KR102690725B1 - Apparatus for producing negative ion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대상물에 음이온을 조사하기 위한 음이온생성장치로서, 구체적으로, 진공챔버 내에 플라즈마를 공급하는 플라즈마원과, 상기 진공챔버 내에 있어서의 플라즈마의 전자온도를 저하시키는 수단을 가지는 음이온생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a negative ion generating device for irradiating negative ions to an object, and specifically, to a negative ion generating device having a plasma source for supplying plasma into a vacuum chamber and means for lowering the electron temperature of the plasma within the vacuum chamber. will be.
Description
본 발명은, 음이온생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a negative ion generating device.
성막대상물의 표면에 막을 형성하는 성막장치로서, 예를 들면 증발시킨 성막재료의 입자를 진공챔버 내에 확산시켜, 성막대상물의 표면에 성막재료의 입자를 부착시키는 이온플레이팅법에 의한 성막장치가 알려져 있다.As a film forming device for forming a film on the surface of a film forming object, for example, a film forming device using the ion plating method is known, in which evaporated particles of the film forming material are diffused in a vacuum chamber and the particles of the film forming material are attached to the surface of the film forming object. .
상기 종래의 성막장치에 있어서 막이 형성된 성막대상물을 대기 중에 취출하면, 성막대상물에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착된다. 이와 같이 산소가 막에 부착되면, 막질이 저하될 가능성이 있다.In the above-described conventional film formation apparatus, when a film-forming object is taken out into the air, oxygen in the air attaches to the surface of the film of the film-forming object. If oxygen attaches to the film in this way, the film quality may deteriorate.
보다 상세하게는, 예를 들면, 성막대상물에 형성된 ZnO막을 반도체식 수소가스센서의 가스를 검지하기 위한 막으로서 이용하는 경우, ZnO막의 표면에 대기 중의 산소가 O2-의 형태로 부착됨으로써, 수소의 검출리스폰스가 저하된다는 문제가 있다.More specifically, for example, when using a ZnO film formed on a film-forming object as a film for detecting gas in a semiconductor-type hydrogen gas sensor, oxygen in the atmosphere attaches to the surface of the ZnO film in the form of O 2 - , thereby causing hydrogen There is a problem that detection response deteriorates.
따라서 본 발명은, 성막대상물에 있어서의 막질의 저하를 억제할 수 있는 음이온생성장치 및 성막장치를 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, the object of the present invention is to provide an anion generating device and a film forming device that can suppress deterioration of film quality in a film forming object.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 관한 음이온생성장치는, 대상물에 음이온을 조사하기 위한 음이온생성장치로서, 진공챔버 내에 플라즈마를 공급하는 플라즈마원과, 상기 진공챔버 내에 있어서의 플라즈마의 전자온도를 저하시키는 수단을 가질 수 있다.In order to solve the above problem, a negative ion generating device according to one aspect of the present invention is a negative ion generating device for irradiating negative ions to an object, including a plasma source for supplying plasma into a vacuum chamber, and a plasma source within the vacuum chamber. It may have a means to lower the electron temperature.
상기 진공챔버 내에 있어서의 플라즈마의 전자온도를 저하시키는 수단은, 상기 진공챔버 내로의 상기 플라즈마의 공급을 간헐적으로 행하도록 제어하는 제어부일 수 있다.The means for lowering the electron temperature of the plasma in the vacuum chamber may be a control unit that controls the supply of the plasma into the vacuum chamber to be performed intermittently.
상기 진공챔버 내로의 상기 플라즈마의 공급과 차단을 전환하는 전화부를 더 가지고, 상기 제어부는, 상기 전환부를 전환하는 것에 의해서 상기 플라즈마의 공급을 간헐적으로 행할 수 있다.It further has a switching unit for switching between supply and blocking of the plasma into the vacuum chamber, and the control unit can intermittently supply the plasma by switching the switching unit.
상기 진공챔버는, 음이온의 원료에 플라즈마를 공급하여 원료에 전자를 부착시키는 음이온생성실과, 상기 대상물을 반송하는 반송실을 가지고, 음이온생성실에서의 음이온 생성 중, 상기 음이온생성실 내의 전자가 상기 반송실로 유입하는 것을 억제하는 자장발생코일을 더 구비할 수 있다.The vacuum chamber has a negative ion generation chamber that supplies plasma to the raw material of negative ions to attach electrons to the raw material, and a transfer chamber that transports the object. During negative ion generation in the negative ion generating chamber, electrons in the negative ion generating chamber are stored in the negative ion generating chamber. A magnetic field generating coil that suppresses inflow into the transfer chamber may be further provided.
상기 자장발생코일은, 상기 음이온생성실로부터 상기 반송실로 향하는 방향과 교차하는 방향으로 뻗는 자력선을 갖는 밀봉자장을 진공챔버 내에 형성할 수 있다.The magnetic field generating coil may form a sealing magnetic field within the vacuum chamber having magnetic force lines extending in a direction intersecting the direction from the negative ion generation chamber to the transfer chamber.
상기 플라즈마원은 압력구배형 플라즈마건일 수 있다.The plasma source may be a pressure gradient plasma gun.
다른 양태에 따르면, 대상물에 음이온을 조사하기 위한 음이온생성장치로서, 진공챔버 내에 플라즈마를 공급하는 플라즈마원을 가지고, 상기 플라즈마원은, 플라즈마를 수렴시키는 전극을 가지는 압력구배형 플라즈마건이며, 상기 전극으로의 전류의 흐름을 전환하는 전환부를 가질 수 있다.According to another aspect, there is a negative ion generating device for irradiating negative ions to an object, comprising a plasma source for supplying plasma in a vacuum chamber, the plasma source being a pressure gradient plasma gun having an electrode for converging the plasma, and the electrode It may have a switching unit that switches the flow of current.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 관한 성막장치는, 성막대상물에 성막재료를 성막하는 성막장치로서, 성막대상물을 수납하여 성막처리를 행하는 진공챔버와, 진공챔버 내에 있어서 성막재료의 입자를 성막대상물에 부착시키는 성막부와, 진공챔버 내에 음이온을 생성하는 음이온생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to solve the above problems, a film forming apparatus according to one aspect of the present invention is a film forming apparatus for forming a film forming material on a film forming object, including a vacuum chamber for storing the film forming object and performing film forming processing, and forming the film within the vacuum chamber. It is characterized by comprising a film forming part that attaches material particles to the film forming object and an anion generating part that generates negative ions in a vacuum chamber.
본 발명의 일 측면에 관한 성막장치에서는, 음이온생성부에 의하여 진공챔버 내에 음이온이 생성되므로, 당해 음이온을, 성막처리에 의하여 성막대상물에 형성된 막의 표면에 부착시킬 수 있다. 이로써, 성막처리 후의 성막대상물을 대기 중에 취출해도, 성막대상물에 형성된 막의 표면에는 음이온이 부착되어 있으므로, 성막대상물에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 억제할 수 있다. 이상으로부터, 성막대상물에 있어서의 막질의 저하를 억제할 수 있다.In the film forming apparatus according to one aspect of the present invention, negative ions are generated in the vacuum chamber by the negative ion generating unit, so that the negative ions can be attached to the surface of the film formed on the film forming object through the film forming process. Accordingly, even if the film-forming object after the film-forming treatment is taken out into the air, anions are attached to the surface of the film formed on the film-forming object, and thus the deterioration of the film quality due to oxygen in the atmosphere adhering to the surface of the film in the film-forming object can be suppressed. . From the above, it is possible to suppress the deterioration of the film quality in the film-forming object.
성막장치에 있어서, 음이온생성부는, 진공챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 플라즈마건과, 진공챔버 내에 음이온의 원료가스를 공급하는 원료가스공급부와, 플라즈마를 간헐적으로 생성하도록 플라즈마건을 제어하는 제어부를 가져도 된다. 이 경우, 플라즈마가 진공챔버 내에 간헐적으로 생성되므로, 진공챔버 내의 플라즈마의 생성이 정지되어 있을 때에는 진공챔버 내에 있어서의 플라즈마의 전자온도가 급격하게 저하되어, 진공챔버 내로 공급된 음이온의 원료가스의 입자에 전자가 부착되기 쉬워진다. 이로써, 진공챔버 내에서 음이온을 효율적으로 생성할 수 있다. 그 결과, 성막대상물에 형성된 막의 표면에, 음이온을 효율적으로 부착시킬 수 있다. 이상에 의하여, 성막대상물에 있어서의 막질의 저하를 확실히 억제할 수 있다.In the film forming device, the negative ion generating unit includes a plasma gun that generates plasma within the vacuum chamber, a raw material gas supply unit that supplies negative ion raw material gas into the vacuum chamber, and a control unit that controls the plasma gun to intermittently generate plasma. It also works. In this case, since plasma is generated intermittently in the vacuum chamber, when the generation of plasma in the vacuum chamber is stopped, the electron temperature of the plasma in the vacuum chamber drops rapidly, and the particles of the negative ion raw material gas supplied into the vacuum chamber It becomes easier for electrons to attach to. As a result, negative ions can be efficiently generated within the vacuum chamber. As a result, anions can be efficiently attached to the surface of the film formed on the film formation object. As a result of the above, it is possible to reliably suppress the deterioration of the film quality in the film-forming object.
성막장치에 있어서, 음이온생성부는, 진공챔버 내로의 플라즈마의 공급과 차단을 전환하는 전환부를 더 갖고, 제어부는, 전환부를 전환함으로써 플라즈마를 간헐적으로 생성하도록 플라즈마건을 제어해도 된다. 이 경우, 전환부를 전환하는 것만으로 용이하게 플라즈마를 간헐적으로 생성할 수 있다.In the film forming apparatus, the negative ion generating unit may further have a switching unit for switching between supply and blocking of plasma into the vacuum chamber, and the control unit may control the plasma gun to intermittently generate plasma by switching the switching unit. In this case, plasma can be easily generated intermittently simply by switching the switching unit.
성막장치에 있어서, 진공챔버는, 성막대상물을 반송하는 반송실과, 성막재료를 확산시키는 성막실을 갖고, 성막실로부터 반송실로 향하는 방향과 교차하는 방향의 자력선을 갖는 자장을 발생시킴으로써, 성막실 내의 전자가 반송실에 유입하는 것을 억제하는 자장발생코일을 더 구비해도 된다. 이 경우, 자장발생코일에 의하여 발생한 자장에 의하여, 성막실 내의 전자가 반송실에 유입하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 성막실 내에서 음이온을 보다 효율적으로 생성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 성막대상물에 형성된 막의 표면에, 음이온을 보다 효율적으로 부착시킬 수 있다.In the film formation apparatus, the vacuum chamber has a transfer chamber for transporting the film formation object and a film formation chamber for diffusing the film formation material, and generates a magnetic field having a magnetic field in a direction intersecting the direction from the film formation chamber to the transport chamber, within the film formation chamber. A magnetic field generating coil that prevents electrons from flowing into the transfer chamber may be further provided. In this case, the magnetic field generated by the magnetic field generating coil can prevent electrons in the deposition chamber from flowing into the transfer chamber, making it possible to generate negative ions more efficiently in the deposition chamber. As a result, anions can be more efficiently attached to the surface of the film formed on the film formation object.
성막장치에 있어서, 자장발생코일은, 진공챔버 내이며, 성막실과 반송실의 사이에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 성막실 내의 전자가 반송실에 유입하는 것을 억제하는 방향의 자력선을 갖는 자장을 적합하게 발생시킬 수 있다.In the film formation apparatus, the magnetic field generating coil may be provided within the vacuum chamber between the film formation chamber and the transfer chamber. In this case, a magnetic field having magnetic force lines in a direction that suppresses electrons in the film deposition chamber from flowing into the transfer chamber can be appropriately generated.
성막장치에 있어서, 성막부는, 플라즈마건을 갖고, 이온플레이팅법에 의하여 성막재료의 입자를 성막대상물에 부착시키고 있으며, 성막부의 플라즈마건은, 음이온생성부의 플라즈마건과 겸용되고 있어도 된다. 이 경우, 성막부의 플라즈마건과 음이온생성부의 플라즈마건이 겸용되고 있기 때문에, 성막처리를 위하여 필요한 구성으로서 진공챔버 내에 본래 구비되어 있는 구조를 크게 바꾸지 않고, 음이온생성부를 구성할 수 있다. 따라서, 성막조건에 주는 영향을 억제하면서 음이온생성부를 마련하는 것이 가능해진다. 또한, 플라즈마건이 겸용되고 있음으로써 장치구성을 간략화할 수 있다.In the film forming apparatus, the film forming unit has a plasma gun, and particles of the film forming material are attached to the film forming object by the ion plating method. The plasma gun of the film forming unit may be used concurrently with the plasma gun of the negative ion generating unit. In this case, since the plasma gun of the film forming part and the plasma gun of the negative ion generating part are used simultaneously, the negative ion generating part can be formed without significantly changing the structure originally provided in the vacuum chamber as a necessary component for film forming processing. Therefore, it becomes possible to provide an anion generating portion while suppressing the influence on film formation conditions. Additionally, the device configuration can be simplified because the plasma gun is also used.
성막장치에 있어서, 성막부에 의한 성막처리 후의 성막대상물에 정의 바이어스전압을 인가하는 전압인가부를 더 구비해도 된다. 이 경우, 전압인가부에 의하여, 성막처리 후의 성막대상물에 정의 바이어스전압이 인가된다. 이로써, 음이온생성부에서 생성된 음이온이 성막대상물측으로 끌어당겨져, 성막대상물에 형성된 막의 표면에 조사된다. 그 결과, 성막대상물에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 보다 억제할 수 있다.The film forming apparatus may further include a voltage application unit that applies a positive bias voltage to the film forming object after film forming processing by the film forming unit. In this case, a positive bias voltage is applied to the film-forming object after the film-forming process by the voltage application unit. As a result, the negative ions generated in the negative ion generating section are drawn toward the film-forming object and are irradiated to the surface of the film formed on the film-forming object. As a result, deterioration of film quality due to oxygen in the atmosphere adhering to the surface of the film of the film-forming object can be further suppressed.
성막장치에 있어서, 음이온생성부는, 진공챔버 내에서 간헐적으로 플라즈마를 생성하고, 전압인가부는, 음이온생성부에 의한 플라즈마의 생성이 정지된 후에 성막대상물에 정의 바이어스전압을 인가해도 된다. 이로써, 많은 산소음이온이 성막대상물에 조사된다. 그 결과, 성막대상물에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 더욱 억제할 수 있다.In the film forming apparatus, the negative ion generating unit may intermittently generate plasma within the vacuum chamber, and the voltage applying unit may apply a positive bias voltage to the film forming object after the generation of plasma by the negative ion generating part stops. As a result, many oxygen anions are irradiated to the film-forming object. As a result, deterioration of film quality due to oxygen in the atmosphere adhering to the surface of the film of the film formation object can be further suppressed.
성막장치에 있어서, 진공챔버에 인접하여 배치되어, 성막대상물을 반입반출하는 진공로드록챔버를 구비하고, 진공로드록챔버는, 성막처리 후의 성막대상물을 진공챔버로부터 반입함과 함께, 반입된 성막대상물을 음이온생성부에 의한 음이온생성 후에 진공챔버에 반출해도 된다. 이로써, 성막대상물은, 대기 중에 노출되지 않고, 산소음이온이 생성된 적절한 타이밍에 진공챔버로 반입된다. 그 결과, 산소음이온을 적합하게 성막대상물에 조사할 수 있다.A film forming apparatus is provided with a vacuum load lock chamber disposed adjacent to a vacuum chamber for loading and unloading a film forming object, wherein the vacuum load lock chamber transports a film forming object after film forming processing from the vacuum chamber and carries out the brought in film forming object. The object may be transported into the vacuum chamber after generating negative ions by the negative ion generating unit. As a result, the film-forming object is not exposed to the atmosphere and is brought into the vacuum chamber at the appropriate timing when oxygen anions are generated. As a result, oxygen anions can be appropriately irradiated to the film-forming object.
성막장치에 있어서, 성막대상물을 지지하는 지지부재를 구비하고, 진공챔버 내에는, 트롤리선이 연신되어 마련되어 있으며, 지지부재에는, 트롤리선으로부터 급전되는 급전부가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 성막대상물을 지지하는 지지부재에 마련된 급전부가, 진공챔버 내에 마련된 트롤리선으로부터 급전된다. 이로써, 지지부재의 급전부를 통하여 성막대상물에 정의 전압을 용이하게 인가할 수 있다.In the film forming apparatus, a support member for supporting a film formation object is provided, and a trolley wire is extended in a vacuum chamber. The support member may be provided with a power feeder that supplies power from the trolley wire. In this case, the power feeder provided on the support member supporting the film-forming object feeds power from a trolley line provided in the vacuum chamber. Accordingly, a positive voltage can be easily applied to the film-forming object through the power supply portion of the support member.
성막장치에 있어서, 트롤리선에 장력을 부여하는 장력부여부를 구비해도 된다. 이 경우, 장력부여부에 의하여 트롤리선에 장력이 부여된다. 이로써, 진공챔버 내에서 발생하는 열 등에 의하여 트롤리선이 신축된 경우에도 휘어 버리는 것을 억제할 수 있다.In the film forming apparatus, a tension application unit that applies tension to the trolley wire may be provided. In this case, tension is applied to the trolley line by the tension application unit. As a result, it is possible to suppress bending even when the trolley line is expanded or contracted due to heat generated within the vacuum chamber.
본 발명에 의하면, 성막대상물에 있어서의 막질의 저하를 억제할 수 있는 음이온생성장치 및 성막장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an anion generating device and a film forming device that can suppress deterioration of film quality in a film forming object.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 성막장치의 구성을 나타내는 개략단면도이며, 성막처리모드에 있어서의 동작상태를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 성막장치의 구성을 나타내는 개략단면도이며, 산소음이온생성모드에 있어서의 동작상태를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 성막장치에 있어서의 성막방법을 나타내는 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 성막장치의 구성을 나타내는 개략단면도이며, 산소음이온생성모드에 있어서의 동작상태를 나타내는 도이다.
도 5는 도 4의 트롤리선고정단부의 구성을 나타내는 개략정면도 및 개략측면도이다.
도 6은 도 4의 성막대상물지지부재의 구성을 나타내는 개략평면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선을 따른 단면도이다.
도 8은 도 6의 VIII-VIII선을 따른 단면도이다.
도 9는 브러시용 가이드에 의하여 가이드되는 브러시체의 동작을 설명하는 도이다.
도 10은 급전단자부의 동작을 설명하는 도이다.
도 11은 진공챔버 내에 존재하는 이온의 플럭스의 시간변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 바이어스전압의 인가의 유무와 캐리어밀도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 바이어스전압의 인가의 유무와 광학적이동도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 산소음이온 조사의 유무와 수소가스센서특성의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an operating state in a film forming processing mode.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the film forming apparatus of FIG. 1, and is a diagram showing the operating state in the oxygen anion production mode.
Figure 3 is a flow chart showing a film forming method in the film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram showing the operating state in the oxygen anion production mode.
Figure 5 is a schematic front view and a schematic side view showing the configuration of the trolley line fixed end of Figure 4.
FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the film-forming object support member of FIG. 4.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 6.
Figure 9 is a diagram explaining the operation of the brush body guided by the brush guide.
Figure 10 is a diagram explaining the operation of the power supply terminal unit.
Figure 11 is a graph showing the time change of the flux of ions existing in the vacuum chamber.
Figure 12 is a graph showing the relationship between the presence or absence of bias voltage application and the carrier density.
Figure 13 is a graph showing the relationship between the presence or absence of bias voltage application and optical mobility.
Figure 14 is a graph showing the relationship between the presence or absence of oxygen anion irradiation and hydrogen gas sensor characteristics.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시형태에 관한 성막장치에 대하여 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.Hereinafter, a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the description of the drawings, like elements are given the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
(제1 실시형태)(First Embodiment)
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 성막장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2는, 본 실시형태에 관한 성막장치의 구성을 나타내는 개략단면도이다. 도 1은, 성막처리모드에 있어서의 동작상태를 나타내고, 도 2는, 산소음이온생성모드에 있어서의 동작상태를 나타내고 있다. 다만, 성막처리모드 및 산소음이온생성모드의 상세에 대해서는 후술한다.First, with reference to FIGS. 1 and 2, the configuration of the film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are schematic cross-sectional views showing the configuration of the film forming apparatus according to this embodiment. FIG. 1 shows the operating state in the film formation processing mode, and FIG. 2 shows the operating state in the oxygen anion generation mode. However, details of the film formation processing mode and oxygen anion generation mode will be described later.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 성막장치(1)는, 이른바 이온플레이팅법에 이용되는 이온플레이팅장치이다. 다만, 설명의 편의상, 도 1 및 도 2에는, XYZ좌표계를 나타낸다. Y축방향은, 후술하는 성막대상물이 반송되는 방향이다. X축방향은, 성막대상물과 후술하는 하스기구가 대향하는 위치이다. Z축방향은, Y축방향과 X축방향에 직교하는 방향이다.As shown in Figures 1 and 2, the film forming apparatus 1 of this embodiment is an ion plating apparatus used in the so-called ion plating method. However, for convenience of explanation, Figures 1 and 2 show the XYZ coordinate system. The Y-axis direction is the direction in which the film-forming object described later is transported. The X-axis direction is a position where the film formation object and the Haas mechanism described later face each other. The Z-axis direction is a direction perpendicular to the Y-axis direction and the X-axis direction.
성막장치(1)는, 성막대상물(11)의 판두께방향이 수평방향(도 1 및 도 2에서는 X축방향)이 되도록, 성막대상물(11)을 직립 또는 직립시킨 상태로부터 경사시킨 상태에서, 성막대상물(11)이 진공챔버(10) 내에 배치되어 반송되는, 이른바 종형의 성막장치이다. 이 경우에는, X축방향은 수평방향 또한 성막대상물(11)의 판두께방향이고, Y축방향은 수평방향이며, Z축방향은 연직방향이 된다. 다만, 본 발명의 일 실시형태에 관한 성막장치는, 성막대상물의 판두께방향이 대략 연직방향이 되도록 성막대상물이 진공챔버 내에 배치되어 반송되는 이른바 횡형의 성막장치여도 된다. 이 경우에는, Z축 및 Y축방향은 수평방향이며, X축방향은 연직방향 또한 판두께방향이 된다. 이하, 종형의 성막장치를 예로서 설명한다.The film forming apparatus 1 is configured to tilt the film forming object 11 from an upright or upright state so that the plate thickness direction of the film forming object 11 is horizontal (X-axis direction in FIGS. 1 and 2), This is a so-called vertical film forming device in which a film forming object 11 is placed and transported within a vacuum chamber 10. In this case, the X-axis direction is horizontal and the plate thickness direction of the film forming object 11, the Y-axis direction is a horizontal direction, and the Z-axis direction is a vertical direction. However, the film forming apparatus according to one embodiment of the present invention may be a so-called horizontal film forming apparatus in which the film forming object is placed and transported in a vacuum chamber so that the sheet thickness direction of the film forming object is substantially vertical. In this case, the Z-axis and Y-axis directions are horizontal, and the X-axis direction is vertical and the plate thickness direction. Hereinafter, a vertical film forming apparatus will be described as an example.
성막장치(1)는, 진공챔버(10), 반송기구(3), 성막부(14), 음이온생성부(24), 및 자장발생코일(30)을 구비하고 있다.The film forming apparatus 1 is provided with a vacuum chamber 10, a transfer mechanism 3, a film forming part 14, an anion generating part 24, and a magnetic field generating coil 30.
진공챔버(10)는, 성막대상물(11)을 수납하여 성막처리를 행한다. 진공챔버(10)는, 성막재료(Ma)의 막이 형성되는 성막대상물(11)을 반송하기 위한 반송실(10a)과, 성막재료(Ma)를 확산시키는 성막실('음이온생성실'이라고도 함, 10b)과, 플라즈마원(7)으로부터 빔형상으로 조사되는 플라즈마(P)를 진공챔버(10)에 수용하는 플라즈마구(10c)를 갖고 있다. 반송실(10a), 성막실(10b), 및 플라즈마구(10c)는 서로 연통하고 있다. 반송실(10a)은, 소정의 반송방향(도 중의 화살표 A)을(Y축을) 따라 설정되어 있다. 또, 진공챔버(10)는, 도전성의 재료로 이루어지고 접지전위에 접속되어 있다.The vacuum chamber 10 accommodates the film forming object 11 and performs film forming processing. The vacuum chamber 10 includes a transfer chamber 10a for transporting the film-forming object 11 in which a film of the film-forming material Ma is formed, and a film-forming chamber (also called an 'anion generation chamber') for diffusing the film-forming material Ma. , 10b), and a plasma sphere 10c that accommodates the plasma P irradiated in a beam form from the plasma source 7 in the vacuum chamber 10. The transfer chamber 10a, the film deposition chamber 10b, and the plasma sphere 10c are in communication with each other. The transfer chamber 10a is set along a predetermined transfer direction (arrow A in the figure) (Y-axis). Additionally, the vacuum chamber 10 is made of a conductive material and is connected to ground potential.
성막실(10b)은, 벽부(10W)로서, 반송방향(화살표 A)을 따른 한 쌍의 측벽과, 반송방향(화살표 A)과 교차하는 방향(Z축방향)을 따른 한 쌍의 측벽(10h, 10i)과, X축방향과 교차하여 배치된 바닥면벽(10j)을 갖는다.The deposition chamber 10b includes a wall portion 10W, a pair of side walls along the conveyance direction (arrow A), and a pair of side walls 10h along a direction (Z-axis direction) intersecting the conveyance direction (arrow A). , 10i), and a bottom wall 10j disposed across the X-axis direction.
반송기구(3)는, 성막재료(Ma)와 대향한 상태에서 성막대상물(11)을 지지하는 성막대상물지지부재(16)를 반송방향(화살표 A)으로 반송한다. 예를 들면 성막대상물지지부재(16)는, 성막대상물(11)의 바깥둘레 가장자리를 지지하는 프레임체이다. 반송기구(3)는, 반송실(10a) 내에 설치된 복수의 반송롤러(15)에 의하여 구성되어 있다. 반송롤러(15)는, 반송방향(화살표 A)을 따라 등간격으로 배치되고, 성막대상물지지부재(16)를 지지하면서 반송방향(화살표 A)으로 반송한다. 다만, 성막대상물(11)은, 예를 들면 유리기판이나 플라스틱기판 등의 판형상 부재가 이용된다.The transport mechanism 3 transports the film-forming object support member 16, which supports the film-forming object 11 while facing the film-forming material Ma, in the transport direction (arrow A). For example, the film-forming object support member 16 is a frame body that supports the outer peripheral edge of the film-forming object 11. The conveyance mechanism 3 is comprised of a plurality of conveyance rollers 15 installed in the conveyance chamber 10a. The conveyance rollers 15 are arranged at equal intervals along the conveyance direction (arrow A) and convey the film-forming object support member 16 in the conveyance direction (arrow A) while supporting it. However, as the film forming object 11, a plate-shaped member such as a glass substrate or a plastic substrate is used, for example.
계속해서, 성막부(14)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 성막부(14)는, 이온플레이팅법에 의하여 성막재료(Ma)의 입자를 성막대상물(11)에 부착시킨다. 성막부(14)는, 플라즈마원(7)과, 스티어링코일(5)과, 하스기구(2)와, 링하스(6)를 갖고 있다.Next, the configuration of the film forming portion 14 will be described in detail. The film forming portion 14 causes particles of the film forming material Ma to adhere to the film forming object 11 by the ion plating method. The film forming unit 14 has a plasma source 7, a steering coil 5, a Haas mechanism 2, and a ring Haas 6.
플라즈마원(7)은, 예를 들면 압력구배형 플라즈마건이며, 그 본체부분이 성막실(10b)의 측벽에 마련된 플라즈마구(10c)를 통하여 성막실(10b)에 접속되어 있다. 플라즈마원(7)은, 진공챔버(10) 내에서 플라즈마(P)를 생성한다. 플라즈마원(7)에 있어서 생성된 플라즈마(P)는, 플라즈마구(10c)로부터 성막실(10b) 내에 빔형상으로 출사된다. 이로써, 성막실(10b) 내에 플라즈마(P)가 생성된다.The plasma source 7 is, for example, a pressure gradient plasma gun, and its main body is connected to the film formation chamber 10b through a plasma sphere 10c provided on the side wall of the film formation chamber 10b. The plasma source 7 generates plasma P within the vacuum chamber 10. The plasma P generated in the plasma source 7 is emitted in a beam shape from the plasma sphere 10c into the film deposition chamber 10b. As a result, plasma P is generated in the film deposition chamber 10b.
플라즈마원(7)은, 음극(60)에 의하여 일단이 폐색되어 있다. 음극(60)과 플라즈마구(10c)의 사이에는, 제1 중간전극(그리드)(61)과, 제2 중간전극(그리드)(62)이 동심적으로 배치되어 있다. 제1 중간전극(61) 내에는 플라즈마(P)를 수렴하기 위한 환형상영구자석(61a)이 내장되어 있다. 제2 중간전극(62) 내에도 플라즈마(P)를 수렴하기 위한 전자석코일(62a)이 내장되어 있다. 다만, 플라즈마원(7)은, 후술하는 음이온생성부(24)로서의 기능도 갖는다. 이 상세에 대해서는, 음이온생성부(24)의 설명에 있어서 후술한다.One end of the plasma source 7 is blocked by the cathode 60 . A first intermediate electrode (grid) 61 and a second intermediate electrode (grid) 62 are concentrically disposed between the cathode 60 and the plasma sphere 10c. A ring-shaped permanent magnet 61a for converging the plasma P is built into the first intermediate electrode 61. An electromagnet coil 62a for converging the plasma P is also built into the second intermediate electrode 62. However, the plasma source 7 also has a function as a negative ion generating unit 24, which will be described later. This detail will be described later in the description of the negative ion generating unit 24.
스티어링코일(5)은, 플라즈마원이 장착된 플라즈마구(10c)의 주위에 마련되어 있다. 스티어링코일(5)은, 플라즈마(P)를 성막실(10b) 내에 유도한다. 스티어링코일(5)은, 스티어링코일용 전원(도시하지 않음)에 의하여 여자(勵磁)된다.The steering coil 5 is provided around the plasma sphere 10c on which the plasma source is mounted. The steering coil 5 guides the plasma P into the deposition chamber 10b. The steering coil 5 is excited by a steering coil power supply (not shown).
하스기구(2)는, 성막재료(Ma)를 지지한다. 하스기구(2)는, 진공챔버(10)의 성막실(10b) 내에 마련되고, 반송기구(3)로부터 보아 X축방향의 부방향에 배치되어 있다. 하스기구(2)는, 플라즈마원(7)으로부터 출사된 플라즈마(P)를 성막재료(Ma)에 유도하는 메인 양극 또는 플라즈마원(7)으로부터 출사된 플라즈마(P)가 유도되는 메인 양극인 메인 하스(main hearth)(17)를 갖고 있다.The Haas mechanism 2 supports the film forming material Ma. The Haas mechanism 2 is provided in the film formation chamber 10b of the vacuum chamber 10 and is arranged in the negative direction of the X-axis direction when viewed from the conveyance mechanism 3. The Haas mechanism 2 is a main anode that guides the plasma P emitted from the plasma source 7 to the film forming material Ma, or a main anode that guides the plasma P emitted from the plasma source 7. Has main hearth (17).
메인 하스(17)는, 성막재료(Ma)가 충전된 X축방향의 정방향으로 뻗은 통형상의 충전부(17a)와, 충전부(17a)로부터 돌출된 플랜지부(17b)를 갖고 있다. 메인 하스(17)는, 진공챔버(10)가 갖는 접지전위에 대하여 정전위로 유지되고 있기 때문에, 플라즈마(P)를 흡인한다. 이 플라즈마(P)가 입사하는 메인 하스(17)의 충전부(17a)에는, 성막재료(Ma)를 충전하기 위한 관통구멍(17c)이 형성되어 있다. 그리고, 성막재료(Ma)의 선단부분이, 이 관통구멍(17c)의 일단에 있어서 성막실(10b)에 노출되어 있다.The main hearth 17 has a cylindrical charging portion 17a filled with film-forming material Ma extending in the positive direction of the X-axis direction, and a flange portion 17b protruding from the charging portion 17a. Since the main hearth 17 is maintained at a constant potential with respect to the ground potential of the vacuum chamber 10, it attracts the plasma P. A through hole 17c for filling the film forming material Ma is formed in the charging portion 17a of the main hearth 17 where the plasma P enters. And the tip portion of the film forming material Ma is exposed to the film forming chamber 10b at one end of the through hole 17c.
성막재료(Ma)에는, ITO나 ZnO 등의 투명도전재료나, SiON 등의 절연밀봉재료가 예시된다. 성막재료(Ma)가 절연성물질로 이루어지는 경우, 메인 하스(17)에 플라즈마(P)가 조사되면, 플라즈마(P)로부터의 전류에 의하여 메인 하스(17)가 가열되고, 성막재료(Ma)의 선단부분이 증발 또는 승화되어, 플라즈마(P)에 의하여 이온화된 성막재료입자(증발입자)(Mb)가 성막실(10b) 내에 확산한다. 또, 성막재료(Ma)가 도전성물질로 이루어지는 경우, 메인 하스(17)에 플라즈마(P)가 조사되면, 플라즈마(P)가 성막재료(Ma)에 직접 입사하여, 성막재료(Ma)의 선단부분이 가열되어 증발 또는 승화되어, 플라즈마(P)에 의하여 이온화된 성막재료입자(Mb)가 성막실(10b) 내에 확산한다. 성막실(10b) 내에 확산한 성막재료입자(Mb)는, 성막실(10b)의 X축정방향으로 이동하고, 반송실(10a) 내에 있어서 성막대상물(11)의 표면에 부착된다. 다만, 성막재료(Ma)는, 소정 길이의 원주형상으로 성형된 고체물이며, 한 번에 복수의 성막재료(Ma)가 하스기구(2)에 충전된다. 그리고, 최선단측의 성막재료(Ma)의 선단부분이 메인 하스(17)의 상단과의 소정의 위치관계를 유지하도록, 성막재료(Ma)의 소비에 따라, 성막재료(Ma)가 하스기구(2)의 X축 부방향측으로부터 순차 밀려나온다.Examples of the film forming material (Ma) include transparent conductive materials such as ITO and ZnO, and insulating and sealing materials such as SiON. When the film-forming material Ma is made of an insulating material, when plasma P is irradiated to the main housing 17, the main housing 17 is heated by the current from the plasma P, and the film-forming material Ma is heated. The tip portion evaporates or sublimates, and the film-forming material particles (evaporated particles) Mb ionized by the plasma P diffuse into the film-forming chamber 10b. In addition, when the film-forming material Ma is made of a conductive material, when the plasma P is irradiated to the main hearth 17, the plasma P is directly incident on the film-forming material Ma, and the tip of the film-forming material Ma The portion is heated to evaporate or sublimate, and the film-forming material particles Mb ionized by the plasma P diffuse into the film-forming chamber 10b. The film-forming material particles Mb diffused in the film-forming chamber 10b move in the X-axis positive direction of the film-forming chamber 10b and adhere to the surface of the film-forming object 11 in the transfer chamber 10a. However, the film-forming material Ma is a solid substance molded into a cylindrical shape of a predetermined length, and a plurality of film-forming materials Ma are filled into the Haas mechanism 2 at a time. And, so that the tip portion of the film-forming material Ma on the most extreme side maintains a predetermined positional relationship with the upper end of the main hearth 17, as the film-forming material Ma is consumed, the film-forming material Ma is stored in the hearth mechanism ( It is sequentially pushed out from the negative X-axis direction of 2).
링하스(6)는, 플라즈마(P)를 유도하기 위한 전자석을 갖는 보조양극이다. 링하스(6)는, 성막재료(Ma)를 지지하는 메인 하스(17)의 충전부(17a)의 주위에 배치되어 있다. 링하스(6)는, 환형상의 코일(9)과 환형상의 영구자석부(20)와 환형상의 용기(12)를 갖고, 코일(9) 및 영구자석부(20)는 용기(12)에 수용되어 있다. 본 실시형태에서는, 반송기구(3)로부터 보아 X축 부방향으로 코일(9), 영구자석부(20)의 순서로 설치되어 있지만, X축 부방향으로 영구자석부(20), 코일(9)의 순서로 설치되어 있어도 된다. 링하스(6)는, 코일(9)에 흐르는 전류의 크기에 따라, 성막재료(Ma)에 입사하는 플라즈마(P)의 방향, 또는 메인 하스(17)에 입사하는 플라즈마(P)의 방향을 제어한다.Ringhas 6 is an auxiliary anode having an electromagnet for inducing plasma (P). The ring hearth 6 is arranged around the filling portion 17a of the main hearth 17 that supports the film forming material Ma. The ringhas 6 has an annular coil 9, an annular permanent magnet portion 20, and an annular container 12, and the coil 9 and the permanent magnet portion 20 are accommodated in the container 12. It is done. In this embodiment, the coil 9 and the permanent magnet portion 20 are installed in that order in the negative direction of the ) may be installed in the following order. The Ring Haas 6 determines the direction of the plasma P incident on the film forming material Ma or the direction of the plasma P incident on the main Haas 17, depending on the magnitude of the current flowing through the coil 9. Control.
계속해서, 음이온생성부(24)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 음이온생성부(24)는, 플라즈마원(7)과, 원료가스공급부(40)와, 제어부(50)와, 회로부(34)를 갖고 있다. 다만, 제어부(50) 및 회로부(34)에 포함되는 일부의 기능은, 상술한 성막부(14)에도 속한다.Next, the configuration of the negative ion generating unit 24 will be described in detail. The negative ion generating unit 24 has a plasma source 7, a raw material gas supply unit 40, a control unit 50, and a circuit unit 34. However, some functions included in the control unit 50 and the circuit unit 34 also belong to the film forming unit 14 described above.
플라즈마원(7)은, 상술한 성막부(14)가 갖는 플라즈마원(7)과 동일한 것이 이용된다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 성막부(14)의 플라즈마원(7)은, 음이온생성부(24)의 플라즈마원(7)과 겸용되고 있다. 플라즈마원(7)은, 성막부(14)로서 기능함과 함께, 음이온생성부(24)로서도 기능한다. 다만, 성막부(14)와 음이온생성부(24)에서, 서로 다른 별개의 플라즈마원을 갖고 있어도 된다.The plasma source 7 is the same as the plasma source 7 included in the above-described film forming portion 14. That is, in this embodiment, the plasma source 7 of the film forming section 14 is used concurrently with the plasma source 7 of the negative ion generating section 24. The plasma source 7 functions as the film forming section 14 and also functions as the negative ion generating section 24. However, the film forming section 14 and the negative ion generating section 24 may have separate and different plasma sources.
플라즈마원(7)은, 성막실(10b) 내에 있어서 간헐적으로 플라즈마(P)를 생성한다. 구체적으로는, 플라즈마원(7)은, 후술의 제어부(50)에 의하여 성막실(10b) 내에 있어서 간헐적으로 플라즈마(P)를 생성하도록 제어되어 있다. 이 제어에 대해서는, 후술의 제어부(50)의 설명에 있어서 상세히 서술한다.The plasma source 7 intermittently generates plasma P within the film deposition chamber 10b. Specifically, the plasma source 7 is controlled to intermittently generate plasma P within the film formation chamber 10b by the control unit 50, which will be described later. This control will be described in detail in the description of the control unit 50 described later.
원료가스공급부(40)는, 진공챔버(10)의 외부에 배치되어 있다. 원료가스공급부(40)는, 성막실(10b)의 측벽(예를 들면, 측벽(10h))에 마련된 가스공급구(41)를 통하여, 진공챔버(10) 내에 산소음이온의 원료가스인 산소가스를 공급한다. 원료가스공급부(40)는, 예를 들면 성막처리모드로부터 산소음이온생성모드로 전환되면, 산소가스의 공급을 개시한다. 또, 원료가스공급부(40)는, 성막처리모드 및 산소음이온생성모드의 양방에 있어서 산소가스의 공급을 계속 행해도 된다.The raw material gas supply unit 40 is disposed outside the vacuum chamber 10. The raw material gas supply unit 40 supplies oxygen gas, which is the raw material gas for oxygen anions, into the vacuum chamber 10 through the gas supply port 41 provided on the side wall (for example, the side wall 10h) of the film formation chamber 10b. supply. The raw material gas supply unit 40 starts supplying oxygen gas, for example, when switching from the film formation processing mode to the oxygen anion generation mode. Additionally, the raw material gas supply unit 40 may continue to supply oxygen gas in both the film forming process mode and the oxygen anion generation mode.
가스공급구(41)의 위치는, 성막실(10b)과 반송실(10a)의 경계부근의 위치가 바람직하다. 이 경우, 원료가스공급부(40)로부터의 산소가스를, 성막실(10b)과 반송실(10a)의 경계부근에 공급할 수 있으므로, 당해 경계부근에 있어서 후술하는 산소음이온의 생성이 행해진다. 따라서, 생성한 산소음이온을, 반송실(10a)에 있어서의 성막대상물(11)에 적합하게 부착시킬 수 있다. 다만, 가스공급구(41)의 위치는, 성막실(10b)과 반송실(10a)의 경계부근에 한정되지 않는다.The position of the gas supply port 41 is preferably near the boundary between the film formation chamber 10b and the transfer chamber 10a. In this case, oxygen gas from the raw material gas supply unit 40 can be supplied near the boundary between the film formation chamber 10b and the transfer chamber 10a, so that oxygen anions, which will be described later, are generated near the boundary. Therefore, the generated oxygen anions can be suitably attached to the film-forming object 11 in the transfer chamber 10a. However, the position of the gas supply port 41 is not limited to the vicinity of the boundary between the deposition chamber 10b and the transfer chamber 10a.
제어부(50)는, 진공챔버(10)의 외부에 배치되어 있다. 제어부(50)는, 회로부(34)가 갖는 전환부를 전환한다. 이 제어부(50)에 의한 전환부의 전환에 대해서는, 이하, 회로부(34)의 설명과 아울러 상세히 서술한다.The control unit 50 is disposed outside the vacuum chamber 10. The control unit 50 switches the switching unit included in the circuit unit 34. The switching of the switching unit by this control unit 50 will be described in detail below along with the explanation of the circuit unit 34.
회로부(34)는, 가변전원(80)과, 제1 배선(71)과, 제2 배선(72)과, 저항기(R1~R4)와, 단락스위치(SW1, SW2)를 갖고 있다.The circuit unit 34 has a variable power source 80, a first wiring 71, a second wiring 72, resistors R1 to R4, and short-circuit switches SW1 and SW2.
가변전원(80)은, 접지전위에 있는 진공챔버(10)를 사이에 두고, 부전압을 플라즈마원(7)의 음극(60)에, 정전압을 하스기구(2)의 메인 하스(17)에 인가한다. 이로써, 가변전원(80)은, 플라즈마원(7)의 음극(60)과 하스기구(2)의 메인 하스(17)의 사이에 전위차를 발생시킨다.The variable power source 80 applies a negative voltage to the cathode 60 of the plasma source 7 and a positive voltage to the main housing 17 of the housing mechanism 2 across the vacuum chamber 10 at ground potential. Authorize. Thereby, the variable power source 80 generates a potential difference between the cathode 60 of the plasma source 7 and the main hearth 17 of the hearth mechanism 2.
제1 배선(71)은, 플라즈마원(7)의 음극(60)을, 가변전원(80)의 부전위측과 전기적으로 접속하고 있다. 제2 배선(72)은, 하스기구(2)의 메인 하스(17)(양극)를, 가변전원(80)의 정전위측과 전기적으로 접속하고 있다.The first wiring 71 electrically connects the cathode 60 of the plasma source 7 to the negative potential side of the variable power source 80. The second wiring 72 electrically connects the main housing 17 (anode) of the housing mechanism 2 with the constant potential side of the variable power source 80.
저항기(R1)는, 일단이 플라즈마원(7)의 제1 중간전극(61)과 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 타단이 제2 배선(72)을 통하여 가변전원(80)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 저항기(R1)는, 제1 중간전극(61)과 가변전원(80)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다.One end of the resistor R1 is electrically connected to the first intermediate electrode 61 of the plasma source 7, and the other end is electrically connected to the variable power source 80 through the second wiring 72. there is. That is, the resistor R1 is connected in series between the first intermediate electrode 61 and the variable power source 80.
저항기(R2)는, 일단이 플라즈마원(7)의 제2 중간전극(62)과 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 타단이 제2 배선(72)을 통하여 가변전원(80)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 저항기(R2)는, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다.One end of the resistor R2 is electrically connected to the second intermediate electrode 62 of the plasma source 7, and the other end is electrically connected to the variable power source 80 through the second wiring 72. there is. That is, the resistor R2 is connected in series between the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80.
저항기(R3)는, 일단이 성막실(10b)의 벽부(10W)와 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 타단이 제2 배선(72)을 통하여 가변전원(80)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 저항기(R3)는, 성막실(10b)의 벽부(10W)와 가변전원(80)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다.One end of the resistor R3 is electrically connected to the wall portion 10W of the film deposition chamber 10b, and the other end is electrically connected to the variable power source 80 through the second wiring 72. That is, the resistor R3 is connected in series between the wall portion 10W of the film deposition chamber 10b and the variable power source 80.
저항기(R4)는, 일단이 링하스(6)와 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 타단이 제2 배선(72)을 통하여 가변전원(80)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 저항기(R4)는, 링하스(6)와 가변전원(80)의 사이에 있어서 직렬접속되어 있다.One end of the resistor R4 is electrically connected to the ring housing 6, and the other end is electrically connected to the variable power source 80 through the second wiring 72. That is, the resistor R4 is connected in series between the Ringhas 6 and the variable power supply 80.
단락스위치(SW1, SW2)는, 각각 상술한 제어부(50)로부터의 지령신호를 수신함으로써, ON/OFF상태로 전환되는 전환부이다.The short-circuit switches SW1 and SW2 are switching units that are switched to the ON/OFF state by receiving command signals from the control unit 50 described above.
단락스위치(SW1)는, 저항기(R2)에 병렬접속되어 있다. 단락스위치(SW1)는, 성막처리모드인지 산소음이온모드인지에 따라, 제어부(50)에 의하여 ON/OFF상태가 전환된다. 단락스위치(SW1)는, 성막처리모드에 있어서는 OFF상태로 된다. 이로써, 성막처리모드에 있어서는, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)이 저항기(R2)를 통하여 서로 전기적으로 접속되므로, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)의 사이에는 전류가 흐르기 어렵다. 그 결과, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 진공챔버(10) 내에 출사되어, 성막재료(Ma)에 입사한다(도 1 참조).The short circuit switch SW1 is connected in parallel to the resistor R2. The ON/OFF state of the short-circuit switch SW1 is switched by the control unit 50 depending on whether it is in the film formation processing mode or the oxygen anion mode. The short circuit switch SW1 is in the OFF state in the film forming process mode. Accordingly, in the film formation processing mode, the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80 are electrically connected to each other through the resistor R2, so there is a space between the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80. It is difficult for current to flow. As a result, the plasma P from the plasma source 7 is emitted into the vacuum chamber 10 and enters the film forming material Ma (see Fig. 1).
한편, 단락스위치(SW1)는, 산소음이온생성모드에 있어서는, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)를 진공챔버(10) 내에서 간헐적으로 생성하기 위하여, 제어부(50)에 의하여 ON/OFF상태가 소정간격으로 전환된다. 단락스위치(SW1)가 ON상태로 전환되면, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)의 사이의 전기적인 접속이 단락되므로, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)의 사이에 전류가 흐른다. 즉, 플라즈마원(7)에 단락전류가 흐른다. 그 결과, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 진공챔버(10) 내에 출사되지 않게 된다.Meanwhile, the short circuit switch (SW1) is turned ON/OFF by the control unit 50 in order to intermittently generate plasma (P) from the plasma source 7 within the vacuum chamber 10 in the oxygen anion generation mode. The state changes at predetermined intervals. When the short circuit switch (SW1) is switched to the ON state, the electrical connection between the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80 is short-circuited, so that the electrical connection between the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80 is short-circuited. Current flows in That is, a short-circuit current flows through the plasma source 7. As a result, the plasma P from the plasma source 7 is not emitted into the vacuum chamber 10.
단락스위치(SW1)가 OFF상태로 전환되면, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)이 저항기(R2)를 통하여 서로 전기적으로 접속되므로, 제2 중간전극(62)과 가변전원(80)의 사이에는 전류가 흐르기 어렵다. 그 결과, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 진공챔버(10) 내에 출사된다. 이와 같이, 단락스위치(SW1)의 ON/OFF상태가 제어부(50)에 의하여 소정간격으로 전환됨으로써, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 진공챔버(10) 내에 있어서 간헐적으로 생성된다. 즉, 단락스위치(SW1)는, 진공챔버(10) 내로의 플라즈마(P)의 공급과 차단을 전환하는 전환부이다.When the short circuit switch (SW1) is switched to the OFF state, the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80 are electrically connected to each other through the resistor R2, so the second intermediate electrode 62 and the variable power source 80 ), it is difficult for current to flow between them. As a result, plasma P from the plasma source 7 is emitted into the vacuum chamber 10. In this way, the ON/OFF state of the short-circuit switch SW1 is switched at predetermined intervals by the control unit 50, so that the plasma P from the plasma source 7 is intermittently generated within the vacuum chamber 10. That is, the short circuit switch SW1 is a switching unit that switches between supplying and blocking the plasma P into the vacuum chamber 10.
단락스위치(SW2)는, 저항기(R4)에 병렬접속되어 있다. 단락스위치(SW2)는, 예를 들면 성막처리모드가 되기 전의 성막대상물(11)의 반송 전 상태인 스탠바이모드인지 성막처리모드인지에 따라, 제어부(50)에 의하여 ON/OFF상태가 전환된다. 단락스위치(SW2)는, 스탠바이모드에서는 ON상태로 된다. 이로써, 링하스(6)와 가변전원(80)의 사이의 전기적인 접속이 단락되므로, 메인 하스(17)보다 링하스(6)에 전류를 흘려 보내기 쉬워져, 성막재료(Ma)의 불필요한 소비를 방지할 수 있다.The short circuit switch SW2 is connected in parallel to the resistor R4. The ON/OFF state of the short-circuiting switch SW2 is switched by the control unit 50, for example, depending on whether it is in the standby mode or the film forming process mode, which is a state before transport of the film forming object 11 before entering the film forming process mode. The short circuit switch (SW2) is in the ON state in standby mode. As a result, the electrical connection between the ring hearth 6 and the variable power source 80 is short-circuited, making it easier to send current to the ring hearth 6 than the main hearth 17, resulting in unnecessary consumption of the film forming material Ma. can be prevented.
한편, 단락스위치(SW2)는, 성막처리모드에서는 OFF상태로 된다. 이로써, 링하스(6)와 가변전원(80)이 저항기(R4)를 통하여 전기적으로 접속되므로, 링하스(6)보다 메인 하스(17)에 전류를 흘려 보내기 쉬워져, 플라즈마(P)의 출사방향을 적합하게 성막재료(Ma)로 향하게 할 수 있다. 다만, 단락스위치(SW2)는, 산소음이온생성모드에서는 ON상태 또는 OFF상태 중 어느 상태로 되어도 된다.Meanwhile, the short circuit switch SW2 is in the OFF state in the film formation process mode. As a result, the Ring Haas 6 and the variable power supply 80 are electrically connected through the resistor R4, making it easier to send current to the Main Haas 17 than through the Ring Haas 6, thereby preventing the emission of plasma P. The direction can be appropriately directed to the film forming material Ma. However, the short circuit switch (SW2) may be in either the ON or OFF state in the oxygen anion production mode.
자장발생코일(30)은, 진공챔버(10) 내이며, 성막실(10b)과 반송실(10a)의 사이에 마련되어 있다. 자장발생코일(30)은, 예를 들면 하스기구(2)와 반송기구(3)의 사이에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 자장발생코일(30)은, 성막실(10b)의 반송실(10a)측의 단부와, 반송실(10a)의 성막실(10b)측의 단부에 개재하도록 위치하고 있다. 자장발생코일(30)은, 서로 대향하는 한 쌍의 코일(30a, 30b)을 갖고 있다. 각 코일(30a, 30b)은, 예를 들면 성막실(10b)로부터 반송실(10a)로 향하는 방향(하스기구(2)로부터 반송기구(3)로 향하는 방향)에 교차하는 방향으로 서로 대향하고 있다.The magnetic field generating coil 30 is within the vacuum chamber 10 and is provided between the film deposition chamber 10b and the transfer chamber 10a. The magnetic field generating coil 30 is disposed between the Haas mechanism 2 and the conveyance mechanism 3, for example. More specifically, the magnetic field generating coil 30 is located between the end of the film deposition chamber 10b on the transfer chamber 10a side and the end of the transfer chamber 10a on the film deposition chamber 10b side. The magnetic field generating coil 30 has a pair of coils 30a and 30b facing each other. Each coil 30a, 30b faces each other, for example, in a direction crossing the direction from the deposition chamber 10b to the transfer chamber 10a (the direction from the Haas mechanism 2 to the transfer mechanism 3). there is.
자장발생코일(30)은, 성막처리모드에 있어서는 여자되지 않고, 산소음이온생성모드에 있어서 자장발생코일(30)용 전원(도시하지 않음)에 의하여 여자된다. 여기에서, 성막처리모드란, 진공챔버(10) 내에서 성막대상물(11)에 대하여 성막처리를 행하는 모드이다. 산소음이온생성모드는, 진공챔버(10) 내에서 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 부착시키기 위한 산소음이온의 생성을 행하는 모드이다. 자장발생코일(30)은, 산소음이온생성모드에 있어서 여자됨으로써, 성막실(10b)로부터 반송실(10a)로 향하는 방향(하스기구(2)로부터 반송기구(3)로 향하는 방향)과 교차하는 방향으로 뻗는 자력선을 갖는 밀봉자장(M)을 진공챔버(10) 내에 형성한다(도 2 참조). 자장발생코일(30)은, 이와 같은 밀봉자장(M)을 발생시킴으로써, 성막실(10b) 내의 전자가 반송실(10a) 내에 유입하는 것을 억제한다. 밀봉자장(M)이 갖는 자력선은, 예를 들면 성막대상물(11)의 반송방향(화살표 A)에 대략 평행한 방향으로 뻗는 부분을 갖고 있어도 된다. 다만, 자장발생코일(30)용 전원의 ON/OFF상태의 전환은, 후술하는 제어부(50)에 의하여 제어되어도 된다. 자장발생코일(30)은, 성막재료(Ma)가 퇴적되지 않도록 케이스(31)로 덮여 있다. 다만, 자장발생코일(30)은 케이스(31)로 덮여 있지 않아도 된다.The magnetic field generating coil 30 is not excited in the film forming process mode, but is excited by a power supply (not shown) for the magnetic field generating coil 30 in the oxygen anion generation mode. Here, the film forming process mode is a mode in which film forming processing is performed on the film forming object 11 within the vacuum chamber 10. The oxygen anion generation mode is a mode in which oxygen anions are generated to adhere to the surface of a film formed on the film formation object 11 within the vacuum chamber 10. By being excited in the oxygen anion generation mode, the magnetic field generating coil 30 intersects the direction from the film formation chamber 10b to the transfer chamber 10a (the direction from the Haas mechanism 2 to the transfer mechanism 3). A sealing magnetic field M having magnetic force lines extending in this direction is formed in the vacuum chamber 10 (see FIG. 2). The magnetic field generating coil 30 generates such a sealing magnetic field M, thereby suppressing electrons in the film deposition chamber 10b from flowing into the transfer chamber 10a. The magnetic force lines of the sealing magnetic field M may, for example, have a portion extending in a direction substantially parallel to the transport direction (arrow A) of the film-forming object 11. However, switching of the ON/OFF state of the power supply for the magnetic field generating coil 30 may be controlled by the control unit 50, which will be described later. The magnetic field generating coil 30 is covered with a case 31 to prevent the film forming material Ma from being deposited. However, the magnetic field generating coil 30 does not need to be covered with the case 31.
다음으로, 도 3을 참조하여, 성막장치(1)에 있어서의 성막방법에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은, 성막장치(1)에 있어서의 성막방법을 나타내는 플로차트이다.Next, with reference to FIG. 3, the film forming method in the film forming apparatus 1 will be described in detail. FIG. 3 is a flowchart showing the film forming method in the film forming apparatus 1.
도 3에 나타내는 바와 같이, 먼저, 성막장치(1)에서는, 제어부(50)에 의하여 성막처리모드로 전환되면, 성막대상물(11)에 성막재료(Ma)의 막을 형성한다(S1: 성막공정). 이때, 제어부(50)에 의하여 단락스위치(SW1)가 OFF상태로 되어 있다. 또, 성막처리모드에 있어서, 스티어링코일(5)이 여자되어 있는 한편, 자장발생코일(30)은 여자되어 있지 않다. 이로써, 플라즈마원(7)에 의하여 성막실(10b) 내에서 플라즈마(P)가 생성되고, 당해 플라즈마(P)가 메인 하스(17)에 조사된다(도 1 참조). 그 결과, 메인 하스(17)에 있어서의 성막재료(Ma)가 플라즈마(P)에 의하여 이온화되어 성막재료입자(Mb)가 되고, 성막실(10b) 내에 확산하여, 반송실(10a) 내의 성막대상물(11)의 표면에 부착된다. 이와 같이 하여, 성막대상물(11)에 성막재료(Ma)의 막이 형성되어, 성막공정 S1이 종료된다.As shown in FIG. 3, first, in the film forming apparatus 1, when the control unit 50 switches to the film forming processing mode, a film of the film forming material Ma is formed on the film forming object 11 (S1: film forming process). . At this time, the short circuit switch (SW1) is turned OFF by the control unit 50. Additionally, in the film formation processing mode, the steering coil 5 is excited, while the magnetic field generating coil 30 is not excited. As a result, plasma P is generated within the deposition chamber 10b by the plasma source 7, and the plasma P is irradiated to the main hearth 17 (see FIG. 1). As a result, the film-forming material Ma in the main hearth 17 is ionized by the plasma P to form film-forming material particles Mb, which diffuse into the film-forming chamber 10b and form a film in the transfer chamber 10a. It is attached to the surface of the object 11. In this way, a film of the film forming material Ma is formed on the film forming object 11, and the film forming process S1 is completed.
계속해서, 성막장치(1)에서는, 산소음이온모드에 있어서, 산소음이온을 생성한다(S2: 산소음이온생성공정). 이하, 산소음이온생성공정 S2에 대하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 원료가스공급부(40)에 의하여, 성막실(10b) 내에 산소가스가 공급된다(S21: 원료가스공급공정).Subsequently, the film forming apparatus 1 generates oxygen anions in the oxygen anion mode (S2: oxygen anion generation process). Hereinafter, the oxygen anion generation process S2 will be described in detail. First, oxygen gas is supplied into the film formation chamber 10b by the raw material gas supply unit 40 (S21: raw material gas supply process).
계속해서, 제어부(50)에 의하여, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)를 성막실(10b) 내에서 간헐적으로 생성하도록 플라즈마원(7)이 제어된다(S22: 플라즈마생성공정). 예를 들면, 제어부(50)에 의하여, 단락스위치(SW1)의 ON/OFF상태가 소정간격으로 전환됨으로써, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 성막실(10b) 내에서 간헐적으로 생성된다.Subsequently, the control unit 50 controls the plasma source 7 to intermittently generate plasma P from the plasma source 7 within the film formation chamber 10b (S22: plasma generation process). For example, by switching the ON/OFF state of the short circuit switch SW1 at predetermined intervals by the control unit 50, the plasma P from the plasma source 7 is intermittently generated within the film deposition chamber 10b. do.
단락스위치(SW1)가 ON상태로 되어 있을 때는, 플라즈마원(7)으로부터의 플라즈마(P)가 성막실(10b) 내에 출사되지 않기 때문에 성막실(10b) 내에 있어서의 플라즈마(P)의 전자온도가 급격하게 저하된다. 이 때문에, 상술한 원료가스공급공정 S21에 있어서 성막실(10b) 내로 공급된 산소가스의 입자에, 플라즈마(P)의 전자가 부착되기 쉬워진다. 이로써, 성막실(10b) 내에는, 산소음이온이 효율적으로 생성된다.When the short circuit switch SW1 is in the ON state, the plasma P from the plasma source 7 is not emitted into the deposition chamber 10b, so the electron temperature of the plasma P in the deposition chamber 10b decreases rapidly. For this reason, electrons of the plasma P tend to attach to the particles of the oxygen gas supplied into the film formation chamber 10b in the above-described raw material gas supply process S21. As a result, oxygen anions are efficiently generated within the film deposition chamber 10b.
계속해서, 제어부(50)에 의하여, 진공챔버(10) 내에 밀봉자장(M)이 형성된다(S23: 밀봉자장형성공정). 예를 들면, 자장발생코일(30)이 여자됨으로써, 진공챔버(10) 내에서 성막실(10b)과 반송실(10a)의 사이에 개재하도록 밀봉자장(M)이 형성된다(도 2 참조). 밀봉자장(M)은, 성막실(10b)로부터 반송실(10a)로 향하는 방향(하스기구(2)로부터 반송기구(3)로 향하는 방향)에 교차하는 방향으로 뻗는 자력선을 갖고 있다.Subsequently, a sealing magnetic field M is formed within the vacuum chamber 10 by the control unit 50 (S23: sealing magnetic field forming process). For example, when the magnetic field generating coil 30 is excited, a sealing magnetic field M is formed to be interposed between the film deposition chamber 10b and the transfer chamber 10a within the vacuum chamber 10 (see Fig. 2). . The sealing magnetic field M has magnetic force lines extending in a direction intersecting the direction from the film deposition chamber 10b to the transfer chamber 10a (the direction from the Haas mechanism 2 to the transfer mechanism 3).
상술한 플라즈마생성공정 S22에 있어서 생성된 성막실(10b) 내에 있어서의 플라즈마(P)의 전자는, 밀봉자장형성공정 S23에 있어서 형성된 밀봉자장(M)의 자력선에 저해되어, 반송실(10a)로의 유입이 억제된다. 이로써, 성막실(10b) 내의 산소가스의 입자에, 플라즈마(P)의 전자가 부착되기 쉬워져, 보다 효율적으로 산소음이온을 생성할 수 있다. 그리고, 플라즈마생성공정 S22에 있어서 생성된 산소음이온이 성막실(10b)의 X축정방향으로 이동하고, 반송실(10a) 내에 있어서, 성막처리에 의하여 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 부착된다. 다만, 성막대상물(11)에 정의 바이어스전압을 가함으로써, 보다 적극적으로 산소음이온을 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 부착시켜도 된다. 이상과 같이 하여, 산소음이온생성공정 S2가 종료되면, 도 3에 나타내는 성막방법이 종료된다.The electrons of the plasma P in the film deposition chamber 10b generated in the above-described plasma generation step S22 are blocked by the magnetic force lines of the sealing magnetic field M formed in the sealing magnetic field forming step S23, thereby forming the transfer chamber 10a. Inflow into the system is suppressed. As a result, electrons of the plasma P are easily attached to the oxygen gas particles in the film formation chamber 10b, and oxygen anions can be generated more efficiently. Then, the oxygen anions generated in the plasma generation process S22 move in the X-axis direction of the film formation chamber 10b and adhere to the surface of the film formed on the film formation object 11 by the film formation process in the transfer chamber 10a. . However, by applying a positive bias voltage to the film-forming object 11, oxygen anions may be more actively attached to the surface of the film formed on the film-forming object 11. As described above, when the oxygen anion generation process S2 is completed, the film forming method shown in FIG. 3 is completed.
이상, 본 실시형태에 관한 성막장치(1)에 의하면, 음이온생성부(24)에 의하여 진공챔버(10) 내에 산소음이온이 생성되므로, 당해 산소음이온을, 성막처리에 의하여 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 부착시킬 수 있다. 이로써, 성막처리 후의 성막대상물(11)을 대기 중에 취출해도, 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에는 산소음이온이 부착되어 있으므로, 성막대상물(11)에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 억제할 수 있다. 이상으로부터, 성막대상물(11)에 있어서의 막질의 저하를 억제할 수 있다.As described above, according to the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, oxygen anions are generated in the vacuum chamber 10 by the anion generating unit 24, and thus the oxygen anions are applied to the film forming object 11 through the film forming process. It can be attached to the surface of the formed film. Accordingly, even if the film-forming object 11 after film-forming treatment is taken out into the air, oxygen anions are attached to the surface of the film formed on the film-forming object 11, so oxygen in the atmosphere does not adhere to the surface of the film in the film-forming object 11. Deterioration of membrane quality due to this can be suppressed. From the above, it is possible to suppress the deterioration of the film quality of the film forming object 11.
본 실시형태에 관한 성막장치(1)에 의하면, 플라즈마(P)가 진공챔버(10) 내에 간헐적으로 생성되므로, 진공챔버(10) 내의 플라즈마(P)의 생성이 정지되어 있을 때에는 진공챔버(10) 내에 있어서의 플라즈마(P)의 전자온도가 급격하게 저하되어, 진공챔버(10) 내로 공급된 산소가스의 입자에 전자가 부착되기 쉬워진다. 이로써, 진공챔버(10) 내에서 산소음이온을 효율적으로 생성할 수 있다. 그 결과, 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에, 음이온을 효율적으로 부착시킬 수 있다. 이상에 의하여, 성막대상물(11)에 있어서의 막질의 저하를 확실히 억제할 수 있다.According to the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, the plasma P is generated intermittently in the vacuum chamber 10, so when the generation of the plasma P in the vacuum chamber 10 is stopped, the vacuum chamber 10 ), the electron temperature of the plasma P in the plasma P decreases rapidly, making it easy for electrons to attach to particles of the oxygen gas supplied into the vacuum chamber 10. As a result, oxygen anions can be efficiently generated within the vacuum chamber 10. As a result, anions can be efficiently attached to the surface of the film formed on the film forming object 11. As a result of the above, the deterioration of the film quality of the film forming object 11 can be reliably suppressed.
성막장치(1)에 의하면, 단락스위치(SW1)를 전환하는 것만으로 용이하게 플라즈마(P)를 간헐적으로 생성할 수 있다. 예를 들면 플라즈마원(7)이 압력구배형 플라즈마건인 경우에는, 플라즈마(P)의 생성을 직접 정지시키는 것이 어렵지만, 본 실시형태에 관한 성막장치(1)에 의하면 단락스위치(SW1)를 전환하는 것만으로 용이하게 플라즈마(P)의 생성을 정지시킬 수 있어 적합하다.According to the film forming device 1, the plasma P can be easily generated intermittently simply by switching the short circuit switch SW1. For example, when the plasma source 7 is a pressure gradient type plasma gun, it is difficult to directly stop the generation of plasma P, but according to the film forming device 1 according to this embodiment, the short-circuiting switch SW1 can be switched. This is suitable because the generation of plasma (P) can be easily stopped just by doing this.
성막장치(1)에 의하면, 자장발생코일(30)에 의하여 발생한 밀봉자장(M)의 자력선에 의하여, 성막실(10b) 내의 전자가 반송실(10a)로 유입하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 성막실(10b) 내에서 음이온을 보다 효율적으로 생성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 성막대상물에 형성된 막의 표면에, 음이온을 보다 효율적으로 부착시킬 수 있다.According to the film deposition device 1, electrons in the film deposition chamber 10b can be suppressed from flowing into the transfer chamber 10a by the magnetic force lines of the sealing magnetic field M generated by the magnetic field generating coil 30. It becomes possible to generate negative ions more efficiently within the deposition chamber 10b. As a result, anions can be more efficiently attached to the surface of the film formed on the film formation object.
성막장치(1)에 의하면, 자장발생코일(30)이 성막실(10b)과 반송실(10a)의 사이에 마련되어 있기 때문에, 성막실(10b) 내의 전자가 반송실(10a)로 유입하는 것을 억제하는 방향의 자력선을 갖는 밀봉자장(M)을 적합하게 발생시킬 수 있다.According to the film deposition apparatus 1, since the magnetic field generating coil 30 is provided between the film deposition chamber 10b and the transfer chamber 10a, electrons in the film deposition chamber 10b are prevented from flowing into the transfer chamber 10a. A sealing magnetic field M having magnetic force lines in a suppressing direction can be appropriately generated.
성막장치(1)에 의하면, 성막부(14)의 플라즈마원(7)과 이온생성부(24)의 플라즈마원(7)이 겸용되고 있기 때문에, 성막처리를 위하여 필요한 구성으로서 진공챔버(10) 내에 본래 구비되어 있는 구조를 크게 바꾸는 일 없이 음이온생성부(24)를 구성할 수 있다. 따라서, 성막조건에 주는 영향을 억제하면서 음이온생성부(24)를 마련하는 것이 가능해진다. 또한, 플라즈마원(7)이 겸용되고 있음으로써 장치구성을 간략화할 수 있다.According to the film forming apparatus 1, since the plasma source 7 of the film forming part 14 and the plasma source 7 of the ion generating part 24 are used simultaneously, the vacuum chamber 10 is a necessary configuration for the film forming process. The anion generating unit 24 can be constructed without significantly changing the structure originally provided therein. Therefore, it becomes possible to provide the anion generating section 24 while suppressing the influence on film formation conditions. Additionally, since the plasma source 7 is also used, the device configuration can be simplified.
(제2 실시형태)(Second Embodiment)
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 성막장치(1A)의 구성에 대하여 설명한다. 성막장치(1A)는, 제1 실시형태에 관한 성막장치(1)와 동일한 요소나 구조를 구비하고 있다. 이로 인하여, 제1 실시형태에 관한 성막장치(1)와 동일한 요소나 구조에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략하며, 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 4, the configuration of the film forming apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. The film forming apparatus 1A has the same elements and structures as the film forming apparatus 1 according to the first embodiment. For this reason, the same elements or structures as those of the film forming apparatus 1 according to the first embodiment are given the same symbols, detailed descriptions are omitted, and parts different from those of the first embodiment are explained.
도 4는, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)의 구성을 나타내는 개략단면도로서, 산소음이온생성모드에 있어서의 동작상태를 나타내는 도이다. 다만, 제2 실시형태에 관한 성막장치(1A)의 성막처리모드에 있어서의 동작상태를 나타내는 도는, 도 4와 비교하여, 단락스위치(SW1)가 OFF상태이며, 성막재료입자(Mb)가 성막실(10b) 내에 확산되어 있는 점에서만 다르고, 그 외의 점은 동일하기 때문에, 도시를 생략한다.Fig. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, and is a diagram showing the operating state in the oxygen anion production mode. However, compared to FIG. 4, the figure showing the operating state in the film forming processing mode of the film forming apparatus 1A according to the second embodiment shows that the short circuit switch SW1 is in the OFF state and the film forming material particles Mb are in the film forming state. Since it differs only in the point where it is spread within the thread 10b and other points are the same, the illustration is omitted.
도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 성막장치(1A)는, 성막대상물(11)의 판두께방향이 대략 연직방향(도 4에서는 Z축방향)이 되도록, 성막대상물(11)이 진공챔버(10) 내에 배치되어 반송되는 이른바 횡형의 성막장치이다. 다만, 본 실시형태에 관한 성막장치는, 상술한 이른바 종형의 성막장치여도 된다. 이하, 횡형의 성막장치를 예로서 설명한다.As shown in FIG. 4, in the film forming apparatus 1A of the present embodiment, the film forming object 11 is placed in a vacuum chamber so that the plate thickness direction of the film forming object 11 is approximately vertical (Z-axis direction in FIG. 4). (10) It is a so-called horizontal film forming device that is placed and transported within. However, the film forming apparatus according to the present embodiment may be the so-called vertical film forming apparatus described above. Hereinafter, a horizontal film forming apparatus will be described as an example.
성막장치(1A)는, 성막장치(1)와 동일하게, 진공챔버(10), 반송기구(3), 성막부(14), 및 음이온생성부(24)를 구비하고 있다. 한편으로, 성막장치(1A)는, 성막장치(1)와 달리, 자장발생코일(30) 및 그 케이스(31)를 구비하지 않는다.The film forming apparatus 1A, like the film forming apparatus 1, is provided with a vacuum chamber 10, a transfer mechanism 3, a film forming unit 14, and an anion generating unit 24. On the other hand, unlike the film forming apparatus 1, the film forming apparatus 1A does not include the magnetic field generating coil 30 and its case 31.
또, 성막장치(1A)에서는, 성막대상물(11)의 반송방향이 일방향이 아니고 쌍방향(도 중의 화살표 B)으로 되어 있고, 성막대상물(11)을 지지하는 성막대상물지지부재(16)를 대신하여, 성막대상물(11)을 지지하는 성막대상물지지부재(16A)(지지부재)를 구비하고 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 반송기구(3)는, 성막대상물지지부재(16A)를 반송방향(화살표 B)으로 반송한다. 성막대상물지지부재(16A)는, 예를 들면 성막대상물(11)의 피성막면을 노출시킨 상태에서 성막대상물(11)을 지지하여 반송하는 트레이 등이 이용된다. 다만, 성막대상물지지부재(16A)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.Additionally, in the film forming apparatus 1A, the transport direction of the film forming object 11 is not unidirectional but bidirectional (arrow B in the figure), and a film forming object support member 16 is used instead of the film forming object supporting member 16 to support the film forming object 11. , and a film-forming object support member 16A (support member) that supports the film-forming object 11. That is, in this embodiment, the transport mechanism 3 transports the film-forming object support member 16A in the transport direction (arrow B). The film-forming object support member 16A is, for example, a tray that supports and transports the film-forming object 11 in a state in which the film-forming surface of the film-forming object 11 is exposed. However, the detailed configuration of the film forming object support member 16A will be described later.
또한 성막장치(1A)는, 성막 후의 성막대상물(11)에 정의 바이어스전압을 인가하기 위한 바이어스회로부(35)와, 진공챔버(10) 내에 마련된 트롤리선(18)과, 트롤리선(18)에 장력을 부여하는 장력부여부(25)와, 진공챔버(10)에 인접하여 배치된 로드록실(26)(진공로드록챔버)을 구비하고 있는 점에서, 성막장치(1)와는 다르다. 다만, 제1 실시형태에서는, 로드록실(26)의 도시 및 설명을 생략하고 있지만, 제1 실시형태에 관한 성막장치(1)가 로드록실(26)을 구비하고 있어도 된다. 또, 제1 실시형태에 관한 성막장치(1)에 있어서의 성막대상물(11)의 반송방향이 일방향이 아니고 쌍방향이어도 된다.In addition, the film forming apparatus 1A includes a bias circuit portion 35 for applying a positive bias voltage to the film forming object 11 after film forming, a trolley line 18 provided in the vacuum chamber 10, and a trolley line 18. It differs from the film forming apparatus 1 in that it is provided with a tension application unit 25 that applies tension and a load lock chamber 26 (vacuum load lock chamber) disposed adjacent to the vacuum chamber 10. However, in the first embodiment, the illustration and description of the load lock chamber 26 are omitted, but the film forming apparatus 1 according to the first embodiment may be provided with the load lock chamber 26. Additionally, in the film forming apparatus 1 according to the first embodiment, the transport direction of the film forming object 11 may be bidirectional rather than unidirectional.
바이어스회로부(35)는, 성막대상물(11)에 정의 바이어스전압(이하, 간단히 "바이어스전압"이라고도 함)을 인가하는 바이어스전원(27)(전압인가부)과, 바이어스전원(27)과 트롤리선(18)을 전기적으로 접속하는 제3 배선(73)과, 제3 배선(73)에 마련된 단락스위치(SW3)를 갖고 있다. 바이어스전원(27)은, 바이어스전압으로서, 주기적으로 증감하는 구형파인 전압신호(주기적 전기신호)를 인가한다. 바이어스전원(27)은, 인가하는 바이어스전압의 주파수를 제어부(50)의 제어에 의하여 변경 가능하게 구성되어 있다. 제3 배선(73)은, 일단이 바이어스전원(27)의 정전위 측에 접속되어 있음과 함께, 타단이 장력부여부(25)의 풀리(25b)에 접속되어 있다. 이로써, 제3 배선(73)은, 풀리(25b)를 통하여 트롤리선(18)과 바이어스전원(27)을 전기적으로 접속한다.The bias circuit unit 35 includes a bias power source 27 (voltage application unit) that applies a positive bias voltage (hereinafter, simply referred to as “bias voltage”) to the film forming object 11, a bias power source 27, and a trolley wire. It has a third wiring 73 that electrically connects (18), and a short-circuit switch (SW3) provided on the third wiring 73. The bias power supply 27 applies a voltage signal (periodic electrical signal), which is a square wave that increases and decreases periodically, as a bias voltage. The bias power supply 27 is configured so that the frequency of the applied bias voltage can be changed under the control of the control unit 50. The third wiring 73 has one end connected to the positive potential side of the bias power supply 27 and the other end connected to the pulley 25b of the tension applying portion 25. Accordingly, the third wiring 73 electrically connects the trolley wire 18 and the bias power source 27 through the pulley 25b.
단락스위치(SW3)는, 제3 배선(73)에 의하여, 풀리(25b)와 바이어스전원(27)의 정전위측의 사이에 있어서 직렬로 접속되어 있다. 단락스위치(SW3)는, 트롤리선(18)으로의 바이어스전압의 인가의 유무를 전환하는 전환부이다. 단락스위치(SW3)는, 제어부(50)에 의하여 그 ON/OFF상태가 전환된다. 단락스위치(SW3)는, 산소음이온생성모드에 있어서의 소정의 타이밍에서 ON상태로 된다. 단락스위치(SW3)가 ON상태로 되면, 트롤리선(18)과 바이어스전원(27)의 정전위측이 서로 전기적으로 접속되어, 트롤리선(18)에 바이어스전압이 인가된다.The short-circuit switch SW3 is connected in series between the pulley 25b and the positive potential side of the bias power supply 27 by the third wiring 73. The short-circuit switch SW3 is a switching unit that switches whether or not a bias voltage is applied to the trolley wire 18. The ON/OFF state of the short-circuit switch SW3 is switched by the control unit 50. The short circuit switch SW3 is turned ON at a predetermined timing in the oxygen anion production mode. When the short circuit switch (SW3) is turned ON, the positive potential side of the trolley wire (18) and the bias power supply (27) are electrically connected to each other, and a bias voltage is applied to the trolley wire (18).
한편, 단락스위치(SW3)는, 성막처리모드 시, 및 산소음이온생성모드에 있어서의 소정의 타이밍에 있어서 OFF상태로 된다. 단락스위치(SW3)가 OFF상태로 되면, 트롤리선(18)과 바이어스전원(27)이 서로 전기적으로 절단되어, 트롤리선(18)에는 바이어스전압이 인가되지 않는다. 다만, 바이어스전압을 인가하는 타이밍의 상세는, 후술한다.On the other hand, the short circuit switch SW3 is turned OFF at a predetermined timing in the film forming process mode and the oxygen anion generation mode. When the short circuit switch (SW3) is in the OFF state, the trolley wire (18) and the bias power supply (27) are electrically disconnected from each other, and the bias voltage is not applied to the trolley wire (18). However, details of the timing for applying the bias voltage will be described later.
트롤리선(18)은, 성막대상물지지부재(16A)로의 급전을 행하는 가선(架線)이다. 트롤리선(18)은, 성막대상물지지부재(16A)에 마련된 후술의 급전브러시(42)와 접속함으로써, 급전브러시(42)를 통하여 성막대상물지지부재(16A)로의 급전을 행한다. 트롤리선(18)은, 예를 들면 스테인리스제의 와이어 등에 의하여 구성되어 있다.The trolley line 18 is an overhead line that supplies power to the film forming object support member 16A. The trolley line 18 is connected to the power feed brush 42, which will be described later, provided on the film-forming object support member 16A, and supplies power to the film-forming object support member 16A through the power feed brush 42. The trolley line 18 is made of, for example, stainless steel wire.
트롤리선(18)은, 반송실(10a) 내에 반송방향(화살표 B)으로 연신되어 마련되어 있다. 트롤리선(18)의 일단측은, 트롤리선고정부(28)에 의하여 반송실(10a) 내에 있어서의 상단내벽(10d)에 고정되어 있다. 트롤리선(18)의 타단측에는, 장력부여부(25)가 마련되어 있다. 다만, 트롤리선고정부(28)의 상세한 구성은, 후술한다.The trolley line 18 is provided extended in the transfer direction (arrow B) within the transfer chamber 10a. One end of the trolley line 18 is fixed to the upper inner wall 10d in the transfer chamber 10a by a trolley line fixing portion 28. On the other end of the trolley line 18, a tensioning portion 25 is provided. However, the detailed configuration of the trolley line fixing unit 28 will be described later.
장력부여부(25)는, 반송실(10a) 내에 있어서의 하단내벽(10e)에 고정된 풀리지지부(25a)와, 풀리지지부(25a)에 지지된 풀리(25b)와, 트롤리선(18)의 타단에 접속된 추부재(錘部材)(25c)를 갖고 있다. 풀리지지부(25a)는, 반송실(10a)의 하단내벽(10e)으로부터 상단내벽(10d)을 향하여 뻗고, 풀리(25b)의 축에 접속되어 있다. 풀리(25b)는, 트롤리선(18)을 받치고 있으며, 반송방향(화살표 B)으로 연신하고 있는 트롤리선(18)의 방향을, Z축부방향으로 변환한다. 추부재(25c)는, 소정의 무게를 갖고 있으며, 그 무게에 의하여 트롤리선(18)을 Z축부방향으로 끌어당긴다. 이로써, 트롤리선(18)에 장력이 부여되어, 트롤리선(18)이 열 등에 의하여 신축된 경우에도, 트롤리선(18)이 휘지 않도록 되어 있다.The tension applying portion 25 includes a pulley support portion 25a fixed to the lower end inner wall 10e in the transfer chamber 10a, a pulley 25b supported on the pulley support portion 25a, and a trolley wire 18. It has a weight member 25c connected to the other end of . The pulley support portion 25a extends from the lower end inner wall 10e of the transfer chamber 10a toward the upper end inner wall 10d and is connected to the axis of the pulley 25b. The pulley 25b supports the trolley line 18 and changes the direction of the trolley line 18 extending in the conveyance direction (arrow B) to the Z-axis direction. The weight member 25c has a predetermined weight, and pulls the trolley line 18 in the Z-axis direction by its weight. As a result, tension is applied to the trolley line 18, so that even when the trolley line 18 is expanded or contracted due to heat or the like, the trolley line 18 is prevented from bending.
로드록실(26)은, 반송방향(화살표 B)에 있어서의 반송실(10a)의 일단에 개폐 가능한 게이트(29)를 통하여 연결되어 있다. 다만, 로드록실(26)은, 반송실(10a)의 일단에 한정되지 않고, 그 타단에 연결되어 있어도 되고, 그 일단 및 타단의 양방에 연결되어 있어도 된다. 로드록실(26)은, 반송실(10a) 및 성막실(10b)과는 독립적으로 진공상태가 제어되어 있다. 로드록실(26)은, 게이트(29)를 통하여, 반송실(10a)과의 사이에서 성막대상물(11)을 반입반출한다.The load lock room 26 is connected to one end of the transfer room 10a in the transfer direction (arrow B) through a gate 29 that can be opened and closed. However, the load lock chamber 26 is not limited to one end of the transfer chamber 10a, and may be connected to the other end, or may be connected to both the one end and the other end. The vacuum state of the load lock chamber 26 is controlled independently of the transfer chamber 10a and the film deposition chamber 10b. The load lock chamber 26 carries in and out the film forming object 11 between the transfer chamber 10a and the transfer chamber 10a through the gate 29.
로드록실(26)은, 성막부(14)에 의한 성막처리 후의 성막대상물(11)을 진공챔버(10)의 반송실(10a)로부터 반입한다. 이로써, 로드록실(26) 내에는, 성막처리 후의 성막대상물(11)이 수용된다. 로드록실(26) 내에서는, 후술하는 성막대상물지지부재(16A)에 있어서의 급전단자부(51)(도 6 및 도 8 참조)의 조작이 행해진다. 예를 들면, 급전단자부(51)는, 성막대상물(11)의 이면(裏面)(성막처리되는 측의 면)에 접촉하도록 조작된다. 이 조작에 의하여, 급전단자부(51)를 통하여 성막대상물(11)의 이면에 바이어스전압이 인가 가능해진다.The load lock chamber 26 loads the film-forming object 11 after film-forming processing by the film-forming unit 14 from the transfer chamber 10a of the vacuum chamber 10. As a result, the film-forming object 11 after the film-forming process is accommodated in the load-lock chamber 26. Within the load lock chamber 26, the power supply terminal portion 51 (see FIGS. 6 and 8) of the film forming object support member 16A, which will be described later, is operated. For example, the power supply terminal portion 51 is operated to contact the back surface (the surface on the side to be film-formed) of the film-forming object 11. By this operation, a bias voltage can be applied to the back side of the film forming object 11 through the power supply terminal portion 51.
또, 로드록실(26)은, 로드록실(26) 내에 있어서 급전단자부(51)의 상기 조작이 행해져, 성막대상물(11)의 이면에 바이어스전압이 인가 가능해지면, 성막대상물(11)을 반송실(10a)로 반출한다. 예를 들면, 로드록실(26)은, 반입된 성막대상물(11)을, 음이온생성부(24)에 의한 음이온생성 후에, 진공챔버(10)의 반송실(10a)로 반출한다.In addition, the load lock chamber 26 stores the film deposition object 11 in the transfer chamber when the above-described operation of the power supply terminal portion 51 is performed within the load lock chamber 26 and a bias voltage can be applied to the back side of the film formation object 11. Export to (10a). For example, the load lock chamber 26 transports the loaded film-forming object 11 to the transfer chamber 10a of the vacuum chamber 10 after generating negative ions by the negative ion generating unit 24.
다음으로, 도 5를 참조하여, 트롤리선고정부(28)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 5의 (a)는, 트롤리선고정부(28)의 개략정면도이며, 도 5의 (b)는, 트롤리선고정부(28)의 개략측면도이다. 도 5의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 트롤리선고정부(28)는, 주변구조물(여기에서는, 상단내벽(10d))에 장착되는 장착부재(32)와, 트롤리선(18)을 고정하는 고정부(33)와, 급전브러시(42)(도 7 및 도 9 참조)를 트롤리선(18)으로 가이드하는 브러시용 가이드부(37)를 갖고 있다.Next, with reference to FIG. 5, the detailed configuration of the trolley line fixing unit 28 will be described. Figure 5(a) is a schematic front view of the trolley line fixing part 28, and Figure 5(b) is a schematic side view of the trolley line fixing part 28. As shown in Figures 5 (a) and (b), the trolley line fixing part 28 includes a mounting member 32 mounted on a surrounding structure (here, the upper inner wall 10d), and a trolley line 18. It has a fixing part 33 for fixing and a brush guide part 37 for guiding the power feeding brush 42 (see FIGS. 7 and 9) to the trolley line 18.
장착부재(32)는, 예를 들면 ㄷ자 형상의 판형상 부재에 의하여 구성되는 브래킷이다. 장착부재(32)는, 반송실(10a)에 있어서의 상단내벽(10d)(도 4 참조)에 볼트(32f) 등에 의하여 고정되는 상단고정부(32a)와, 상단고정부(32a)로부터 Z축부방향으로 뻗어 있는 연재부(32b)와, 연재부(32b)에 있어서의 Z축부방향에서의 선단부에 마련된 좌면부(32c)를 갖고 있다.The mounting member 32 is a bracket made of, for example, a U-shaped plate-shaped member. The mounting member 32 includes an upper end fixing part 32a fixed to the upper end inner wall 10d (see FIG. 4) in the transfer chamber 10a with a bolt 32f or the like, and a Z from the upper end fixing part 32a. It has an extension portion 32b extending in the axial direction, and a seating surface portion 32c provided at the distal end of the extension portion 32b in the Z-axis direction.
고정부(33)는, 장착부재(32)에 있어서의 Z축방향의 부방향에서의 단부에 마련된 나사지지부(33a)와, 나사지지부(33a)로부터 돌출된 장착나사(33b)와, 장착나사(33b)에 장착된 압착단자(33c)를 갖고 있다. 나사지지부(33a)는, 예를 들면 직육면체형상의 금속블록 등이다. 나사지지부(33a)는, 장착부재(32)의 연재부(32b)에 대하여, 자기 또는 유리 등의 절연부재(33g)를 통하여, 볼트(33f) 등에 의하여 고정되어 있다. 나사지지부(33a)는, 연재부(32b)로부터 Y축정방향으로 돌출되도록 마련되어 있다. 장착나사(33b)는, 나사지지부(33a)의 측면으로부터 X축정방향으로 돌출되어 있다. 압착단자(33c)는, 장착나사(33b)에 너트(33e) 등에 의하여 고정되어 있다. 압착단자(33c)에는, 트롤리선(18)의 일단이 접속되어 있다.The fixing portion 33 includes a screw support portion 33a provided at an end of the mounting member 32 in the negative direction of the Z-axis direction, a mounting screw 33b protruding from the screw support portion 33a, and a mounting screw. It has a crimp terminal (33c) mounted on (33b). The screw support portion 33a is, for example, a rectangular parallelepiped-shaped metal block. The screw support portion 33a is fixed to the extended portion 32b of the mounting member 32 via an insulating member 33g such as porcelain or glass, with a bolt 33f or the like. The screw support portion 33a is provided to protrude from the extension portion 32b in the Y-axis positive direction. The mounting screw 33b protrudes in the X-axis positive direction from the side surface of the screw support portion 33a. The crimp terminal 33c is fixed to the mounting screw 33b with a nut 33e or the like. One end of the trolley wire 18 is connected to the crimp terminal 33c.
브러시용 가이드부(37)는, 장착부재(32)의 좌면부(32c)로부터 X축정방향으로 연장하는 연장부(37a)와, Z축정방향으로 굴곡하는 산 모양의 가이드부(37b)를 갖고 있다. 연장부(37a)는, 장착부재(32)의 좌면부(32c)와 일체적으로 형성되어 있으며, 고정부(33)의 장착나사(33b)보다 X축정방향으로 돌출되어 있다.The guide portion 37 for the brush has an extension portion 37a extending in the X-axis positive direction from the seating surface portion 32c of the mounting member 32, and a mountain-shaped guide portion 37b bent in the Z-axis positive direction. there is. The extension portion 37a is formed integrally with the seating surface portion 32c of the mounting member 32, and protrudes in the X-axis positive direction from the mounting screw 33b of the fixing portion 33.
가이드부(37b)는, X축방향으로부터 보아, Z축정방향으로 상승하는 산 형상의 가장자리(37e)를 갖고 있다. 가이드부(37b)는, Y축방향에서 대략 중앙에 위치하는 부분이 가장 폭이 넓으며, 당해 폭이 넓은 부분이 고정부(33)의 압착단자(33c)의 위치에 대응하고 있다. 가이드부(37b)는, 로드록실(26)로부터 반출되어 반송실(10a)로 반입되어 온 성막대상물지지부재(16A)의 급전브러시(42)가, 트롤리선(18) 상에 재치되도록 가이드하는 기능을 갖는다(도 9 참조).The guide portion 37b has a mountain-shaped edge 37e that rises in the Z-axis direction when viewed from the X-axis direction. The guide portion 37b is widest at a portion located approximately at the center in the Y-axis direction, and this wide portion corresponds to the position of the crimp terminal 33c of the fixing portion 33. The guide portion 37b guides the feed brush 42 of the film-forming object support member 16A, which has been taken out from the load lock chamber 26 and brought into the transfer chamber 10a, so that it is placed on the trolley line 18. It has a function (see Figure 9).
다음으로, 도 6~도 8을 참조하여, 성막대상물지지부재(16A)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 6은, 도 4의 성막대상물지지부재(16A)의 구성을 나타내는 개략평면도이다. 도 7은, 도 6의 VII-VII선을 따른 단면도이다. 도 8은, 도 6의 VIII-VIII선을 따른 단면도이다. 도 6~도 8에 있어서는, 직사각형 판형상의 성막대상물(11)을 예시하고 있다. 도 6에 있어서, 성막대상물(11)의 이면(11b)(성막처리되는 측의 면)은 지면(紙面) 안측의 면이며, 성막대상물(11)의 표면(11a)은 지면 앞측의 면이다.Next, referring to FIGS. 6 to 8, the detailed configuration of the film forming object support member 16A will be described. FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the film-forming object support member 16A of FIG. 4. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 6. 6 to 8 illustrate a rectangular plate-shaped film forming object 11. In FIG. 6, the back surface 11b (the surface on the film-forming side) of the film-forming object 11 is the surface inside the paper, and the surface 11a of the film-forming object 11 is the surface in front of the paper.
도 6에 나타내는 바와 같이, 성막대상물지지부재(16A)는, 성막대상물(11)을 재치하여 반송하기 위한 트레이(63) 및 홀더(66)를 갖고 있다. 트레이(63) 및 홀더(66)는, 예를 들면 스테인리스강 등의 도전성금속재료에 의하여 형성되어 있다.As shown in FIG. 6, the film-forming object support member 16A has a tray 63 and a holder 66 for placing and transporting the film-forming object 11. The tray 63 and the holder 66 are formed of, for example, a conductive metal material such as stainless steel.
트레이(63)는, 성막대상물(11)이 지지된 홀더(66)를 재치하는 프레임형상의 용기이다. 트레이(63)는, 홀더(66)를 재치하는 대좌부(臺座部)(64)와, 홀더(66)의 외경에 대응하여 상승하고 있는 가장자리부(65)를 갖고 있다. 대좌부(64)는, 가장자리부(65)의 내측측면(65a)으로부터 돌출되어 있고, 홀더(66)의 이면(도 6의 지면 안측의 면)측을 지지하고 있다. 대좌부(64)는, 중앙부에 성막대상물(11)에 따른 외경의 개구부(64c)를 갖고 있다.The tray 63 is a frame-shaped container on which the holder 66 on which the film-forming object 11 is supported is placed. The tray 63 has a base 64 on which the holder 66 is placed, and an edge 65 that rises corresponding to the outer diameter of the holder 66. The pedestal portion 64 protrudes from the inner side surface 65a of the edge portion 65 and supports the back surface (the inner surface in the drawing of FIG. 6) of the holder 66. The pedestal portion 64 has an opening 64c whose outer diameter corresponds to the film forming object 11 at its central portion.
홀더(66)는, 성막대상물(11)을 지지하는 프레임형상의 지지부이다. 홀더(66)는, 홀더본체부(67)와, 홀더본체부(67)의 이면(67b)(도 6의 지면 안측의 면)에 마련된 복수의 클로부(68)와, 홀더본체부(67)의 이면(67b)측에 절연애자(絶緣碍子)(70)(도 7 및 도 8 참조)를 통하여 마련된 재치부(69)와, 절연애자(70)에 대한 오염방지용 커버(75)를 갖고 있다.The holder 66 is a frame-shaped support portion that supports the film forming object 11. The holder 66 includes a holder main body 67, a plurality of claw parts 68 provided on the back surface 67b of the holder main body 67 (the inner surface of the drawing in FIG. 6), and a holder main body 67. ) has a mounting portion 69 provided through an insulating insulator 70 (see FIGS. 7 and 8) on the back side 67b, and a cover 75 for preventing contamination of the insulating insulator 70. there is.
홀더본체부(67)는, 대략 직사각형상의 외형을 갖는 판형상으로서, 중앙부에 성막대상물(11)의 외형에 따른 개구부(67c)를 갖고 있다. 또, 홀더본체부(67)는, 후술하는 급전단자부(51)에 대응하는 위치에, 대략 Y자 형상의 개구부(67d)를 갖고 있다.The holder main body 67 is plate-shaped with a substantially rectangular outer shape, and has an opening 67c in the center corresponding to the outer shape of the film-forming object 11. Additionally, the holder main body portion 67 has a substantially Y-shaped opening portion 67d at a position corresponding to the power feed terminal portion 51, which will be described later.
또, 홀더본체부(67)에는, 트롤리선(18)으로부터 급전되는 급전부로서, 급전브러시(42)와, 급전단자부(51)가 마련되어 있다. 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)는, 도전성재료로 형성되어 있다. 다만, 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)의 기능 및 구성의 상세는, 도 7~도 10을 참조하여 후술한다.In addition, the holder main body portion 67 is provided with a power feed brush 42 and a power feed terminal portion 51 as power feeding portions that feed power from the trolley wire 18. The power feeding brush 42 and the power feeding terminal portion 51 are formed of a conductive material. However, details of the function and configuration of the power feeding brush 42 and the power feeding terminal portion 51 will be described later with reference to FIGS. 7 to 10.
본 실시형태에서는, 평면에서 보았을 경우에 있어서, 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)가, 각각 점대칭이 되는 위치에 2개씩 마련되어 있다. 이로써, 홀더(66)를 180도 회전시킨 상태에서 성막대상물(11)을 반송시킨 경우여도, 트롤리선(18)으로부터 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)로의 급전이 가능하게 되어 있다. 또, 점대칭이 되도록 어긋나게 위치한 2개의 급전단자부(51) 중 어느 하나의 급전단자부(51)와 접촉 가능한 위치에 성막대상물(11)을 위치시키면 되기 때문에, 홀더(66) 상에서의 성막대상물(11)의 크기 및 위치의 자유도를 향상시킬 수 있다.In this embodiment, when viewed from the top, two power feed brushes 42 and two power feed terminal portions 51 are each provided at point-symmetrical positions. As a result, even when the film-forming object 11 is transported with the holder 66 rotated 180 degrees, it is possible to feed power from the trolley wire 18 to the power feed brush 42 and the power feed terminal portion 51. In addition, since the film-forming object 11 can be positioned at a position that can be contacted with any one of the two power supply terminal parts 51 that are deviated so as to be point symmetrical, the film-forming object 11 on the holder 66 The degree of freedom in size and position can be improved.
클로부(68)는, 평면에서 보아 개구부(67c)보다 내측으로 돌출되어 있고, 홀더본체부(67)와 겹치지 않게 노출된 부분을 갖고 있다. 클로부(68)는, 이 노출된 부분에 있어서, 성막대상물(11)의 이면(11b)을 지지하고 있다. 다만, 성막대상물(11)의 이면(11b) 중, 클로부(68)가 지지하고 있는 부분은, 클로부(68)가 겹쳐져 있기 때문에, 성막처리 후에 있어서도 성막되어 있지 않은 상태가 유지되어 있다. 즉, 클로부(68)와 성막대상물(11)의 이면(11b)의 사이는 절연 상태로 되어 있어, 홀더본체부(67)에 바이어스전압이 인가된 경우여도, 클로부(68)로부터 성막대상물(11)의 이면(11b)에는 급전되지 않는다.The claw portion 68 protrudes inward from the opening portion 67c in plan view, and has an exposed portion that does not overlap the holder main body portion 67. The claw portion 68 supports the back surface 11b of the film-forming object 11 in this exposed portion. However, the portion of the back surface 11b of the film forming object 11 supported by the claw portions 68 remains in an unformed state even after the film forming process because the claw portions 68 overlap. That is, the claw portion 68 and the back surface 11b of the film-forming object 11 are in an insulated state, and even when a bias voltage is applied to the holder body portion 67, the film-forming object is separated from the claw portion 68. Power is not supplied to the back side (11b) of (11).
도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 재치부(69)는, 트레이(63)의 대좌부(64)에 재치되어 있다. 재치부(69)는, 볼트(69f) 등에 의하여, 홀더본체부(67)의 이면(67b)측에 고정되어 있다. 재치부(69)는, 홀더본체부(67)의 이면(67b)측으로부터 이간되어 고정되어 있고, 홀더본체부(67)의 이면(67b)에 비접촉으로 되어 있다.As shown in FIGS. 7 and 8 , the mounting portion 69 is mounted on the pedestal portion 64 of the tray 63 . The mounting portion 69 is fixed to the rear surface 67b side of the holder main body portion 67 using bolts 69f or the like. The placement portion 69 is fixed away from the back surface 67b of the holder main body 67 and is in non-contact with the back surface 67b of the holder main body 67.
재치부(69)와 볼트(69f)의 사이에는, 절연애자(70)가 마련되어 있고, 재치부(69)는, 홀더본체부(67)와 전기적으로 절연되어 있다. 절연애자(70)는, 예를 들면, 자기 또는 유리 등의 절연재료에 의하여 형성되어 있다. 홀더본체부(67)와 전기적으로 절연된 재치부(69)가 홀더본체부(67)와 트레이(63)의 사이에 개재되어 있음으로써, 트레이(63)는 홀더본체부(67)와 전기적으로 절연되어 있다. 따라서, 홀더본체부(67)에 바이어스전압이 인가된 경우여도, 트레이(63)는 전기적으로 절연된 상태로 되어 있다.An insulating insulator 70 is provided between the mounting portion 69 and the bolt 69f, and the mounting portion 69 is electrically insulated from the holder main body portion 67. The insulating insulator 70 is formed of an insulating material such as porcelain or glass, for example. The placement portion 69, which is electrically insulated from the holder body portion 67, is interposed between the holder body portion 67 and the tray 63, so that the tray 63 is electrically connected to the holder body portion 67. It is insulated. Accordingly, even when a bias voltage is applied to the holder body portion 67, the tray 63 remains electrically insulated.
커버(75)는, 성막 시에 절연애자(70)에 도전성의 막이 부착되지 않도록 절연애자(70)를 보호하고 있다. 커버(75)는, 통부재(75a) 및 원판부재(75b)를 포함하고 있다. 통부재(75a)는, 홀더본체부(67)의 이면(67b)에 비접촉으로 되어 있고, 홀더본체부(67)의 이면(67b)과 재치부(69)의 사이에 있어서, 절연애자(70)의 주위를 둘러싸고 있다. 원판부재(75b)는, 절연애자(70)의 하단부(Z축부방향에서의 단부)에 마련되어, 당해 하단부의 전체를 덮고 있다. 이와 같이, 커버(75)에 의하여 절연애자(70)가 보호되고 있어, 그 결과, 절연애자(70)의 절연저하를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.The cover 75 protects the insulating insulator 70 so that a conductive film does not adhere to the insulating insulator 70 during film formation. The cover 75 includes a barrel member 75a and a disk member 75b. The cylinder member 75a is in non-contact with the back surface 67b of the holder main body 67, and is provided with an insulating insulator 70 between the back surface 67b of the holder main body 67 and the mounting part 69. ) surrounds the area. The disc member 75b is provided at the lower end (end in the Z-axis direction) of the insulating insulator 70 and covers the entire lower end. In this way, the insulating insulator 70 is protected by the cover 75, and as a result, it is possible to suppress the insulation deterioration of the insulating insulator 70.
다음으로, 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the configuration of the power feed brush 42 and the power feed terminal portion 51 will be described in detail.
급전브러시(42)는, 바이어스전압이 인가된 트롤리선(18)과 접촉함으로써, 트롤리선(18)으로부터 홀더본체부(67)로의 급전을 행한다. 즉, 급전브러시(42)는, 홀더본체부(67)에 트롤리선(18)으로부터의 바이어스전압을 인가하는 기능을 갖는다. 또, 상술한 바와 같이, 홀더본체부(67)에 바이어스전압이 인가된 경우여도, 클로부(68)로부터 성막대상물(11)의 이면(11b)에는 급전되지 않는다. 따라서, 급전단자부(51)는, 성막대상물(11)의 이면(11b)과 접촉함으로써, 홀더본체부(67)로부터 성막대상물(11)의 이면(11b)으로의 급전을 행한다. 즉, 급전단자부(51)는, 성막대상물(11)의 이면(11b)에 홀더본체부(67)로부터의 바이어스전압을 인가하는 기능을 갖는다. 이하, 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.The power feeding brush 42 feeds power from the trolley wire 18 to the holder main body 67 by contacting the trolley wire 18 to which a bias voltage is applied. That is, the power feeding brush 42 has the function of applying a bias voltage from the trolley wire 18 to the holder main body 67. Also, as described above, even when a bias voltage is applied to the holder body portion 67, power is not supplied from the claw portion 68 to the back surface 11b of the film forming object 11. Accordingly, the power supply terminal portion 51 feeds power from the holder body portion 67 to the back surface 11b of the film-forming object 11 by contacting the rear surface 11b of the film-forming object 11. That is, the power supply terminal portion 51 has a function of applying a bias voltage from the holder body portion 67 to the back surface 11b of the film forming object 11. Hereinafter, each configuration of the power feeding brush 42 and the power feeding terminal portion 51 will be described in more detail.
먼저, 도 6, 도 7 및 도 9를 참조하여, 급전브러시(42)에 대하여 설명한다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 급전브러시(42)는, 판형상의 브러시체(43)와, 브러시체(43)를 지지하는 브러시축부(44)와, 브러시축부(44)를 지지하는 축지지부(45)와, 축지지부(45)를 홀더본체부(67)의 표면(67a)에 고정하는 브러시고정부(46)를 갖고 있다.First, with reference to FIGS. 6, 7, and 9, the power feeding brush 42 will be described. As shown in FIGS. 6 and 7, the power feeding brush 42 includes a plate-shaped brush body 43, a brush shaft portion 44 supporting the brush body 43, and an axis supporting the brush shaft portion 44. It has a support portion 45 and a brush fixing portion 46 that secures the shaft support portion 45 to the surface 67a of the holder main body portion 67.
브러시체(43)는, 대략 직사각형상을 나타내고 있으며, 그 판두께방향이 Y축방향을 따르고 있다. 브러시체(43)는, 길이방향에서의 일단측이 자유단으로 되어 있고, 길이방향에서의 타단측에는 원형상의 기단부(43d)가 형성되어 있다. 기단부(43d)는, 도시하지 않은 이음매부 등을 통하여, Y축방향을 따라 뻗는 브러시축부(44)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 브러시체(43)는, 브러시축부(44)를 중심으로 회전 가능하게 되어 있고, 브러시체(43)가 X축방향을 따라 뻗은 상태에 있어서, 브러시체(43)의 자유단은 Z축방향을 따른 방향(도 7 중의 화살표 C)으로 이동 가능하게 되어 있다. 브러시체(43)의 가장자리(43e)는, Y축방향을 따라 뻗어 있는 트롤리선(18) 상에 재치된다. 이로써, 브러시체(43)는, 트롤리선(18)과 접촉한다. 그 결과, 브러시체(43)를 통하여, 트롤리선(18)으로부터 홀더본체부(67)에 급전된다.The brush body 43 has a substantially rectangular shape, and its plate thickness direction is along the Y-axis direction. The brush body 43 has a free end at one end in the longitudinal direction, and a circular base end 43d formed at the other end in the longitudinal direction. The base end portion 43d is rotatably supported on the brush shaft portion 44 extending along the Y-axis direction through a joint not shown. That is, the brush body 43 is rotatable about the brush shaft portion 44, and when the brush body 43 is extended along the X-axis direction, the free end of the brush body 43 is located along the Z-axis. It is possible to move in the direction along the direction (arrow C in FIG. 7). The edge 43e of the brush body 43 is placed on the trolley line 18 extending along the Y-axis direction. As a result, the brush body 43 comes into contact with the trolley line 18. As a result, power is supplied from the trolley line 18 to the holder main body 67 through the brush body 43.
브러시체(43)는, 브러시용 가이드부(37)에 의하여 트롤리선(18)에 재치되도록 가이드된다. 도 9는, 브러시용 가이드부(37)에 의하여 가이드되는 브러시체(43)의 동작을 설명하는 도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 성막대상물지지부재(16A)의 반송 시에 있어서, 브러시체(43)는, 반송방향인 Y축방향을 따라, 브러시용 가이드부(37)의 가이드부(37b) 상을 이동한다. 이때, 브러시체(43)의 가장자리(43e)와 가이드부(37b)의 가장자리(37e)가 맞닿은 상태가 된다. 이로써, 브러시체(43)는, 압착단자(33d)를 넘도록 Y축방향을 따라 이동하고, 압착단자(33d)에 접속된 트롤리선(18) 상에 재치되어, 브러시체(43)가 트롤리선(18)과 접촉한다.The brush body 43 is guided to be placed on the trolley ship 18 by the brush guide portion 37. FIG. 9 is a diagram explaining the operation of the brush body 43 guided by the brush guide portion 37. As shown in FIG. 9, when transporting the film-forming object support member 16A, the brush body 43 is on the guide portion 37b of the brush guide portion 37 along the Y-axis direction, which is the conveyance direction. Move . At this time, the edge 43e of the brush body 43 and the edge 37e of the guide portion 37b are in contact with each other. Accordingly, the brush body 43 moves along the Y-axis direction so as to exceed the crimp terminal 33d, and is placed on the trolley line 18 connected to the crimp terminal 33d, so that the brush body 43 moves along the trolley line. Contact (18).
다시 도 6 및 도 7을 참조하여, 브러시축부(44)는, Y축방향으로 뻗어 있고, 그 일단 및 타단이 축지지부(45)에 고정되어 있다. 축지지부(45)는, 브러시축부(44)의 일단 및 타단에 위치하고 있다. 축지지부(45)는, 대략 L자 형상의 판부재이며, Z축방향을 따라 뻗는 측면부(45a)와, X축방향 및 Y축방향을 따라 뻗는 바닥면부(45b)를 갖고 있다. 측면부(45a)는, 브러시축부(44)와 고정되어 있고, 바닥면부(45b)는, 브러시고정부(46)와 고정되어 있다.Referring again to FIGS. 6 and 7, the brush shaft portion 44 extends in the Y-axis direction, and one end and the other end thereof are fixed to the shaft support portion 45. The shaft support portion 45 is located at one end and the other end of the brush shaft portion 44. The axial support portion 45 is a substantially L-shaped plate member and has a side portion 45a extending along the Z-axis direction and a bottom surface portion 45b extending along the X-axis direction and the Y-axis direction. The side surface portion 45a is fixed to the brush shaft portion 44, and the bottom surface portion 45b is fixed to the brush fixing portion 46.
브러시고정부(46)는, 축지지부(45)와 홀더본체부(67)의 사이에 배치되어 있다. 브러시고정부(46)는, 대략 L자 형상의 판부재이며, Z축방향을 따라 뻗는 측면부(46a)와, Z축방향 및 Y축방향을 따라 뻗는 바닥면부(46b)를 갖고 있다. 측면부(46a)는, 브러시체(43)가 홀더본체부(67)보다 Z축부방향으로 회전해 버리지 않도록, 브러시체(43)의 가장자리(43e)를 받칠 수 있다. 바닥면부(46b)는, 축지지부(45)의 바닥면부(45b)와, 홀더본체부(67)의 표면(67a)에 고정되어 있다.The brush fixing portion 46 is disposed between the shaft support portion 45 and the holder body portion 67. The brush fixing portion 46 is a substantially L-shaped plate member and has a side portion 46a extending along the Z-axis direction and a bottom surface portion 46b extending along the Z-axis direction and the Y-axis direction. The side portion 46a can support the edge 43e of the brush body 43 to prevent the brush body 43 from rotating in the Z-axis direction relative to the holder body portion 67. The bottom surface portion 46b is fixed to the bottom surface portion 45b of the shaft support portion 45 and the surface 67a of the holder main body portion 67.
계속해서, 도 8 및 도 10을 참조하여, 급전단자부(51)에 대하여 설명한다. 도 10은, 급전단자부(51)의 동작을 설명하는 도이다. 도 10의 (a)는, 도 6의 급전단자부(51)를 확대하여 나타내는 도이며, 도 10의 (b)는, 도 10의 (a)의 b-b선을 따른 단면도이다.Next, with reference to FIGS. 8 and 10, the power supply terminal portion 51 will be described. FIG. 10 is a diagram explaining the operation of the power supply terminal portion 51. FIG. 10(a) is an enlarged view showing the power supply terminal portion 51 of FIG. 6, and FIG. 10(b) is a cross-sectional view taken along line b-b of FIG. 10(a).
도 8 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 급전단자부(51)는, 성막대상물(11)의 이면(11b)에 접촉 가능한 리드단자(52)와, 리드단자(52)를 지지하는 리드축부(56)와, 리드축부(56)를 지지하는 축지지부(57)와, 리드단자(52)의 회전을 규제하는 회전규제부(58)를 갖고 있다.As shown in FIGS. 8 and 10 , the power supply terminal portion 51 includes a lead terminal 52 that can be brought into contact with the back surface 11b of the film forming object 11, and a lead shaft portion 56 that supports the lead terminal 52. It has a shaft support portion 57 that supports the lead shaft portion 56, and a rotation regulating portion 58 that regulates the rotation of the lead terminal 52.
리드단자(52)는, 도시하지 않은 이음매부 등을 통하여, Y축방향을 따라 뻗는 리드축부(56)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 리드단자(52)는, 리드축부(56)를 중심으로 회전 가능하게 되어 있다.The lead terminal 52 is rotatably supported on a lead shaft portion 56 extending along the Y-axis direction through a joint not shown. That is, the lead terminal 52 is rotatable about the lead shaft portion 56.
리드단자(52)는, 판형상 부재가 절곡되어 이루어지고, 회전규제부(58)에 맞닿는 맞닿음부(53)와, 맞닿음부(53)로부터 V자 형상으로 절곡된 절곡부(54)와, 절곡부(54)가 절곡된 방향과는 반대측을 향하여 절곡부(54)로부터 절곡된 선단돌기부(55)를 갖고 있다.The lead terminal 52 is formed by bending a plate-shaped member, and includes an abutting portion 53 that abuts the rotation regulating portion 58 and a bent portion 54 bent in a V shape from the abutting portion 53. And, the bent portion 54 has a tip protrusion 55 bent from the bent portion 54 toward the opposite direction from the bent direction.
맞닿음부(53)의 이면(53b)은, 회전규제부(58)의 표면(58a)에 맞닿음으로써, 회전규제부(58)에 지지된다. 이로써, 리드축부(56)를 회전 중심으로 한 리드단자(52)의 회전이 규제된다. 맞닿음부(53)의 표면(53a)에는, 추부재(53c)가 접합되어 있다.The back surface 53b of the abutting portion 53 is supported by the rotation regulating portion 58 by abutting against the surface 58a of the rotation regulating portion 58. As a result, the rotation of the lead terminal 52 with the lead shaft portion 56 as the center of rotation is regulated. A weight member 53c is joined to the surface 53a of the abutting portion 53.
절곡부(54)는, 맞닿음부(53)가 회전규제부(58)에 지지된 상태, 즉 맞닿음부(53)가 X축방향을 따라 뻗은 상태에 있어서, 맞닿음부(53)로부터 Z축부방향으로 절곡되어 있다. 절곡부(54)는, 맞닿음부(53)에 대하여 둔각을 이루도록 뻗어 있다. 선단돌기부(55)는, 맞닿음부(53)가 회전규제부(58)에 지지된 상태, 즉 맞닿음부(53)가 X축방향을 따라 뻗은 상태에 있어서, 절곡부(54)로부터 Z축정방향으로 절곡되어 있다. 선단돌기부(55)는, 절곡부(54)에 대하여 대략 직각으로, 성막대상물(11)의 이면(11b)을 향하여 뻗어 있다. 선단돌기부(55)는, 리드단자(52)의 회전에 의하여 성막대상물(11)의 이면(11b)에 접촉 가능하게 되어 있다.The bent portion 54 is formed from the abutting portion 53 in a state in which the abutting portion 53 is supported by the rotation regulating portion 58, that is, in a state in which the abutting portion 53 is extended along the X-axis direction. It is bent in the Z-axis direction. The bent portion 54 extends to form an obtuse angle with respect to the abutting portion 53 . The tip protrusion 55 is in a state in which the abutting portion 53 is supported by the rotation regulating portion 58, that is, in a state in which the abutting portion 53 is extended along the It is bent in the axial direction. The tip protrusion 55 extends toward the back surface 11b of the film-forming object 11 at a substantially right angle to the bent portion 54. The tip protrusion 55 can be brought into contact with the back surface 11b of the film-forming object 11 by rotation of the lead terminal 52.
리드축부(56)는, Y축방향으로 뻗어 있고, 그 일단 및 타단이 축지지부(57)에 고정되어 있다. 축지지부(57)는, 리드축부(56)의 일단 및 타단에 위치하고 있다. 축지지부(57)는, 대략 L자 형상의 판부재이며, Z축방향을 따라 뻗는 측면부(57a)와, X축방향 및 Y축방향을 따라 뻗는 바닥면부(57b)를 갖고 있다. 측면부(57a)는, 홀더본체부(67)의 개구부(67d)로부터 홀더본체부(67)의 이면(67b)측으로 처지게 되어 있으며, 리드축부(56)와 고정되어 있다. 바닥면부(57b)는, 홀더본체부(67)의 표면(67a)에 고정되어 있다.The lead shaft portion 56 extends in the Y-axis direction, and one end and the other end thereof are fixed to the shaft support portion 57. The shaft support portion 57 is located at one end and the other end of the lead shaft portion 56. The axial support portion 57 is a substantially L-shaped plate member and has a side portion 57a extending along the Z-axis direction and a bottom surface portion 57b extending along the X-axis direction and the Y-axis direction. The side portion 57a hangs from the opening 67d of the holder body 67 toward the back surface 67b of the holder body 67, and is fixed to the lead shaft portion 56. The bottom surface portion 57b is fixed to the surface 67a of the holder body portion 67.
회전규제부(58)는, 대략 직사각형상의 판형상 부재이며, 홀더본체부(67)의 이면(67b)에 마련되어 있다. 회전규제부(58)는, 볼트(58f) 등에 의하여, 홀더본체부(67)의 이면(67b)을 따라 회전 가능하게 지지되어 있다.The rotation regulating portion 58 is a substantially rectangular plate-shaped member and is provided on the back surface 67b of the holder main body portion 67. The rotation regulating portion 58 is rotatably supported along the back surface 67b of the holder main body portion 67 by bolts 58f or the like.
구체적으로, 회전규제부(58)는, 실선으로 나타내는 리드단자(52)를 지지하는 위치로부터, 도 10의 (a)에 나타내는 화살표 E방향으로 회전 가능하게 되어 있고, 2점쇄선으로 나타내는 위치로 이동 가능하게 되어 있다. 회전규제부(58)가 도 10의 (a)에 나타내는 화살표 E방향으로 회전하면, 회전규제부(58)의 표면(58a)이 맞닿음부(53)의 이면(53b)에 맞닿지 않게 된다. 이로써, 회전규제부(58)에 의한 리드단자(52)의 회전규제가 해제되고, 추부재(53c) 등의 무게에 의하여 리드단자(52)가 도 10의 (b)에 나타내는 화살표 D방향으로 회전한다. 그리고, 리드단자(52)가 실선으로 나타내는 위치로부터 2점쇄선으로 나타내는 위치로 이동하고, 리드단자(52)의 선단돌기부(55)가 성막대상물(11)의 이면(11b)에 접촉한다. 그 결과, 선단돌기부(55)를 통하여, 홀더본체부(67)로부터 성막대상물(11)의 이면(11b)에 급전된다.Specifically, the rotation regulating portion 58 is rotatable in the direction of arrow E shown in Fig. 10(a) from a position supporting the lead terminal 52 indicated by a solid line, and is moved to a position indicated by a two-dot chain line. It is possible to move. When the rotation regulating portion 58 rotates in the direction of arrow E shown in (a) of FIG. 10 , the surface 58a of the rotation regulating portion 58 stops contacting the back surface 53b of the abutting portion 53. . As a result, the rotation regulation of the lead terminal 52 by the rotation regulation unit 58 is released, and the lead terminal 52 moves in the direction of arrow D shown in FIG. 10(b) due to the weight of the weight member 53c, etc. It rotates. Then, the lead terminal 52 moves from the position indicated by the solid line to the position indicated by the two-dot chain line, and the tip protrusion 55 of the lead terminal 52 contacts the back surface 11b of the film forming object 11. As a result, electric power is fed from the holder main body 67 to the back surface 11b of the film-forming object 11 through the tip protrusion 55.
또, 회전규제부(58)에는, 상기의 회전이동을 조작하는 조작부(58d)가 마련되어 있다. 조작부(58d)는, 예를 들면 볼트 등에 의하여 구성되어 있고, 회전규제부(58)의 이면(58b)측으로부터 표면(58a)측으로 관통하여 표면(58a) 상에 돌출되어 있다. 상술한 바와 같이, 급전단자부(51)의 조작은, 성막대상물지지부재(16A)가 로드록실(26) 내로 반입된 타이밍에 행해진다. 즉, 로드록실(26) 내에 있어서 급전단자부(51)의 조작부(58d)가 조작되어, 급전단자부(51)가 성막대상물(11)의 이면(11b)에 접촉하게 된다. 조작부(58d)는, 예를 들면 소정의 작동 조건이 성립한 경우에 작동하는 액추에이터(도시하지 않음) 등에 의하여 조작된다. 다만, 조작부(58d)의 조작은 액추에이터 등에 의한 조작에 한정되지 않고, 수동 등을 포함하여 그 외의 어떠한 조작방법이어도 된다.Additionally, the rotation regulating unit 58 is provided with an operating unit 58d for manipulating the above-described rotational movement. The operating portion 58d is made of, for example, a bolt or the like, and penetrates from the rear surface 58b side of the rotation regulating portion 58 toward the surface 58a and protrudes on the surface 58a. As described above, the operation of the power supply terminal portion 51 is performed at the timing when the film-forming object support member 16A is brought into the load lock chamber 26. That is, the operation unit 58d of the power supply terminal 51 is operated within the load lock chamber 26, so that the power supply terminal 51 comes into contact with the back surface 11b of the film forming object 11. The operating unit 58d is operated by, for example, an actuator (not shown) that operates when a predetermined operating condition is established. However, the operation of the operation unit 58d is not limited to operation using an actuator, etc., and any other operation method may be used, including manual operation.
다음으로, 도 11을 참조하여, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가하는 적합한 타이밍에 대하여 설명한다. 다만, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가하는 타이밍은, 이하에 설명하는 타이밍에 한정되지 않고, 예를 들면 음이온생성모드에 있어서의 임의의 타이밍에 바이어스전압을 인가해도 된다.Next, with reference to FIG. 11, the appropriate timing for applying the bias voltage to the film forming object 11 will be described. However, the timing for applying the bias voltage to the film-forming object 11 is not limited to the timing described below, and the bias voltage may be applied at any timing in the negative ion generation mode, for example.
도 11은, 진공챔버(10) 내에 존재하는 이온의 플럭스의 시간변화를 나타내는 그래프이다. 도 11의 가로축은, 산소음이온생성모드에 있어서의 처리시간[sec]을 나타내고, 도 11의 세로축은, 진공챔버(10) 내에 있어서의 이온의 플럭스강도[a. u.]를 나타내고 있다. 그래프 G1은 아르곤양이온의 플럭스의 시간변화를 나타내는 그래프이고, 그래프 G2는 산소양이온의 플럭스의 시간변화를 나타내는 그래프이며, 그래프 G3은 산소음이온의 플럭스의 시간변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 11에 있어서, 기간 T1은 플라즈마(P)의 생성이 행해지고 있는 기간을 나타내고, 기간 T2는, 플라즈마(P)의 생성이 정지되어 있는 기간을 나타내고 있다. 즉, 도 11은, 플라즈마(P)를 생성하는 타이밍과 진공챔버(10) 내에 존재하는 이온의 관계를 나타내고 있다.FIG. 11 is a graph showing time changes in the flux of ions existing in the vacuum chamber 10. The horizontal axis in FIG. 11 represents the processing time [sec] in the oxygen anion production mode, and the vertical axis in FIG. 11 represents the flux strength of ions in the vacuum chamber 10 [a. u.]. Graph G1 is a graph showing the time change of the flux of argon cations, graph G2 is a graph showing the time change of the flux of oxygen cations, and graph G3 is a graph showing the time change of the flux of oxygen anions. Moreover, in FIG. 11, period T1 represents a period in which the generation of plasma P is being performed, and period T2 represents a period in which the generation of plasma P is stopped. That is, FIG. 11 shows the relationship between the timing of generating the plasma P and the ions present in the vacuum chamber 10.
도 11에 나타내는 바와 같이, 플라즈마(P)를 생성하는 기간 T1과 플라즈마(P)의 생성을 정지하는 기간 T2는 반복되고 있으며, 플라즈마(P)가 간헐적으로 생성되고 있다. 플라즈마(P)의 생성이 정지된 후, 약 0.001~0.0015초 정도의 사이는, 아르곤양이온 및 산소양이온이 많이 존재하고, 이에 대응하는 전자도 존재하고 있다. 그리고, 플라즈마(P)의 생성이 정지된 후, 약 0.002초 정도 이후는, 아르곤양이온 및 산소양이온이 소실됨과 함께 전자가 소실되는 한편, 산소음이온의 비율이 증가한다.As shown in FIG. 11, the period T1 for generating the plasma P and the period T2 for stopping the generation of the plasma P are repeated, and the plasma P is generated intermittently. After the production of plasma (P) stops, for about 0.001 to 0.0015 seconds, many argon cations and oxygen cations exist, and corresponding electrons also exist. Then, after the generation of plasma P is stopped, after about 0.002 seconds, argon cations and oxygen cations disappear and electrons are lost, while the ratio of oxygen anions increases.
따라서, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에서는, 음이온생성부(24)에 의한 플라즈마(P)의 생성이 정지된 후에, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가한다. 예를 들면, 바이어스전원(27)은, 산소음이온생성모드에 있어서, 플라즈마(P)의 생성이 정지되고 나서 수밀리 초 후의 타이밍에, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가한다. 보다 구체적으로는, 플라즈마(P)의 생성이 행해지고 있는 동안은, 제어부(50)에 의하여 단락스위치(SW3)가 OFF상태로 되어 있고, 플라즈마(P)의 생성이 정지되고 나서 수밀리 초 후에, 제어부(50)에 의하여 단락스위치(SW3)가 ON상태로 된다. 단락스위치(SW3)가 ON상태로 되면, 트롤리선(18)과 바이어스전원(27)이 서로 전기적으로 접속되어, 트롤리선(18)에 바이어스전압이 인가된다.Therefore, in the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, a bias voltage is applied to the film forming object 11 after the generation of the plasma P by the negative ion generating unit 24 is stopped. For example, the bias power supply 27 applies a bias voltage to the film-forming object 11 at a timing several milliseconds after the generation of the plasma P stops in the oxygen anion production mode. More specifically, while the plasma P is being generated, the short circuit switch SW3 is turned OFF by the control unit 50, and several milliseconds after the plasma P is stopped, The short circuit switch (SW3) is turned ON by the control unit 50. When the short circuit switch (SW3) is turned ON, the trolley wire (18) and the bias power supply (27) are electrically connected to each other, and a bias voltage is applied to the trolley wire (18).
그리고, 트롤리선(18)으로부터 브러시체(43)를 통하여 홀더본체부(67)에 급전되고, 홀더본체부(67)로부터 선단돌기부(55)를 통하여 성막대상물(11)의 이면(11b)에 급전된다. 이와 같이 하여 성막대상물(11)의 이면(11b)에 정의 바이어스전압이 인가되는 결과, 산소음이온생성모드에 있어서 생성된 산소음이온이 성막대상물(11)의 이면(11b)측으로 끌어 당겨진다.Then, power is supplied from the trolley line 18 to the holder body 67 through the brush body 43, and from the holder body 67 to the back surface 11b of the film forming object 11 through the tip protrusion 55. Power supply is urgent. As a result of applying a positive bias voltage to the back surface 11b of the film-forming object 11 in this way, the oxyanion generated in the oxyanion production mode is attracted to the back surface 11b of the film-forming object 11.
특히, 본 실시형태에서는, 플라즈마(P)의 생성이 정지되고 나서 수밀리 초 후의 산소음이온이 큰 폭으로 증가한 타이밍에 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가한다. 이로써, 많은 산소음이온이, 성막대상물(11)의 이면(11b)측으로 끌어당겨져, 성막대상물(11)에 형성된 막에 조사된다.In particular, in the present embodiment, the bias voltage is applied to the film-forming object 11 at a timing when the oxygen anions significantly increase several milliseconds after the generation of the plasma P has stopped. As a result, many oxygen anions are attracted to the back surface 11b of the film-forming object 11 and are irradiated to the film formed on the film-forming object 11.
또, 성막대상물(11)로의 바이어스전압의 인가는, 음이온생성부(24)에 의한 다음번의 플라즈마(P)의 생성이 개시되기 직전까지 속행(續行)한다. 구체적으로는, 음이온생성부(24)에 있어서의 다음번의 플라즈마생성이 개시되기 직전에 있어서, 제어부(50)에 의하여 단락스위치(SW3)가 OFF상태로 되어, 트롤리선(18)과 바이어스전원(27)이 서로 전기적으로 비접속으로 된다. 이와 같이, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가하는 타이밍은, 음이온생성모드에 있어서 플라즈마(P)의 생성기간과 교대로 반복된다.Additionally, the application of the bias voltage to the film forming object 11 continues until just before the next generation of plasma P by the negative ion generating unit 24 starts. Specifically, just before the next plasma generation in the negative ion generating section 24 starts, the short-circuiting switch SW3 is turned OFF by the control section 50, and the trolley line 18 and the bias power supply ( 27) are electrically disconnected from each other. In this way, the timing of applying the bias voltage to the film forming object 11 alternates with the generation period of the plasma P in the negative ion generation mode.
다음으로, 도 12~도 14를 참조하여, 성막처리 후의 성막대상물(11)에 대하여, 바이어스전압을 인가하여 산소음이온을 조사한 것에 의한 작용효과에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIGS. 12 to 14, the effect of applying a bias voltage to the film forming object 11 after the film forming process and irradiating oxygen anions will be explained.
먼저, 도 12 및 도 13을 참조하여, 성막대상물(11)에 형성된 막의 전기적 특성에 대한 산소음이온 조사의 효과를 설명한다. 도 12는, 산소음이온 조사의 유무와 캐리어밀도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12의 가로축은, 산소가스유량(Oxygen Flow Rate: OFR)[sccm]을 나타내고, 도 12의 세로축은, 캐리어밀도[cm-3]를 나타내고 있다. 도 12의 그래프 G4는, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우에 있어서의, 산소가스유량에 대응한 캐리어밀도를 나타내는 그래프이다. 도 12의 그래프 G5는, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우에 있어서의, 산소가스유량에 대응한 캐리어밀도를 나타내는 그래프이다.First, with reference to FIGS. 12 and 13 , the effect of oxyanion irradiation on the electrical properties of the film formed on the film forming object 11 will be described. Figure 12 is a graph showing the relationship between the presence or absence of oxyanion irradiation and carrier density. The horizontal axis of FIG. 12 represents the oxygen gas flow rate (OFR) [sccm], and the vertical axis of FIG. 12 represents the carrier density [cm -3 ]. Graph G4 in FIG. 12 is a graph showing the carrier density corresponding to the oxygen gas flow rate when the film-forming object 11 is irradiated with oxygen anions in the oxygen anion generation mode. Graph G5 in FIG. 12 is a graph showing the carrier density corresponding to the oxygen gas flow rate in the case where the film forming object 11 is not irradiated with oxygen anions in the oxygen anion generation mode.
또, 도 13은, 산소음이온 조사의 유무와 광학적이동도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 13의 가로축은, 산소가스유량[sccm]을 나타내고, 도 13의 세로축은, 광학적이동도(μopt)[cm2/Vs]를 나타내고 있다. 도 13의 그래프 G6는, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우에 있어서의, 산소가스유량에 대응한 광학적이동도를 나타내는 그래프이다. 도 13의 그래프 G7은, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우에 있어서의, 산소가스유량에 대응한 광학적이동도를 나타내는 그래프이다. 다만, 광학적이동도는, 성막대상물(11)의 결정립 내의 이동도를 측정한 것이다.Additionally, Figure 13 is a graph showing the relationship between the presence or absence of oxygen anion irradiation and optical mobility. The horizontal axis of FIG. 13 represents the oxygen gas flow rate [sccm], and the vertical axis of FIG. 13 represents the optical mobility (μopt) [cm 2 /Vs]. Graph G6 in FIG. 13 is a graph showing the optical mobility corresponding to the oxygen gas flow rate when the film formation object 11 is irradiated with oxygen anions in the oxygen anion generation mode. Graph G7 in FIG. 13 is a graph showing the optical mobility corresponding to the oxygen gas flow rate in the case where the film formation object 11 is not irradiated with oxygen anions in the oxygen anion generation mode. However, the optical mobility is a measurement of the mobility within the crystal grains of the film-forming object 11.
성막처리모드에 있어서의 성막조건으로서는, 전륫값을 150A로 하고, 산소가스유량을 10sccm, 15sccm, 20sccm, 또는 25sccm으로 함으로써, 성막대상물(11)에 Ga가 4.0wt%이며 50nm 두께인 ZnO막을 형성했다. 산소음이온생성모드에 있어서의 산소음이온 조사조건으로서는, 방전전륫값을 12A로 하고, 산소가스유량을 10sccm으로 하여, 주파수가 60Hz이고 구형파인 15V의 바이어스전압을 성막대상물(11)에 10분간 인가했다.As the film formation conditions in the film formation processing mode, the electric current value is set to 150 A and the oxygen gas flow rate is set to 10 sccm, 15 sccm, 20 sccm, or 25 sccm to form a ZnO film with Ga of 4.0 wt% and a thickness of 50 nm on the film formation object 11. did. As conditions for oxygen anion irradiation in the oxygen anion production mode, the discharge voltage value was set to 12 A, the oxygen gas flow rate was set to 10 sccm, and a bias voltage of 15 V as a square wave with a frequency of 60 Hz was applied to the film forming object 11 for 10 minutes. .
도 12에 나타내는 바와 같이, 모든 산소가스유량에 대하여, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우보다, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우가, 캐리어밀도가 저하되어 있다. 구체적으로, 산소가스유량이 10sccm, 15sccm, 20sccm인 경우에는 약 20%의 캐리어밀도의 저하가 보이고, 산소가스유량이 25sccm인 경우에는 약 7%의 캐리어밀도의 저하가 보인다. 캐리어밀도의 저하는, 캐리어(전자)가 입계나 불순물 등에 트랩된, 또는 산소공공(酸素空孔)이 감소된 것을 나타내고 있다.As shown in FIG. 12, for all oxygen gas flow rates, the carrier density is lower when the film-forming object 11 is irradiated with oxygen anions than when the film-forming object 11 is not irradiated with oxygen anions. Specifically, when the oxygen gas flow rate is 10 sccm, 15 sccm, and 20 sccm, a decrease in carrier density of about 20% is observed, and when the oxygen gas flow rate is 25 sccm, a decrease in carrier density is observed by about 7%. A decrease in carrier density indicates that carriers (electrons) are trapped in grain boundaries or impurities, or that oxygen vacancies are reduced.
또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 모든 산소가스유량에 대하여, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우보다, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우가, 광학적이동도가 증가되어 있다. 광학적이동도의 증가는, 결정 내의 산소공공이 감소하여 입자 내의 이동도가 향상된 것을 나타내고 있다. 이 결과는, 캐리어밀도의 감소와도 부합하고 있다. 이상으로부터, 성막 후의 성막대상물(11)에 형성된 막이, 산소음이온 조사에 의하여 개질된 것을 확인할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 13, for all oxygen gas flow rates, the optical mobility increases when the film-forming object 11 is irradiated with oxygen anions compared to the case where the film-forming object 11 is not irradiated with oxygen anions. there is. The increase in optical mobility indicates that the oxygen vacancies in the crystal are reduced and the mobility within the particle is improved. This result is also consistent with the decrease in carrier density. From the above, it can be confirmed that the film formed on the film-forming object 11 after film-forming was modified by oxyanion irradiation.
따라서, 성막처리 후의 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사함으로써, 성막대상물(11)의 막에 있어서의 산소공공을 줄이는 조정을 행하여, 막을 개질할 수 있다. 따라서, 막이 형성된 성막대상물(11)을 대기 중에 취출한 경우에도, 성막대상물(11)에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 막질의 저하를 억제할 수 있다.Therefore, by irradiating oxygen anions to the film forming object 11 after the film forming process, adjustments can be made to reduce oxygen vacancies in the film of the film forming object 11, and the film can be modified. Therefore, even when the film-forming object 11 is taken out into the air, oxygen in the atmosphere can be suppressed from adhering to the surface of the film of the film-forming object 11, and further, deterioration of film quality can be suppressed. .
계속해서, 도 14를 참조하여, 성막대상물(11)에 있어서의 막을 수소가스센서에 이용한 경우의 수소가스센서 특성에 대한 산소음이온 조사의 효과를 설명한다. 도 14는, 산소음이온 조사의 유무와 수소가스센서특성의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14의 가로축은, 수소가스센서의 응답시간[sec]을 나타내고, 도 14의 세로축은 수소가스센서에 흐르는 전륫값[A]을 나타낸다. 도 14의 (a)는, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우에 있어서의, 수소가스센서의 응답시간에 대한 전륫값을 나타내는 그래프이다. 도 14의 (b)는, 산소음이온생성모드에 있어서 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우에 있어서의, 수소가스센서의 응답시간에 대한 전륫값을 나타내는 그래프이다.Next, with reference to FIG. 14, the effect of oxygen anion irradiation on the characteristics of the hydrogen gas sensor when the film of the film forming object 11 is used for the hydrogen gas sensor will be explained. Figure 14 is a graph showing the relationship between the presence or absence of oxygen anion irradiation and hydrogen gas sensor characteristics. The horizontal axis of FIG. 14 represents the response time [sec] of the hydrogen gas sensor, and the vertical axis of FIG. 14 represents the electric current value [A] flowing through the hydrogen gas sensor. Figure 14(a) is a graph showing the total value of the response time of the hydrogen gas sensor when oxygen anions are irradiated to the film forming object 11 in the oxygen anion generation mode. Figure 14(b) is a graph showing the total value of the response time of the hydrogen gas sensor in the case where the film forming object 11 is not irradiated with oxygen anions in the oxygen anion generation mode.
도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사하지 않은 경우에는, 수소가스센서의 전륫값의 그라운드레벨이 안정되지 않아, 수소가스센서의 동작이 불안정하게 되어 있다. 이에 대하여, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한 경우에는, 수소가스센서의 전륫값의 그라운드레벨이 안정되어, 수소가스센서의 동작안정성이 향상되어 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 14(b), when the film forming object 11 is not irradiated with oxygen anions, the ground level of the electric current value of the hydrogen gas sensor is not stable, and the operation of the hydrogen gas sensor becomes unstable. . On the other hand, as shown in Figure 14 (a), when the film forming object 11 is irradiated with oxygen anions, the ground level of the electric current value of the hydrogen gas sensor is stabilized, and the operational stability of the hydrogen gas sensor is improved. You can check that.
이상, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에 의하면, 바이어스전원(27)에 의하여, 성막처리 후의 성막대상물(11)에 정의 바이어스전압이 인가된다. 이로써, 음이온생성부(24)에서 생성된 산소음이온이 성막대상물(11) 측으로 끌어당겨져, 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 조사된다. 그 결과, 성막대상물(11)에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 보다 억제할 수 있다.As described above, according to the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, a positive bias voltage is applied to the film forming object 11 after the film forming process by the bias power supply 27. Accordingly, the oxygen anions generated in the negative ion generating unit 24 are attracted to the film forming object 11 and are irradiated to the surface of the film formed on the film forming object 11. As a result, deterioration of film quality due to oxygen in the atmosphere adhering to the surface of the film of the film forming object 11 can be further suppressed.
또, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에 의하면, 성막대상물(11)을 지지하는 성막대상물지지부재(16A)에 마련된 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)가, 진공챔버(10) 내에 마련된 트롤리선(18)으로부터 급전된다. 이로써, 성막대상물지지부재(16A)의 급전브러시(42) 및 급전단자부(51)를 통하여 성막대상물(11)에 정의 전압을 용이하게 인가할 수 있다.In addition, according to the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, the power feeding brush 42 and the power feeding terminal portion 51 provided on the film forming object support member 16A for supporting the film forming object 11 are connected to the vacuum chamber 10. Power is supplied from the trolley ship 18 provided within. Accordingly, a positive voltage can be easily applied to the film-forming object 11 through the power supply brush 42 and the power supply terminal portion 51 of the film-forming object support member 16A.
또, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에 의하면, 장력부여부(25)에 의하여 트롤리선(18)에 장력이 부여된다. 이로써, 진공챔버(10) 내에서 발생하는 열 등에 의하여 트롤리선(18)이 신축된 경우에도 휘어 버리는 것을 억제할 수 있다.In addition, according to the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, tension is applied to the trolley wire 18 by the tension applying unit 25. As a result, it is possible to suppress bending of the trolley line 18 even when it is expanded or contracted due to heat generated within the vacuum chamber 10.
또, 진공챔버(10) 내에 존재하는 산소음이온은, 음이온생성부(24)에 의한 플라즈마(P)의 생성이 정지된 후에 증가한다. 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에 의하면, 이와 같은 플라즈마(P)의 생성이 정지된 후의 산소음이온이 증가한 타이밍에 성막대상물(11)에 정의 바이어스전압이 인가된다. 이로써, 많은 산소음이온이 성막대상물(11)에 조사된다. 그 결과, 성막대상물(11)에 있어서의 막의 표면에 대기 중의 산소가 부착되는 것에 의한 막질의 저하를 더욱 억제할 수 있다.Additionally, the oxygen negative ions present in the vacuum chamber 10 increase after the production of plasma P by the negative ion generating unit 24 is stopped. According to the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, a positive bias voltage is applied to the film forming object 11 at the timing when the oxygen anion increases after the generation of the plasma P has stopped. As a result, many oxygen anions are irradiated to the film forming object 11. As a result, deterioration of film quality due to oxygen in the atmosphere adhering to the surface of the film of the film forming object 11 can be further suppressed.
또, 본 실시형태에 관한 성막장치(1A)에 의하면, 성막처리 후의 성막대상물(11)이 진공챔버(10)의 반송실(10a)로부터 로드록실(26)로 반입됨과 함께, 당해 반입된 성막대상물(11)이 음이온생성부(24)에 의한 산소음이온생성 후에 로드록실(26)로부터 진공챔버(10)의 반송실(10a)로 반출된다. 이로써, 성막대상물(11)은, 대기 중에 노출되지 않고, 산소음이온이 생성된 적절한 타이밍에 반송실(10a)로 반입된다. 그 결과, 산소음이온을 적합하게 성막대상물(11)에 조사할 수 있다.In addition, according to the film forming apparatus 1A according to the present embodiment, the film forming object 11 after the film forming process is brought into the load lock chamber 26 from the transfer chamber 10a of the vacuum chamber 10, and the brought in film forming object 11 is carried into the load lock chamber 26. The object 11 is transported from the load lock chamber 26 to the transfer chamber 10a of the vacuum chamber 10 after generating oxygen anions by the anion generating unit 24. As a result, the film-forming object 11 is brought into the transfer chamber 10a at the appropriate timing when oxygen anions are generated without being exposed to the atmosphere. As a result, oxygen anions can be appropriately irradiated to the film forming object 11.
이상, 본 실시형태의 일 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형하고, 또는 다른 것에 적용한 것이어도 된다.Although one embodiment of the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified or applied to other things without changing the gist described in each claim.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 플라즈마원(7)을 압력구배형 플라즈마건으로 했지만, 플라즈마원(7)은, 진공챔버(10) 내에 플라즈마를 생성할 수 있으면 되고, 압력구배형 플라즈마건에는 한정되지 않는다.For example, in the above embodiment, the plasma source 7 is a pressure gradient plasma gun. However, the plasma source 7 can only generate plasma in the vacuum chamber 10, and is limited to a pressure gradient plasma gun. It doesn't work.
또, 상기 실시형태에서는, 음이온의 생성 시에, 간헐적으로 플라즈마를 생성한다고 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 음이온의 생성 시에, 정상적으로 전류를 제2 중간전극(62)에 공급하여, 정상방전을 발생시켜도 된다.In addition, in the above embodiment, it is said that plasma is intermittently generated when generating negative ions, but the present invention is not limited to this. For example, when generating negative ions, current may be normally supplied to the second intermediate electrode 62 to generate a normal discharge.
또, 상기 실시형태에서는, 플라즈마원(7)과 하스기구(2)의 세트가 진공챔버(10) 내에 1세트만 마련되어 있지만, 복수 세트 마련해도 된다. 또, 하나의 재료에 대하여 복수의 플라즈마원(7)으로부터 플라즈마(P)를 공급해도 된다. 상기 실시형태에서는, 링하스(6)가 마련되어 있지만, 플라즈마원(7)의 방향과 하스기구(2)에 있어서의 재료의 위치나 방향을 고려함으로써, 링하스(6)를 생략해도 된다.In addition, in the above embodiment, only one set of the plasma source 7 and the Haas mechanism 2 is provided in the vacuum chamber 10, but multiple sets may be provided. Additionally, plasma P may be supplied from a plurality of plasma sources 7 for one material. In the above embodiment, the Ring Haas 6 is provided, but the Ring Haas 6 may be omitted by considering the direction of the plasma source 7 and the position and direction of the material in the Haas mechanism 2.
스티어링코일(5)은, 산소음이온생성모드에 있어서는, 반드시 여자되지 않아도 된다.The steering coil 5 does not necessarily need to be excited in the oxygen anion production mode.
도 3에 나타내는 성막방법에 있어서, 음이온생성공정 S2에 포함되는 원료가스공급공정 S21, 플라즈마생성공정 S22, 및 밀봉자장형성공정 S23은, 반드시 이 순서로 처리되지 않아도 되고, S21~S23의 처리를 동시에 행해도 된다. 또, 성막공정 S1에 있어서 성막처리가 완전히 종료되기 전에 성막공정 S1을 종료하고 음이온생성공정 S2로 진행해도 된다.In the film formation method shown in FIG. 3, the raw material gas supply process S21, plasma generation process S22, and sealing magnetic field formation process S23 included in the anion generation process S2 do not necessarily have to be processed in this order, and processes S21 to S23 are performed. You can do it at the same time. Additionally, in the film formation process S1, before the film formation process is completely completed, the film formation process S1 may be terminated and the anion generation process S2 may proceed.
성막장치(1, 1A)는, 진공챔버(10)의 외부에 있어서, 예를 들면 플라즈마원(7)에 대향하는 위치(예를 들면, 성막실(10b)의 측벽(10i)측)에 배치된 대향코일을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 진공챔버(10) 내에는 플라즈마원(7)으로부터 대향코일을 향하는 방향으로 뻗는 자장이 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 자장이 형성되어 있으면, 진공챔버(10) 내에 있어서의 플라즈마(P)의 전자가 이 자장에 구속되어, 당해 전자의 성막대상물(11)로의 유입이 억제된다. 이로써, 진공챔버(10) 내에서 생성된 음이온을 성막대상물(11)을 향하여 확산시키기 쉽게 할 수 있어, 효율적으로 음이온을 성막대상물(11)에 형성된 막의 표면에 부착시킬 수 있다.The film deposition apparatus 1, 1A is disposed outside the vacuum chamber 10, for example, at a position opposite the plasma source 7 (for example, on the side wall 10i of the film deposition chamber 10b). It may be provided with a counter coil. In this case, a magnetic field extending from the plasma source 7 toward the opposing coil may be formed within the vacuum chamber 10. When such a magnetic field is formed, the electrons of the plasma P in the vacuum chamber 10 are confined by this magnetic field, and the inflow of the electrons into the film forming object 11 is suppressed. As a result, the negative ions generated in the vacuum chamber 10 can be easily diffused toward the film-forming object 11, and the negative ions can be efficiently attached to the surface of the film formed on the film-forming object 11.
또, 성막장치(1, 1A)는, 예를 들면 성막실(10b)의 측벽(10i)의 내벽(10k)에 배치되고, 양극으로서 기능하는 대향전극을 구비하고 있어도 된다. 대향전극은, 상기의 대향코일을 마련한 경우에 진공챔버(10) 내에 형성되어 있는 자장을 수렴할 수 있다. 그리고, 이와 같이 수렴된 자장을 따라 플라즈마(P)의 전자를 적합하게 유지시켜 당해 전자의 성막대상물(11)로의 유입을 보다 억제할 수 있다. 이로써, 진공챔버(10) 내에서 생성된 산소음이온을 성막대상물(11)을 향하여 더욱 확산시키기 쉽게 할 수 있어, 보다 효율적으로 산소음이온을 성막대상물에 형성된 막의 표면에 부착시킬 수 있다.Additionally, the film deposition apparatus 1, 1A may be provided with a counter electrode that functions as an anode and is disposed on, for example, the inner wall 10k of the side wall 10i of the film deposition chamber 10b. The counter electrode can converge the magnetic field formed in the vacuum chamber 10 when the counter coil described above is provided. In addition, by appropriately maintaining the electrons of the plasma P along the magnetic field converged in this way, the inflow of the electrons into the film forming object 11 can be further suppressed. As a result, the oxygen anions generated in the vacuum chamber 10 can be more easily diffused toward the film formation object 11, and the oxygen anions can be more efficiently attached to the surface of the film formed on the film formation object.
상기 실시형태에 관한 성막장치(1, 1A)는, 이온플레이팅법을 이용하여 성막을 행하는 장치라고 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스퍼터링법, 또는 화학증착법 등을 이용해도 된다.Although the film forming apparatus 1, 1A according to the above embodiment is said to be an apparatus for forming a film using an ion plating method, it is not limited thereto. For example, sputtering or chemical vapor deposition may be used.
상기 제2 실시형태에 관한 성막장치(1A)는, 자장발생코일(30) 및 그 케이스(31)를 구비하고 있지 않다고 했지만, 이에 한정되지 않고, 자장발생코일(30) 및 그 케이스(31)를 구비하고 있어도 된다.Although it is said that the film forming apparatus 1A according to the second embodiment is not provided with the magnetic field generating coil 30 and its case 31, it is not limited to this and includes the magnetic field generating coil 30 and its case 31. You may have it.
또, 상기 실시형태에서는, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가함으로써, 성막대상물(11)에 산소음이온을 조사한다고 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 성막대상물(11)에 바이어스전압을 인가하는 것을, 성막대상물(11)에 성막재료입자(Mb)를 퇴적(성막)시킬 때에 이용할 수 있다. 이 경우, 성막대상물(11)에는 부의 바이어스전압을 인가함으로써, 성막대상물(11)은 부의 전하를 띠기 때문에, 성막실(10b) 내에 존재하는 전자가 반송실(10a)측에 진입하는 것을 억제함과 함께, 성막실(10b) 내에 존재하는 이온화된 성막재료입자(Mb)가 반송실(10a)측에 진입하도록 촉진하는 것이 가능해진다.In addition, in the above embodiment, it is said that oxygen anions are irradiated to the film-forming object 11 by applying a bias voltage to the film-forming object 11, but the present invention is not limited to this. For example, applying a bias voltage to the film-forming object 11 can be used to deposit (film-form) the film-forming material particles Mb on the film-forming object 11. In this case, by applying a negative bias voltage to the film-forming object 11, the film-forming object 11 has a negative charge, thereby suppressing electrons present in the film-forming chamber 10b from entering the transfer chamber 10a. In addition, it becomes possible to promote the ionized film-forming material particles Mb present in the film-forming chamber 10b to enter the transfer chamber 10a side.
1…성막장치
7…플라즈마원(플라즈마건)
10…진공챔버
10a…반송실
10b…성막실
11…성막대상물
14…성막부
16A…성막대상물지지부재
18…트롤리선
24…음이온생성부
25…장력부여부
26…로드록실(진공로드록챔버)
27…바이어스전원(전압인가부)
30…자장발생코일
40…원료가스공급부
42…급전브러시(급전부)
50…제어부
51…급전단자부(급전부)
Ma…성막재료
Mb…성막재료입자
P…플라즈마
SW1…단락스위치(전환부)
M…밀봉자장One… tabernacle device
7… Plasma source (plasma gun)
10… vacuum chamber
10a… Return room
10b… tabernacle room
11… tabernacle objects
14… Tabernacle
16A… Tabernacle object support member
18… trolley ship
24… Negative ion generation unit
25… Whether tension is applied
26… Load lock chamber (vacuum load lock chamber)
27… Bias power (voltage application)
30… Magnetic field generating coil
40… Raw material gas supply department
42… Power feed brush (power feeder)
50… control unit
51… Power supply terminal section (power supply section)
Ma… tabernacle material
Mb… Film formation material particles
P… plasma
SW1… Short circuit switch (switching part)
M… Sealed magnetic field
Claims (5)
상기 대상물을 지지하는 지지부를 내부에 가지는 진공챔버와,
상기 진공챔버 내로 음이온의 원료가스를 공급하는 원료가스공급부와,
상기 진공챔버 내에 플라즈마를 생성하는 플라즈마원과,
상기 진공챔버 내에 있어서의 플라즈마의 생성을 간헐적으로 행하도록 상기 플라즈마원을 제어하는 제어부를 가지고,
상기 제어부는, 상기 진공챔버 내에 있어서, 생성된 플라즈마에 의해 음이온의 원료가스에 전자를 부착시킴으로써 음이온을 생성하며,
상기 제어부는, 상기 플라즈마원에 의해 간헐적으로 상기 플라즈마가 생성되고 있는 동안에 있어서, 상기 플라즈마의 생성이 정지되고나서 소정시간 후의 타이밍에, 또한 상기 플라즈마의 생성이 다시 개시되기 전에, 양이온 및 전자가 소실된 후의 음이온을 상기 대상물에 부착시키도록, 상기 플라즈마원을 제어하는, 음이온생성장치.A negative ion generating device for irradiating negative ions to an object,
A vacuum chamber having a support portion inside for supporting the object,
a raw material gas supply unit that supplies negative ion raw material gas into the vacuum chamber;
A plasma source that generates plasma in the vacuum chamber,
It has a control unit that controls the plasma source to intermittently generate plasma in the vacuum chamber,
The control unit generates negative ions by attaching electrons to the raw material gas of negative ions by the generated plasma in the vacuum chamber,
While the plasma is being intermittently generated by the plasma source, the control unit causes positive ions and electrons to disappear at a predetermined time after the generation of the plasma is stopped and before the generation of the plasma is started again. A negative ion generating device that controls the plasma source so that the negative ions are attached to the object.
상기 진공챔버 내로의 상기 플라즈마의 생성과 정지를 전환하는 전환부를 더 가지고,
상기 제어부는, 상기 전환부를 전환함으로써 상기 플라즈마의 생성을 간헐적으로 행하는 것을 특징으로 하는, 음이온생성장치.According to paragraph 1,
It further has a switching unit for switching between generating and stopping the plasma in the vacuum chamber,
The negative ion generating device, wherein the control unit intermittently generates the plasma by switching the switching unit.
상기 대상물에 정의 바이어스전압을 인가하는 전압인가부를 가지는, 음이온생성장치.According to claim 1 or 2,
A negative ion generating device having a voltage application unit that applies a positive bias voltage to the object.
상기 진공챔버는, 상기 음이온이 생성되는 음이온생성실과, 상기 대상물을 반송하는 반송실을 가지는, 음이온생성장치.According to claim 1 or 2,
The vacuum chamber is a negative ion generating device having a negative ion generating chamber in which the negative ions are generated and a conveying chamber in which the object is transported.
진공챔버 내에 있어서, 생성된 플라즈마에 의해 음이온의 원료가스에 전자를 부착시킴으로써 음이온을 생성하며, 플라즈마원에 의해 간헐적으로 상기 플라즈마가 생성되고 있는 동안에 있어서, 상기 플라즈마의 생성이 정지되고나서 소정시간 후의 타이밍에, 또한 상기 플라즈마의 생성이 다시 개시되기 전에, 양이온 및 전자가 소실된 후의 음이온을 상기 진공챔버 내에 지지된 상기 대상물에 부착시키는, 음이온생성방법.
As a negative ion generation method for irradiating negative ions to an object,
In the vacuum chamber, negative ions are generated by attaching electrons to the raw material gas of negative ions by the generated plasma, and while the plasma is intermittently generated by the plasma source, a predetermined time after the production of the plasma is stopped. A negative ion generation method in which negative ions after positive ions and electrons are lost are attached to the object held in the vacuum chamber at the timing and before the production of the plasma is started again.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A107 | Divisional application of patent | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |