 모터(32)는, 회전 테이블(31)의 원중심을 회전축으로 하여 연속적으로 미리 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 유지부(33)는, 회전 테이블(31)의 상면에 원주 균등 배열 위치에 배치되는 홈, 구멍, 돌기, 지그, 홀더 등이고, 워크(10)를 실은 트레이(34)를 메카니컬 척, 점착 척에 의해 유지한다. 워크(10)는, 예컨대 트레이(34) 상에 매트릭스형으로 정렬 배치되고, 유지부(33)는, 회전 테이블(31) 상에 60°간격으로 6개가 배치된다. 즉, 성막 장치(100)는, 복수의 유지부(33)에 유지된 복수의 워크(10)에 대하여 일괄하여 성막할 수 있기 때문에, 생산성이 매우 높다.The conveyance part 30 has the rotary table 31, the motor 32, and the holding|maintenance part 33, and circulates and conveys the workpiece|work 10 along the conveyance path|route L which is the locus|trajectory of a circumference. The rotary table 31 has a disk shape, and is widened so as not to come into contact with the inner circumferential surface 20c. The motor 32 continuously rotates at a predetermined rotation speed with the rotational center of the rotary table 31 as a rotation axis. The holding part 33 is a groove, a hole, a projection, a jig, a holder, etc. which are arranged in a circumferentially uniform arrangement on the upper surface of the rotary table 31, and the tray 34 on which the workpiece 10 is loaded is attached to a mechanical chuck or an adhesive chuck. maintained by The work 10 is arranged, for example, in a matrix form on the tray 34 , and six holding portions 33 are arranged at intervals of 60° on the rotary table 31 . That is, since the film forming apparatus 100 can collectively form a film on the plurality of workpieces 10 held by the plurality of holding units 33 , the productivity is very high.

성막 처리부(40)는, 플라즈마를 생성하여, 실리콘 재료로 구성되는 타겟(42)을 상기 플라즈마에 노출시킨다. 이에 의해, 성막 처리부(40)는, 플라즈마에 포함되는 이온을 실리콘 재료에 충돌시킴으로써 밀려나온 실리콘 입자를 워크(10) 상에 퇴적시켜 성막을 행한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 성막 처리부(40)는, 타겟(42), 배킹 플레이트(43) 및 전극(44)으로 구성되는 스퍼터원과, 전원부(46)와 스퍼터 가스 도입부(49)로 구성되는 플라즈마 발생기를 구비한다.The film formation processing unit 40 generates plasma to expose the target 42 made of a silicon material to the plasma. Thereby, the film-forming processing part 40 deposits the silicon particle pushed out by making the ions contained in plasma collide with the silicon material, and performs film-forming. As shown in FIG. 2 , this film-forming processing unit 40 is composed of a sputter source composed of a target 42 , a backing plate 43 , and an electrode 44 , a power supply unit 46 , and a sputtering gas introduction unit 49 . A plasma generator is provided.

타겟(42)은, 워크(10) 상에 퇴적되어 막이 되는 성막 재료로 구성된 판형 부재이다. 본 실시형태의 성막 재료는 실리콘 재료이고, 타겟(42)은 워크(10)에 퇴적시키는 실리콘 입자의 공급원이 된다. 즉, 타겟(42)은 실리콘 재료로 구성되어 있다. 「실리콘 재료로 구성되는 타겟」이란, 실리콘 입자를 공급 가능한 스퍼터링 타겟이면, 실리콘 합금 타겟 등, 실리콘 이외를 포함하고 있어도 허용된다.The target 42 is a plate-shaped member made of a film-forming material that is deposited on the work 10 to form a film. The film forming material of this embodiment is a silicon material, and the target 42 serves as a supply source of silicon particles to be deposited on the work 10 . That is, the target 42 is made of a silicon material. As long as the "target comprised of a silicon material" is a sputtering target which can supply a silicon particle, even if it contains other than silicon|silicone, such as a silicon alloy target, it is permissible.

타겟(42)은, 회전 테이블(31)에 배치된 워크(10)의 반송 경로(L)에 이격하여 마련되어 있다. 타겟(42)은, 그 표면이 회전 테이블(31)에 배치된 워크(10)에 대향하도록, 챔버(20)의 천장(20a)에 유지되어 있다. 타겟(42)은 예컨대 3개가 설치된다. 3개의 타겟(42)은, 평면에서 보아 삼각형의 정점 상에 배열되는 위치에 마련되어 있다.The target 42 is spaced apart from the conveyance path L of the work 10 arrange|positioned on the rotary table 31, and is provided. The target 42 is held on the ceiling 20a of the chamber 20 so that its surface faces the work 10 disposed on the rotary table 31 . Three targets 42 are provided, for example. The three targets 42 are provided in the position arranged on the vertex of a triangle in planar view.

배킹 플레이트(43)는 타겟(42)을 유지하는 지지 부재이다. 이 배킹 플레이트(43)는 각 타겟(42)을 개별적으로 유지한다. 전극(44)은, 챔버(20)의 외부로부터 각 타겟(42)에 개별적으로 전력을 인가하기 위한 도전성의 부재이고, 타겟(42)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 타겟(42)에 인가하는 전력은, 개별적으로 바꿀 수 있다. 그 외에, 스퍼터원에는, 필요에 따라 마그넷, 냉각 기구 등이 적절하게 구비되어 있다.The backing plate 43 is a support member for holding the target 42 . This backing plate 43 holds each target 42 individually. The electrode 44 is a conductive member for individually applying electric power to each target 42 from the outside of the chamber 20 , and is electrically connected to the target 42 . The electric power applied to each target 42 can be changed individually. In addition, a magnet, a cooling mechanism, etc. are suitably equipped with the sputtering source as needed.

전원부(46)는, 예컨대, 고전압을 인가하는 DC 전원이고, 전극(44)과 전기적으로 접속되어 있다. 전원부(46)는, 전극(44)을 통하여 타겟(42)에 전력을 인가한다. 또한, 회전 테이블(31)은, 접지된 챔버(20)와 동전위이고, 타겟(42)측에 고전압을 인가함으로써, 전위차가 발생한다. 전원부(46)는, 고주파 스퍼터를 행하기 위해 RF 전원으로 할 수도 있다.The power supply unit 46 is, for example, a DC power supply for applying a high voltage, and is electrically connected to the electrode 44 . The power supply unit 46 applies electric power to the target 42 through the electrode 44 . Further, the rotary table 31 is at the same potential as the grounded chamber 20 , and by applying a high voltage to the target 42 side, a potential difference is generated. The power supply unit 46 may be an RF power supply for performing high-frequency sputtering.

스퍼터 가스 도입부(49)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(20)에 스퍼터 가스(G1)를 도입한다. 스퍼터 가스 도입부(49)는, 스퍼터 가스(G1)의 공급원(90)과, 배관(48)과, 가스 도입구(47)를 갖는다. 배관(48)은, 스퍼터 가스(G1)의 공급원(90)에 접속되어 챔버(20)를 기밀하게 관통하여 챔버(20)의 내부에 연장되고, 그 단부가 가스 도입구(47)로서 개구되어 있다.The sputtering gas introduction unit 49 introduces the sputtering gas G1 into the chamber 20 as shown in FIG. 2 . The sputtering gas introduction unit 49 includes a supply source 90 of the sputtering gas G1 , a pipe 48 , and a gas introduction port 47 . The pipe 48 is connected to the supply source 90 of the sputtering gas G1, passes through the chamber 20 airtightly, extends inside the chamber 20, and its end is opened as a gas inlet 47, have.

가스 도입구(47)는, 회전 테이블(31)과 타겟(42) 사이에 개구하고, 회전 테이블(31)과 타겟(42) 사이에 형성된 처리 공간(41)에 성막용의 스퍼터 가스(G1)를 도입한다. 스퍼터 가스(G1)로서는 희가스를 채용할 수 있고, 아르곤(Ar) 가스 등이 적합하다. 또한, 본 실시형태의 스퍼터 가스(G1)에는, 수소 가스가 첨가되어 있다. 스퍼터 가스(G1)에 있어서의 수소 농도는, 예컨대, 3% 이하의 저농도이다. 또한, 스퍼터 가스(G1)에 있어서의 수소 농도란, 스퍼터 가스(G1)(희가스+수소 가스) 중의 수소 가스의 비율(중량 퍼센트)이다.The gas inlet 47 is opened between the rotary table 31 and the target 42 , and a sputtering gas G1 for film formation is formed in the processing space 41 formed between the rotary table 31 and the target 42 . to introduce As the sputtering gas G1, a rare gas can be employed, and argon (Ar) gas or the like is suitable. In addition, hydrogen gas is added to the sputtering gas G1 of this embodiment. The hydrogen concentration in the sputtering gas G1 is, for example, a low concentration of 3% or less. In addition, the hydrogen concentration in the sputtering gas G1 is the ratio (weight percent) of hydrogen gas in the sputtering gas G1 (rare gas + hydrogen gas).

스퍼터 가스(G1)의 공급원(90)은, 스퍼터 가스(G1)에 있어서의 희가스와 수소 가스의 도입 분압을 제어하여 챔버(20) 내에 스퍼터 가스(G1)를 공급한다. 구체적으로, 공급원(90)은, 희가스 공급부(91)와, 수소 가스 공급부(92)와, 희가스와 수소 가스를 혼합하는 혼합기(93A)를 구비한다. 희가스 공급부(91)는, 희가스를 수납한 봄베(910), 희가스를 도입하는 배관(911A), 희가스의 유량을 조정하는 유량 제어계(MFC: mass flow controller)(912A)를 구비하고 있다. 수소 가스 공급부(92)는, 수소 가스를 수납한 봄베(920), 수소 가스를 도입하는 배관(921A), 수소 가스의 유량을 조정하는 유량 제어계(MFC)(922A)를 구비하고 있다. 혼합기(93A)는, 유량 제어계(912A, 922A)에 의해 미리 정해진 유량으로 조절된 희가스와 수소 가스를 혼합한다. 혼합기(93A)에 있어서 혼합된 희가스와 수소 가스의 혼합 가스가, 스퍼터 가스(G1)로서 가스 도입구(47)로부터 챔버(20)의 내부에 공급된다.The supply source 90 of the sputtering gas G1 supplies the sputtering gas G1 into the chamber 20 by controlling the introduction partial pressures of the rare gas and the hydrogen gas in the sputtering gas G1. Specifically, the supply source 90 includes a rare gas supply unit 91 , a hydrogen gas supply unit 92 , and a mixer 93A for mixing the rare gas and hydrogen gas. The rare gas supply unit 91 includes a cylinder 910 containing the rare gas, a pipe 911A for introducing the rare gas, and a mass flow controller (MFC: mass flow controller) 912A for adjusting the flow rate of the rare gas. The hydrogen gas supply unit 92 includes a cylinder 920 containing hydrogen gas, a pipe 921A for introducing hydrogen gas, and a flow control system (MFC) 922A for adjusting the flow rate of the hydrogen gas. The mixer 93A mixes hydrogen gas with the noble gas adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate controllers 912A and 922A. The mixed gas of the rare gas and hydrogen gas mixed in the mixer 93A is supplied to the inside of the chamber 20 from the gas inlet 47 as sputtering gas G1.

이러한 성막 처리부(40)에서는, 스퍼터 가스 도입부(49)로부터 스퍼터 가스(G1)를 도입하고, 전원부(46)가 전극(44)을 통하여 타겟(42)에 고전압을 인가하면, 회전 테이블(31)과 타겟(42) 사이에 형성된 처리 공간(41)에 도입된 스퍼터 가스(G1)가 플라즈마화하여, 이온 등의 활성종이 발생한다. 플라즈마 중의 이온은 실리콘 재료로 구성된 타겟(42)과 충돌하여 실리콘 입자를 밀어낸다.In such a film formation processing unit 40, when sputtering gas G1 is introduced from the sputtering gas introduction unit 49, and the power supply unit 46 applies a high voltage to the target 42 through the electrode 44, the rotary table 31 The sputtering gas G1 introduced into the processing space 41 formed between the target 42 and the target 42 is converted into plasma, and active species such as ions are generated. Ions in the plasma collide with a target 42 made of a silicon material and push the silicon particles away.

또한, 이 처리 공간(41)을 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(10)가 통과한다. 밀려나온 실리콘 입자는, 워크(10)가 처리 공간(41)을 통과할 때에 워크(10) 상에 퇴적되어, 실리콘막의 박막이 워크(10) 상에 성막된다. 워크(10)는, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되어, 이 처리 공간(41)을 반복해서 통과함으로써 성막 처리가 행해져 간다.Further, the work 10 circulated and conveyed by the rotary table 31 passes through the processing space 41 . The pushed out silicon particles are deposited on the work 10 when the work 10 passes through the processing space 41 , and a thin film of silicon film is formed on the work 10 . The work 10 is circulated and conveyed by the rotary table 31 , and the film forming process is performed by repeatedly passing through this processing space 41 .

이 실리콘막의 막 두께는, 수소화 처리부(50)의 일정 시간 내에서의 수소화량, 즉 수소화 레이트에 따르지만, 예컨대, 1∼2 원자 레벨(0.5 ㎚ 이하) 정도의 막 두께이면 좋다. 즉, 처리 공간(41)을 워크(10)가 통과할 때마다, 실리콘 입자가 1 또는 2 원자 레벨의 막 두께씩 적층됨으로써 실리콘막이 형성된다. 이와 같이 실리콘막이 되는 실리콘 원자의 대부분은 미결합손을 가지고, 불대전자(unpaired electron)가 존재하는 불안정한 상태이다. 단, 스퍼터 가스(G1)에 포함되는 수소 가스가 플라즈마화함으로써 화학종(원자·분자, 이온, 라디칼, 여기 원자·분자 등)이 발생한다. 이 화학종에 포함되는 수소 원자가 일부의 실리콘 원자의 미결합손에 결합한다(수소 종단화한다). 단, 스퍼터 가스(G1)에 포함되는 수소 가스는 저농도로서, 생성되는 화학종의 양이 비교적 적으며, 플라즈마로부터 워크(10)로 이동하기까지의 실리콘 원자는 격심하게 운동하고 있기 때문에, 결합의 효율은 낮다.The thickness of the silicon film depends on the amount of hydrogenation within a certain period of time of the hydrogenation processing unit 50, that is, the hydrogenation rate, but may be, for example, a thickness of about 1 to 2 atomic levels (0.5 nm or less). That is, whenever the workpiece 10 passes through the processing space 41 , silicon particles are stacked at a film thickness of one or two atomic levels to form a silicon film. As described above, most of the silicon atoms forming the silicon film have unbonded hands and are in an unstable state in which unpaired electrons exist. However, chemical species (atoms/molecules, ions, radicals, excited atoms/molecules, etc.) are generated when the hydrogen gas contained in the sputtering gas G1 becomes plasma. Hydrogen atoms contained in this chemical species bond to unbonded hands of some silicon atoms (hydrogen termination). However, since the hydrogen gas contained in the sputtering gas G1 has a low concentration, the amount of chemical species generated is relatively small, and the silicon atoms moving from the plasma to the work 10 are in intense motion, Efficiency is low.

수소화 처리부(50)는, 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)가 도입된 처리 공간(59) 내에서 유도 결합 플라즈마를 생성한다. 즉, 수소화 처리부(50)는, 수소 가스를 플라즈마화하여 화학종을 발생시킨다. 발생한 화학종에 포함되는 수소 원자는, 성막 처리부(40)에 의해 워크(10) 상에 성막된 실리콘막에 충돌하여 실리콘 원자와 결합한다. 이에 의해, 수소화 처리부(50)는, 화합물막인 수소화 실리콘막을 형성한다. 이와 같이, 수소화 처리부(50)는, 플라즈마를 이용하여 워크(10) 상의 실리콘막의 실리콘 원자를 수소 종단화하는 플라즈마 처리부이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 수소화 처리부(50)는, 통형체(51), 창부재(52), 안테나(53), RF 전원(54), 매칭 박스(55) 및 프로세스 가스 도입부(58)에 의해 구성되는 플라즈마 발생기를 갖는다.The hydroprocessing unit 50 generates an inductively coupled plasma in the processing space 59 into which the process gas G2 containing hydrogen gas is introduced. That is, the hydrogenation processing unit 50 converts hydrogen gas into plasma to generate chemical species. Hydrogen atoms contained in the generated chemical species collide with the silicon film formed on the work 10 by the film formation processing unit 40 to bond with the silicon atoms. Thereby, the hydrogenation processing unit 50 forms a silicon hydride film which is a compound film. As described above, the hydrogenation processing unit 50 is a plasma processing unit that hydrogen-terminates silicon atoms of the silicon film on the work 10 using plasma. As shown in FIG. 2 , the hydroprocessing unit 50 includes a cylindrical body 51 , a window member 52 , an antenna 53 , an RF power source 54 , a matching box 55 , and a process gas introduction unit 58 . has a plasma generator constituted by

통형체(51)는, 처리 공간(59)의 주위를 덮는 부재이다. 통형체(51)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 수평 단면이 라운딩된 직사각 형상의 통이고, 개구를 갖는다. 통형체(51)는, 그 개구가 회전 테이블(31)측을 이격하여 향하도록, 챔버(20)의 천장(20a)에 끼워넣어져, 챔버(20)의 내부 공간에 돌출한다. 이 통형체(51)는, 회전 테이블(31)과 동일한 재질로 한다. 창부재(52)는, 통형체(51)의 수평 단면과 대략 상사형의 석영 등의 유전체의 평판이다. 이 창부재(52)는, 통형체(51)의 개구를 막도록 마련되어, 챔버(20) 내의 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)가 도입되는 처리 공간(59)과 통형체(51)의 내부를 칸막이한다.The cylindrical body 51 is a member covering the periphery of the processing space 59 . The cylindrical body 51 is a rectangular cylinder in which the horizontal cross section was rounded, as shown in FIG. 2, and has an opening. The cylindrical body 51 is fitted in the ceiling 20a of the chamber 20 and protrudes into the internal space of the chamber 20 so that the opening may face the turn table 31 side apart. The cylindrical body 51 is made of the same material as the rotary table 31 . The window member 52 is a flat plate of dielectric material such as quartz having a substantially similar shape to the horizontal cross section of the cylindrical body 51 . The window member 52 is provided to block the opening of the cylindrical body 51 , and is formed between the processing space 59 into which the process gas G2 containing hydrogen gas in the chamber 20 is introduced and the cylindrical body 51 . divide the interior.

처리 공간(59)은, 수소화 처리부(50)에 있어서, 회전 테이블(31)과 통형체(51)의 내부 사이에 형성된다. 이 처리 공간(59)을 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(10)가 반복 통과함으로써 수소화 처리가 행해진다. 또한, 창부재(52)는, 알루미나 등의 유전체여도 좋고, 실리콘 등의 반도체여도 좋다.The processing space 59 is formed between the rotary table 31 and the inside of the cylindrical body 51 in the hydroprocessing unit 50 . The hydrogenation process is performed by repeatedly passing the workpiece 10 circulated and conveyed by the rotary table 31 through the processing space 59 . Further, the window member 52 may be a dielectric such as alumina or a semiconductor such as silicon.

안테나(53)는, 코일형으로 권취된 도전체이며, 창부재(52)에 의해 챔버(20) 내의 처리 공간(59)과는 이격된 통형체(51) 내부 공간에 배치되어, 교류 전류가 흐르게 함으로써 전계를 발생시킨다. 안테나(53)로부터 발생시킨 전계가 창부재(52)를 통해 처리 공간(59)에 효율적으로 도입되도록, 안테나(53)는 창부재(52)의 근방에 배치되는 것이 바람직하다. 안테나(53)에는, 고주파 전압을 인가하는 RF 전원(54)이 접속되어 있다. RF 전원(54)의 출력측에는 정합 회로인 매칭 박스(55)가 직렬로 접속되어 있다. 매칭 박스(55)는, 입력측 및 출력측의 임피던스를 정합시킴으로써, 플라즈마의 방전을 안정화시킨다.The antenna 53 is a conductor wound in a coil shape, and is disposed in the inner space of the cylindrical body 51 spaced apart from the processing space 59 in the chamber 20 by the window member 52 so that an alternating current By allowing it to flow, an electric field is generated. The antenna 53 is preferably disposed in the vicinity of the window member 52 so that the electric field generated from the antenna 53 is efficiently introduced into the processing space 59 through the window member 52 . An RF power supply 54 for applying a high-frequency voltage is connected to the antenna 53 . A matching box 55 serving as a matching circuit is connected in series to the output side of the RF power source 54 . The matching box 55 stabilizes the plasma discharge by matching the impedances of the input side and the output side.

프로세스 가스 도입부(58)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 처리 공간(59)에 도입한다. 프로세스 가스 도입부(58)는, 프로세스 가스(G2)의 공급원(90)과, 배관(57), 가스 도입구(56)를 갖는다. 배관(57)은, 프로세스 가스(G2)의 공급원(90)에 접속되어, 챔버(20)를 기밀하게 밀봉하면서 관통하여 챔버(20)의 내부로 연장되고, 그 단부가 가스 도입구(56)로서 개구되어 있다.The process gas introduction unit 58 introduces a process gas G2 containing hydrogen gas into the processing space 59 as shown in FIG. 2 . The process gas introduction unit 58 includes a supply source 90 of the process gas G2 , a pipe 57 , and a gas introduction port 56 . The pipe 57 is connected to the supply source 90 of the process gas G2, passes through the chamber 20 while hermetically sealing it, and extends into the chamber 20, and the end thereof is a gas inlet port 56 . is opened as

가스 도입구(56)는, 창부재(52)와 회전 테이블(31) 사이의 처리 공간(59)에 개구하여, 프로세스 가스(G2)를 도입한다. 프로세스 가스(G2)로서는, 희가스를 채용할 수 있고, 아르곤 가스 등이 적합하다. 또한, 본 실시형태의 프로세스 가스(G2)에는, 수소 가스가 첨가되어 있다. 프로세스 가스(G2)에 있어서의 수소 농도는, 예컨대, 3% 이하라고 하는 저농도이다. 즉, 프로세스 가스(G2)는, 스퍼터 가스(G1)와 공통의 가스를 이용할 수 있다. 또한, 프로세스 가스(G2)에 있어서의 수소 농도란, 프로세스 가스(G2)(희가스+수소 가스) 중의 수소 가스의 비율(중량 퍼센트)이다.The gas introduction port 56 is opened in the processing space 59 between the window member 52 and the rotary table 31 to introduce the process gas G2. As the process gas G2, a rare gas can be employed, and argon gas or the like is suitable. In addition, hydrogen gas is added to the process gas G2 of this embodiment. The hydrogen concentration in the process gas G2 is, for example, a low concentration of 3% or less. That is, as the process gas G2, a gas common to the sputtering gas G1 can be used. In addition, the hydrogen concentration in the process gas G2 is the ratio (weight percent) of hydrogen gas in the process gas G2 (rare gas + hydrogen gas).

프로세스 가스(G2)의 공급원(90)은, 프로세스 가스(G2)에 있어서의 희가스와 수소 가스의 도입 분압을 제어하여 처리 공간(59)에 프로세스 가스(G2)를 공급한다. 구체적으로, 공급원(90)은, 희가스 공급부(91)와, 수소 가스 공급부(92)와, 희가스와 수소 가스를 혼합하는 혼합기(93B)를 구비한다. 희가스 공급부(91)는, 희가스를 수납한 봄베(910), 희가스를 도입하는 배관(911B), 희가스의 유량을 조정하는 유량 제어계(MFC)(912B)가 구비되어 있다. 수소 가스 공급부(92)는, 수소 가스를 수납한 봄베(920), 수소 가스를 도입하는 배관(921B), 수소 가스의 유량을 조정하는 유량 제어계(MFC)(922B)가 구비되어 있다. 봄베(910, 920)는, 스퍼터 가스(G1)의 공급원(90)과 공용이다. 혼합기(93B)는, 유량 제어계(912B, 922B)에 의해 미리 정해진 유량으로 조절된 희가스와 수소 가스를 혼합한다. 혼합기(93B)에 있어서 혼합된 희가스와 수소 가스의 혼합 가스가, 프로세스 가스(G2)로서 가스 도입구(56)로부터 처리 공간(59)의 내부에 공급된다.The supply source 90 of the process gas G2 supplies the process gas G2 to the process space 59 by controlling the introduction partial pressures of the rare gas and the hydrogen gas in the process gas G2 . Specifically, the supply source 90 includes a rare gas supply unit 91 , a hydrogen gas supply unit 92 , and a mixer 93B for mixing the rare gas and hydrogen gas. The rare gas supply unit 91 is provided with a cylinder 910 containing the rare gas, a pipe 911B for introducing the rare gas, and a flow rate control system (MFC) 912B for adjusting the flow rate of the rare gas. The hydrogen gas supply unit 92 includes a cylinder 920 containing hydrogen gas, a pipe 921B for introducing hydrogen gas, and a flow control system (MFC) 922B for adjusting the flow rate of the hydrogen gas. The cylinders 910 and 920 are shared with the supply source 90 of the sputtering gas G1. The mixer 93B mixes hydrogen gas with the noble gas adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate controllers 912B and 922B. A mixed gas of the rare gas and hydrogen gas mixed in the mixer 93B is supplied into the processing space 59 from the gas inlet 56 as the process gas G2 .

이러한 수소화 처리부(50)에서는, RF 전원(54)으로부터 안테나(53)에 고주파 전압이 인가된다. 이에 의해, 안테나(53)에 고주파 전류가 흘러, 전자 유도에 의한 전계가 발생한다. 전계는, 창부재(52)를 통해, 처리 공간(59)에 발생하고, 프로세스 가스(G2)에 유도 결합 플라즈마가 발생한다. 이때, 수소 원자를 포함하는 수소의 화학종이 발생하여, 워크(10) 상의 실리콘막에 충돌함으로써, 수소 원자가 실리콘 원자의 미결합손과 결합한다. 그 결과, 워크(10) 상의 실리콘막은 수소 종단화되어, 화합물막으로서 안정된 수소화 실리콘막이 형성된다. 여기서, 워크(10) 상에 퇴적된 실리콘 원자는, 랜덤한 격심한 움직임이 없이 워크(10) 상에 머물고 있기 때문에, 프로세스 가스(G2)의 수소가 저농도여도, 미결합손에 결합하기 쉬워, 효율적인 수소 종단화가 가능해진다.In this hydrogenation processing unit 50 , a high-frequency voltage is applied from the RF power supply 54 to the antenna 53 . Thereby, a high-frequency current flows through the antenna 53, and an electric field by electromagnetic induction is generated. An electric field is generated in the processing space 59 through the window member 52 , and an inductively coupled plasma is generated in the process gas G2 . At this time, chemical species of hydrogen including hydrogen atoms are generated and collide with the silicon film on the work 10 , so that the hydrogen atoms bond with unbonded bonds of the silicon atoms. As a result, the silicon film on the work 10 is hydrogen-terminated, and a silicon hydride film stable as a compound film is formed. Here, since silicon atoms deposited on the work 10 remain on the work 10 without random violent movement, even if hydrogen in the process gas G2 has a low concentration, it is easy to bond to unbonded hands, Efficient hydrogen termination is possible.

로드록부(60)는, 챔버(20)의 진공을 유지한 상태로, 도시하지 않는 반송 수단에 의해, 외부로부터 미처리의 워크(10)를 탑재한 트레이(34)를, 챔버(20) 내에 반입하며, 처리 완료된 워크(10)를 탑재한 트레이(34)를 챔버(20)의 외부에 반출하는 장치이다. 이 로드록부(60)는, 주지의 구조의 것을 적용할 수 있기 때문에, 설명을 생략한다.The load lock unit 60 carries the tray 34 on which the unprocessed workpiece 10 is mounted from the outside into the chamber 20 by a conveying means (not shown) while maintaining the vacuum of the chamber 20 . And, it is an apparatus for carrying out the tray 34 on which the processed workpiece 10 is mounted to the outside of the chamber 20 . Since the load lock unit 60 having a well-known structure can be applied, its description is omitted.

제어 장치(70)는, 배기부(80), 스퍼터 가스 도입부(49), 프로세스 가스 도입부(58), 전원부(46), RF 전원(54), 반송부(30) 등, 성막 장치(100)를 구성하는 각종 요소를 제어한다. 이 제어 장치(70)는, PLC(Programmable Logic Controller)나, CPU(Central Processing Unit)를 포함하는 처리 장치이고, 제어 내용을 기술한 프로그램이 기억되어 있다. 구체적으로 제어되는 내용으로서는, 성막 장치(100)의 초기 배기 압력, 타겟(42) 및 안테나(53)로의 인가 전력, 스퍼터 가스(G1) 및 프로세스 가스(G2)의 유량, 도입 시간 및 배기 시간, 성막 시간, 모터(32)의 회전 속도 등을 들 수 있다. 또한, 제어 장치(70)는, 다양한 다종의 성막 사양에 대응 가능하다.The control device 70 includes an exhaust unit 80 , a sputter gas introduction unit 49 , a process gas introduction unit 58 , a power supply unit 46 , an RF power supply 54 , a conveyance unit 30 , and the like, the film forming apparatus 100 . Controls various elements that make up This control device 70 is a processing device including a programmable logic controller (PLC) and a central processing unit (CPU), in which a program in which control contents are described is stored. Specifically, the controlled contents include the initial exhaust pressure of the film forming apparatus 100, the power applied to the target 42 and the antenna 53, the flow rates of the sputtering gas G1 and the process gas G2, the introduction time and the exhaust time, The film-forming time, the rotation speed of the motor 32, etc. are mentioned. In addition, the control device 70 can respond to various types of film-forming specifications.

[동작][movement]

다음에, 제어 장치(70)에 의해 제어된 성막 장치(100)의 전체 동작을 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 순서로 성막 장치(100)에 의해 성막을 행하는 성막 방법, 성막 장치(100)의 제어 방법도 본 발명의 일양태이다. 도 3은 본 실시형태에 따른 성막 장치(100)에 의한 처리의 흐름도이다. 먼저, 반송 수단에 의해, 워크(10)를 탑재한 트레이(34)가 로드록부(60)로부터 챔버(20) 내에 순차 반입된다(단계 S01). 단계 S01에 있어서, 회전 테이블(31)은, 빈 유지부(33)를, 순차적으로 로드록부(60)로부터의 반입 부위로 이동시킨다. 유지부(33)는, 반송 수단에 의해 반입된 트레이(34)를, 각각 개별적으로 유지한다. 이와 같이 하여, 수소화 실리콘막이 성막되는 워크(10)를 탑재한 트레이(34)가, 회전 테이블(31) 상에 전부 배치된다.Next, the overall operation of the film forming apparatus 100 controlled by the control apparatus 70 will be described. Moreover, the film-forming method which performs film-forming by the film-forming apparatus 100 in the order shown below, and the control method of the film-forming apparatus 100 are also one aspect|mode of this invention. 3 is a flowchart of processing by the film forming apparatus 100 according to the present embodiment. First, the tray 34 on which the workpiece 10 is mounted is sequentially loaded into the chamber 20 from the load lock unit 60 by the conveying means (step S01). In step S01, the rotary table 31 moves the empty holding part 33 to the carrying-in site|part from the load-lock part 60 sequentially. The holding unit 33 holds the trays 34 carried in by the conveying means individually, respectively. In this way, all the trays 34 on which the workpiece 10 on which the silicon hydride film is formed are mounted are arranged on the rotary table 31 .

챔버(20) 내부는, 배기부(80)에 의해 배기구(21)로부터 배기되어 항상 감압되어 있다. 챔버(20) 내가 미리 정해진 압력까지 감압되면(단계 S02), 워크(10)를 실은 회전 테이블(31)이 회전하여, 미리 정해진 회전 속도에 도달한다(단계 S03).The inside of the chamber 20 is exhausted from the exhaust port 21 by the exhaust part 80 and the pressure is always reduced. When the inside of the chamber 20 is decompressed to a predetermined pressure (step S02), the rotary table 31 on which the workpiece 10 is loaded rotates to reach a predetermined rotational speed (step S03).

미리 정해진 회전 속도에 도달하면, 먼저 성막 처리부(40)에서 워크(10) 상에 실리콘막을 성막한다(단계 S04). 즉, 스퍼터 가스 도입부(49)가, 가스 도입구(47)를 통하여 스퍼터 가스(G1)를 공급한다. 스퍼터 가스(G1)는, 실리콘 재료로 구성된 타겟(42)의 주위에 공급된다. 전원부(46)는 타겟(42)에 전압을 인가한다. 이에 의해, 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화시킨다. 플라즈마에 의해 발생한 이온은, 타겟(42)에 충돌하여 실리콘의 입자를 밀어낸다.When the predetermined rotational speed is reached, first, a silicon film is formed on the work 10 in the film forming processing unit 40 (step S04). That is, the sputtering gas introduction unit 49 supplies the sputtering gas G1 through the gas introduction port 47 . The sputtering gas G1 is supplied around the target 42 made of a silicon material. The power supply unit 46 applies a voltage to the target 42 . Thereby, the sputtering gas G1 is made into plasma. Ions generated by the plasma collide with the target 42 and push out silicon particles.

미처리의 워크(10)[도 4의 (A)]에는, 성막 처리부(40)를 통과할 때에, 표면에 실리콘 입자가 퇴적한 박막(12)[도 4의 (B)]이 형성된다. 본 실시형태에서는, 성막 처리부(40)를 1회 통과할 때마다, 막 두께가 0.5 ㎚ 이하, 즉 실리콘 원자 1∼2개를 포함할 수 있는 레벨로 퇴적시킬 수 있다. 또한, 스퍼터 가스(G1)가 플라즈마화하면, 스퍼터 가스(G1) 중의 수소 가스로부터 수소의 화학종이 발생하고, 그것에 포함되는 수소 원자가 일부의 실리콘 원자의 미결합손과 결합함으로써 수소 종단화한다. 단, 성막 시에 있어서의 수소 종단화는 약간의 양에 머문다.On the unprocessed work 10 (FIG. 4(A)), a thin film 12 (FIG. 4(B)) in which silicon particles are deposited on the surface when passing through the film forming unit 40 is formed. In this embodiment, every time it passes through the film forming processing unit 40 once, it is possible to deposit at a film thickness of 0.5 nm or less, that is, at a level that can contain 1 to 2 silicon atoms. Further, when the sputtering gas G1 is converted into plasma, a chemical species of hydrogen is generated from the hydrogen gas in the sputtering gas G1, and hydrogen atoms contained therein bond with some unbonded bonds of silicon atoms, thereby causing hydrogen termination. However, hydrogen termination at the time of film formation remains in a small amount.

이와 같이, 회전 테이블(31)의 회전에 의해 성막 처리부(40)를 통과하여 박막(12)이 형성된 워크(10)는, 수소화 처리부(50)를 통과하고, 그 과정에서 박막(12)의 실리콘 원자가 수소 종단화된다(단계 S05). 즉, 프로세스 가스 도입부(58)가 가스 도입구(56)를 통하여 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 공급한다. 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)는, 창부재(52)와 회전 테이블(31) 사이에 끼인 처리 공간(59)에 공급된다. RF 전원(54)은 안테나(53)에 고주파 전압을 인가한다. 고주파 전압의 인가에 의해 고주파 전류가 흐르는 안테나(53)가 발생시킨 전계는, 창부재(52)를 통해, 처리 공간(59)에 발생한다. 그리고, 이 전계에 의해, 상기 공간에 공급된 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 여기시켜 플라즈마를 발생시킨다. 또한 플라즈마에 의해 발생한 수소의 화학종에 포함되는 수소 원자가, 워크(10) 상의 박막(12)에 충돌함으로써, 실리콘 원자의 미결합손과 결합하여, 박막(12)이 수소화 실리콘막(11)으로 변환된다[도 4의 (C)].In this way, the workpiece 10 on which the thin film 12 is formed by passing through the film forming processing unit 40 by the rotation of the rotary table 31 passes through the hydrogenation processing unit 50, and in the process, silicon of the thin film 12 is passed through. The atoms are hydrogen terminated (step S05). That is, the process gas introduction unit 58 supplies the process gas G2 containing hydrogen gas through the gas introduction port 56 . The process gas G2 containing hydrogen gas is supplied to the processing space 59 sandwiched between the window member 52 and the rotary table 31 . The RF power source 54 applies a high frequency voltage to the antenna 53 . An electric field generated by the antenna 53 through which a high frequency current flows by application of the high frequency voltage is generated in the processing space 59 through the window member 52 . Then, by this electric field, the process gas G2 containing the hydrogen gas supplied to the space is excited to generate plasma. In addition, hydrogen atoms contained in the chemical species of hydrogen generated by the plasma collide with the thin film 12 on the work 10 , thereby bonding with unbonded loss of silicon atoms, and the thin film 12 is formed into the silicon hydride film 11 . converted [Fig. 4(C)].

이와 같이, 단계 S04, 단계 S05에서는, 가동하고 있는 성막 처리부(40)의 처리 공간(41)을 워크(10)가 통과함으로써 성막 처리가 행해지고, 가동하고 있는 수소화 처리부(50)의 처리 공간(59)을 워크(10)가 통과함으로써 수소화 처리가 행해진다. 또한, 「가동하고 있다」란, 각 처리부의 처리 공간(41, 59)에 있어서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 생성 동작이 행해지고 있는 것과 동일한 의미인 것으로 한다.As described above, in steps S04 and S05 , the film forming process is performed by the workpiece 10 passing through the process space 41 of the moving film forming processing unit 40 , and the processing space 59 of the operating hydroprocessing unit 50 . ) through which the work 10 is subjected to hydrogenation treatment. In addition, it is assumed that "operating" has the same meaning as the plasma generating operation for generating plasma in the processing spaces 41 and 59 of each processing unit.

수소화 처리부(50)의 가동, 바꾸어 말하면 플라즈마 생성 동작[프로세스 가스 도입부(58)에 의한 프로세스 가스(G2)의 도입 및 RF 전원(54)에 의한 안테나(53)로의 전압 인가]은, 성막 처리부(40)에서 최초의 성막이 행해진 워크(10)가 수소화 처리부(50)에 도달하기까지의 시간 동안에 시작하면 좋다. 성막이 행해지기 전의 워크(10)의 표면에 수소화 처리를 행하여도 문제 없으면, 성막 처리부(40)의 가동, 바꾸어 말하면 성막 처리부(40)의 플라즈마 생성 동작[스퍼터 가스 도입부(49)에 의한 스퍼터 가스(G1)의 도입 및 전원부(46)에 의한 타겟(42)으로의 전압 인가]과 수소화 처리부(50)의 플라즈마 생성 동작을 동시에 시작시켜도 좋고, 성막 처리부(40)의 플라즈마 생성 동작이 시작되기 전에 수소화 처리부(50)의 플라즈마 생성 동작을 시작시켜도 좋다.The operation of the hydrogenation processing unit 50, in other words, the plasma generation operation (introduction of the process gas G2 by the process gas introduction unit 58 and the application of a voltage to the antenna 53 by the RF power supply 54) is performed by the film formation processing unit ( What is necessary is just to start during the time until the workpiece|work 10 on which the film-forming was initially performed in 40) reaches|attains the hydroprocessing part 50. As shown in FIG. If there is no problem even if the surface of the work 10 before film formation is subjected to a hydrogenation treatment, the operation of the film formation processing unit 40, in other words, the plasma generation operation of the film formation processing unit 40 (sputter gas by the sputter gas introduction unit 49 ) (Introduction of G1 and voltage application to the target 42 by the power supply unit 46] and the plasma generation operation of the hydrogenation processing unit 50 may be started simultaneously, or before the plasma generation operation of the film formation processing unit 40 starts. The plasma generation operation of the hydrogenation processing unit 50 may be started.

회전 테이블(31)은, 미리 정해진 두께의 수소화 실리콘막(11)이 워크(10) 상에 성막될 때까지, 즉 시뮬레이션이나 실험 등으로 미리 얻어진 미리 정해진 시간이 경과할 때까지(단계 S06 '아니오'), 회전을 계속한다. 바꾸어 말하면, 미리 정해진 두께의 수소화 실리콘막(11)이 성막되기까지의 시간 동안, 워크(10)는 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 순환하여 계속해서 통과하여, 워크(10) 상에 실리콘의 입자를 퇴적시키는 성막 처리(단계 S04)와, 퇴적시킨 실리콘 입자의 수소화 처리(단계 S05)가 교대로 반복된다[도 4의 (D)∼(I)].The rotary table 31 rotates until the silicon hydride film 11 of a predetermined thickness is formed on the work 10, that is, until a predetermined time obtained in advance by simulation or experiment or the like has elapsed (step S06 'NO') '), continue rotating. In other words, during the time until the silicon hydride film 11 of a predetermined thickness is formed into a film, the work 10 circulates through the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 and continues to pass through the work 10 on the work 10 . The film forming process (step S04) of depositing silicon particles on the surface and the hydrogenation process of the deposited silicon particles (step S05) are alternately repeated (Fig. 4(D) to (I)).

미리 정해진 시간이 경과하였다면(단계 S06의 '예'), 먼저 성막 처리부(40)의 가동을 정지시킨다(단계 S07). 구체적으로는, 스퍼터 가스 도입부(49)에 의한 스퍼터 가스(G1)의 도입을 정지하고, 전원부(46)에 의한 타겟(42)으로의 전압 인가를 정지한다. 다음에, 수소화 처리부(50)의 가동을 정지시킨다(단계 S08). 구체적으로는, 프로세스 가스 도입부(58)에 의한 프로세스 가스(G2)의 도입을 정지하고, RF 전원(54)에 의한 안테나(53)로의 고주파 전력의 공급을 정지한다. 그리고, 회전 테이블(31)의 회전을 정지시켜, 로드록부(60)로부터 워크(10)가 실린 트레이(34)를 배출한다(단계 S09).If the predetermined time has elapsed (YES in step S06), first, the operation of the film forming processing unit 40 is stopped (step S07). Specifically, the introduction of the sputtering gas G1 by the sputtering gas introduction unit 49 is stopped, and the voltage application by the power supply unit 46 to the target 42 is stopped. Next, the operation of the hydroprocessing unit 50 is stopped (step S08). Specifically, the introduction of the process gas G2 by the process gas introduction unit 58 is stopped, and the supply of the high frequency power to the antenna 53 by the RF power source 54 is stopped. Then, the rotation of the rotary table 31 is stopped, and the tray 34 on which the work 10 is loaded is discharged from the load lock unit 60 (step S09).

단계 S07 및 단계 S08에서는, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)의 가동 정지를 행하고, 일련의 성막 처리를 종료시킨다.In steps S07 and S08, the film forming processing unit 40 and the hydrogenation processing unit 50 are stopped, and a series of film forming processes are ended.

성막 처리가 행해진 후, 수소화 처리가 행해지지 않고 일련의 성막 처리가 종료되는 일이 없도록, 성막 처리부(40), 수소화 처리부(50), 반송부(30)의 각 요소가 제어된다. 바꾸어 말하면, 성막 처리와 수소화 처리 중, 수소화 처리를 마지막에 행하여 일련의 수소화 실리콘의 성막 처리가 종료되도록 각 요소가 제어된다. 본 실시형태에서는, 성막 처리부(40)를 통과한 워크(10)가, 수소화 처리부(50)를 통과하여 재차 성막 처리부(40)에 도달하기까지의 시간 동안에, 성막 처리부(40)의 가동, 바꾸어 말하면 성막 처리부(40)에 있어서의 플라즈마 생성 동작[스퍼터 가스 도입부(49)에 의한 스퍼터 가스(G1)의 도입 및 전원부(46)에 의한 타겟(42)으로의 전압 인가]을 정지시킨다.After the film-forming process is performed, each element of the film-forming process part 40, the hydrogenation process part 50, and the conveyance part 30 is controlled so that a series of film-forming processes are not completed without a hydrogenation process being performed. In other words, each element is controlled so that, among the film forming process and the hydrogenation process, the hydrogenation process is performed last to complete a series of silicon hydride film forming processes. In the present embodiment, during the time until the workpiece 10 that has passed through the film forming unit 40 passes through the hydroprocessing unit 50 and reaches the film forming unit 40 again, the film forming unit 40 is moved and changed. In other words, the plasma generation operation (introduction of the sputtering gas G1 by the sputtering gas introduction part 49 and the voltage application to the target 42 by the power supply part 46) in the film forming processing unit 40 is stopped.

이와 같이, 성막 장치(100)에서는, 워크(10)를 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)에 교대로 반송하고, 또한 교대 반송을 복수회 반복한다. 이에 의해, 성막 처리와 수소화 처리가 교대로 복수회 행해진다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 성막 처리에서는, 실리콘 재료를 스퍼터링하여, 밀려나온 실리콘 입자가 퇴적된 실리콘의 박막(12)이 워크(10) 상에 성막된다. 수소화 처리에서는, 수소를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하여 수소의 원자를 포함하는 화학종을 생성하고, 워크(10) 상의 박막(12)을 화학종에 노출시켜, 박막(12)을 형성할 때마다 수소화함으로써, 수소화 실리콘막(11)을 생성한다.Thus, in the film-forming apparatus 100, the workpiece|work 10 is conveyed alternately to the film-forming processing part 40 and the hydrogenation processing part 50, and also alternating conveyance is repeated several times. Thereby, the film forming process and the hydrogenation process are alternately performed a plurality of times. As shown in FIG. 4 , in the film forming process, a silicon material is sputtered and a thin film 12 of silicon in which the extruded silicon particles are deposited is formed on the work 10 . In the hydrogenation treatment, a process gas G2 containing hydrogen is plasmaized to generate a chemical species containing an atom of hydrogen, and the thin film 12 on the work 10 is exposed to the chemical species to form the thin film 12 . The silicon hydride film 11 is produced by hydrogenating each time it is formed.

성막 처리와 수소화 처리가 교대로 복수회 행해짐으로써, 성막 처리와 수소화 처리가 교대로 반복되고, 실리콘 입자를 퇴적시킴으로써 형성된 박막(12)을 수소화하여 수소화 실리콘막(11)을 형성하고, 수소화 실리콘막(11) 위에 실리콘입자를 더 퇴적시킴으로써 새롭게 성막된 실리콘의 박막(12)을 수소화한다. 이 일련의 수소화 실리콘막의 성막 처리에 의해, 두께 방향으로 균일하게 수소화된 수소화 실리콘막(11)이 워크(10) 상에 형성된다.By alternately performing the film forming treatment and the hydrogenation treatment a plurality of times, the film forming treatment and the hydrogenation treatment are alternately repeated, and the thin film 12 formed by depositing silicon particles is hydrogenated to form a silicon hydride film 11, and a silicon hydride film (11) The newly formed thin film 12 of silicon is hydrogenated by further depositing silicon particles thereon. By this series of silicon hydride film forming processes, a hydrogenated silicon hydride film 11 uniformly in the thickness direction is formed on the work 10 .

[작용 효과][action effect]

(1) 이상과 같이, 본 실시형태에 따른 성막 장치(100)는, 워크(10)를 순환 반송하는 회전 테이블(31)을 갖는 반송부(30)와, 실리콘 재료로 구성되는 타겟(42)과, 타겟(42)과 회전 테이블(31) 사이에 도입되는 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 스퍼터링에 의해 워크(10)에 실리콘막을 성막하는 성막 처리부(40); 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 도입하는 프로세스 가스 도입부(58)와, 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 워크(10)에 성막된 실리콘막을 수소화하는 수소화 처리부(50)를 구비하고, 반송부(30)는, 워크(10)가 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과하도록 반송한다.(1) As mentioned above, the film-forming apparatus 100 which concerns on this embodiment has the conveyance part 30 which has the rotation table 31 which circulates conveys the workpiece|work 10, and the target 42 comprised from a silicon material. and a film forming processing unit 40 having a plasma generator that converts the sputtering gas G1 introduced between the target 42 and the rotary table 31 into a plasma, and forming a silicon film on the work 10 by sputtering; A hydrogenation unit 50 having a process gas introduction unit 58 for introducing a process gas G2 containing hydrogen gas, and a plasma generator for converting the process gas G2 into plasma, and hydrogenating a silicon film formed on the work 10 . ), and the conveying unit 30 conveys the work 10 so that the work 10 alternately passes through the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 .

또한, 본 실시형태에 따른 성막 방법은, 회전 테이블(31)을 갖는 반송부(30)가, 워크(10)를 순환 반송하는 순환 반송 공정과, 실리콘 재료로 구성되는 타겟(42)과, 타겟(42)과 회전 테이블(31) 사이에 도입되는 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 성막 처리부(40)가, 스퍼터링에 의해 워크(10)에실리콘막을 성막하는 성막 공정과, 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 도입하는 프로세스 가스 도입부(58)와, 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 수소화 처리부(50)가, 워크(10)에 성막된 실리콘막을 수소화하는 수소화 공정을 포함하고, 반송부(30)는, 워크(10)가 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과하도록 반송한다.Moreover, in the film-forming method which concerns on this embodiment, the circulation conveyance process in which the conveyance part 30 which has the rotation table 31 circulates conveys the workpiece|work 10, the target 42 comprised from a silicon material, and a target A film forming process of forming a silicon film on the work 10 by sputtering by a film forming processing unit 40 having a plasma generator for converting the sputtering gas G1 introduced between the 42 and the rotary table 31 into a plasma; A hydrogenation processing unit 50 having a process gas introduction unit 58 for introducing a process gas G2 containing a gas and a plasma generator for converting the process gas G2 into plasma is configured to hydrogenate the silicon film formed on the workpiece 10 . and the hydrogenation process to be carried out, and the conveying unit 30 conveys the work 10 so that the work 10 passes through the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 alternately.

이 때문에, 회전 테이블(31)에 의해 워크(10)를 순환 반송하면서, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과시켜 스퍼터링에 의한 성막과 수소화를 반복할 수 있다. 즉, 성막 처리부(40)에 있어서 스퍼터링에 의해 퇴적된 실리콘 원자를, 수소화 처리부(50)로 플라즈마화된 프로세스 가스(G2)에 노출시킴으로써, 실리콘 원자의 미결합손에 수소를 효율적으로 결합시킬 수 있어, 막 중의 수소 종단화된 실리콘 원자의 비율을 용이하게 높일 수 있다. 이 때문에, 프로세스 가스(G2)의 수소 농도를 높이지 않아도, 수소화 실리콘막을 효율적으로 형성할 수 있다.For this reason, film-forming and hydrogenation by sputtering can be repeated by passing the film-forming process part 40 and the hydrogenation process part 50 alternately while circulating and conveying the workpiece|work 10 by the rotary table 31. As shown in FIG. That is, by exposing the silicon atoms deposited by sputtering in the film formation processing unit 40 to the process gas G2 plasmaized by the hydrogenation processing unit 50, hydrogen can be efficiently bonded to the unbonded hands of the silicon atoms. Therefore, the ratio of hydrogen-terminated silicon atoms in the film can be easily increased. Therefore, the silicon hydride film can be efficiently formed without increasing the hydrogen concentration of the process gas G2.

챔버 내에서 워크(10)를 정지시킨 상태로 스퍼터링에 의해 성막하는 경우에는, 성막이 진행되기 쉬워 막 두께가 성장하기 쉽다. 막 두께가 두꺼워지면, 플라즈마화된 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)에 노출되어도, 표층의 부분은 수소 종단화되지만, 막 내부까지 수소 원자가 도달하기 어려워, 막 중에는 미결합손이 남은 실리콘 원자가 잔존하게 된다. 본 실시형태에서는, 워크(10)를 순환 반송하면서, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과시켜 스퍼터링에 의해 퇴적된 실리콘 원자를 프로세스 가스(G2)에 노출시키기 때문에, 박막을 성막하여, 막 두께가 얇은 상태로 표층을 수소 종단화하고, 이것을 반복함으로써 최종적으로 성막된 막 중에 존재하는 실리콘 원자는 수소 종단화된 상태가 된다. 그 때문에, 실리콘막의 두께 방향으로 균일하게 수소 종단화할 수 있기 때문에, 실리콘막 전체의 수소 종단화의 균일성을 향상시킬 수 있다.When forming a film by sputtering in a state in which the workpiece 10 is stopped in the chamber, the film formation tends to proceed and the film thickness tends to grow. When the film thickness is increased, even when exposed to the process gas G2 containing plasmaized hydrogen gas, the surface layer is hydrogen-terminated, but hydrogen atoms are difficult to reach to the inside of the film, and silicon atoms remaining unbonded in the film will remain In this embodiment, while the work 10 is circulated and conveyed, the film formation processing unit 40 and the hydrogenation processing unit 50 are passed alternately to expose the silicon atoms deposited by sputtering to the process gas G2, so that the thin film is formed. The film is formed, the surface layer is hydrogen-terminated in a thin film thickness, and by repeating this, the silicon atoms present in the finally formed film are in the hydrogen-terminated state. Therefore, since hydrogen termination can be uniformly carried out in the thickness direction of the silicon film, the uniformity of hydrogen termination of the entire silicon film can be improved.

또한, 전술한 바와 같이, 공통의 챔버 내에서 워크(10)의 성막과 수소 종단화를 행하는 경우, 미결합손을 저감하기 위해서는, 스퍼터 가스 중의 수소 농도를 10% 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, 미결합손과 수소 원자의 결합 비율에는 한계가 있기 때문에, 가스 중의 수소 농도를 높이면 실리콘 원자와 결합하지 않는 수소 원자가 증가하고, 막 중에 존재하는 수소 원자의 양이 불균일해져 막의 특성을 악화시킨다. 이에 대처하기 위해서는, 수소 원자를 이탈시키는 처리가 필요하다. 이러한 기술상식에 대하여, 본 발명의 발명자는, 예의 검토한 결과, 회전 테이블(31)에 의해 워크(10)를 순환 반송하면서, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)를 교대로 통과시켜 스퍼터링에 의한 성막과 수소화를 반복함으로써, 수소 농도가 낮은 가스에 의해 수소화 처리를 행하여도 미결합손의 저감을 도모할 수 있어, 매우 효율적으로 수소 종단화가 실현되는 것을 발견하였다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 수소 농도를 높임으로써 다량으로 생성되는 실리콘 원자와 결합하지 않는 수소 원자의 잔류도 저감할 수 있고, 수소 원자를 이탈시킬 필요도 없다.In addition, as described above, when film formation and hydrogen termination of the workpiece 10 are performed in a common chamber, in order to reduce unbonded loss, it is necessary to set the hydrogen concentration in the sputtering gas to 10% or more. However, since there is a limit to the bonding ratio between unbonded hands and hydrogen atoms, increasing the hydrogen concentration in the gas increases the number of hydrogen atoms that do not bond with silicon atoms, and the amount of hydrogen atoms present in the film becomes non-uniform, which deteriorates the properties of the film. . In order to cope with this, a treatment for releasing hydrogen atoms is required. As a result of earnest examination, the inventor of the present invention conducts sputtering by alternately passing the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 while circulating and conveying the work 10 by the rotary table 31 against such a technical common knowledge. It was found that, by repeating film formation and hydrogenation by ? For this reason, in this embodiment, the residual of the hydrogen atom which does not couple|bond with the silicon atom which generate|occur|produces abundantly by raising a hydrogen concentration can also be reduced, and there is no need to release a hydrogen atom.

(2) 성막 처리부(40)는, 수소 가스를 포함하는 스퍼터 가스(G1)를 도입하는 스퍼터 가스 도입부(49)를 갖는다. 이 때문에, 성막 시에도, 수소 가스를 포함하는 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화하여, 발생한 수소의 화학종을 실리콘 원자의 미결합손에 결합시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 성막 시의 수소화만으로는 수소 종단화가 불충분하지만, 수소화 처리부(50)에 있어서의 수소화와 합하여, 막을 구성하는 실리콘 원자의 수소 종단화를 향상시킬 수 있다.(2) The film forming processing unit 40 has a sputtering gas introduction unit 49 that introduces a sputtering gas G1 containing hydrogen gas. For this reason, even during film formation, the sputtering gas G1 containing hydrogen gas is converted into plasma, and the generated hydrogen chemical species can be bonded to unbonded hands of silicon atoms. As described above, hydrogen termination alone during film formation is insufficient for hydrogen termination, but in combination with hydrogenation in the hydrogenation unit 50, hydrogen termination of silicon atoms constituting the film can be improved.

(3) 스퍼터 가스 도입부(49)는, 프로세스 가스(G2)와 공통의 스퍼터 가스(G1)를 도입한다. 공통의 가스를 이용함으로써, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)에서 봄베 등의 가스원을 공통화할 수 있어, 비용을 저감할 수 있다.(3) The sputtering gas introduction unit 49 introduces the process gas G2 and the common sputtering gas G1. By using a common gas, a gas source, such as a cylinder, can be commonized in the film-forming process part 40 and the hydrogenation process part 50, and cost can be reduced.

(4) 프로세스 가스(G2)에 있어서의 수소 농도는, 3% 이하이다. 폭발 리스크가 생기는 수소 가스 농도는, 일반적으로는 4% 정도이기 때문에, 안전하게 사용할 수 있는 범위인 3% 이하로 함으로써, 폭발이 생길 가능성을 대폭 저감할 수 있다. 이 때문에, 설비의 방폭 사양은 불필요해져, 비용을 대폭 저감할 수 있다.(4) The hydrogen concentration in the process gas G2 is 3% or less. Since the hydrogen gas concentration in which an explosion risk arises is generally about 4 %, by setting it as 3 % or less which is the range which can be safely used, the possibility that an explosion will occur can be reduced significantly. For this reason, the explosion-proof specification of an installation becomes unnecessary, and cost can be reduced significantly.

(5) 성막 처리부(40)를 통과할 때마다 성막되는 실리콘막의 막 두께는, 0.5 ㎚ 이하이다. 이 때문에, 실리콘을 1∼2 원자 레벨의 막 두께로 적층시켜, 1∼2 원자 레벨의 막 두께로 수소화시킴으로써, 실리콘막의 표면뿐만 아니라, 막 중에 존재하는 실리콘 원자도 수소 종단화시켜, 내부를 두께 방향으로 균일하게 수소 종단화시킬 수 있다.(5) The film thickness of the silicon film formed each time it passes through the film-forming process part 40 is 0.5 nm or less. For this reason, not only the surface of the silicon film but also silicon atoms present in the film are hydrogen-terminated by laminating silicon to a film thickness of 1 to 2 atomic level and hydrogenating it to a film thickness of 1 to 2 atomic level, thereby increasing the thickness of the inside. Hydrogen termination can be uniformly in the direction.

(6) 성막 장치(100)는, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)가 각각의 구획에 배치된 챔버(20)를 구비하고, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)는, 회전 테이블(31)의 원주의 반송 경로(L) 상에 구비되어 있다. 이에 의해, 워크(10)를 일방향으로 계속해서 이동시키는 것만으로, 회전 테이블(31)의 원주의 반송 경로(L) 상에 배치된 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50)로의 교대 반송이 가능해져, 성막 처리와 수소화 처리를 교대로 반복해서 행할 수 있다. 이 때문에, 성막 처리와 수소화 처리의 전환을 용이하게 행할 수 있어, 성막 처리 시간과 수소화 처리 시간의 밸런스 조정이 용이해진다.(6) The film-forming apparatus 100 is provided with the chamber 20 in which the film-forming process part 40 and the hydroprocessing part 50 are arrange|positioned in each compartment, The film-forming process part 40 and the hydroprocessing part 50 rotate It is provided on the conveyance path|route L of the circumference|surroundings of the table 31. Thereby, only by continuously moving the work 10 in one direction, alternate conveyance to the film-forming processing unit 40 and the hydroprocessing unit 50 arranged on the circumferential conveyance path L of the rotary table 31 is possible. Thus, the film forming process and the hydrogenation process can be alternately and repeatedly performed. For this reason, switching between a film-forming process and a hydrogenation process can be performed easily, and it becomes easy to balance adjustment of a film-forming process time and a hydrogenation process time.

[소쇠 계수의 측정][Measurement of extinction coefficient]

성막 장치에 있어서, 회전 테이블에 의해 워크를 순환 반송하면서, 성막 처리부와 수소화 처리부를 교대로 통과시킴으로써 성막된 어모퍼스 실리콘막(α-Si막), 즉 수소화 실리콘막을 포함하는 각종 실리콘막의 소쇠 계수(k)를 측정한 결과를, 도 5에 나타낸다. 도 5는 스퍼터 가스(G1)와 프로세스 가스(G2)에 있어서의 수소 농도를 조건 1∼8로 성막한 막에 있어서의 소쇠 계수(k)를, 관측 파장(400∼1200 ㎚)에 따라 플롯한 그래프이다. 소쇠 계수(k)는, 실리콘막을 성막한 워크에 검사광을 입사시키고, 출사한 광을 수광함으로써 측정한 반사율과 투과율로부터 연산하여 구한다. 소쇠 계수(k)는, 광이 어떤 매질에 입사하였을 때, 그 매질이 어느 정도의 광을 흡수하는지를 나타내는 정수이다. 소쇠 계수(k)가 클수록(도 5의 상방에 플롯되어 있을수록), 광의 흡수성이 높고, 소쇠 계수(k)가 작을수록 광의 투과성이 높다. 성막된 실리콘막의 미결합손을 수소 원자로 종단화함으로써, 소쇠 계수(k)는 작아지는 경향이 있다. 이 때문에, 소쇠 계수(k)를 측정함으로써, 수소 종단화가 양호하게 행해지고 있는지 파악할 수 있다.In a film forming apparatus, an amorphous silicon film (α-Si film), that is, various silicon films including a silicon hydride film, formed by alternately passing a film forming unit and a hydrogenation unit while circulating and conveying a work by a rotary table (k) ) is shown in FIG. 5 . 5 is a plot of the extinction coefficient k in a film formed with the hydrogen concentrations in the sputtering gas G1 and the process gas G2 under the conditions 1 to 8 according to the observed wavelength (400 to 1200 nm); It is a graph. The extinction coefficient k is calculated from the reflectance and transmittance measured by making the inspection light incident on the work on which the silicon film is formed and receiving the emitted light. The extinction coefficient k is an integer indicating how much light the medium absorbs when light is incident on a certain medium. The larger the extinction coefficient k (as it is plotted in the upper part of FIG. 5), the higher the light absorptivity, and the smaller the extinction coefficient k is, the higher the light transmittance. By terminating the unbonded loss of the silicon film formed with hydrogen atoms, the extinction coefficient k tends to be small. For this reason, by measuring the extinction coefficient k, it can be grasped|ascertained whether hydrogen termination is performed favorably.

(성막 조건)(Film formation conditions)

성막 조건은, 이하와 같다.The film-forming conditions are as follows.

·워크: 유리 기판・Workpiece: glass substrate

·타겟: Si・Target: Si

·홀더: SUS· Holder: SUS

·타겟과 워크의 거리: 100 ㎜(대면한 상태)・Distance between target and workpiece: 100 mm (face-to-face)

·회전 테이블의 회전수: 60 rpm· Rotational speed of the rotary table: 60 rpm

·안테나(수소화 처리부)로의 고주파의 인가 전력: 2000 W・High frequency applied power to the antenna (hydrogenation processing unit): 2000 W

·스퍼터원으로의 직류의 인가 전력: 1500∼2500 W(3개의 스퍼터원을 구비한 성막 처리부에서, 각각의 스퍼터원으로의 인가 전력의 값)DC applied electric power to sputtering source: 1500-2500 W (value of electric power applied to each sputtering source in the film-forming processing unit provided with three sputtering sources)

·성막 레이트: 0.2 ㎚/s・Film formation rate: 0.2 nm/s

·전체의 막 두께: 300 ㎚· Overall film thickness: 300 nm

(가스 조건)(gas condition)

스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)의 조건은, 이하와 같다.The conditions of the sputtering gas G1 and the process gas G2 are as follows.

<조건 1><Condition 1>

G1: Ar+H(0%) 50 sccm/G2: Ar+H(0%) 200 sccmG1: Ar+H (0%) 50 sccm/G2: Ar+H (0%) 200 sccm

<조건 2><Condition 2>

G1: Ar+H(0%) 50 sccm/G2: Ar+H(3%) 200 sccmG1: Ar+H (0%) 50 sccm/G2: Ar+H (3%) 200 sccm

<조건 3><Condition 3>

G1: Ar+H(0%) 50 sccm/G2: Ar+H(5%) 200 sccmG1: Ar+H (0%) 50 sccm/G2: Ar+H (5%) 200 sccm

<조건 4><Condition 4>

G1: Ar+H(0%) 50 sccm/G2: Ar+H(7%) 200 sccmG1: Ar+H (0%) 50 sccm/G2: Ar+H (7%) 200 sccm

<조건 5><Condition 5>

G1: Ar+H(0%) 50 sccm/G2: Ar+H(10%) 200 sccmG1: Ar+H (0%) 50 sccm/G2: Ar+H (10%) 200 sccm

<조건 6><Condition 6>

G1: Ar+H(3%) 50 sccm/G2: Ar+H(3%) 200 sccmG1: Ar+H (3%) 50 sccm/G2: Ar+H (3%) 200 sccm

<조건 7><Condition 7>

G1: Ar+H(5%) 50 sccm/G2: Ar+H(0%) 200 sccmG1: Ar+H (5%) 50 sccm/G2: Ar+H (0%) 200 sccm

<조건 8><Condition 8>

G1: Ar+H(7%) 50 sccm/G2: Ar+H(0%) 200 sccmG1: Ar+H (7%) 50 sccm/G2: Ar+H (0%) 200 sccm

[결과][result]

조건 1은 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2) 중 어느 것에도 수소 가스를 첨가하지 않은 조건이다. 조건 7, 조건 8은, 스퍼터 가스(G1)에만 수소 가스를 첨가한 조건이다. 조건 1과, 조건 7 및 조건 8은, 동일한 결과였다(결과 1).Condition 1 is a condition in which hydrogen gas is not added to either the sputtering gas G1 or the process gas G2. Conditions 7 and 8 are conditions in which hydrogen gas is added only to the sputtering gas G1. Condition 1, condition 7, and condition 8 had the same result (result 1).

조건 2∼5는 프로세스 가스(G2)에 수소 가스를 첨가한 조건이다. 조건 2∼5에서는, 조건 1보다 현격하게 소쇠 계수(k)의 저하가 나타났다. 특히 600 ㎚ 이상의 파장에서 가장 소쇠 계수(k)가 작은 것은 조건 5였다. 단, 조건 6과 같이, 프로세스 가스(G2)와 스퍼터 가스(G1)에 각각 3%의 수소 가스를 도입하면, 약 1000 ㎚ 이상의 파장(적외선의 파장 범위)에 있어서, 3% 이상의 수소 가스를 도입한 조건 2, 조건 3, 조건 4보다 소쇠 계수(k)가 작아졌다(결과 2).Conditions 2 to 5 are conditions in which hydrogen gas is added to the process gas G2. In conditions 2-5, the fall of the extinction coefficient (k) was shown notably than condition 1. In particular, it was condition 5 that the extinction coefficient (k) was the smallest at a wavelength of 600 nm or more. However, as in condition 6, when 3% of hydrogen gas is introduced into the process gas G2 and the sputtering gas G1, respectively, 3% or more of hydrogen gas is introduced at a wavelength of about 1000 nm or more (infrared wavelength range). The extinction coefficient (k) was smaller than that of condition 2, condition 3, and condition 4 (result 2).

조건 7, 8과 같이 스퍼터 가스(G1)에만 수소 가스를 첨가하여도, 결과 1과 같이 수소화의 효율이 나쁜 것을 알았다. 결과 2와 같이, 조건 2∼5에 있어서 소쇠 계수(k)가 작아진 것은, 수소화가 양호하게 행해졌기 때문이라고 할 수 있다. 그리고, 조건 6과 같이, 프로세스 가스(G2)와 스퍼터 가스(G1) 각각에 수소 가스를 첨가함으로써, 수소 농도를 폭발 리스크가 있는 농도까지 높이지 않아도, 효율적으로 수소화를 행할 수 있는 것을 알았다.Even when hydrogen gas was added only to the sputtering gas G1 as in the conditions 7 and 8, it was found that the hydrogenation efficiency was poor as in the result 1. As in result 2, the reason that the extinction coefficient k became small in conditions 2-5 can be said to be because hydrogenation was performed favorably. And, as in condition 6, by adding hydrogen gas to each of the process gas G2 and the sputtering gas G1, it was found that hydrogenation can be efficiently performed without raising the hydrogen concentration to a concentration with an explosion risk.

전술한 바와 같이, 프로세스 가스(G2)에 수소 가스를 첨가함으로써, 적외선의 파장 범위에서 소쇠 계수(k)가 작은 막을 성막할 수 있다. 이에 의해, 예컨대, 가시광 영역의 광을 흡수시키고, 적외선 영역의 광을 투과시키는 것이 요망되는 적외선 센서 등의 광학 제품에 적용할 수 있다.As described above, by adding hydrogen gas to the process gas G2, a film having a small extinction coefficient k in the infrared wavelength range can be formed. Thereby, for example, it can be applied to optical products, such as an infrared sensor which absorbs light in a visible region, and transmits light in an infrared region.

[다른 실시형태][Other embodiment]

본 발명의 실시형태 및 각 부의 변형예를 설명하였지만, 이 실시형태나 각 부의 변형예는, 일례로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 아니다. 전술한 이들 신규의 실시형태는, 그 외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되며, 청구범위에 기재된 발명에 포함된다.Although the embodiment of this invention and the modified example of each part were described, this embodiment and the modified example of each part are shown as an example, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiment mentioned above can be implemented in other various forms, and various abbreviation|omission, substitution, and change can be performed in the range which does not deviate from the summary of invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and summary of the invention, and are included in the invention described in the claims.

예컨대, 상기 양태에서는, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)를 공통으로 하고 있었지만, 희가스, 수소 농도를 다른 것으로 하여도 좋다. 또한, 스퍼터 가스 도입부(49)가 도입하는 스퍼터 가스(G1)에 수소 가스를 포함하지 않아도 좋다. 즉, 수소화 처리부(50)에서만, 수소화 처리를 행하여도 좋다. 이 경우, 프로세스 가스(G2)의 수소 농도는, 전술한 바와 동일하여도 좋지만, 결합의 효율을 보다 높이기 위해, 폭발의 가능성을 보다 낮게 억제할 수 있을 정도의 높은 농도로 하여도 좋다. 또한, 수소화 처리부(50)를 복수로 마련하여, 수소화의 효율을 높여도 좋다.For example, in the above aspect, the sputtering gas G1 and the process gas G2 are common, but the rare gas and hydrogen concentrations may be different. In addition, hydrogen gas may not be included in the sputtering gas G1 introduced by the sputtering gas introduction unit 49 . That is, the hydrogenation process may be performed only in the hydroprocessing unit 50 . In this case, the hydrogen concentration of the process gas G2 may be the same as described above, but in order to further increase the coupling efficiency, the hydrogen concentration may be set high enough to suppress the possibility of an explosion to a lower level. In addition, a plurality of hydrogenation processing units 50 may be provided to improve hydrogenation efficiency.

또한, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)의 공급원(90)을 구성하는 봄베는, 희가스를 수납한 봄베(910)와 수소 가스를 수납한 봄베(920)로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 공급원(90)을 구성하는 봄베는, 미리 구한 비율로 혼합한 수소 가스와 희가스의 혼합 가스를 수납한 봄베로 하여도 좋다. 이 경우, 유량 제어계(912A, 922A, 912B, 922B)나 희가스와 수소 가스를 혼합하는 혼합기(93A, 93B)를 생략하고, 배관(48, 57)으로부터 유량 제어계를 통해 미리 정해진 유량의 혼합 가스를 처리 공간(41, 59)에 도입한다. 또한, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)의 수소 농도가 동일하여도 좋다면, 공통의 봄베를 사용할 수 있다.In addition, although the cylinders constituting the supply source 90 of the sputtering gas G1 and the process gas G2 are the cylinder 910 containing the rare gas and the cylinder 920 containing the hydrogen gas, it is not limited thereto. . For example, the cylinder constituting the supply source 90 may be a cylinder containing a mixed gas of hydrogen gas and rare gas mixed in a ratio determined in advance. In this case, the flow control systems 912A, 922A, 912B, and 922B and the mixers 93A and 93B for mixing the rare gas and hydrogen gas are omitted, and the mixed gas of a predetermined flow rate is supplied from the pipes 48 and 57 through the flow control system. introduced into the processing spaces 41 and 59 . In addition, as long as the hydrogen concentrations of the sputtering gas G1 and the process gas G2 may be the same, a common cylinder can be used.

또한, 예컨대, 전술한 실시형태에서는, 단계 S07에서 성막 처리부(40)의 가동을 정지시킨 후, 단계 S08에서 수소화 처리부(50)의 가동을 정지시키고, 단계 S09에서 회전 테이블(31)의 회전을 정지시키고 있었지만, 이에 한정되는 것이 아니고, 성막 처리부(40)와 수소화 처리부(50) 중, 가동하고 있는 수소화 처리부(50)를 마지막으로 통과시켜 워크(10)의 반송을 정지하도록, 반송부(30), 성막 처리부(40), 수소화 처리부(50)를 제어하면 좋다. 이 경우, 예컨대, 수소화 처리부(50)를 마지막으로 통과시켜 워크(10)의 반송을 정지하도록 회전 테이블(31)의 회전을 정지시킨 후, 성막 처리부(40)의 가동 및 수소화 처리부(50)의 가동을 정지시켜도 좋다. 또한 예컨대, 가동하지 않는 성막 처리부(40)에서는 성막 처리가 행해지지 않기 때문에, 성막 처리부(40)의 가동을 정지시킨 후라면, 수소화 처리부(50)를 통과한 후에 성막 처리부(40)를 통과시켜 워크(10)의 반송을 정지시켜도 좋다.Further, for example, in the above-described embodiment, after stopping the operation of the film-forming processing unit 40 in step S07, the operation of the hydroprocessing unit 50 is stopped in step S08, and the rotation of the rotary table 31 is stopped in step S09. Although it was stopped, it is not limited to this, The conveyance part 30 so that the conveyance of the workpiece|work 10 may be stopped by finally passing the hydroprocessing unit 50 in operation among the film forming unit 40 and the hydroprocessing unit 50 . ), the film formation processing unit 40 , and the hydrogenation processing unit 50 may be controlled. In this case, for example, after the rotation of the rotary table 31 is stopped so as to stop the conveyance of the work 10 by passing the hydroprocessing unit 50 last, the operation of the film forming unit 40 and the operation of the hydroprocessing unit 50 are performed. Operation may be stopped. In addition, for example, since the film formation processing is not performed in the film formation processing unit 40 that is not in operation, if the operation of the film formation processing unit 40 is stopped, the film formation processing unit 40 passes through the hydroprocessing unit 50 and then passes through the film formation processing unit 40 . You may stop conveyance of the workpiece|work 10.

또한, 예컨대, 전술한 실시형태에서, 성막 처리부(40)의 가동을 정지시키기 위해서는, 즉 플라즈마 생성 동작을 정지하기 위해서는, 스퍼터 가스(G1)의 도입의 정지와 함께 전원부(46)에 의한 전압 인가의 정지를 행하고 있었지만, 이에 한정되는 것이 아니고, 스퍼터 가스 도입부(49)에 의한 스퍼터 가스(G1)의 도입 또는 전원부(46)에 의한 전압 인가 중 적어도 어느 하나의 동작을 정지시키면 좋다. 마찬가지로, 수소화 처리부(50)의 가동의 정지에 있어서의 플라즈마 생성 동작을 정지하기 위해서는, 프로세스 가스(G2)의 도입 또는 RF 전원(54)에 의한 전압 인가 중 적어도 어느 하나의 동작을 정지시키면 좋다.In addition, for example, in the above-described embodiment, in order to stop the operation of the film formation processing unit 40 , that is, to stop the plasma generation operation, the voltage application by the power supply unit 46 together with the stop of the introduction of the sputtering gas G1 . has been stopped, but the present invention is not limited thereto, and the operation of at least any one of the introduction of the sputter gas G1 by the sputter gas introduction unit 49 or the voltage application by the power supply unit 46 may be stopped. Similarly, in order to stop the plasma generation operation when the hydrogenation processing unit 50 is stopped, at least one of the introduction of the process gas G2 and the voltage application by the RF power source 54 may be stopped.

또한, 다층의 막을 적층하는 경우, 챔버(20) 내에, 성막 처리부, 플라즈마 처리부를 더 설치하여도 좋다. 이 경우, 상기 성막 처리부(40)에 더하여, 이 성막 처리부와 이종인 타겟 재료에 의한 성막 처리부를 추가하여도 좋고, 동종의 타겟 재료에 의한 성막 처리부를 추가하여도 좋다. 또한, 상기 수소화 처리부(50)와 이종의 프로세스 가스를 이용하는 플라즈마 처리부를 추가하여도 좋다.In addition, in the case of laminating a multilayer film, a film forming processing unit and a plasma processing unit may be further provided in the chamber 20 . In this case, in addition to the film formation processing unit 40 , a film formation processing unit using a target material different from the film formation processing unit may be added, or a film formation processing unit using a target material of the same type may be added. In addition, a plasma processing unit using a process gas different from that of the hydrogenation processing unit 50 may be added.

10 워크
11 수소화 실리콘막
12 박막
20 챔버
20a 천장
20b 내저면
20c 내주면
21 배기구
22 구획부
30 반송부
31 회전 테이블
32 모터
33 유지부
34 트레이
40 성막 처리부
41 처리 공간
42 타겟
43 배킹 플레이트
44 전극
46 전원부
47 가스 도입구
48 배관
49 스퍼터 가스 도입부
50 수소화 처리부
51 통형체
52 창부재
53 안테나
54 RF 전원
55 매칭 박스
56 가스 도입구
57 배관
58 프로세스 가스 도입부
59 처리 공간
60 로드록부
70 제어 장치
80 배기부
90 공급원
91 희가스 공급부
92 수소 가스 공급부
93A, 93B 혼합기
910, 920 봄베
911A, 911B, 921A, 921B 배관
912A, 912B, 922A, 922B 유량 제어계
100 성막 장치
G1 스퍼터 가스
G2 프로세스 가스
10 work
11 Silicon hydride film
12 thin film
20 chamber
20a ceiling
20b inner bottom
If you give 20c
21 exhaust vents
22 compartment
30 Carrier
31 turn table
32 motor
33 maintenance
34 tray
40 film forming unit
41 processing space
42 target
43 backing plate
44 electrode
46 power supply
47 gas inlet
48 plumbing
49 sputter gas inlet
50 hydroprocessing unit
51 cylinder
52 window member
53 antenna
54 RF power
55 matching box
56 gas inlet
57 plumbing
58 Process gas inlet
59 processing space
60 load lock
70 control unit
80 exhaust
90 source
91 rare gas supply
92 hydrogen gas supply
93A, 93B Mixer
910, 920 bomb
911A, 911B, 921A, 921B piping
912A, 912B, 922A, 922B Flow Control Meters
100 film forming device
G1 sputter gas
G2 process gas

Claims (8)

내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기인 챔버와,
상기 챔버 내에 마련된, 워크를 순환 반송하는 회전 테이블을 갖는 반송부와,
실리콘 재료로 구성되는 타겟과, 이 타겟과 상기 회전 테이블 사이의 처리 공간에 스퍼터 가스를 도입하는 스퍼터 가스 도입부와, 상기 스퍼터 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 스퍼터링에 의해 상기 워크에 실리콘막을 성막하는 성막 처리부와,
일단의 개구가 상기 회전 테이블측으로 향하는 통형체와, 상기 통형체에 의해 둘러싸인 처리 공간에 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입부와, 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖고, 상기 워크에 성막된 상기 실리콘막을 수소화하는 수소화 처리부와,
상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부가 각각의 구획에 배치되고, 상기 성막 처리부의 상기 처리 공간과 상기 수소화 처리부의 상기 처리 공간의 사이를 구획하는 구획부
를 구비하고,
상기 구획부는, 그 하단이 상기 회전 테이블에 탑재된 워크가 통과하는 간극을 두고 상기 회전 테이블에 대향하도록 마련되어 있고,
상기 반송부는 상기 워크가 상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부를 교대로 통과하도록 반송하고,
상기 스퍼터 가스에는 수소 가스가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
A chamber which is a container capable of making the inside into a vacuum;
a conveying unit provided in the chamber and having a rotary table for circulating and conveying the work;
A silicon film is formed on the workpiece by sputtering, comprising: a target made of a silicon material; a sputtering gas introduction part for introducing a sputtering gas into a processing space between the target and the rotary table; and a plasma generator for converting the sputtering gas into plasma. a film forming processing unit to
a cylindrical body having one end of the opening facing the rotary table side; a process gas introduction section for introducing a process gas containing hydrogen gas into a processing space surrounded by the cylindrical body; and a plasma generator for turning the process gas into plasma; a hydrogenation processing unit for hydrogenating the silicon film formed on the work;
A partitioning unit in which the film-forming processing unit and the hydroprocessing unit are disposed in respective compartments, and partitioning between the processing space of the film-forming processing unit and the processing space of the hydroprocessing unit
to provide
The partition part is provided such that its lower end faces the rotary table with a gap through which the work mounted on the rotary table passes,
The conveying unit conveys the work so that it alternately passes through the film forming unit and the hydroprocessing unit,
The sputtering gas includes hydrogen gas.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 스퍼터 가스 도입부는 상기 프로세스 가스와 공통인 스퍼터 가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The film forming apparatus according to claim 1, wherein the sputtering gas introduction unit introduces a sputtering gas common to the process gas. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 프로세스 가스에 있어서의 수소 농도가 3% 이하인 것을 특징으로 하는 성막 장치.The film forming apparatus according to claim 1 or 3, wherein the hydrogen concentration in the process gas is 3% or less. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성막 처리부를 통과할 때마다 성막되는 상기 실리콘막의 막 두께가 0.5 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 성막 장치.The film forming apparatus according to claim 1 or 3, wherein a film thickness of the silicon film formed each time it passes through the film forming unit is 0.5 nm or less. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부는 상기 회전 테이블의 원주의 반송 경로 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The film forming apparatus according to claim 1 or 3, wherein the film forming unit and the hydrogenation unit are provided on a conveyance path of the circumference of the rotary table. 삭제delete 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기인 챔버 내에 마련된, 회전 테이블을 갖는 반송부가, 워크를 순환 반송하는 순환 반송 공정과,
실리콘 재료로 구성되는 타겟과, 이 타겟과 상기 회전 테이블 사이의 처리 공간에 도입되는, 수소 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 성막 처리부가, 스퍼터링에 의해 상기 워크에 실리콘막을 성막하는 성막 공정과,
일단의 개구가 상기 회전 테이블측으로 향하는 통형체에 의해 둘러싸인 처리 공간에, 수소 가스를 포함하는 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입부와, 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 발생기를 갖는 수소화 처리부가, 상기 워크에 성막된 실리콘막을 수소화하는 수소화 공정
을 포함하고,
상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부가 각각의 구획에 배치되고, 상기 성막 처리부의 상기 처리 공간과 상기 수소화 처리부의 상기 처리 공간의 사이를 구획하는 구획부
를 구비하고,
상기 구획부는, 그 하단이 상기 회전 테이블에 탑재된 워크가 통과하는 간극을 두고 상기 회전 테이블에 대향하도록 마련되어 있고,
상기 반송부는 상기 워크가 상기 성막 처리부와 상기 수소화 처리부를 교대로 통과하도록 반송하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
a circulation conveying step in which a conveying unit having a rotary table provided in a chamber that is a container capable of evacuating the inside, circulatingly conveys the work;
A film forming processing unit having a target made of a silicon material and a plasma generator that converts a sputtering gas containing hydrogen gas into a plasma, which is introduced into a processing space between the target and the rotary table, forms a silicon film on the work by sputtering. a film forming process,
A hydrogenation processing unit comprising: a process gas introduction unit for introducing a process gas containing hydrogen gas into a processing space surrounded by a cylindrical body having an opening at one end toward the rotary table; and a plasma generator for converting the process gas into plasma; Hydrogenation process of hydrogenating the silicon film formed on the
including,
A partitioning unit in which the film-forming processing unit and the hydroprocessing unit are disposed in respective compartments, and partitioning between the processing space of the film-forming processing unit and the processing space of the hydroprocessing unit
to provide
The partition part is provided such that its lower end faces the rotary table with a gap through which the work mounted on the rotary table passes,
The film forming method according to claim 1, wherein the conveying unit conveys the workpiece so that the work passes alternately through the film forming unit and the hydroprocessing unit.
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