KR102520358B1 - Film formation apparatus and moisture removal method for film formation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장치의 복잡화를 초래하는 일없이, 챔버 내의 수분 제거를 촉진할 수 있는 성막 장치 및 성막 장치의 수분 제거 방법을 제공한다.
본 발명의 실시형태에 따른 성막 장치는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버(10)와, 챔버(10) 내를 배기하는 배기부(20)와, 회전 테이블(31)에 의해 워크(W)를 순환 반송하는 반송부(30)와, 순환 반송되는 워크(W)에 플라즈마 처리를 행하는 복수의 플라즈마 처리부(40)를 가지고, 복수의 플라즈마 처리부(40)는 플라즈마 처리를 행하는 처리 공간(41, 42)을 각각 가지고, 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 적어도 하나는, 순환 반송되는 워크(W)에 대하여, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 행하는 성막 처리부(410)이고, 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 적어도 하나는, 성막 처리부(410)에 의한 성막 처리를 행하지 않는 상태에서, 배기부(20)에 의한 배기 및 회전 테이블(31)의 회전과 함께, 플라즈마를 발생시켜 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내를 가열함으로써 수분을 제거하는 가열부(420)이다.The present invention provides a film formation device capable of accelerating the removal of moisture in a chamber without complicating the device and a method for removing moisture in the film formation device.
A film forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber 10 capable of evacuating the inside of the chamber 10, an exhaust unit 20 for exhausting the inside of the chamber 10, and a rotary table 31 to form a workpiece W. A processing space 41 in which a plurality of plasma processing units 40 perform plasma processing; 42), and at least one of the plurality of plasma processing units 40 is a film forming processing unit 410 that performs a film forming process by sputtering on the workpiece W to be circularly conveyed, and among the plurality of plasma processing units 40 In at least one, in a state where the film formation process by the film formation processing unit 410 is not performed, plasma is generated together with exhaustion by the exhaust unit 20 and rotation of the rotation table 31, and the chamber is passed through the rotation table 31. 10 is a heating unit 420 that removes moisture by heating the inside.
Description
본 발명은 성막 장치 및 성막 장치의 수분 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film formation device and a method for removing moisture from the film formation device.
반도체 장치, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 광 디스크 등 각종 제품의 제조 공정에 있어서, 예컨대 웨이퍼나 유리 기판 등의 워크 상에 광학막 등의 박막을 작성하는 경우가 있다. 박막은, 워크에 대하여 금속 등의 막을 형성하는 성막 처리나, 형성한 막에 대하여 에칭, 산화 또는 질화 등의 막처리 등을 행함으로써 작성할 수 있다.BACKGROUND ART In manufacturing processes of various products such as semiconductor devices, liquid crystal displays, organic EL displays, and optical disks, thin films such as optical films are sometimes formed on workpieces such as wafers and glass substrates. A thin film can be formed by performing a film formation process for forming a film of metal or the like on a workpiece or a film process such as etching, oxidation or nitriding on the formed film.
성막 처리 또는 막처리는 여러 가지 방법으로 행할 수 있지만, 그 하나로서, 소정의 진공도까지 감압한 챔버에서 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마를 이용하여 처리를 행하는 방법이 있다. 성막 처리에서는, 성막 재료로 구성된 타겟을 배치한 챔버에 불활성 가스를 도입하고, 타겟에 직류 전압을 인가한다. 플라즈마화한 불활성 가스의 이온을 타겟에 충돌시켜, 타겟으로부터 튀어나온 성막 재료를 워크에 퇴적시켜 성막을 행한다. 이러한 성막 처리는, 스퍼터링이라고 불린다. 막처리에서는, 전극을 배치한 진공 챔버에 프로세스 가스를 도입하고, 전극에 고주파 전압을 인가한다. 플라즈마화한 프로세스 가스의 이온, 라디칼 등의 활성종을 워크 상의 막에 충돌시킴으로써, 막처리를 행한다.Although the film formation process or film process can be performed by various methods, one of them is a method in which plasma is generated in a chamber depressurized to a predetermined vacuum level and processing is performed using the plasma. In the film forming process, an inert gas is introduced into a chamber in which a target made of a film forming material is placed, and a direct current voltage is applied to the target. Ions of an inert gas converted into plasma are caused to collide with the target, and the film formation material protruding from the target is deposited on the work to form a film. Such a film forming process is called sputtering. In film processing, a process gas is introduced into a vacuum chamber in which electrodes are placed, and a high-frequency voltage is applied to the electrodes. A film treatment is performed by making active species, such as ions and radicals, of a process gas converted into plasma collide with a film on a workpiece.
이러한 성막 처리와 막처리를 연속하여 행할 수 있도록, 하나의 챔버의 내부에 회전체인 회전 테이블을 부착하고, 회전 테이블 상방의 둘레 방향에, 성막용의 유닛과 막처리용의 유닛을 복수 배치한 플라즈마 처리 장치가 있다. 성막용의 유닛과 막처리용의 유닛은, 각각 구획된 처리실(성막실, 막처리실)을 가지고 있다. 각 처리실은, 회전 테이블을 향하는 하방이 개방되어 있고, 워크를 회전 테이블 상에 유지하여 반송하여, 복수의 처리실의 직하(直下)를 통과시킴으로써, 광학막 등의 박막이 형성된다.A rotation table, which is a rotating body, is attached to the inside of one chamber so that such film formation and film processing can be performed continuously, and a plurality of film formation units and film processing units are disposed in the circumferential direction above the rotation table. There is a plasma processing device. The unit for film formation and the unit for film processing each have partitioned processing chambers (a film formation chamber and a film processing chamber). In each processing chamber, the lower side toward the turntable is open, and a thin film such as an optical film is formed by holding and conveying a workpiece on the turntable and passing it directly under the plurality of processing chambers.
상기와 같은 성막 장치의 챔버 내의 여러 가지의 개소에는, 성막 처리를 계속해서 행함에 따라, 성막용의 유닛으로부터 비산한 성막 재료가 퇴적해 간다. 이와 같이 퇴적한 성막 재료가 박리되면, 성막 대상이 되는 워크가 오염되게 된다. 그러나, 챔버의 내벽이나 회전 테이블에 직접 막이 부착된 경우에는, 이것을 제거하는 것은 매우 곤란하다. 이 때문에, 챔버의 내벽, 회전 테이블의 표면 등을 덮도록, 방착판이 착탈 가능하게 마련되어 있다. 방착판은, 성막 처리 시에 비산하는 성막 재료가 부착됨으로써, 챔버의 내벽이나 회전 테이블의 표면에 성막 재료가 부착하는 것을 방지한다.Film formation materials scattered from the film formation unit are deposited in various locations within the chamber of the above film formation apparatus as the film formation process continues. When the deposited film-forming material is peeled off, the work to be film-formed is contaminated. However, when the film adheres directly to the inner wall of the chamber or to the rotary table, it is very difficult to remove it. For this reason, the attachment-and-detachable board is provided so as to cover the inner wall of the chamber, the surface of the turntable, and the like. The anti-attachment plate prevents film formation material from adhering to the inner wall of the chamber or the surface of the rotary table by adherence of the film formation material that scatters during the film formation process.
이와 같은 방착판은, 계속해서 성막 처리를 행한 후에, 부착된 막이 박리되어 워크를 오염시키는 것을 방지하기 위해, 제거하고 세정을 행할(메인터넌스를 행할) 필요가 있다. 예컨대, 챔버를 대기 개방하고, 챔버로부터 방착판을 제거한 후, 표면에 퇴적된 막을 샌드 블래스트에 의해 제거하고, 또한 순수로 세정한다. 세정 후, 건조시킨 후, 진공 팩킹한 상태로 성막 장치까지 반송하고, 개봉하여 재차 성막 장치에 부착하고, 성막을 행한다.Such an anti-crack plate needs to be removed and cleaned (maintenance is performed) to prevent the adhered film from peeling off and contaminating the work after subsequent film formation. For example, after opening the chamber to the atmosphere and removing the anti-chak plate from the chamber, the film deposited on the surface is removed by sand blasting and then washed with pure water. After washing and drying, it is conveyed to the film forming apparatus in a vacuum packed state, opened, and attached to the film forming apparatus again to form a film.
여기서, 스퍼터링에 의한 성막을 행할 때는, 성막 장치의 챔버를 고진공역으로 감압한다. 이에 의해, 챔버 내에 존재하는 불순물을 감소시키고, 또한 평균 자유 행정이 커지도록 기체 분자를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 타겟으로부터 튀어나온 성막 재료가 워크에 닿아, 안정적이며 치밀한 막질이 된다. 그러나, 방착판을 교환한 직후는, 성막 장치를 가동시켜 챔버를 배기하여 감압하여도, 챔버 내의 진공도가 오르지 않는 상태가 장기간 계속된다. 이것은, 세정, 건조 후의 방착판을 부착한 시점에서는, 방착판의 내부에는 수분이 잔류하고 있어, 챔버 내가 감압됨에 따라, 방착판으로부터 대량의 수분이 계속해서 발생하는 것에 따른 것이다.Here, when film formation is performed by sputtering, the chamber of the film formation apparatus is depressurized to a high vacuum region. Thereby, it is possible to reduce impurities present in the chamber and also reduce gas molecules so that the mean free path becomes large. As a result, the film-forming material protruding from the target touches the work, resulting in a stable and dense film quality. However, immediately after replacing the anti-chak plate, the state in which the vacuum level in the chamber does not rise continues for a long period of time even if the film forming apparatus is operated and the chamber is evacuated to reduce the pressure. This is due to the fact that at the time of attaching the anti-chak plate after cleaning and drying, moisture remains inside the anti-chak plate, and as the pressure in the chamber decreases, a large amount of moisture continues to be generated from the anti-chap plate.
또한, 메인터넌스 등으로 챔버 내를 대기 개방하면, 대기 중에 포함된 수분이 챔버 내의 벽이나 각종 부재에 흡착한다. 이 때문에, 방착판에 한정되지 않고, 대기에 노출된 챔버 내의 부재 전반에 대해서, 수분 제거의 필요성이 발생한다.Further, when the inside of the chamber is released to the atmosphere for maintenance or the like, moisture contained in the air is adsorbed to walls and various members in the chamber. For this reason, it is necessary to remove moisture not only from the anti-chak plate but also from all members in the chamber exposed to the atmosphere.
수분은 챔버 내를 감압함으로써 서서히 증발하여, 배기되기 때문에, 이러한 상태는 성막을 계속해서 행함에 따라, 개선되어 간다. 그러나, 챔버 내에 장착된 방착판을 포함하여, 수분을 포함하는 부재의 수량이나 면적은 매우 크기 때문에, 발생하는 수분량도 많아진다. 이 때문에, 단시간에 완전히 수분을 제거하고, 처리에 필요한 진공도를 얻는 것은 곤란하다. 예컨대, 성막에 있어서 바람직한 상태가 될 때까지는, 수일에서 수주간 걸리게 된다. 그렇게 되면, 챔버 내를 대기 개방하여 메인터넌스를 행한 후나, 방착판을 교환한 후는, 성막을 할 수 없는 기간이 장기간 계속되게 되어, 생산성이 저하한다. 또한, 수분이 남은 상태에서 성막을 행하면, 성막된 막표면의 거칠음이나 결함이 발생하는 등의 성막에의 악영향을 부여할 우려가 있다.Since moisture is gradually evaporated and exhausted by depressurizing the inside of the chamber, this condition is improved as film formation continues. However, since the number and area of members containing moisture, including the anti-chak plate mounted in the chamber, are very large, the amount of moisture generated also increases. For this reason, it is difficult to completely remove moisture in a short time and obtain a degree of vacuum required for the treatment. For example, it takes several days to several weeks to reach a desired state in film formation. In this case, a period in which film formation cannot be performed continues for a long time after maintenance is performed by opening the chamber to the atmosphere or after replacement of the anti-attachment plate, resulting in a decrease in productivity. In addition, if film formation is performed in a state where moisture remains, adverse effects on film formation, such as roughness and defects on the surface of the film formed, may be exerted.
이에 대처하기 위해, 챔버 내에 적외선 램프 등의 가열 장치를 마련하는 방법(특허문헌 1)이나, 가열한 가스를 도입하여 챔버 내의 부재를 가열하여, 수분의 증발을 촉진시키는 방법(특허문헌 2)이 제안되어 있다. 그러나, 워크를 회전 반송하면서, 복수의 처리실에 걸쳐 처리하는 것 같은 배치식의 성막 장치에서는, 처리실마다 가열 장치를 마련하거나, 가열한 불활성 가스를 도입하는 것은, 장치 구성의 복잡화를 초래하며, 비용이 든다.In order to cope with this, a method of providing a heating device such as an infrared lamp in the chamber (Patent Document 1) and a method of introducing heated gas to heat members in the chamber to promote evaporation of moisture (Patent Document 2) It is proposed. However, in a batch-type film formation apparatus in which workpieces are rotated and transported to be processed across a plurality of processing chambers, providing a heating device for each processing chamber or introducing heated inert gas causes complexity of the device configuration and cost. it costs
방착판에 대해서는, 챔버 내에 장착하기 전에, 가열로에 넣어 제습(수분을 증발)해 두는 것도 생각되지만, 방착판은 하나 하나가 대형이며, 수가 많기 때문에, 전부를 수용하여 일괄하여 제습을 할 수 있는 가열로는, 현실적이지 않다. 또한, 미리 제습하였다고 해도, 챔버에 장착할 때에는, 대기에 닿게 되기 때문에, 재차 수분을 흡착하여 버리게 된다.As for the anti-chak plates, it is also possible to put them in a heating furnace to dehumidify them (evaporating moisture) before installing them in the chamber, but each of the anti-chak plates is large and there are many of them, so it is not possible to accommodate them all and dehumidify them collectively With heating furnaces, it is not realistic. In addition, even if it is dehumidified in advance, since it comes into contact with the atmosphere when it is installed in the chamber, moisture is adsorbed and discarded again.
본 발명은 전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위서 제안된 것이며, 장치의 복잡화를 초래하는 일없이, 챔버 내의 수분 제거를 촉진할 수 있는 성막 장치 및 성막 장치의 수분 제거 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 formation apparatus capable of accelerating the removal of moisture in a chamber and a method for removing moisture in the film formation apparatus without causing complexity of the apparatus. .
상기 목적을 달성하기 위해, 본 실시형태의 성막 장치는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버와, 상기 챔버 내를 배기하는 배기부와, 상기 챔버 내에 마련된 회전 테이블에 의해 워크를 순환 반송하는 반송부와, 상기 챔버 내에 마련되어, 순환 반송되는 상기 워크에 플라즈마 처리를 행하는 복수의 플라즈마 처리부를 가지고, 상기 복수의 플라즈마 처리부는, 플라즈마 처리를 행하는 처리 공간을 각각 가지고, 상기 복수의 플라즈마 처리부 중 적어도 하나는, 순환 반송되는 상기 워크에 대하여, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 행하는 성막 처리부이고, 상기 복수의 플라즈마 처리부 중 적어도 하나는, 상기 성막 처리부에 의한 성막 처리를 행하지 않는 상태에서, 상기 배기부에 의한 배기 및 상기 회전 테이블의 회전과 함께, 플라즈마를 발생시켜 상기 회전 테이블을 통해 상기 챔버 내를 가열함으로써, 상기 챔버 내의 수분을 제거하는 가열부이다.To achieve the above object, the film forming apparatus of the present embodiment provides a chamber capable of evacuating the inside of the chamber, an exhaust unit for exhausting the inside of the chamber, and a transfer unit for circularly transferring a workpiece by a rotary table provided in the chamber. and a plurality of plasma processing units provided in the chamber and performing a plasma process on the work that is circularly conveyed, wherein the plurality of plasma processing units each have a processing space for performing a plasma process, and at least one of the plurality of plasma processing units , a film formation processing unit that performs a film forming process by sputtering on the work that is circularly conveyed, and in a state in which at least one of the plurality of plasma processing units is not performing a film forming process by the film forming unit, exhausting by the exhaust unit, and A heating unit that removes moisture in the chamber by generating plasma and heating the inside of the chamber through the rotation table along with the rotation of the rotary table.
또한, 본 발명의 성막 장치의 수분 제거 방법은, 배기부가 챔버의 배기를 개시하는 배기 개시 공정과, 회전 테이블이 회전을 개시하는 회전 개시 공정과, 프로세스 가스 도입부가 처리 공간에 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입 공정과, 플라즈마 발생기가 상기 처리 공간의 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 생성 공정과, 상기 프로세스 가스 도입부가 상기 프로세스 가스의 도입을 정지하는 프로세스 가스 정지 공정과, 상기 플라즈마 발생기가 상기 처리 공간의 상기 프로세스 가스의 플라즈마화를 정지하는 플라즈마 정지 공정과, 상기 회전 테이블이 회전을 정지하는 회전 정지 공정을 포함한다.Further, a method for removing moisture in a film forming apparatus according to the present invention includes an exhaust start step in which an exhaust unit starts exhausting a chamber, a rotation start step in which a rotary table starts rotating, and a process gas introduction unit introduces process gas into a processing space. A process gas introduction process, a plasma generation process in which the plasma generator converts the process gas in the processing space into plasma, a process gas introduction step in which the process gas introduction unit stops introduction of the process gas, and A plasma stopping process of stopping the plasmaization of the process gas in space, and a rotation stopping process of stopping the rotation of the rotary table.
본 발명에 따르면, 장치의 복잡화를 초래하는 일없이, 챔버 내의 수분 제거를 촉진할 수 있는 성막 장치 및 성막 장치의 수분 제거 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus capable of accelerating the removal of moisture in a chamber without complicating the apparatus, and a method for removing moisture in the film forming apparatus.
도 1은 본 실시형태에 따른 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 투시 평면도.
도 2는 도 1 중의 A-A 단면도이고, 도 1의 실시형태의 성막 장치의 측면에서 본 내부 구성의 상세도.
도 3은 본 실시형태의 성막 장치의 가열에 의한 수분 제거 처리의 흐름도.
도 4는 본 실시형태의 성막 장치의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 실시형태의 성막 장치의 일부의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 실시형태의 성막 장치의 메인터넌스로부터 성막 처리의 각 요소의 동작을 나타내는 타이밍 차트.1 is a perspective plan view schematically showing the configuration of a film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 , and is a detailed view of the internal configuration of the film forming apparatus of the embodiment of FIG. 1 seen from the side.
3 is a flowchart of a water removal process by heating in the film forming apparatus of the present embodiment.
4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a part of the film forming apparatus of the present embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a part of the film forming apparatus of the present embodiment.
6 is a timing chart showing the operation of each element of the film formation process from maintenance of the film formation apparatus of the present embodiment.
본 발명에 따른 성막 장치의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.An embodiment of the film forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[개요][outline]
도 1의 투시 평면도 및 도 2의 단면도에 나타내는 바와 같이, 성막 장치(1)는, 스퍼터링에 의해 워크(W) 상에 성막을 행하는 장치이다. 워크(W)는, 성막 처리가 실시되는 대상이 되는 피처리물을 가리킨다. 워크(W)로서는, 예컨대, 유리 기판이나 웨이퍼 등을 이용한다. 단, 플라즈마 처리에 의한 성막 대상이 되는 것이면, 형상이나 재질을 막론하고, 워크(W)로 할 수 있다. 이 성막 장치(1)는, 챔버(10), 배기부(20), 반송부(30), 플라즈마 처리부(40), 방착판(50), 이송 챔버(60), 냉각 장치(70), 가스 분석 장치(80), 제어부(90)를 갖는다.As shown in the perspective plan view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2 , the
챔버(10)는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기이다. 배기부(20)는, 챔버(10) 내를 배기한다. 반송부(30)는, 챔버(10) 내에 마련된 회전 테이블(31)에 의해, 워크(W)를 순환 반송한다. 플라즈마 처리부(40)는, 챔버(10) 내에 마련되어, 순환 반송되는 워크(W)에 플라즈마 처리를 행한다. 플라즈마 처리는, 플라즈마화한 가스를 이용하여 처리 대상에 행해지는 각종 처리이다.The
플라즈마 처리부(40)는, 복수 마련되어 있다. 복수의 플라즈마 처리부(40)는, 각각이 플라즈마 처리를 행하는 처리 공간(41)을 가지고 있다. 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 3개는, 순환 반송되는 워크(W)에 대하여, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 행하는 성막 처리부(410)이다. 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 하나는, 성막 처리부(410)에 의한 성막 처리를 행하지 않는 상태에서, 배기부(20)에 의한 배기 및 회전 테이블(31)의 회전과 함께, 플라즈마를 발생시켜 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내를 가열함으로써, 챔버(10) 내의 수분을 제거하는 가열부(420)이다.A plurality of
방착판(50)은, 챔버(10) 내에 착탈 가능하게 마련되어, 성막 처리부(410)로부터 비산하는 성막 재료의 챔버(10) 내에의 부착을 방지한다. 이송 챔버(60)는, 게이트 밸브(GV1)를 통해, 워크(W)를 챔버(10)에 반입 및 반출하기 위한 용기이다. 냉각 장치(70)는, 챔버(10)로부터 이탈한 가스(기체)를 냉각함으로써, 이탈한 가스 중의 수분을 제거하는 장치이다. 본 실시형태의 냉각 장치(70)는, 이송 챔버(60)에 마련되어 있다.The
가스 분석 장치(80)는, 챔버(10)로부터 배기된 가스의 성분량을 측정하는 장치이다. 제어부(90)는, 가스 분석 장치(80)에 의해 측정된 가스의 성분량에 기초하여, 성막 처리부(410) 및 가열부(420)를 제어한다.The
[구성][composition]
[챔버][chamber]
챔버(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 원기둥 형상의 용기이고, 그 내부는 구획부(12)에 의해 칸막이되고, 부채꼴형의 복수 구획으로 분할되어 있다. 구획의 3개에는 성막 처리부(410)가 배치되고, 구획의 다른 하나에 가열부(420)가 배치되어 있다. 또한, 구획의 또 다른 하나에는, 이송 챔버(60)가 접속되어 있다.As shown in FIG. 1 , the
챔버(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원반형의 천장(10a), 원반형의 내저면(10b) 및 환형의 내주면(10c)에 의해 둘러싸여 형성되어 있다. 구획부(12)는, 원기둥 형상의 중심으로부터 방사형으로 배치된 사각형의 벽판이고, 천장(10a)으로부터 내저면(10b)을 향하여 연장되고, 내저면(10b)에는 미달이다. 즉, 내저면(10b)측에는 원주형의 공간이 확보되어 있다.As shown in Fig. 2, the
또한, 챔버(10)는, 천장(10a)이 착탈 가능하게 마련되어 있다. 천장(10a)을 제거함으로써, 챔버(10)의 내부의 청소, 방착판(50)의 착탈 등을 포함한 메인터넌스가 가능해진다. 천장(10a)은, 도시하지 않는 O링 등의 밀봉 부재를 통해 장착됨으로써, 챔버(10) 내가 밀폐된다.In addition, the
도 5의 단면도에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)의 측벽에는, 워크(W)를 반입 반출하기 위한 반입 반출구(101)를 마련할 수 있다. 반입 반출구(101)는, 이송 챔버(60)의 측벽에 마련된 반입 반출구(102)에 면하고 있다. 반입 반출구(102)는, 게이트 밸브(GV1)에 의해 개폐 가능하게 할 수 있다. 게이트 밸브(GV1)에는, 게이트 개폐 기구(103), 도어(104), O(오)링 등의 시일 부재(105)를 마련할 수 있다. 도어(104)는 게이트 개폐 기구(103)에 의해 상하 이동 및 개폐 동작을 행한다. 게이트 개폐 기구(103)에 의해 도어(104)가 폐쇄되었을 때에는, 시일 부재(105)가 반입 반출구(102)의 벽면에 압박되어, 반입 반출구(102)가 기밀하게 폐쇄된다.As shown in the sectional view of FIG. 5 , a carry-in/out
도 1로 되돌아가서, 구획부(12)는, 플라즈마 처리가 행해지는 처리 공간(41, 42)을 구획한다. 즉, 성막 처리부(410), 가열부(420)는, 각각 챔버(10)보다 작고, 서로 격리된 처리 공간(41, 42)을 가지고 있다. 구획부(12)에 의해 처리 공간(41, 42)이 칸막이됨으로써, 성막 처리부(410) 및 가열부(420)로부터의 성막 재료나 가스의 확산이 억제된다. 구획부(12)의 하단과, 후술하는 회전 테이블(31) 사이에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 회전하는 회전 테이블(31) 상의 워크(W)가 통과 가능한 간극이 형성되어 있다. 즉, 구획부(12)의 하부 가장자리와 워크(W) 사이에, 약간의 간극이 생기도록, 구획부(12)의 높이가 설정되어 있다.Returning to FIG. 1 , the
[배기부][Exhaust]
배기부(20)는, 배관 및 도시하지 않는 펌프, 밸브 등을 포함하는 부압 회로를 갖는다. 배기부(20)는, 챔버(10)에 마련된 배기구(11)에 접속되어 있다. 배기부(20)는, 배기구(11)를 통한 배기에 의해, 챔버(10) 내를 감압하여 진공으로 한다.The
[반송부][Return Department]
반송부(30)는, 회전 테이블(31), 모터(32) 및 유지부(33)를 가지고, 워크(W)를 원주의 궤적인 반송 경로(L)(도 1 참조)를 따라 순환 반송시킨다. 회전 테이블(31)의 워크(W)의 배치면은, 구획부(12)의 하단과의 사이에 워크(W)가 통과하는 간극이 비도록 배치되어 있다. 회전 테이블(31)은 원반 형상을 가지고, 내주면(10c)과 접촉하지 않을 정도로, 챔버(10) 내에 크게 펼쳐져 있다. 회전 테이블(31)은, 평면에서 보아 챔버(10) 내의 각 처리 공간(41)을 덮도록 연속하는 면을 갖는다.The
회전 테이블(31)은 금속제이고, 예컨대 스테인레스강으로 할 수 있다. 그 표면에는 플라즈마에 의한 마모를 막는 내플라즈마성의 표면 처리가 실시되어 있다.The rotary table 31 is made of metal and can be made of, for example, stainless steel. The surface is subjected to a plasma-resistant surface treatment to prevent abrasion by plasma.
모터(32)는, 회전 테이블(31)의 원중심을 회전축으로 하여, 소정의 회전 속도로 연속적으로 회전시킨다. 유지부(33)는, 회전 테이블(31)의 상면에 원주 등배 위치에 배치되는 홈, 구멍, 돌기, 지그, 홀더 등이고, 워크(W)를 실은 트레이(34)를 메커니컬 척, 점착 척 등에 의해 유지한다. 트레이(34)는, 워크(W)를 실은 상태로 반송하기 위한 부재이다. 예컨대, 트레이(34)에는, 워크(W)가 매트릭스형으로 정렬 배치된다. 본 실시형태의 유지부(33)는, 회전 테이블(31) 상에 60°간격으로 6개 배치된다. 단, 동시에 반송되는 워크(W), 트레이(34)의 수는, 이에 한정되지 않는다.The
[성막 처리부][Film Formation Processing Unit]
성막 처리부(410)는, 플라즈마를 생성하여, 성막 재료로 구성되는 타겟(412)을 상기 플라즈마에 노출시킨다. 이에 의해, 성막 처리부(410)는, 플라즈마에 포함되는 이온을 성막 재료에 충돌시켜, 튀어나온 입자를 워크(W) 상에 퇴적시키는 성막을 행한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 성막 처리부(410)는, 타겟(412), 배킹 플레이트(413) 및 전극(414)으로 구성되는 스퍼터원과, 전원부(416)와 스퍼터 가스 도입부(419)로 구성되는 플라즈마 발생기를 구비한다.The
타겟(412)은, 워크(W) 상에 퇴적되어 막이 되는 성막 재료로 구성된 판형 부재이다. 타겟(412)은, 회전 테이블(31)에 배치된 워크(W)의 반송 경로(L)에, 이격되어 마련되어 있다. 타겟(412)의 표면은, 회전 테이블(31)에 배치된 워크(W)에 대향하도록, 챔버(10)의 천장(10a)에 유지되어 있다. 타겟(412)은, 평면에서 보아 삼각형의 정점 상에 배열되는 위치(1)에 3개 마련되어 있다.The
배킹 플레이트(413)는 타겟(412)을 유지하는 지지 부재이다. 이 배킹 플레이트(413)는 각 타겟(412)을 개별로 유지한다. 전극(414)은, 챔버(10)의 외부로부터 각 타겟(412)에 개별로 전력을 인가하기 위한 도전성의 부재이고, 타겟(412)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 타겟(412)에 인가하는 전력은, 개별로 바꿀 수 있다. 그 외에, 스퍼터원에는, 필요에 따라 마그넷, 냉각 기구 등이 적절하게 구비되어 있다.The
전원부(416)는, 예컨대, 고전압을 인가하는 DC 전원이고, 전극(414)과 전기적으로 접속되어 있다. 전원부(416)는, 전극(414)을 통해 타겟(412)에 전력을 인가한다. 회전 테이블(31)은, 접지된 챔버(10)와 동전위이고, 타겟(412)측에 고전압을 인가함으로써, 전위차가 발생한다. 또한, 전원부(416)는, 고주파 스퍼터를 행하기 위해 RF 전원으로 할 수도 있다.The
스퍼터 가스 도입부(419)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)에 스퍼터 가스(G1)를 도입한다. 스퍼터 가스 도입부(419)는, 도시하지 않는 봄베 등의 스퍼터 가스(G1)의 공급원과, 배관(418)과, 가스 도입구(417)를 갖는다. 배관(418)은, 스퍼터 가스(G1)의 공급원에 접속되어 챔버(10)를 기밀하게 관통하여, 챔버(10)의 내부에 연장되고, 그 단부가 가스 도입구(417)로서 개구하고 있다.As shown in FIG. 2 , the sputtering
가스 도입구(417)는, 회전 테이블(31)과 타겟(412) 사이에 개구하여, 회전 테이블(31)과 타겟(412) 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.The
이러한 성막 처리부(410)에서는, 스퍼터 가스 도입부(419)로부터 스퍼터 가스(G1)를 도입하고, 전원부(416)가 전극(414)을 통해 타겟(412)에 고전압을 인가한다. 그렇게 되면, 처리 공간(41)에 도입된 스퍼터 가스(G1)가 플라즈마화하여, 이온 등의 활성종이 발생한다. 플라즈마 중의 이온은, 타겟(412)과 충돌하여 성막 재료의 입자가 튀어나가게 한다.In such a film
이 처리 공간(41)을, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(W)가 통과한다. 튀어나온 성막 재료의 입자는, 워크(W)가 처리 공간(41)을 통과할 때에 워크(W) 상에 퇴적하여, 입자에 의한 막이 워크(W) 상에 형성된다. 워크(W)는, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되고, 이 처리 공간(41)을 반복 통과함으로써 성막 처리가 행해져 간다.The workpiece W that is circularly conveyed by the rotation table 31 passes through the
[가열부][Heating part]
가열부(420)는, 프로세스 가스(G2)가 도입된 처리 공간(42) 내에서, 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma)를 생성함으로써, 챔버(10) 내를 가열한다. 또한, 본 실시형태의 가열부(420)는, 성막 처리부(410)에 의해 워크(W) 상에 생성된 막에 대하여, 막처리를 행하는 막처리부로서도 기능한다. 막처리는, 성막 처리에 의해 퇴적한 막의 성질을 변화시키는 처리이고, 산화, 질화, 에칭, 애싱 등의 처리를 포함한다. 예컨대, 막처리로서, 산화를 행하는 경우, 산소 가스를 플라즈마화하여 화학종을 발생시킨다. 발생한 화학종에 포함되는 산소 원자는, 워크(W) 상의 막에 충돌하여, 화합물막인 산화막을 형성한다.The
가열부(420)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 통형체(421), 창부재(422), 안테나(423), RF 전원(424), 매칭 박스(425) 및 프로세스 가스 도입부(428)에 의해 구성되는 플라즈마 발생기를 갖는다.As shown in FIG. 2 , the
통형체(421)는, 처리 공간(42)의 주위를 덮는 부재이다. 통형체(421)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 수평 단면이 각환(角丸) 직사각 형상인 통이고, 개구를 갖는다. 통형체(421)는, 그 개구가 회전 테이블(31)측을 이격하여 향하도록, 챔버(10)의 천장(10a)에 끼워져, 챔버(10)의 내부 공간에 돌출하고 있다. 통형체(421)는, 회전 테이블(31)과 동일한 금속제이고, 이트리아 용사 등에 의해, 표면에 내플라즈마성, 성막 재료의 부착 방지의 처리가 실시되고 있다.The
창부재(422)는, 통형체(421)의 수평 단면과 대략 닮은형의 석영 등의 유전체의 평판이다. 이 창부재(422)는, 통형체(421)의 개구를 막도록 마련되고, 챔버(10) 내의 프로세스 가스(G2)가 도입되는 처리 공간(42)과 통형체(421)의 내부를 구획한다. 또한, 창부재(422)는, 알루미나 등의 유전체여도 좋고, 실리콘 등의 반도체여도 좋다.The
처리 공간(42)은, 가열부(420)에 있어서, 회전 테이블(31)과 통형체(421)의 내부 사이에 형성된다. 이 처리 공간(42)을, 회전 테이블(31)의 상면이 반복해서 통과함으로써, 플라즈마를 열원으로 하여, 복사에 의해 회전 테이블(31)의 온도가 올라, 주위에도 열이 전파해 간다. 즉, 플라즈마의 열에 의해, 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내가 가열된다. 또한, 가열부(420)에서 막처리를 행할 때는, 처리 공간(42)을, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(W)가 반복해서 통과함으로써, 막처리가 행해진다.The
안테나(423)는, 코일형으로 권회된 도전체이고, 창부재(422)에 의해 챔버(10) 내의 처리 공간(42)과는 격리된 통형체(421)의 내부 공간에 배치되어, 전류가 흐름으로써 전계를 발생시킨다. 안테나(423)로부터 발생시킨 전계가 창부재(422)를 통해 처리 공간(42)에 효율적으로 도입되도록, 안테나(423)는 창부재(422)의 근방에 배치되는 것이 바람직하다. 안테나(423)에는, 고주파 전압을 인가하는 RF 전원(424)이 접속되어 있다. RF 전원(424)의 출력측에는 정합 회로인 매칭 박스(425)가 접속되어 있다. 매칭 박스(425)는, 입력측 및 출력측의 임피던스를 정합시킴으로써, 플라즈마의 방전을 안정화시킨다.The
프로세스 가스 도입부(428)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 공간(42)에 프로세스 가스(G2)를 도입한다. 프로세스 가스 도입부(428)는, 도시하지 않는 봄베 등의 프로세스 가스(G2)의 공급원과, 배관(427), 가스 도입구(426)를 갖는다. 배관(427)은, 프로세스 가스(G2)의 공급원에 접속되어, 챔버(10)를 기밀하게 밀봉하면서 관통하여 챔버(10)의 내부에 연장되고, 그 단부가 가스 도입구(426)로서 개구하고 있다.As shown in FIG. 2 , the process
가스 도입구(426)는, 창부재(422)와 회전 테이블(31) 사이의 처리 공간(42)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, 아르곤 가스에 더하여 산소(O2) 가스가 첨가되어 있다.The
이러한 가열부(420)에서는, RF 전원(424)으로부터 안테나(423)에 고주파 전압이 인가된다. 이에 의해, 안테나(423)에 고주파 전류가 흘러, 전자 유도에 의한 전계가 발생한다. 전계는, 창부재(422)를 통해, 처리 공간(42)에 발생하여, 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하여, 유도 결합 플라즈마를 발생시킨다. 이 플라즈마에 의해, 처리 공간(42)을 통과하는 회전 테이블(31)의 표면이 가열된다.In this
또한, 가열부(420)에 의해 막처리를 행하는 경우, 산소 이온을 포함한 산소의 화학종이 발생하여, 워크(W) 상의 막에 충돌함으로써, 막재료의 원자와 결합한다. 그 결과, 워크(W) 상의 막은 산화막이 된다. 워크(W)는, 챔버(10) 내를 둘레 방향을 따라 몇 바퀴나 주회함으로써, 3개의 성막 처리부(410)와 가열부(420)를 교대로 순회하여 통과하게 되어, 워크(W) 상에서 성막과 막처리가 교대로 반복되어 원하는 두께의 막이 성장해 간다. 이 때문에, 본 실시형태의 성막 장치(1)는, 복수의 유지부(33)에 유지된 복수의 워크(W)에 대하여, 일괄하여 성막할 수 있는 배치식의 장치로서 구성된다.Further, when the film treatment is performed by the
[방착판][Anti-chak version]
방착판(50)은, 예컨대, 금속제의 판이다. 방착판(50)의 표면에는, 예컨대, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 플라즈마 용사막이 형성되고, 표면이 샌드 블래스트 등에 의해 조면화되어 있다. 이에 의해, 부착되어 퇴적한 막과의 밀착성을 높여, 막재료의 박리를 억제하고 있다.The
방착판(50)은, 복수를 조합함으로써, 예컨대, 챔버(10)의 내주면(10c)을 덮도록 배치되어 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 회전 테이블(31) 상에도, 트레이(34) 이외의 개소에, 방착판(50)이 배치되어 있다. 트레이(34)도, 회전 테이블(31)에의 막재료의 부착을 방지하는 방착판(50)으로서 기능한다. 구획부(12)의 측면에도 방착판(50)이 배치되어 있다. 또한, 성막 처리부(410)의 처리 공간(41)의 타겟(412)의 주변에도, 방착판(50)이 마련되어 있다. 이와 같이, 방착판(50)은, 성막 재료가 부착될 가능성이 있는 장소에 적절하게 배치되어 있다.The
[이송 챔버][Transfer Chamber]
이송 챔버(60)는, 도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)에 반입되기 전의 워크(W)가 수용되는 내부 공간을 갖는 통로이다. 이송 챔버(60)는, 게이트 밸브(GV1)를 통해 챔버(10)에 접속되어 있다. 이송 챔버(60)의 내부 공간에는, 워크(W)를 챔버(10)와의 사이에서 반입, 반출하기 위한 반송 장치(106)가 마련되어 있다. 이송 챔버(60)는, 진공 펌프(107)의 배기에 의해 감압되어 있고, 반송 장치(106)에 의해 챔버(10)의 진공을 유지한 상태에서, 미처리의 워크(W)를 탑재한 트레이(34)를, 챔버(10) 내에 반입하여, 처리가 끝난 워크(W)를 탑재한 트레이(34)를 챔버(10)로부터 반출한다.As shown in FIGS. 1 and 4 , the
도 5에 나타내는 바와 같이, 이송 챔버(60)에는, 반입 반출구(102)가 마련된 측벽과 반대측의 측벽에, 워크(W)를 반입 반출하기 위한 반입 반출구(108)를 마련할 수 있다. 반입 반출구(108)는, 후술하는 로드록부(62)의 이송 챔버(60)의 측벽에 마련된 반입 반출구(109)에 면하고 있다. 반입 반출구(108)는, 게이트 밸브(GV2)에 의해 개폐 가능하게 할 수 있다. 게이트 밸브(GV2)에는, 게이트 개폐 기구(110), 도어(111), O(오)링 등의 시일 부재(112)를 마련할 수 있다. 도어(111)는 게이트 개폐 기구(110)에 의해 상하 이동 및 개폐 동작을 행한다. 게이트 개폐 기구(110)에 의해 도어(111)가 폐쇄되었을 때에는, 시일 부재(112)가 반입 반출구(108)의 벽면에 압박되어, 반입 반출구(108)가 기밀하게 폐쇄된다.As shown in FIG. 5 , in the
도 4에 나타내는 바와 같이, 이송 챔버(60)에는, 게이트 밸브(GV2)를 통해, 로드록부(62)가 접속되어 있다. 로드록부(62)는, 이송 챔버(60)의 진공을 유지한 상태에서, 반송 장치(106)에 의해, 외부로부터 미처리의 워크(W)를 탑재한 트레이(34)를, 이송 챔버(60) 내에 반입하여, 처리가 끝난 워크(W)를 탑재한 트레이(34)를 이송 챔버(60)로부터 반출하는 장치이다. 또한, 로드록부(62)는, 진공 펌프(113)의 배기에 의해 감압된다.As shown in FIG. 4 , a
[냉각 장치][Cooling device]
냉각 장치(70)는, 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이송 챔버(60)에 접속되어 있다. 냉각 장치(70)는, 냉동기(71), 냉각 코일(72)을 가지고, 상기 진공 펌프(107)에 의해 배기하면서, 이송 챔버(60) 내의 수분을, 냉동기(71)로 냉각되는 냉각 코일(72)에 응축하여 포착하는 장치이다. 수분은 서리가 되어 포착되기 때문에, 이송 챔버(60)를 대기 개방시키는 메인터넌스로, 코일로부터 서리를 제거하는 디프로스트의 작업을 행한다.The
냉각 코일(72)은 구리 등의 금속 배관으로 구성되고, 내부에는 액체 또는 기체의 냉매가 유통된다. 냉매는 예컨대, 플론계 혼합 기체 등의 기체로 할 수 있다. 냉매는 냉동기(71)에 의해, 영하의 극저온(-150℃∼-1℃ 정도)으로 냉각되어 냉각 코일(72)의 내부를 통과한다. 냉각 코일(72)은 이송 챔버(60)의 벽면을 따르도록 하여 이송 챔버(60)의 내부에 고정 배치되어 있다. 냉각 코일(72)이 이송 챔버(60)의 내부의 벽면을 따르도록 배치되어 있음으로써, 냉각되는 개소의 표면적을 늘릴 수 있어, 냉각 효율을 높여, 냉각 코일(72)에 의한 수분의 포착 확률을 늘릴 수 있다.The cooling
냉각 코일(72)의 양단은, 이송 챔버(60)의 벽면을 관통하여, 외부의 냉동기(71)와 연통하고 있다. 냉동기(71)는 압축기나 컴프레서를 포함하고, 냉각된 냉매를 냉각 코일(72)에 유통시키는 것이 가능하다.Both ends of the cooling
[가스 분석 장치][Gas analysis device]
가스 분석 장치(80)는, 챔버(10) 내의 가스의 성분량을 측정하는 장치이다. 가스 분석 장치(80)는, 예컨대, 챔버(10) 내의 가스 중의 분자나 이온의 질량을 측정하는 질량 분석계이고, 예컨대 사중극형 질량 분석계(Quadrupole Mass Spectrometer)를 이용한다. 가스 분석 장치(80)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이송 챔버(60)가 접속된 챔버(10)의 구획에 마련되어 있다. 또한, 가스 분석 장치(80)는, 질량 분석계에 더하여, 측정된 질량에 기초하여, 챔버(10) 내의 각 성분별의 분압으로 환산하는 산출부, 환산된 각 성분별의 분압이 시계열로 표시되는 표시부를 구비하고 있어도 좋다.The
가스 중의 성분 중, 물(H2O) 및 이에 관련된 성분인 수소(H2) 및 수산기(-OH)는, 성막 및 진공도에 영향을 부여하기 때문에, 제거하는 것이 바람직하다. 이들 성분을, 이하, 수분 관련 성분이라고 부른다.Among the components in the gas, water (H 2 O) and its related components, hydrogen (H 2 ) and hydroxyl group (-OH), affect film formation and the degree of vacuum, so it is desirable to remove them. These components are hereinafter referred to as moisture-related components.
[제어부][control part]
제어부(90)는, 배기부(20), 스퍼터 가스 도입부(419), 프로세스 가스 도입부(428), 전원부(416), RF 전원(424), 반송부(30), 게이트 밸브(GV1), 이송 챔버(60), 게이트 밸브(GV2), 로드록부(62), 냉각 장치(70) 등, 성막 장치(1)를 구성하는 각종 요소를 제어한다. 이 제어부(90)는, PLC(Programmable Logic Controller)나, CPU(Central Processing Unit)를 포함하는 처리 장치이고, 제어 내용을 기술한 프로그램, 설정값, 임계값 등이 기억되어 있다.The
구체적으로 제어되는 내용으로서는, 성막 장치(1)의 초기 배기 압력, 타겟(412) 및 안테나(423)에의 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. 이에 의해, 제어부(90)는, 다종 다양한 성막 사양에 대응 가능하다.Specifically, the controlled contents include the initial exhaust pressure of the
또한, 본 실시형태의 제어부(90)는, 프로세스 가스(G2)의 도입, 안테나(423)에의 전력의 인가, 게이트 밸브(GV1, GV2)의 개폐, 냉각 코일(72)의 온도, 진공 펌프(107)의 동작을 제어함으로써, 챔버(10) 내의 수분을 제거한다. 또한, 제어부(90)는, 가스 분석 장치(80)에 의해 측정된 가스의 성분량에 기초하여, 가열부(420)를 제어한다. 즉, 제어부(90)는, 가스 분석 장치(80)에 의해 측정된 수분 관련 성분의 질량, 또는 질량에 기초한 분압을 감시하여, 소정의 임계값 이하가 된 경우에, 가열부(420)의 플라즈마를 정지시키는 피드백 제어를 행한다.In addition, the
또한, 이하의 설명에서, 「게이트 밸브(GV1)를 개방한다」란, 제어부(90)가, 게이트 개폐 기구(103)를 제어하여 도어(104)를 반입 반출구(102)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써, 반입 반출구(102)를 개방하여, 챔버(10)와 이송 챔버(60)를 연통한 공간으로 하는 것이다. 또한, 「게이트 밸브(GV1)를 폐쇄한다」란, 제어부(90)가, 게이트 개폐 기구(103)를 제어하여 도어(104)를 반입 반출구(102)에 접근시키는 방향으로 이동시켜 시일 부재(105)에 압박함으로써, 반입 반출구(102)를 폐쇄하여, 챔버(10)와 이송 챔버(60)의 공간을 분리하는 것이다.In the following description, "opening the gate valve GV1" means that the
또한, 「게이트 밸브(GV2)를 개방한다」란, 제어부(90)가, 게이트 개폐 기구(110)를 제어하여 도어(111)를 반입 반출구(108)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써, 반입 반출구(108)를 개방하여, 이송 챔버(60)와 로드록부(62)를 연통한 공간으로 하는 것이다. 또한, 「게이트 밸브(GV2)를 폐쇄한다」란, 제어부(90)가, 게이트 개폐 기구(110)를 제어하여 도어(111)를 반입 반출구(108)에 접근시키는 방향으로 이동시켜 시일 부재(112)에 압박함으로써, 반입 반출구(108)를 폐쇄하여, 이송 챔버(60)와 로드록부(62)의 공간을 분리시키는 것이다.Further, "opening the gate valve GV2" means that the
[동작][movement]
다음에, 제어부(90)에 의해 제어되는 성막 장치(1)의 전체 동작을 설명한다. 도 6은 메인터넌스, 가열 처리, 성막 처리를 포함하는 일련의 공정에 있어서의 각 요소의 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.Next, the entire operation of the
(메인터넌스)(maintenance)
도 6의 (1)에 나타내는 메인터넌스에서는, 방착판(50)을 챔버(10)로부터 제거·부착하는 작업이 행해지고, 챔버(10)가 대기 개방되어 있고, 챔버(10) 내의 압력은 대기압으로 되어 있다. 다음의 가열 처리에서는, 챔버(10) 내에는, 새로운 방착판(50) 또는 세정 후의 방착판(50)의 설치가 이루어져 있다. 이때 회전 테이블(31)에는, 워크(W)는 탑재되어 있지 않다. 또한, 회전 테이블(31)의 유지부(33)에는 트레이(34)는 배치되어 있지 않아도 좋다.In the maintenance shown in FIG. 6(1), an operation of removing and attaching the
(가열 처리)(heat treatment)
먼저, 방착판(50)의 제습을 위한 가열 처리의 동작을, 도 3의 흐름도, 도 6의 (2)를 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 순서로 가열 처리에 의해 제습하는 방법도, 본 발명의 일양태이다. 먼저, 게이트 밸브(GV2)를 폐쇄한 상태에서, 챔버(10)와 이송 챔버(60) 사이의 게이트 밸브(GV1)를 개방하여, 배기부(20)에 의한 배기를 개시한다(배기 개시 공정: 단계 S101). 이에 의해, 도 6의 (2)에 나타내는 바와 같이, 챔버(10) 내와 함께 이송 챔버(60) 내가 감압된다. 또한, 이송 챔버(60)의 냉각 장치(70)에 의한 냉각과 배기도 개시한다(냉각 개시 공정: 단계 S102). 또한, 회전 테이블(31)이 회전을 개시한다(회전 테이블 회전 개시 공정: 단계 S103). 예컨대, 회전 테이블(31)은, 60 rpm 정도로 회전한다.First, the operation of the heat treatment for dehumidification of the
프로세스 가스 도입부(428)가, 가열부(420)의 처리 공간(42) 내에 아르곤 가스와 산소 가스의 도입을 개시한다(프로세스 가스 도입 공정: 단계 S104). 이때, 도 6의 (2)에 나타내는 바와 같이, 가스 도입에 의해 챔버(10) 내의 압력이 약간 상승한다. 그리고, 플라즈마 발생기의 RF 전원(424)이 ON이 됨(고주파 전력을 인가함)으로써, 처리 공간(42)에 도입된 프로세스 가스(G2)가 플라즈마화한다(플라즈마 생성 공정: 단계 S105). 예컨대, RF 전원(424)은 안테나(423)에 9 ㎾ 이상의 고주파 전력을 인가한다. 이에 의해, 안테나(423)가 발생시킨 전계가, 창부재(422)를 통해, 처리 공간(42)에 발생한다. 그리고, 이 전계에 의해, 처리 공간(42)에 공급된 프로세스 가스(G2)가 여기하여 플라즈마가 발생한다.The process
플라즈마의 열에 의해, 처리 공간(42)을 통과하는 회전 테이블(31)이 복사열에 의해 가열된다. 회전 테이블(31)은 처리 공간(42)을 통과할 때마다 가열되고, 또한 열전도에 의해 회전 테이블(31) 전체에 열이 확산된다. 그리고, 가열된 회전 테이블(31)이 챔버(10) 내의 다른 공간도 통과함으로써 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내가 가열되어, 챔버(10)의 내벽, 방착판(50) 등으로부터 수분 관련 성분이 이탈하기 때문에, 챔버(10) 내에 있어서의 수분 관련 성분이 일시적으로 증가한다. 챔버(10) 내의 가열 온도는, 챔버(10) 내의 압력에 따라, 물의 증기압 곡선에 따른 비점 이상의 온도이면 좋다. 본 실시형태에서는, 배기 개시 후에 전술한 챔버(10) 내의 가열이 개시되어, 챔버(10) 내에 있어서의 물의 비점이 내려가기 때문에, 대기압에서의 물의 비점보다 낮은 온도에서 수분이 증발하여, 수분의 제거가 촉진된다. 확실한 수분의 증발을 행하는 경우, 예컨대, 80℃ 이상으로 가열되는 것이 바람직하다. 가스 분석 장치(80)에 의해 측정되는 수분 관련 성분의 분압의 측정값이, 소정의 임계값 이하가 되기까지의 동안(단계 S106의 NO), 플라즈마의 열에 의한 가열을 계속한다.Due to the heat of the plasma, the rotary table 31 passing through the
이 가열 처리 시에, 이송 챔버(60)와 챔버(10) 사이의 게이트 밸브(GV1)는 개방된 상태로 되어 있다. 즉, 이송 챔버(60)와 챔버(10)가 연통한 상태에서 가열 처리가 행해진다. 이송 챔버(60)와 챔버(10)가 연통한 하나의 공간으로 되어 있기 때문에, 가열 처리가 행해지고 있는 챔버(10) 내의 부재로부터 이탈한 챔버(10) 내의 수분 관련 성분은, 이송 챔버(60)에 있어서의 냉각 장치(70)에 의해 포착된다. 이 때문에, 일단 상승한 수분 관련 성분의 측정값은, 시간의 경과에 따라 감소해 간다. 이에 따라, 도 6의 (2)에 나타내는 바와 같이, 챔버(10) 내는 감압된다. 수분 관련 성분의 측정값이 임계값 이하가 된 경우(단계 S106의 YES), 프로세스 가스 도입부(428)가, 프로세스 가스(G2)의 도입을 정지하여(프로세스 가스 정지 공정: 단계 S107), RF 전원(424)이 OFF가 됨(고주파 전력의 인가를 정지함)으로써 플라즈마화를 정지한다(플라즈마 정지 공정: 단계 S108). 또한, 아르곤 가스의 정지와 플라즈마화의 정지 후, 산소 가스의 도입을 정지하여도 좋다. 또한, 회전 테이블(31)이 회전을 정지한다(회전 테이블 회전 정지 공정: 단계 S109). 그 후, 이송 챔버(60)의 게이트 밸브(GV1)가 폐쇄된다. 배기부(20)에 의한 배기는, 성막 처리를 개시할 때까지, 또한, 성막 처리의 개시 이후도 계속해서 행해진다.During this heat treatment, the gate valve GV1 between the
(성막 처리)(film forming process)
다음에, 워크(W)에의 성막 처리의 동작을 설명한다. 또한, 성막 처리 전에, 게이트 밸브(GV1)를 폐쇄한 상태에서, 반송 장치(106)가 워크(W)를 탑재한 트레이(34)를 로드록부(62)로부터 이송 챔버(60)에 반입하여, 냉각 장치(70)에 의해, 워크(W) 및 트레이(34)의 제습이 이루어지고 있는 것으로 한다.Next, the operation of the film forming process on the workpiece W will be described. In addition, before the film formation process, with the gate valve GV1 closed, the
먼저, 도 6의 (3)에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(106)에 의해, 이송 챔버(60)로부터, 워크(W)를 탑재한 트레이(34)가, 챔버(10) 내에 순차 반입된다. 유지부(33)가, 반송 장치(106)에 의해 반입된 트레이(34)를, 각각 개별로 유지함으로써, 워크(W)를 탑재한 트레이(34)가, 회전 테이블(31) 상에 전부 배치된다.First, as shown in (3) of FIG. 6 , the
그리고, 도 6의 (4)에 나타내는 바와 같이, 챔버(10) 내는, 배기부(20)에 의해 챔버(10) 내가 소정의 압력까지 감압되면, 워크(W)를 실은 회전 테이블(31)이 회전하여, 소정의 회전 속도에 달한다. 소정의 회전 속도에 달하면, 성막 처리부(410)에 의한 워크(W) 상에의 성막이 개시된다. 즉, 스퍼터 가스 도입부(419)가, 가스 도입구(417)를 통해 처리 공간(41)에 스퍼터 가스(G1)를 공급한다. 전원부(416)가 타겟(412)에 전압을 인가함으로써, 스퍼터 가스(G1)를 플라즈마화시킨다. 플라즈마에 의해 발생한 이온은, 타겟(412)에 충돌하여 입자가 튀어나가게 한다. 미처리의 워크(W)에는, 성막 처리부(410)를 통과할 때에, 표면에 입자가 퇴적한 박막이 형성된다.Then, as shown in (4) of FIG. 6 , when the inside of the
이와 같이, 회전 테이블(31)의 회전에 의해 성막 처리부(410)를 통과하여, 박막이 형성된 워크(W)는, 가열부(420)를 통과하는 과정에서 박막이 산화된다. 즉, 프로세스 가스 도입부(428)가 가스 도입구(426)를 통해, 처리 공간(42)에 산소 가스를 포함하는 프로세스 가스(G2)를 공급한다. 그리고, 플라즈마에 의해 발생한 산소의 화학종은, 워크(W) 상의 박막에 충돌함으로써, 박막이 산화막이 된다. 또한, 도 6의 (4)에 나타내는 바와 같이, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)의 도입에 의해, 챔버(10) 내의 압력은 약간 상승한다.In this way, the thin film is oxidized in the process of passing through the film forming
이와 같이, 가동하고 있는 성막 처리부(410)의 처리 공간(41)을 워크(W)가 통과함으로써 성막 처리가 행해지고, 가동하고 있는 가열부(420)의 처리 공간(42)을 워크(W)가 통과함으로써 산화 처리가 행해진다. 또한, 「가동하고 있다」란, 각 처리부의 처리 공간(41, 42)에 있어서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 생성 동작이 행해지고 있는 것과 동의로 한다.In this way, when the workpiece W passes through the
회전 테이블(31)은, 소정의 두께의 산화막이 워크(W) 상에 성막될 때까지, 즉, 시뮬레이션이나 실험 등으로 미리 얻어진 소정의 시간이 경과할 때까지, 회전을 계속한다. 소정의 시간이 경과하였다면, 먼저 성막 처리부(410)의 가동을 정지시키고, 가열부(420)의 가동을 정지시킨다. 그리고, 회전 테이블(31)의 회전을 정지시킨다. 그 후, 도 6의 (5)에 나타내는 바와 같이, 스퍼터 가스(G1), 프로세스 가스(G2)의 도입 정지에 의해, 챔버(10) 내의 압력은 저하한다. 그리고, 게이트 밸브(GV1)를 개방함으로써, 챔버(10)로부터 이송 챔버(60)에 워크(W)가 실린 트레이(34)를 배출한다. 또한, 게이트 밸브(GV1)를 폐쇄하고, 게이트 밸브(GV2)를 개방하여, 로드록부(62)를 통해 워크(W)가 실린 트레이(34)를 외부에 배출한다.The rotation table 31 continues to rotate until an oxide film having a predetermined thickness is formed on the workpiece W, that is, until a predetermined time obtained in advance through simulation, experiment, or the like elapses. When the predetermined time has elapsed, the operation of the
[작용 효과][action effect]
(1) 이상과 같이, 본 실시형태에 따른 성막 장치(1)는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 챔버(10)와, 챔버(10) 내를 배기하는 배기부(20)와, 챔버(10) 내에 마련된 회전 테이블(31)에 의해 워크(W)를 순환 반송하는 반송부(30)와, 챔버(10) 내에 마련되어, 순환 반송되는 워크(W)에 플라즈마 처리를 행하는 복수의 플라즈마 처리부(40)를 갖는다.(1) As described above, the
복수의 플라즈마 처리부(40)는, 플라즈마 처리를 행하는 처리 공간(41, 42)을 각각 가지고, 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 적어도 하나는, 순환 반송되는 워크(W)에 대하여, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 행하는 성막 처리부(410)이고, 복수의 플라즈마 처리부(40) 중 적어도 하나는, 성막 처리부(410)에 의한 성막 처리를 행하지 않는 상태에서, 배기부(20)에 의한 배기 및 회전 테이블(31)의 회전과 함께, 플라즈마를 발생시켜 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내를 가열함으로써, 챔버(10) 내의 수분을 제거하는 가열부(420)이다.The plurality of
또한, 본 실시형태에 따른 성막 장치(1)의 수분 제거 방법은, 배기부(20)가 챔버(10)의 배기를 개시하는 배기 개시 공정과, 회전 테이블(31)이 회전을 개시하는 회전 개시 공정과, 프로세스 가스 도입부(428)가 처리 공간(42)에 프로세스 가스(G2)를 도입하는 프로세스 가스 도입 공정과, 플라즈마 발생기가 처리 공간(42)의 프로세스 가스(G2)를 플라즈마화하는 플라즈마 생성 공정과, 프로세스 가스 도입부(428)가 프로세스 가스(G2)의 도입을 정지하는 프로세스 가스 정지 공정과, 플라즈마 발생기가 처리 공간(42)의 프로세스 가스(G2)의 플라즈마화를 정지하는 플라즈마 정지 공정과, 회전 테이블(31)이 회전을 정지하는 회전 정지 공정을 포함한다.Further, in the method for removing moisture in the
이와 같이, 플라즈마의 열에 의해, 회전 테이블(31)을 통해 챔버(10) 내를 가열함으로써, 챔버(10) 내의 수분 제거를 촉진할 수 있다. 이에 의해, 챔버(10) 내의 진공도를 조기에 개선할 수 있다. 예컨대, 본 실시형태에서는, 3시간 정도로, 5×10-5 ㎩ 정도의 진공도를 실현할 수 있다. 이러한, 스퍼터링에 의한 성막 처리에 필요로 되는 고진공역의 진공도에 빠르게 도달할 수 있기 때문에, 막질이 안정적이며 치밀한 성막을 높은 생산성으로 행할 수 있다. 배기에 의한 감압에만 의한 경우에는, 이러한 진공도를 실현하기 위해서는, 수일 걸리고 있었기 때문에, 시간이 대폭 단축된다. 또한, 복수의 플라즈마 처리부(40)마다 가열 장치를 마련할 필요가 없기 때문에, 장치 구성의 복잡화를 초래하는 일없이, 비용을 억제할 수 있다.In this way, by heating the inside of the
성막 처리부(410)에서 플라즈마를 발생시킴으로써도, 가열은 가능하다. 그러나, 성막 처리부(410)를 가동시키면, 타겟(412)이 소모되어, 타겟(412)의 교환 빈도를 빠르게 하여 버린다. 또한, 챔버(10) 내에의 성막 재료의 재부착이 생겨 버린다. 본 실시형태에서는, 성막 처리부(410)란 별도의 가열부(420)에 의해 플라즈마를 생기게 하여 가열하기 때문에, 타겟(412)의 소모는 없고, 성막 재료의 부착도 생기지 않는다. 또한, 회전 테이블(31)은, 워크(W)에 성막 재료를 부착시키지 않도록, 성막 재료를 포착할 수 있을 정도의 거칠기를 갖는데, 메인터넌스로 대기 개방하였을 때에 수분을 포착하여 버린다. 처리 공간(42)을 가열할 때에 회전 테이블(31)을 회전시킴으로써, 회전 테이블(31)이 빠짐없이 가열되어, 회전 테이블(31)의 표면에 부착된 수분의 이탈도 행할 수 있다.Heating is also possible by generating plasma in the
(2) 성막 장치(1)는, 챔버(10) 내에 착탈 가능하게 마련되어, 성막 처리부(410)로부터 비산하는 성막 재료의 챔버(10) 내에의 부착을 방지하는 방착판(50)을 갖는다. 이 때문에, 성막 재료가 부착된 방착판(50)을 세정하고, 챔버(10) 내에 장착하여 상기 가열을 행함으로써 세정 후의 모든 방착판(50)으로부터의 수분을 일괄하여 조기에 제거할 수 있다. 이에 의해 챔버(10) 내의 환경을 수분이나 성막 재료의 잔류 부착이 없는 청정한 상태로 유지하여, 안정적인 막질의 성막을 행할 수 있다.(2) The
(3) 성막 장치(1)는, 챔버(10)로부터 배기된 가스를 냉각함으로써, 배기된 가스 중의 수분을 제거하는 냉각 장치(70)를 갖는다. 이와 같이 냉각 장치(70)에 의해 수분을 포착하기 때문에, 보다 고속으로 수분을 제거할 수 있다.(3) The
(4) 챔버(10)에는, 게이트 밸브(GV1)를 통해, 워크(W)를 챔버(10)에 반입 및 반출하기 위한 이송 챔버(60)가 접속되고, 이송 챔버(60)에 냉각 장치(70)가 마련되어 있다. 이 때문에, 가열되는 챔버(10)와는 별도의 이송 챔버(60)에 있어서, 냉각 장치(70)에 의해 냉각하여 수분을 포착하기 때문에, 챔버(10) 내의 열의 영향을 억제하여, 냉각 능력의 저하를 초래하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이송 챔버(60)는, 성막 시간은, 게이트 밸브(GV1)를 폐쇄함으로써 챔버(10)로부터 격리되어 있다. 이 때문에, 성막 처리 중에 챔버(10) 내가 성막부나 막처리부의 플라즈마에 의해 재차 가열되어도, 이송 챔버(60)의 냉각 장치(70)에 포착된 수분이 이탈하여 챔버(10) 내에 방출되는 일이 없다. 이에 의해 성막 처리 중에 챔버(10) 내에 수분 관련 성분이 증가하는 것을 막을 수 있다.(4) A
(5) 가열부(420)는, 처리 공간(42)에 프로세스 가스(G2)를 도입하는 프로세스 가스 도입부(428)와, 프로세스 가스(G2)를 도입한 처리 공간(42)에, 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 갖는다.(5) The
이와 같이 처리 공간(42)에 발생시키는 플라즈마는, 안테나(423)에 의해 생성한 유도 결합형 플라즈마이기 때문에, 회전 테이블(31) 등에의 손상이나 발생하는 입자에 의한 오염을 방지할 수 있다. 즉, 예컨대, 챔버(10) 내에 마련된 전극과 회전 테이블(31)을 한쌍의 전극으로 하여, 애노드가 되는 전극에 고주파 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 경우에는, 캐소드의 일부로서 작용하는 회전 테이블(31)에 바이어스 전압이 걸려 이온이 인입되어 회전 테이블(31)의 표면이 스퍼터(에칭)되어 버린다. 이 때문에, 회전 테이블(31)이 데미지를 받아, 스퍼터에 의해 생긴 입자가 비산하게 된다. 본 실시형태에서는, 처리 공간(42)에 발생시키는 플라즈마가 안테나(423)에 고주파 전압을 인가하여 전자 유도로 생기게 하는 유도 결합 플라즈마이기 때문에, 회전 테이블(31)에 바이어스 전압이 걸리지 않고, 이온에 의한 스퍼터를 억제할 수 있기 때문에, 회전 테이블(31)의 데미지를 억제할 수 있다. 예컨대, 유도 결합 플라즈마에 의한 에칭 속도는, 통형 전극에 의한 경우에 비해서, 10분의 1 정도이다.Since the plasma generated in the
(6) 성막 장치(1)는, 챔버(10)로부터의 배기에 포함되는 가스의 성분량을 측정하는 가스 분석 장치(80)와, 가스 분석 장치(80)에 의해 측정된 가스의 성분량에 기초하여, 가열부(420)를 제어하는 제어부(90)를 갖는다. 이 때문에, 수분 관련 성분의 양이 충분히 저감한 적절한 타이밍에, 가열 처리를 정지하고, 성막 처리로 이행할 수 있다.(6) The
(7) 가열부(420)는, 회전 테이블(31)에 의해 순환 반송되는 워크(W)에 형성된 막에 대하여, 막처리를 행하는 막처리부이다. 이 때문에, 막처리부와는 별도로 가열부(420)를 마련할 필요가 없어, 장치 구성을 간소화할 수 있다.(7) The
[다른 실시형태][Other Embodiments]
본 발명의 실시형태 및 각 부의 변형예를 설명하였지만, 이 실시형태나 각 부의 변형예는, 일례로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 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 the present invention and the modified example of each part have been described, this embodiment and the modified example of each part are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims.
예컨대, 이송 챔버(60)를 마련하지 않아도 좋다. 즉, 가열에 의해 챔버(10) 내에 발생한 수분을, 챔버(10)의 배기부(20)에 의해 배기함으로써도, 제습의 효과가 얻어진다. 이에 의해, 보다 간소한 구성으로 하여 비용을 억제할 수 있다. 이 경우, 냉각 장치(70)는 없어도 좋다. 단, 냉각 장치(70)를 챔버(10)에 마련하여도 좋다. 예컨대, 배기부(20)에, 냉각 장치(70)를 마련함으로써, 제습의 속도를 빠르게 하여도 좋다.For example, it is not necessary to provide the
냉각 장치(70)는, 냉동기와, 냉매가 흐르는 냉각 코일을 갖는 것으로 하였지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 펠티에 소자를 갖는 냉각판이어도 좋다. 냉각 장치(70)는, 수분을 동결하여 흡착시킬 정도의 온도로 냉각할 수 있으면 좋다.Although the
가스 분석 장치(80)를 마련하지 않아도 좋다. 즉, 가열의 개시로부터, 시뮬레이션이나 실험 등으로 미리 얻어진 소정의 시간이 경과한 경우에, 가열을 정지하는 제어여도 좋다. 이 경우, 「소정의 시간」이란, 수분 관련 성분이 성막에 영향이 없을 정도까지 제거되는 시간, 또는, 스퍼터 가스(G1)를 도입하기 전의 미리 결정할 수 있었던 진공도에 도달하는 시간으로 할 수 있다. 또한, 제어부(90)가 가스 분석 장치(80)에 의해 측정된 가스의 성분량에 기초하여 가열부(420)의 플라즈마를 정지시키는 피드백 제어를 행하는 것이 아니고, 오퍼레이터가 가스 분석 장치(80)의 표시부에 표시된 질량 또는 질량에 기초한 분압으로부터 판단하여, 가열을 정지시켜도 좋다.It is not necessary to provide the
또한, 수분 관련 성분의 제거와 함께 챔버(10) 내의 감압이 행해지기 때문에, 수분 관련 성분의 측정값이 임계값 이하가 되었을 때, 챔버(10) 내의 압력도, 성막 처리 시의 스퍼터 가스(G1)와 프로세스 가스(G2)를 도입하기 전의 소정의 고진공 영역의 압력(1×10-4 정도)으로 되어 있다. 이 때문에, 챔버(10) 내의 압력을 측정하는 압력계를 가스 분석 장치(80) 대신에 마련하고, 압력계에 의해 측정한 챔버(10) 내의 압력이 임계값 이하가 된 경우에 가열을 정지하여도 좋다. 또는, 가스 분석 장치(80)와 함께 압력계를 사용하여, 수분 관련 성분의 측정값과, 챔버(10) 내의 압력의 측정값이, 함께 임계값 이하가 된 경우에 가열을 정지하여도 좋다.In addition, since the pressure in the
또한, 가스 분석 장치(80)가 검출하는 수분 관련 성분으로서, 물(H2O), 수소(H2) 및 수산기(-OH) 중 적어도 어느 하나이면 좋다.In addition, as the moisture-related component detected by the
가열 처리에 있어서, 회전 테이블(31)이 플라즈마 중에 존재하는 이온에 의해 스퍼터되는 손상을 억제하기 위해, 워크(W)와는 다른 기판, 예컨대, 석영 등에 의한 더미 기판을 실어도 좋다. 또한, 프로세스 가스(G2)로서 사용하는 가스는, 아르곤 가스, 질소 가스, 산소 가스 중 어느 하나만을 사용하여도 좋다. 예컨대, 산소 가스만을 사용함으로써, 아르곤 가스를 사용한 경우와 비교하여 스퍼터를 억제할 수 있다. 또한, 프로세스 가스(G2)로서는, 플라즈마를 생성할 수 있으면 좋기 때문에, 상기에서 예시한 가스 이외의 가스를 사용하여도 좋다. 또한, 프로세스 가스(G2)의 유량은 가열 처리와 성막 처리에서 동량이어도 좋고, 다른 것으로 하여도 좋다.In the heat treatment, in order to suppress damage caused by sputtering of the rotary table 31 by ions present in plasma, a substrate different from the workpiece W, for example, a dummy substrate made of quartz or the like may be mounted. Further, as the gas used as the process gas G2, only one of argon gas, nitrogen gas, and oxygen gas may be used. For example, by using only oxygen gas, sputtering can be suppressed compared to the case where argon gas is used. Further, as the process gas G2, any gas other than the gases exemplified above may be used as long as it can generate plasma. In addition, the flow rate of the process gas G2 may be the same or different in the heating process and the film formation process.
플라즈마 생성 동작의 정지 시에는, 예컨대, 전술한 실시형태에서는, 프로세스 가스 도입부(428)에 의한 프로세스 가스(G2)의 도입 또는 RF 전원(424)에 의한 전압 인가 중 적어도 어느 하나의 동작을 정지시키면 좋다. 또한, 배기 개시 공정 후에 냉각 개시 공정, 회전 개시 공정이 행해지는 것을 예시하였지만, 이들은 동시에 행해지거나, 또는 순서를 교체하여도 좋다. 즉, 가열 처리의 각 공정의 순서는, 상기에서 예시한 것에는 한정되지 않는다.When the plasma generation operation is stopped, for example, in the above-described embodiment, when at least one operation of introduction of the process gas G2 by the process
플라즈마 처리부(40)의 수 및 이것에 포함되는 성막 처리부(410), 가열부(420)의 수는, 상기에서 예시한 수에는 한정되지 않는다. 성막 처리부(410), 가열부(420)는 각각 단수여도 복수여도 좋다. 이종의 타겟 재료에 의한 복수의 성막 처리부(410)를 구비하고, 이종 재료에 의한 다층의 막을 적층할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 다른 막처리를 행하는 가열부(420)를 복수 구비하고, 그 일부 또는 전부를 가열에 의한 제습에 이용하여, 보다 고속의 제습을 도모하여도 좋다.The number of
게이트 밸브(GV1, GV2)에 마련되는 도어는, 예컨대 전술한 실시형태에서는 하나씩으로 하였지만, 챔버(10)의 반입 반출구(101), 이송 챔버(60)의 반입 반출구(102)와 반입 반출구(108), 로드록부(62)의 반입 반출구(109)의 각각에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 즉 챔버(10), 이송 챔버(60), 로드록부(62)의 각 공간의 개방·분리를 할 수 있는 도어이면, 상기에서 예시한 것에는 한정되지 않는다.The gate valves GV1 and GV2 are provided with one door, for example, in the above-described embodiment, but the loading/unloading
1 : 성막 장치 10 : 챔버
10a : 천장 10b : 내저면
10c : 내주면 11 : 배기구
12 : 구획부 20 : 배기부
30 : 반송부 31 : 회전 테이블
32 : 모터 33 : 유지부
34 : 트레이 40 : 플라즈마 처리부
41, 42 : 처리 공간 50 : 방착판
60 : 이송 챔버 62 : 로드록부
70 : 냉각 장치 71 : 냉동기
72 : 냉각 코일 80 : 가스 분석 장치
90 : 제어부 101, 102, 108, 109 : 반입 반출구
103, 110 : 게이트 개폐 기구 104, 111: 도어
105, 112 : 시일 부재 410 : 성막 처리부
412 : 타겟 413 : 배킹 플레이트
414 : 전극 416 : 전원부
417 : 가스 도입구 418, 427 : 배관
419 : 스퍼터 가스 도입부 420 : 가열부
421 : 통형체 422 : 창부재
423 : 안테나 424 : RF 전원
425 : 매칭 박스 426 : 가스 도입구
428 : 프로세스 가스 도입부1: film formation device 10: chamber
10a:
10c: inner circumference 11: exhaust port
12: compartment 20: exhaust
30: transfer unit 31: rotary table
32: motor 33: holding unit
34: tray 40: plasma processing unit
41, 42: processing space 50: anti-chak plate
60: transfer chamber 62: load lock unit
70: cooling device 71: freezer
72: cooling coil 80: gas analysis device
90:
103, 110: gate opening and
105, 112: sealing member 410: film forming unit
412: target 413: backing plate
414: electrode 416: power supply
417:
419: sputter gas introduction unit 420: heating unit
421: cylindrical body 422: window member
423: antenna 424: RF power
425: matching box 426: gas inlet
428: process gas introduction
Claims (10)
상기 챔버 내를 배기하는 배기부와,
상기 챔버 내에 마련된 회전 테이블에 의해 워크를 순환 반송하는 반송부와,
상기 챔버 내에 마련되어, 순환 반송되는 상기 워크에 플라즈마 처리를 행하는 복수의 플라즈마 처리부
를 가지고,
상기 복수의 플라즈마 처리부는, 플라즈마 처리를 행하는 처리 공간을 각각 가지고,
상기 복수의 플라즈마 처리부 중 적어도 하나는, 순환 반송되는 상기 워크에 대하여, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 행하는 성막 처리부이고,
상기 복수의 플라즈마 처리부 중 적어도 하나는, 상기 성막 처리부에 의한 성막 처리가 행해지는 상기 워크를 상기 회전 테이블에 탑재하지 않은 상태에서, 상기 배기부에 의한 배기 및 상기 회전 테이블의 회전과 함께, 플라즈마를 발생시켜 상기 회전 테이블을 통해 상기 챔버 내를 가열함으로써, 상기 챔버 내의 수분을 제거하는 가열부인 것을 특징으로 하는 성막 장치.A chamber capable of vacuuming the inside;
an exhaust unit for exhausting the inside of the chamber;
a conveyance unit for circularly conveying the work by means of a rotary table provided in the chamber;
A plurality of plasma processing units that are provided in the chamber and perform plasma processing on the work that is circularly conveyed.
with,
The plurality of plasma processing units each have a processing space in which plasma processing is performed,
At least one of the plurality of plasma processing units is a film forming unit that performs a film forming process by sputtering on the work that is circularly conveyed;
At least one of the plurality of plasma processing units generates plasma together with exhaust from the exhaust unit and rotation of the rotary table in a state where the work to be film-formed by the film-forming unit is not mounted on the rotary table. and a heating unit that removes moisture in the chamber by generating and heating the inside of the chamber through the rotary table.
상기 이송 챔버에, 상기 냉각 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The method according to claim 3, wherein a transfer chamber for carrying in and out of the work into and out of the chamber is connected to the chamber through a gate valve,
The film forming apparatus characterized in that the cooling device is provided in the transfer chamber.
상기 냉각 코일은 상기 이송 챔버 내부의 벽면을 따르도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The cooling device according to claim 4, wherein the cooling device includes a cooling coil through which a refrigerant is circulated and a refrigerator,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the cooling coil is disposed along a wall surface inside the transfer chamber.
상기 처리 공간에 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입부와,
상기 프로세스 가스를 도입한 상기 처리 공간에, 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The method of claim 1, wherein the heating unit,
a process gas introduction unit introducing a process gas into the processing space;
and a plasma generator for generating inductively coupled plasma in the processing space into which the process gas is introduced.
상기 가스 분석 장치에 의해 측정된 가스의 성분량에 기초하여, 상기 가열부를 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 성막 장치.The method of claim 1, further comprising: a gas analyzer for measuring component amounts of gas contained in the exhaust gas from the chamber;
and a control unit for controlling the heating unit based on the component amount of the gas measured by the gas analyzer.
배기부가 챔버의 배기를 개시하는 배기 개시 공정과,
회전 테이블이 회전을 개시하는 회전 개시 공정과,
프로세스 가스 도입부가 처리 공간에 프로세스 가스를 도입하는 프로세스 가스 도입 공정과,
처리 대상이 되는 워크를 상기 회전 테이블에 탑재하지 않은 상태에서, 플라즈마 발생기가 상기 처리 공간의 상기 프로세스 가스를 플라즈마화하는 플라즈마 생성 공정과,
상기 프로세스 가스 도입부가 상기 프로세스 가스의 도입을 정지하는 프로세스 가스 정지 공정과,
상기 플라즈마 발생기가 상기 처리 공간의 상기 프로세스 가스의 플라즈마화를 정지하는 플라즈마 정지 공정과,
상기 회전 테이블이 회전을 정지하는 회전 정지 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치의 수분 제거 방법.A method for removing moisture in a film forming apparatus using the film forming apparatus according to claim 1, comprising:
an exhaust start step in which the exhaust unit starts exhaust of the chamber;
A rotation start step of starting rotation of the rotary table;
A process gas introduction step in which a process gas introduction unit introduces a process gas into a processing space;
a plasma generating step in which a plasma generator converts the process gas in the processing space into plasma in a state where a workpiece to be processed is not mounted on the rotary table;
a process gas stopping step of stopping the introduction of the process gas by the process gas introducing unit;
a plasma stop step in which the plasma generator stops turning the process gas into plasma in the processing space;
Rotation stop process of stopping the rotation of the rotary table
A method for removing moisture in a film forming apparatus comprising a.
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