JP2018048351A - Film deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】異常放電の発生及び電極に付着した異物が剥がれてワークへ付着する事を抑制する成膜装置の提供。【解決手段】第1の型110と第2の型120とを有する成膜容器100と、第1の型の第1平面部111と第2の型との間に配置されワークを第1平面部から離間させた状態でワークに接触する絶縁部材30と、バイアス電力印加部70と第1窪み部114内に配置された第1の電極75と、第1の電極に発生する自己バイアス電圧をカット可能な自己バイアス電圧カット回路41と、ガス供給装置80と制御部95とを備え、ワークWと絶縁部材との接触点と第1平面部との距離はワークと第1窪み部の底部との距離より小さい。制御部は、エッチングガスを供給させる際にワークにバイアス電力を印加させ第1の電極に高周波電力を印加させ第1の電極に自己バイアス電圧を発生させ、原料ガスを供給する際に第1の電極に自己バイアス電圧を発生させない成膜装置200。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a film forming apparatus that suppresses occurrence of abnormal discharge and foreign substances adhering to electrodes to be peeled off and adhered to a work. A workpiece is disposed between a film forming container having a first die and a second die, and a first flat part of the first die and a second die, and a workpiece is placed on the first flat part. The insulating member 30 that comes into contact with the workpiece in a state where the workpiece is separated from the part, the bias power applying part 70, the first electrode 75 disposed in the first recess 114, and the self-bias voltage generated in the first electrode. A self-bias voltage cut circuit 41 capable of cutting, a gas supply device 80 and a control unit 95 are provided. Less than the distance of The control unit applies bias power to the work when supplying the etching gas, applies high-frequency power to the first electrode to generate a self-bias voltage at the first electrode, and supplies the first bias when supplying the source gas. A film forming apparatus 200 that does not generate a self-bias voltage on an electrode. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus.
プラズマCVD法により、基板に成膜を行う装置が知られている。特許文献1には、成膜容器内に基板を保持するホルダと、アンテナと、を設け、バイアス電源からホルダにバイアス電圧を印加し、高周波電源からアンテナに高周波を印加して、成膜を行う装置が記載されている。この装置では、成膜容器とバイアス電源とは、絶縁部材により絶縁されている。
An apparatus for forming a film on a substrate by plasma CVD is known. In
特許文献1記載の装置では、バイアス電源からホルダへ繋がる電圧線と絶縁部材とが接触する箇所において電界が集中するため、その箇所にプラズマが侵入すると、異常放電が発生するおそれがあった。また、高周波電極としてのアンテナに付着した異物が剥がれて、基板や成膜容器の気密を保つためのシール部材に付着するおそれがあった。そのため、プラズマCVD法により成膜を行う装置において、このような異常放電の発生を抑制するとともに、電極に付着した異物が剥がれてワークへ付着することを抑制可能な技術が望まれていた。
In the device described in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、プラズマCVD法によりワークの一部に成膜を行う成膜装置が提供される。この成膜装置は、第1窪み部と前記第1窪み部の周囲に配置された第1平面部とを備える第1の型と、前記第1の型に対向して配置された第2の型と、を有する成膜容器と;前記第1の型の前記第1平面部と前記第2の型との間に配置され、前記ワークの被処理対象部分を前記第1窪み部内の空間に向けるとともに前記ワークを前記第1平面部から離間させた状態で前記ワークに接触する絶縁部材と;前記ワークにバイアス電力を印加するバイアス電力印加部と;前記第1窪み部内に配置された第1の電極と;前記第1の電極に高周波電力を印加する高周波電力印加部と;前記高周波電力印加部及び前記第1の電極に接続され、前記高周波電力印加部から前記第1の電極に高周波電力が印加された場合に前記第1の電極に発生する自己バイアス電圧をカット可能な自己バイアス電圧カット回路と;ガス供給装置と;制御部と;を備え;前記ワークと前記絶縁部材との接触点と、前記第1平面部と、の距離は、前記ワークと前記第1窪み部の底部との距離よりも小さく;前記制御部は;前記ガス供給装置を制御して前記成膜容器内にエッチングガスを供給させる際に、前記バイアス電力印加部を制御して前記ワークにバイアス電力を印加させ、前記高周波電力印加部を制御して前記第1の電極に高周波電力を印加させるとともに前記自己バイアス電圧カット回路を制御して前記第1の電極に自己バイアス電圧を発生させ;前記ガス供給装置を制御して前記成膜容器内に前記ワークの少なくとも一部に成膜を行うための原料ガスを供給させる際に、前記バイアス電力印加部を制御して前記ワークへバイアス電力を印加させ、前記高周波電力印加部を制御して前記第1の電極に高周波電力を印加させるとともに前記自己バイアス電圧カット回路を制御して前記第1の電極に自己バイアス電圧を発生させない。このような成膜装置であれば、ワークと第1平面部とで形成される空間に第1窪み部からプラズマが侵入することが抑制されるので、ワークと絶縁部材の接触点におけるプラズマの量が低減され、異常放電の発生を抑制することができる。また、制御部が、ガス供給装置を制御して成膜容器内にエッチングガスを供給させる際に、バイアス電力印加部を制御してワークにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部を制御して第1の電極に高周波電力を印加させるとともに自己バイアス電圧カット回路を制御して第1の電極に自己バイアス電圧を発生させるので、第1の電極に付着した異物の除去を効果的に行うことができる。また、制御部が、ガス供給装置を制御して成膜容器内に原料ガスを供給させる際に、バイアス電力印加部を制御してワークにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部を制御して第1の電極に高周波電力を印加させるとともに自己バイアス電圧カット回路を制御して第1の電極に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時にワークに印加される電力が第1の電極に発生する自己バイアス電圧によって低下することが抑制されるため、成膜を効果的に行うことができる。また、成膜時に第1の電極に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時に第1の電極に異物が付着することを抑制することができる。そのため、第1の電極に付着した異物が剥がれてワークへ付着することを抑制することができる。 (1) According to one aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for forming a film on a part of a work by a plasma CVD method. The film forming apparatus includes a first mold including a first recess and a first flat portion disposed around the first recess, and a second mold disposed to face the first mold. A film forming container having a mold; disposed between the first flat portion of the first mold and the second mold, and a portion to be processed of the workpiece in a space in the first recess. And an insulating member that contacts the workpiece in a state where the workpiece is spaced from the first plane portion; a bias power application portion that applies bias power to the workpiece; and a first disposed in the first recess portion A high-frequency power applying unit that applies high-frequency power to the first electrode; a high-frequency power connected to the high-frequency power applying unit and the first electrode, and from the high-frequency power applying unit to the first electrode Self-bias generated in the first electrode when a voltage is applied A self-bias voltage cut circuit capable of cutting a voltage; a gas supply device; a control unit; and a distance between a contact point between the work and the insulating member and the first plane part, The control unit controls the bias power application unit when the etching gas is supplied into the film formation container by controlling the gas supply device. Bias power is applied to the workpiece, the high frequency power application unit is controlled to apply high frequency power to the first electrode, and the self bias voltage cut circuit is controlled to apply a self bias voltage to the first electrode. When the source gas for film formation is supplied to at least a part of the workpiece into the film formation container by controlling the gas supply device, the bias power application unit is controlled in advance. Bias power is applied to the workpiece, the high-frequency power application unit is controlled to apply high-frequency power to the first electrode, and the self-bias voltage cut circuit is controlled to generate a self-bias voltage on the first electrode. I won't let you. With such a film forming apparatus, it is possible to suppress plasma from entering the space formed by the workpiece and the first flat portion from the first recess, and therefore the amount of plasma at the contact point between the workpiece and the insulating member And the occurrence of abnormal discharge can be suppressed. In addition, when the control unit controls the gas supply device to supply the etching gas into the film formation container, the control unit controls the bias power application unit to apply the bias power to the workpiece and controls the high frequency power application unit. Since the high-frequency power is applied to the first electrode and the self-bias voltage cut circuit is controlled to generate the self-bias voltage on the first electrode, it is possible to effectively remove the foreign matter adhering to the first electrode. it can. In addition, when the control unit controls the gas supply device to supply the source gas into the film formation container, the control unit controls the bias power application unit to apply the bias power to the workpiece and controls the high frequency power application unit. Since the high-frequency power is applied to the first electrode and the self-bias voltage cut circuit is controlled to prevent the self-bias voltage from being generated in the first electrode, the power applied to the workpiece during film formation is generated in the first electrode. Since the reduction by the self-bias voltage is suppressed, film formation can be performed effectively. In addition, since no self-bias voltage is generated in the first electrode during film formation, it is possible to suppress foreign matter from adhering to the first electrode during film formation. Therefore, it can suppress that the foreign material adhering to the 1st electrode peels off, and adheres to a workpiece | work.
本発明は、上述した成膜装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、プラズマCVD法によりワークの一部に成膜を行う方法や、成膜装置の制御方法及び制御装置、それらの装置又は方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can also be realized in various forms other than the film forming apparatus described above. For example, a method of forming a film on a part of a workpiece by plasma CVD, a control method and control device of a film forming apparatus, a computer program for realizing the function of those devices or methods, and a record recording the computer program It can be realized in the form of a medium or the like.
A.第1実施形態:
A1.成膜装置の構成:
図1は、本発明の第1実施形態における成膜装置200の構成を示す概略断面図である。図2は、成膜装置200の分解斜視図である。図3は、成膜装置200の備える自己バイアス電圧カット回路41の一例を示す概略構成図である。図1及び図2には、相互に直交するXYZ軸が図示されている。Y軸方向は鉛直方向を示し、X軸方向は水平方向を示し、Z軸方向はY軸及びX軸に垂直な方向を示す。このことは、以降の図においても同様である。
A. First embodiment:
A1. Configuration of film deposition system:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a
成膜装置200は、いわゆるプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、導電性を有するワークWの被処理対象部分10Aに薄膜を形成する装置である。本実施形態では、ワークWは、被処理対象物10とマスキング部材20とを含む。本実施形態では、被処理対象物10は、燃料電池のセパレータの基材として用いられる板状の金属である。成膜装置200は、被処理対象物10の被処理対象部分10Aに、例えば導電性の炭素系の薄膜を形成する。
The
成膜装置200は、成膜容器100と、絶縁部材30と、バイアス電力印加部70と、第1の電極75と、高周波電力印加部70rと、自己バイアス電圧カット回路41と、ガス供給装置80と、制御部95と、を備える。成膜装置200は、さらに、開閉装置50と、搬送装置55と、排気装置90と、パレット130と、シール部材60と、第2の電極76と、自己バイアス電圧カット回路42と、を備える。成膜装置200は、バイアス電力印加部70により印加される電力(DC(Direct Current)電力)と高周波電力印加部70rにより印加される電力(RF(Radio Frequency)電力)とを利用して、ワークWの被処理対象部分10Aに成膜処理を行うことが可能な装置である。なお、図2では、第1の電極75と、第2の電極76と、自己バイアス電圧カット回路41、42と、開閉装置50と、搬送装置55と、バイアス電力印加部70及びその電力導入部71と、高周波電力印加部70r及びその電力導入部71r、72rと、ガス供給装置80及びその供給口81と、排気装置90及び排気口91と、制御部95と、は図示を省略している。
The
成膜容器100は、分割可能な金属製の容器である。成膜容器100は、第1の型110と、第1の型110に対向して配置された第2の型120と、を備える。
The
第1の型110は、第1窪み部114と第1窪み部114の周囲に配置された第1平面部111とを備える。第1窪み部114はワークWから離間する方向に窪んでおり、本実施形態ではワークWの上面側の被処理対象部分10Aから見て上方(+Y方向)に窪んでいる。また、第1窪み部114は、側部112と底部113とを備える。第1窪み部114内には、第1の電極75が配置されている。第1の電極75は、第1窪み部114内の底部113側に配置されている。本実施形態では、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所は、被処理対象部分10Aの端部と同一のYZ平面状に位置している。
The
第2の型120は、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aから見て下方(−Y方向)に窪んだ第2窪み部124と、第2窪み部124の周囲に配置された第2平面部121と、を備える。第2窪み部124は、側部122と底部123とを備える。第2平面部121は、第1の型110の第1平面部111に対応する部分に配置されている。第2窪み部124内には、第2の電極76が配置されている。第2の電極76は、第2窪み部124内の底部123側に配置されている。本実施形態では、第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所は、被処理対象部分10Aの端部と、同一のYZ平面状に位置している。本実施形態において、第1平面部111及び第2平面部121は、XZ平面と平行である。
The
第1の型110及び第2の型120は、成膜容器100内にガス供給装置80からガスを供給するための供給口81と、成膜容器100内を排気装置90によって排気するための排気口91と、を備える。供給口81及び排気口91には、開閉可能な弁が設けられている。また、第1の型110は、第1の電極75に高周波電力を印加するための電力導入部71rを備える。第2の型120は、第2の電極76に高周波電力を印加するための電力導入部72rを備える。電力導入部71rと第1の型110との間及び電力導入部72rと第2の型120との間は、絶縁部材35によって電気的に絶縁されている。また、第2の型120は、ワークWにバイアス電力を印加するための電力導入部71を備える。第2の型120と電力導入部71との間は、絶縁部材35によって電気的に絶縁されている。なお、本実施形態では、第1の電極75と第1の型110との距離及び第2の電極76と第2の型120との距離は、シースの距離よりも短い。
The
本実施形態において、成膜容器100は、アース(接地電位)に接続されている。成膜容器100内において、ワークWは、第1平面部111から離間され、かつ、ワークWの被処理対象部分10Aは成膜容器100が閉じた状態において第1窪み部114内の空間に向けられている。
In the present embodiment, the
マスキング部材20は、被処理対象物10の非被処理対象部分10Bを覆う部材である。言い換えると、マスキング部材20は、被処理対象物10の被処理対象部分10Aにおいて開口する部材である。本実施形態では、マスキング部材20は、上側マスキング部材21と下側マスキング部材22とを有する。上側マスキング部材21は、被処理対象物10の第1の型110側に配置されている。下側マスキング部材22は、被処理対象物10の第2の型120側に配置されている。本実施形態において、下側マスキング部材22は、被処理対象物10を支持する。マスキング部材20は、導電性の部材で形成されている。被処理対象物10とマスキング部材20とは、接触することにより電気的に接続されている。
The masking
絶縁部材30は、第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置されている。本実施形態では、絶縁部材30は第1平面部111と第2平面部121との間に配置されている。絶縁部材30は、ワークWの上面側の被処理対象部分10Aを第1窪み部114内の空間に向けるとともに、ワークWを第1平面部111から離間させた状態で、ワークWに接触する。また、本実施形態では、絶縁部材30は、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aを第2窪み部124内の空間に向けるとともに、ワークWを第2平面部121から離間させた状態で、ワークWに接触する。本実施形態では、絶縁部材30は、ワークWのうちの下側マスキング部材22に接触して下側マスキング部材22を支持する。絶縁部材30は、例えば、アルミナ(Al2O3)や二酸化ケイ素(SiO2)等のセラミックスで形成されている。
The insulating
パレット130は、金属製の板状部材である。パレット130は、ワークWを成膜容器100内に搬送する部材でもある。パレット130には、絶縁部材30、下側マスキング部材22、被処理対象物10及び上側マスキング部材21が、この順に+Y方向に積載される。本実施形態において、パレット130は、アース電位を有している。
The
シール部材60(61、62)は、第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置されている。シール部材60は、成膜容器100内の気密を保つための部材である。シール部材60は、絶縁性の部材であり、本実施形態ではゴム製の環状部材である。本実施形態では、シール部材60は、オーリングを用いている。本実施形態では、シール部材61は第1の型110に設けられた溝部に嵌め込まれている。シール部材62は、第2の型120に設けられた溝部に嵌め込まれている。
The seal member 60 (61, 62) is disposed between the first
開閉装置50は、成膜容器100を開閉するための装置である。本実施形態では、開閉装置50は、第1の型110を+Y方向に移動させて成膜容器100を開き、第1の型110を−Y方向に移動させて成膜容器100を閉じる。
The opening /
搬送装置55は、パレット130を成膜容器100内へ搬送し、パレット130を成膜容器100外へ搬送するための装置である。本実施形態では、搬送装置55は、パレット130の端部130tに接触して、成膜容器100が開いた状態において、パレット130及びパレット130に積載された絶縁部材30、マスキング部材20、被処理対象物10を成膜容器100内に搬送する。また、搬送装置55は、搬送したパレット130を下方に移動させることによってパレット130をシール部材62を介して第2の型120上に設置する。また、搬送装置55は、上方に移動させたパレット130をXZ平面に沿って移動させて成膜容器100外へ搬送することも可能である。
The transport device 55 is a device for transporting the
バイアス電力印加部70は、プラズマを発生させるための装置である。バイアス電力印加部70は、ワークWにバイアス電力を印加する。バイアス電力印加部70は、成膜容器100内に供給された原料ガス等をプラズマ化するための電場を生成する。本実施形態では、電力導入部71と被処理対象物10及びマスキング部材20は陰極であり、第1の型110、第2の型120及びパレット130は陽極である。本実施形態では、バイアス電力印加部70は、下側マスキング部材22を通じて被処理対象物10にバイアス電圧を印加する。バイアス電力印加部70は、例えば、電力導入部71に−3000Vの電圧を印加することができる。なお、本実施形態では、成膜容器100及びパレット130はアース(0V)に接続されている。
The bias
高周波電力印加部70rは、プラズマを発生させるための装置である。高周波電力印加部70rは、第1の電極75に電力導入部71rを介して高周波電力を印加する。また、本実施形態では、高周波電力印加部70rは、第2の電極76に電力導入部72rを介して高周波電力を印加する。
The high frequency
自己バイアス電圧カット回路41は、高周波電力印加部70r及び第1の電極75に接続され、高周波電力印加部70rから第1の電極75に印加される自己バイアス電圧(負の直流成分)をカット可能な回路である。言い換えると、自己バイアス電圧カット回路41は、制御部95の制御により、高周波電力印加部70rから第1の電極75に高周波電力が印加された場合に、第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させることと、第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させないことと、を切り替え可能な回路である。本実施形態では、自己バイアス電圧カット回路41は、フィルターfと、スイッチSWと、を備える。本実施形態では、フィルターfは、インダクタfLとコンデンサfCとを備える。図3に示すように、フィルターfは、一端が高周波電力印加部70rと接続されており、他端がスイッチSWと接続されている。本実施形態では、制御部95の制御により自己バイアス電圧カット回路41の備えるスイッチSWがアースに接続されることで、第1の電極75に印加される高周波成分と直流成分のうち、直流成分(自己バイアス電圧)がカットされる。また、制御部95の制御により自己バイアス電圧カット回路41の備えるスイッチSWがアースに接続されないことで、第1の電極75に高周波成分と直流成分とが印加され、第1の電極75に自己バイアス電圧が印加される。自己バイアス電圧カット回路42は、高周波電力印加部70r及び第2の電極76に接続され、高周波電力印加部70rから第2の電極76に印加される自己バイアス電圧(負の直流成分)をカット可能な回路である。自己バイアス電圧カット回路42については、自己バイアス電圧カット回路41と同様の構成を有するため図示を省略する。
The self-bias
ガス供給装置80は、供給口81を介して、成膜容器100内にキャリアガス及び原料ガス、エッチングガスを供給する。本実施形態では、ガス供給装置80は、キャリアガスとして例えば窒素(N2)ガスやアルゴン(Ar)ガスを供給し、原料ガスとして例えばピリジン(C5H5N)ガスを供給する。また、ガス供給装置80は、エッチングガスとして例えばアルゴンガスを供給する。ガス供給装置80は、異なる種類のガスを貯留するタンクと接続されている。ガス供給装置80は、各タンクと供給口81との間に設けられた切替弁が操作されることにより、供給口81に供給されるガスの種類を切り替えることが可能である。また、ガス供給装置80は、成膜容器100内の圧力を、開閉装置50が成膜容器100を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、成膜装置200による成膜後に成膜容器100内に例えば窒素ガスを供給する。
The
排気装置90は、排気口91を介して、成膜容器100内を排気する。排気装置90は、例えば、ロータリポンプや拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ等により構成される。
The
制御部95は、成膜装置200全体の動作を制御する。制御部95は、CPUとメモリーとを含む。CPUは、メモリーに格納されたプログラムを実行することによって、成膜装置200の制御を行う。このプログラムは、各種記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御部95は、開閉装置50を制御して成膜容器100を開閉させ、搬送装置55を制御してパレット130を搬送させる。また、制御部95は、排気装置90を制御して成膜容器100内を排気させる。また、制御部95は、ガス供給装置80を制御して成膜容器100内にエッチングガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75、第2の電極76に高周波電力を印加させる。この際には、制御部95は、自己バイアス電圧カット回路41、42を制御してスイッチSWをアースに接続せず、第1の電極75、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させる。また、制御部95は、ガス供給装置80を制御して成膜容器100内にワークWの少なくとも一部に成膜を行うための原料ガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWへバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75、第2の電極76に高周波電力を印加させ、自己バイアス電圧カット回路41、42を制御してスイッチSWをアースに接続して第1の電極75、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させない。
The
図4は、成膜装置200の部分拡大図である。図4には、図1に破線で示したX部分が示されている。図4及び以降の図では、開閉装置50と、搬送装置55と、バイアス電力印加部70と、高周波電力印加部70rと、ガス供給装置80と、排気装置90と、制御部95と、は図示を省略している。図4には、ワークWと絶縁部材30との接触点(接触箇所)P1と、ワークWと絶縁部材30との接触点(接触箇所)P2と、が示されている。接触点P1は、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第1平面部111に対向する箇所である。接触点P1は、成膜装置200の断面(図4)において、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第1平面部111に最も近い接触箇所である。接触点P2は、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第2平面部121に対向する箇所である。接触点P2は、成膜装置200の断面(図4)において、ワークWと絶縁部材30とが接触する箇所のうち、第2平面部121に最も近い接触箇所である。図4にはさらに、接触点P1と第1平面部111との距離A1と、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離B1と、が示されている。距離A1は、ワークWと絶縁部材30との接触箇所と、第1平面部111との最短距離である。距離B1は、第1窪み部114と対向するワークWと、第1窪み部114の底部113との距離であり、第1窪み部114の底部113とワークWとの最短距離である。また、図4には、接触点P2と第2平面部121との距離A2と、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離B2と、が示されている。距離A2は、ワークWと絶縁部材30との接触箇所と、第2平面部121との最短距離である。距離B2は、第2窪み部124と対向するワークWと、第2窪み部124の底部123との距離であり、第2窪み部124の底部123とワークWとの最短距離である。成膜装置200において、距離A1は距離B1よりも小さい。言い換えると、ワークWと第1平面部111とで形成される空間は、ワークWと第1窪み部114とで形成される空間よりも小さい。また、本実施形態では、距離A2は、距離B2よりも小さい。言い換えると、ワークWと第2平面部121とで形成される空間は、ワークWと第2窪み部124とで形成される空間よりも小さい。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the
本実施形態では、距離A1及び距離A2は、ワークWと成膜容器100との間にバイアス電力印加部70により電力を印加した場合に、ワークWと成膜容器100(第1平面部111、第2平面部121)との間に形成されるシースの距離よりも短い。本実施形態では、距離A1及び距離A2は、2.0mm以下である。なお、成膜容器100とワークWとの絶縁性を十分に保つ観点から、距離A1及び距離A2は、0.5mm以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the distance A1 and the distance A2 are determined when the bias
図4には、さらに、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所Q1及び第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所Q2から接触点P1、P2までのX軸に沿った最短距離Cが示されている。距離Cは、第1窪み部114の側部112及び第2窪み部124の側部122から、接触点P1、P2までのX軸に沿った最短距離でもある。本実施形態では、距離Cは、0(ゼロ)よりも大きい。本実施形態では、距離Cは、10mm以上である。
4 further illustrates the X-axis from the connection point Q1 between the
A2.成膜処理方法:
図5は、成膜装置200による成膜処理について示す工程図である。成膜処理では、まず、制御部95は、搬送装置55を制御してワークWを成膜容器100内に搬送させる(ステップS10)。本実施形態では、パレット130上に、絶縁部材30、下側マスキング部材22、被処理対象物10が積載され、さらに、被処理対象物10の上に上側マスキング部材21が積載される。こうすることによって、被処理対象物10の非被処理対象部分10Bが、マスキング部材20によって覆われる。その後、制御部95は、開閉装置50を制御して成膜容器100の第1の型110を+Y軸方向に移動させ、搬送装置55を制御して絶縁部材30、マスキング部材20及び被処理対象物10が積載されたパレット130を成膜容器100内に搬送させる。搬送されたパレット130は、シール部材62を介して第2の型120上に配置される。なお、ワークWを成膜容器100内に搬送させる前に、制御部95は、搬送装置55を制御してパレット130を例えばヒータ等の昇温装置に設置して、例えば窒素雰囲気下で200℃に昇温させることにより、ワークWを昇温させてもよい。このようにすれば、ワークWに付着した酸化物や水酸化物を除去することができる。
A2. Film forming method:
FIG. 5 is a process diagram showing the film forming process performed by the
次に、制御部95は、開閉装置50を制御して成膜容器100を閉じさせる(ステップS20)。本実施形態では、制御部95は、搬送装置55に成膜容器100内にパレット130を搬送させた後、開閉装置50を制御して第1の型110を−Y軸方向に移動させる。成膜容器100が閉じられると、被処理対象部分10Aは成膜容器100の第1窪み部114及び第2窪み部124内の空間に向いた状態になる。ワークWは、第1平面部111及び第2平面部121から離間した状態になる。また、接触点P1と第1平面部111との距離A1は、ワークWと第1窪み部114との距離B1よりも小さくなる。接触点P2と第2平面部121との距離A2は、ワークWと第2窪み部124との距離B2よりも小さくなる。
Next, the
次に、制御部95は、ガス供給装置80を制御して成膜容器100内にエッチングガスを供給させる(ステップS30)。本実施形態では、ステップS30は、ワークWを昇温する工程(ステップS32)と第1の電極75、第2の電極76を含む成膜容器100内をエッチングする工程(ステップS34)と、を含む。ステップS30では、制御部95は、排気装置90を制御して排気口91を介して成膜容器100内のガス(例えば、窒素ガス)を排気させ、ガス供給装置80に供給口81を介してエッチングガスを供給させる。ステップS30では、制御部95は、バイアス電力印加部70を制御してワークWへバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75、第2の電極76に高周波電力を印加させる。また、ステップS30では、制御部95は、自己バイアス電圧カット回路41、42を制御して、第1の電極75、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させる。
Next, the
昇温工程(ステップS32)では、制御部95は、ガス供給装置80に、後の工程(ステップS34、エッチング工程)で用いられるエッチングガス(例えば、アルゴンガス)を供給させる。また、ステップS32では、制御部95が、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75及び第2の電極76に高周波電力を印加させることにより、ワークWは例えば300℃以上に昇温される。ステップS32では、制御部95は、ガスの流量や電力量が、後のエッチング工程において用いられる流量や電力量に達するように、ガス供給装置80、バイアス電力印加部70及び高周波電力印加部70rを制御して、ガスの供給や電力の印加を行わせる。そのため、ステップS32では、ガスの流量やワークWに印加される電力量、第1の電極75及び第2の電極76に印加される電力量が、ステップS34(エッチング工程)で用いられる流量や電力の量よりも少ない。
In the temperature raising process (step S32), the
エッチング工程(ステップS34)では、制御部95は、ガス供給装置80に供給口81を介してエッチングガスを供給させる。エッチングガスは、例えばアルゴンガスであり、成膜容器100内の圧力値は、例えば11Paである。ステップS34では、制御部95は、バイアス電力印加部70にワークWに−3000Vのバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rに第1の電極75及び第2の電極76に13.56MHzで−500Wの高周波電力を印加させる。こうすることにより、成膜容器100と、第1の電極75及び第2の電極76とに、前回の成膜処理において付着した異物が除去される。
In the etching process (step S34), the
次に、制御部95は、ガス供給装置80を制御して成膜容器100内に原料ガスを供給させる(ステップS50)。ステップS50では、制御部95は、ガス供給装置80に供給口81を介してキャリアガス及び原料ガスを供給させる。キャリアガスは、例えば、水素ガス及びアルゴンガスであり、原料ガスは、例えば、窒素ガス及びピリジンガスである。ステップS50では、成膜容器100内の圧力値は、例えば、11Paである。ステップS50では、制御部95は、バイアス電力印加部70にワークWに−3000Vのバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rに第1の電極75及び第2の電極76に13.56MHzで−500Wの高周波電力を印加させるとともに、自己バイアス電圧カット回路41、42を制御して第1の電極75及び第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させない。ステップS50が終了すると、制御部95は、ガス供給装置80、バイアス電力印加部70及び高周波電力印加部70rを制御して、原料ガスの供給と電力の印加とを停止させる。
Next, the
次に、制御部95は、ガス供給装置80を制御して、成膜容器100内の圧力を調整させる(ステップS60)。本実施形態では、成膜容器100内の圧力を、開閉装置50によって成膜容器100を開くことが可能な程度の圧力に戻すために、制御部95は、ガス供給装置80に成膜容器100内に窒素ガスを供給させる。制御部95は、ガス供給装置80に成膜容器100内の圧力を調整させると、開閉装置50に第1の型110を+Y軸方向に移動させ、搬送装置55に絶縁部材30、マスキング部材20及び被処理対象物10が積載されたパレット130を、成膜容器100から搬出させる。以上のようにして成膜装置200による一連の成膜処理が終了する。
Next, the
A3.効果:
A3−1.効果1:
第1実施形態の成膜装置200によれば、制御部95がガス供給装置80を制御して成膜容器100内にエッチングガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75に高周波電力を印加させるとともに自己バイアス電圧カット回路41を制御して第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させるので、第1の電極75に付着した異物の除去を効果的に行うことができる。また、制御部95がガス供給装置80を制御して成膜容器100内に原料ガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第1の電極75に高周波電力を印加させるとともに自己バイアス電圧カット回路41を制御して第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時にワークWに印加される電力が第1の電極75に発生する自己バイアス電圧によって低下することが抑制できる。そのため、成膜を効果的に行うことができる。また、第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時に第1の電極75に異物が付着することを抑制することができる。そのため、第1の電極75に付着した異物が剥がれてワークWへ付着することやシール部材60に付着して成膜容器100の気密が低下することを抑制することができる。
A3. effect:
A3-1. Effect 1:
According to the
同様に、制御部95がガス供給装置80を制御して成膜容器100内にエッチングガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第2の電極76に高周波電力を印加させ、自己バイアス電圧カット回路42を制御して第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させるので、第2の電極76に付着した異物の除去を効果的に行うことができる。また、制御部95がガス供給装置80を制御して成膜容器100内に原料ガスを供給させる際に、バイアス電力印加部70を制御してワークWにバイアス電力を印加させ、高周波電力印加部70rを制御して第2の電極76に高周波電力を印加させ、自己バイアス電圧カット回路42を制御して第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時にワークWに印加される電力が第2の電極76に発生する自己バイアス電圧によって低下することが抑制されるため、成膜を効果的に行うことができる。また、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させないので、成膜時に第2の電極76に異物が付着することを抑制することができる。そのため、第2の電極76に付着した異物が剥がれてワークWへ付着することや成膜容器100の気密が低下することを抑制することができる。
Similarly, when the
A3−2.効果2:
第1実施形態の成膜装置200によれば、成膜容器100が閉じた状態において、ワークWと接触する絶縁部材30は第1の型110の第1平面部111と第2の型120との間に配置され、ワークWと絶縁部材30との接触点P1と、第1平面部111と、の距離A1は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離B1よりも小さいため、ワークWと第1平面部111とで形成される空間に第1窪み部114や第2窪み部124からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点P1におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
A3-2. Effect 2:
According to the
同様に、ワークWと絶縁部材30との接触点P2と、第2平面部121と、の距離A2は、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離B2よりも小さいため、ワークWと第2平面部121とで形成される空間に第2窪み部124や第1窪み部114からプラズマが侵入することが抑制される。そのため、接触点P2におけるプラズマの量が低減されるので、異常放電の発生を抑制することができる。
Similarly, since the distance A2 between the contact point P2 between the workpiece W and the insulating
また、第1窪み部114と第1平面部111との接続箇所Q1及び第2窪み部124と第2平面部121との接続箇所Q2から、絶縁部材30までのX軸に沿った距離Cは0(ゼロ)よりも大きいため、第1窪み部114及び第2窪み部124で形成されるプラズマが発生する空間と、ワークWと絶縁部材30との接触点P1、P2とが離れている。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量がより低減されるので、異常放電の発生をより抑制することができる。
Further, the distance C along the X-axis from the connection point Q1 between the
また、ワークWと絶縁部材30との接触点P1と、第1平面部111と、の距離A1は、ワークWと第1平面部111との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークWと第1平面部111との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークWと絶縁部材30との接触点P2と、第2平面部121と、の距離A2は、ワークWと第2平面部121との間に形成されるシースの距離よりも短いため、ワークWと第2平面部121との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量が効果的に低減されるので、異常放電の発生を効果的に抑制することができる。
Further, since the distance A1 between the contact point P1 between the workpiece W and the insulating
また、距離A1及び距離A2は2.0mm以下であるため、ワークWと第1平面部111とで形成される空間及びワークWと第2平面部121とで形成される空間に、第1窪み部114及び第2窪み部124からプラズマが侵入することが一層抑制される。また、ワークWと第1平面部111との間にプラズマを発生させないようにすることができる。また、ワークWと第2平面部121との間にプラズマを発生させないようにすることができる。そのため、接触点P1、P2におけるプラズマの量が一層低減されるので、異常放電の発生を一層抑制することができる。
Further, since the distance A1 and the distance A2 are 2.0 mm or less, the first depression is formed in the space formed by the workpiece W and the
また、成膜装置200において、ワークWの被処理対象部分10Aは第1窪み部114内の空間及び第2窪み部124内の空間に向けられており、絶縁部材30とワークWの端部とは、第1平面部111と第2平面部121との間に位置している。そのため、ワークW全体をプラズマが発生する空間内に収容する場合と比較して、成膜装置200を小型化することができる。また、成膜装置200では、成膜のために排気が行われる空間が小さいので、排気に要する時間を短くすることができ、ワークWに成膜を行うために要する時間を短くすることができる。
Further, in the
以下、成膜装置200が、自己バイアス電圧カット回路41、42を備え、第1の電極75、第2の電極76における自己バイアス電圧の発生の有無を、エッチング工程と成膜工程とで異ならせることの効果について、実験結果に基づいて説明する。
Hereinafter, the
A4.実験及びその結果:
図6は、実験の結果を示す図である。上述の実施形態における成膜装置200を用いて、エッチングガスを供給する工程(昇温工程(図5、ステップS32)、エッチング工程(図5、ステップS34))及び原料ガスを供給する工程(成膜工程(図5、ステップS50))の各工程において、自己バイアス電圧カット回路41、42を制御してスイッチSWのアースへの接続状態を異ならせることで、第1の電極75及び第2の電極76への自己バイアス電圧の印加の有無を異ならせた5つの実験を行った。ガスの流量、バイアス電力の量及び高周波電力の量は、上述の実施形態と同様である。図6に示すNo.1〜5の実験において、「印加」は、その工程において、自己バイアス電圧カット回路41、42のスイッチSWがアースに接続されておらず、第1の電極75及び第2の電極76に自己バイアス電圧が発生している(自己バイアス電圧が印加されている)ことを示している。また、「カット」は自己バイアス電圧カット回路41、42のスイッチSWがアースに接続されており、第1の電極75及び第2の電極76に自己バイアス電圧が発生していない(自己バイアス電圧がカットされている)ことを示している。
A4. Experiment and results:
FIG. 6 shows the results of the experiment. Using the
評価は、成膜工程終了後に、第1の電極75及び第2の電極76の表面状態を観察することにより行った。評価の数値(1〜5)が大きいほど、第1の電極75及び第2の電極76の表面状態が良好であることを示している。表面状態が良好とは、第1の電極75及び第2の電極76の表面に付着した異物の厚さが少ないことを示している。表面に付着した異物の厚さが、次回の成膜に影響を及ぼさない場合には、評価の数値を「3」以上とした。すなわち、評価の数値が「3」以上であれば、第1の電極75及び第2の電極76に付着した異物が剥がれてワークWへ付着することや、シール部材60に付着して成膜容器100の気密が低下することが抑制される。
The evaluation was performed by observing the surface states of the
実験の結果、昇温及びエッチング工程のいずれか一方において自己バイアス電圧が印加され、成膜工程において自己バイアス電圧がカットされたNo.1〜3の実験では、評価が「3」以上であった。No.1〜3の実験では、昇温又はエッチング工程のいずれかにおいて自己バイアス電圧が印加されたため、第1の電極75及び第2の電極76の異物が効果的に除去されたと考えられる。また、成膜工程において自己バイアス電圧が印加されていると、成膜容器100が陽極となり第1の電極75、第2の電極76が陰極となって、成膜容器100と第1の電極75、成膜容器100と第2の電極76の間にプラズマが発生し、第1の電極75及び第2の電極76に異物(反応副生成物、膜)が付着するおそれがある。しかし、No.1〜3の実験では、成膜工程において第1の電極75及び第2の電極76に発生する自己バイアス電圧がカットされたため、第1の電極75及び第2の電極76に異物が付着することが抑制されたと考えられる。また、No.1の実験結果から、昇温及びエッチング工程において自己バイアス電圧が印加され、成膜工程において自己バイアス電圧がカットされると、第1の電極75及び第2の電極76の表面状態が最も良好となる(評価5)ことがわかる。また、No.2とNo.3の実験結果から、昇温工程又はエッチング工程において自己バイアス電圧を印加する場合には、エッチング工程において自己バイアス電圧を印加した方が、電極の表面状態が良好となることがわかる。これは、昇温工程に比べてエッチング工程の方がワークWに印加される電力や第1の電極75及び第2の電極76に印加される電力が大きいため、エッチング工程において電極表面に付着した異物が除去されやすいためであると考えられる。
As a result of the experiment, a self-bias voltage was applied in one of the temperature raising and etching steps, and the self-bias voltage was cut in the film-forming step. In the
A5.第1実施形態の変形例:
A5−1.第1実施形態の変形例1:
上述の第1実施形態では、制御部95は、エッチングガスが供給される工程である、昇温工程(図5、ステップS32)及びエッチング工程(図5、ステップS34)において、自己バイアス電圧カット回路41を制御してスイッチSWをアースに接続させず、第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させている。これに対し、制御部95は、昇温工程及びエッチング工程の少なくとも一方の工程において、自己バイアス電圧カット回路41を制御してスイッチSWをアースに接続させず、第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させるようにしてもよい。このようにしても、エッチングガスが供給されるいずれかの工程において第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させることができるので、第1の電極75に付着した異物を除去することができる。なお、上記工程のうち一方の工程において第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させる場合には、第1の電極75に付着した異物をより除去する観点から、エッチング工程(図5、ステップS34)において、自己バイアス電圧カット回路41を制御して第1の電極75に自己バイアス電圧を発生させることが好ましい。また、同様に、制御部95は、昇温工程(図5、ステップS32)及びエッチング工程(図5、ステップS34)において、自己バイアス電圧カット回路42を制御してスイッチSWをアースに接続させず、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させている。これに対し、制御部95は、昇温工程及びエッチング工程の少なくとも一方の工程において、自己バイアス電圧カット回路42を制御してスイッチSWをアースに接続させず、第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させるようにしてもよい。このようにしても、エッチングガスが供給されるいずれかの工程において第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させることができるので、第2の電極76に付着した異物を除去することができる。なお、上記工程のうち一方の工程において第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させる場合には、第2の電極76に付着した異物をより除去する観点から、エッチング工程(図5、ステップS34)において、自己バイアス電圧カット回路42を制御して第2の電極76に自己バイアス電圧を発生させることが好ましい。
A5. Modification of the first embodiment:
A5-1.
In the first embodiment described above, the
A5−2.第1実施形態の変形例2:
上述の第1実施形態において、成膜装置200は、第1の電極75と自己バイアス電圧カット回路41及び第2の電極76と自己バイアス電圧カット回路42とを備えているが、成膜装置200は、第1の電極75と自己バイアス電圧カット回路41又は第2の電極76と自己バイアス電圧カット回路42の一方のみを備えていてもよい。また、成膜装置200は、第1の電極75と第2の電極76を備えることとし、第1の電極75と第2の電極76の少なくとも一方に、自己バイアス電圧カット回路を備えることとしてもよい。また、自己バイアス電圧カット回路41、42は、第1の電極75、第2の電極76に高周波電力を印加した場合に発生する自己バイアス電圧をカット可能な回路、すなわち、第1の電極75、第2の電極76への自己バイアス電圧の発生の有無を制御部95の制御により切り替え可能な回路であればよく、上述の実施形態に記載の回路の構成が適宜変更されてもよい。
A5-2.
In the first embodiment, the
A5−3.第1実施形態の変形例3:
図7は、第1実施形態の変形例3における成膜装置200mを示す図である。本変形例の成膜装置200mでは、第1窪み部114mと第1平面部111mとの接続箇所Q1及び第2窪み部124mと第2平面部121mとの接続箇所Q2から、ワークWと絶縁部材30との接触点P1、P2までの第1平面部111mに沿った最短距離が、0(ゼロ)である。本変形例では、接続箇所Q2と接触点P2とは、同一のYZ平面に位置している。そのため、図7に示すように、成膜容器100mでは、上側マスキング部材21が、第1の型110mの第1窪み部114m内に露出しており、下側マスキング部材22の一部が、第2の型120mの第2窪み部124m内に露出している。なお、本変形例においても、上述の第1実施形態と同様に、接触点P1と第1平面部111mとの距離は、ワークWと第1窪み部114mの底部113mとの距離よりも小さい。また、接触点P2と第2平面部121mとの距離は、ワークWと第2窪み部124mの底部123mとの距離よりも小さい。このような成膜装置200mによっても、上述の第1実施形態と同様に第1の電極75及び第2の電極76に付着した異物の除去やワークWの成膜を効果的に行うことができる。また、上述の第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。
A5-3.
FIG. 7 is a diagram illustrating a
A5−4.第1実施形態の変形例4:
図8は、第1実施形態の変形例4における成膜装置200aを示す図である。本変形例における成膜装置200aは、第1実施形態の成膜装置200がX軸方向に90°回転した構成を有する。本変形例では、成膜容器100は、X軸方向に開閉される。なお、本変形例では、絶縁部材30、マスキング部材20、パレット130は、脱落しないような結合力でそれぞれ嵌まり合っていることが好ましい。又は、絶縁部材30、マスキング部材20、パレット130は、それぞれ例えばボルト等で締結されていることが好ましい。このような成膜装置200aによっても、上述の第1実施形態と同様に第1の電極75及び第2の電極76に付着した異物の除去やワークWの成膜を効果的に行うことができる。また、上述の第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。
A5-4.
FIG. 8 is a diagram illustrating a
A5−5.第1実施形態の変形例5:
図9は、第1実施形態の変形例5における成膜装置200bを示す図である。成膜装置200bは、第1実施形態の成膜装置200とは異なり、被処理対象物10の第1窪み部114側のみに成膜を行う。そのため、本変形例では、成膜容器100bの第2の型120bと被処理対象物10との間に空間がなく、第2の型120b上に絶縁部材30bが接触し、絶縁部材30b上に下側マスキング部材22bが接触し、下側マスキング部材22b上に被処理対象物10の下側全面が接触する。また、成膜装置200bは、第2の電極76及び自己バイアス電圧カット回路42を備えていない。また、本変形例では、成膜装置200bがパレット130を備えていない。また、本変形例では、第1の型110b側に電力導入部71が備えられている。なお、上述の第1実施形態と同様に、ワークWと絶縁部材30bとの接触点P1bと、第1平面部111と、の距離は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離よりも小さい。このような成膜装置200bによっても、上述の第1実施形態と同様に第1の電極75に付着した異物の除去やワークWの成膜を効果的に行うことができる。また、上述の第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。
A5-5.
FIG. 9 is a diagram illustrating a
A5−6.第1実施形態の変形例6:
図10は、第1実施形態の変形例6における成膜装置200cを示す図である。本変形例における成膜装置200cと上述の第1実施形態における成膜装置200とが異なる主な点は、パレット130を用いずワークWが配置される点である。そのため、本変形例では、成膜容器100cにおいて、第2の型120cの第2平面部121cが絶縁部材30cと接触しつつ、ワークWと第2の型120cとを離間させている。なお、上述の第1実施形態と同様に、本変形例においても、ワークWと絶縁部材30cとの接触点P1cと、第1平面部111と、の距離は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離よりも小さい。また、ワークWと絶縁部材30cとの接触点P2cと、第2平面部121cと、の距離は、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離よりも小さい。本変形例のその他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。このような成膜装置200cによっても、上述の第1実施形態と同様に第1の電極75及び第2の電極76に付着した異物の除去やワークWの成膜を効果的に行うことができる。また、上述の第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。
A5-6. Modification 6 of the first embodiment:
FIG. 10 is a diagram illustrating a
A5−7.第1実施形態の変形例7:
図11は、第1実施形態の変形例7における成膜装置200nを示す図である。成膜装置200nでは、パレット130及び絶縁部材30が用いられずに、ワークW(被処理対象物10n)が搬送装置55によって成膜容器100内に搬送される。成膜装置200nでは、上述の実施形態の絶縁部材30に代えて、絶縁性のシール部材60nがワークWの上面側の被処理対象部分10nAを第1窪み部114内の空間に向けるとともに、ワークWを第1平面部111から離間させた状態で、ワークWに接触する。シール部材61nは、第1の型110の第1平面部111及び被処理対象物10nの非被処理対象部分10nBに接触している。シール部材62nは、第2の型120の第2平面部121及び非被処理対象部分10nBに接触している。図11には、ワークWとシール部材60nとの接触点P1nと、ワークWとシール部材60nとの接触点P2nと、が示されている。上述の第1実施形態と同様に、接触点P1nと第1平面部111との距離は、ワークWと第1窪み部114の底部113との距離よりも小さい。また、接触点P2nと第2平面部121との距離は、ワークWと第2窪み部124の底部123との距離よりも小さい。本変形例のその他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。このような成膜装置200nによっても、上述の第1実施形態と同様に第1の電極75及び第2の電極76に付着した異物の除去やワークWの成膜を効果的に行うことができる。また、上述の第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。なお、本変形例において、ワークWは、被処理対象物10nとマスキング部材20とにより構成されていてもよい。
A5-7. Modification 7 of the first embodiment:
FIG. 11 is a diagram illustrating a
A5−8.第1実施形態の変形例8:
上述の第1実施形態では、接触点P1と第1平面部111との距離A1は、ワークWと第1平面部111との間に形成されるシースの距離よりも短く、接触点P2と第2平面部121との距離A2は、ワークWと第2平面部121との間に形成されるシースの距離よりも短い。これに対し、距離A1と距離A2とのうち、いずれか一方がシースの距離よりも大きくてもよく、両方がシースの距離よりも大きくてもよい。また、上述の第1実施形態では、距離A1及び距離A2は2.0mm以下である。これに対し、距離A1と距離A2のうち、いずれか一方が2.0mmより大きくてもよく、両方が、2.0mmより大きくてもよい。
A5-8. Modification 8 of the first embodiment:
In the first embodiment described above, the distance A1 between the contact point P1 and the
A5−9.第1実施形態の変形例9:
上述の第1実施形態では、ワークWは被処理対象物10とマスキング部材20を含んでいるが、ワークWはマスキング部材20を含んでいなくともよい。
A5-9. Modification 9 of the first embodiment:
In the first embodiment described above, the workpiece W includes the
A5−10.第1実施形態の変形例10:
上述の第1実施形態では、第1窪み部114は、側部112と底部113とを備えているが、第1窪み部114は、第1平面部111から被処理対象物10と離れる方向に窪んでいればよく、例えば、半球状であってもよい。この場合には、第1窪み部114の底部113は、第1窪み部114のワークWから最も離れた箇所であってもよい。
A5-10.
In the first embodiment described above, the
A5−11.第1実施形態の変形例11:
上述の第1実施形態では、成膜容器100及びパレット130はアース電位であるが、成膜容器100及びパレット130はアース電位でなくてもよい。バイアス電力印加部70は成膜容器100と被処理対象物10との間に被処理対象物10を成膜するための電力を印加できればよい。
A5-11.
In the first embodiment described above, the
B.第2実施形態:
B1.成膜装置の構成:
図12は、第2実施形態における成膜装置200dの構成を部分的に示す部分概略断面図である。図12には、図1のX部分に相当する部分X1が示されている。本実施形態における成膜装置200dは、第1の型110dの第1窪み部114d(側部112d)と第1平面部111dとの接続箇所Q1が、被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置している。また、第2の型120dの第2窪み部124d(側部122d)と第2平面部121dとの接続箇所Q2が、被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置している。
B. Second embodiment:
B1. Configuration of film deposition system:
FIG. 12 is a partial schematic cross-sectional view partially showing a configuration of a
図12には、第1窪み部114dと第1平面部111dの接続箇所Q1と、被処理対象部分10Aの端部とのX軸に沿った距離L1が示されている。また、第2窪み部124dと第2平面部121dの接続箇所Q2と、被処理対象部分10Aの端部とのX軸に沿った距離L2が示されている。本実施形態では、距離L1と距離L2とは等しい。例えば、バイアス電力印加部70によってワークWに印加される電力が−1000Vであり、成膜容器100d内の圧力が10Paである場合には、距離L1、L2は約3mm以上であることが好ましい。また、例えば、バイアス電力印加部70によってワークWに印加される電力が−3000Vであり、成膜容器100d内の圧力が10Paである場合には、距離L1、L2は約9mm以上であることが好ましい。このように、距離L1、L2は、バイアス電力印加部70によって印加される電力と、成膜容器100d内の圧力(真空度)とに応じて変更可能である。本実施形態の成膜装置200dのその他の構成は、上述の第1実施形態の成膜装置200と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 12 shows a distance L1 along the X-axis between the connection portion Q1 between the
B2.効果:
電力が印加されるワークWと成膜容器100dとの間にプラズマを発生させて被処理対象部分10Aに成膜を行うために、被処理対象部分10Aと成膜容器100dとの間は、いわゆるシースの距離よりも離れていることが好ましく、被処理対象部分10Aと成膜容器100dとが近接している箇所ではプラズマが発生せず、被処理対象部分10Aの端部において成膜不良が発生する場合がある。しかし、本実施形態の成膜装置200dによれば、成膜容器100dの第1窪み部114dと第1平面部111dとの接続箇所Q1は、ワークWの上面側の被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置しているので、被処理対象部分10Aと成膜容器100dとの距離を確保することができる。そのため、ワークWの上面側の被処理対象部分10Aの端部において成膜不良が発生することを抑制することができる。
B2. effect:
In order to generate a plasma between the workpiece W to which electric power is applied and the
また、成膜容器100dの第2窪み部124dと第2平面部121dとの接続箇所Q2は、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置しているので、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aと成膜容器100dとの距離を確保することができる。そのため、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aの端部において成膜不良が発生することを抑制することができる。
In addition, the connection portion Q2 between the second recess portion 124d and the second
また、本実施形態の成膜装置200dによれば、上述の第1実施形態と同様の構成を備えるため、第1実施形態と同様に異常放電の発生を抑制することができる。
Moreover, since the
B3.第2実施形態の変形例:
上述の第2実施形態では、第1窪み部114dと第1平面部111dとの接続箇所Q1と、被処理対象部分10Aの端部と、の距離L1と、第2窪み部124dと第2平面部121dとの接続箇所Q2と、被処理対象部分10Aの端部と、の距離L2は、等しい。これに対し、距離L1と距離L2とは異なっていてもよい。例えば、第1窪み部114dと第1平面部111dとの接続箇所Q1のみが、ワークWの上面側の被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置していてもよく、第2窪み部124dと第2平面部121dとの接続箇所Q2のみが、ワークWの下面側の被処理対象部分10Aの端部から絶縁部材30側へ離れて位置していてもよい。
B3. Modification of the second embodiment:
In the second embodiment described above, the distance L1 between the connection portion Q1 between the
上述の第2実施形態における成膜装置200dは、上述の第1実施形態の変形例1〜8、10、11と同様の変形が可能である。
The
C.その他の変形例:
上述の種々の実施形態では、被処理対象物10はセパレータであるが、被処理対象物10は、導電性を有する部材であればよい。また、上述の実施形態では、成膜装置200〜200rは炭素系の薄膜を成膜しているが、成膜を行う場合には、金(Au)、白金(Pt)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)など他の導電性の元素の薄膜を形成するものとしてもよい。
C. Other variations:
In the various embodiments described above, the object to be processed 10 is a separator, but the object to be processed 10 may be a member having conductivity. In the above-described embodiment, the
上述の実施形態において、第1の型110、110c、110d、110m、と第2の型120、120c、120d、120mとは入れ替えられても良い。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態における成膜装置は、プラズマCVD法によりワークの一部に成膜又はエッチングを行う処理装置として用いられてもよい。 The film forming apparatus in the above-described embodiment may be used as a processing apparatus that forms or etches a part of a workpiece by a plasma CVD method.
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組合せを行うことが可能である。また、前述した実施形態及び各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be appropriately performed. Moreover, elements other than the elements described in the independent claims among the constituent elements in the embodiment and each modification described above are additional elements and can be omitted as appropriate.
10、10n…被処理対象物
10A、10nA…被処理対象部分
10B、10nB…非被処理対象部分
20…マスキング部材
21…上側マスキング部材
22、22b…下側マスキング部材
30、30b、30c…絶縁部材
35…絶縁部材
41、42…自己バイアス電圧カット回路
50…開閉装置
55…搬送装置
60、60n、61、61n、62、62n…シール部材
70…バイアス電力印加部
70r…高周波電力印加部
71、71r、72r…電力導入部
75…第1の電極
76…第2の電極
80…ガス供給装置
81…供給口
90…排気装置
91…排気口
95…制御部
100、100b、100c、100d、100m…成膜容器
110、110b、110d、110m…第1の型
111、111d、111m…第1平面部
112、112d…側部
113、113m…底部
114、114d、114m…第1窪み部
120、120b、120c、120d、120m…第2の型
121、121c、121d、121m…第2平面部
122、122d…側部
123、123m…底部
124、124d、124m…第2窪み部
130…パレット
130t…端部
200、200a、200b、200c、200d、200n、200m…成膜装置
P1、P1b、P1c、P1n、P2、P2c、P2n…接触点
Q1、Q2…接続箇所
W…ワーク
SW…スイッチ
f…フィルター
fL…インダクタ
fC…コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
第1窪み部と前記第1窪み部の周囲に配置された第1平面部とを備える第1の型と、前記第1の型に対向して配置された第2の型と、を有する成膜容器と、
前記第1の型の前記第1平面部と前記第2の型との間に配置され、前記ワークの被処理対象部分を前記第1窪み部内の空間に向けるとともに前記ワークを前記第1平面部から離間させた状態で前記ワークに接触する絶縁部材と、
前記ワークにバイアス電力を印加するバイアス電力印加部と、
前記第1窪み部内に配置された第1の電極と、
前記第1の電極に高周波電力を印加する高周波電力印加部と、
前記高周波電力印加部及び前記第1の電極に接続され、前記高周波電力印加部から前記第1の電極に高周波電力が印加された場合に前記第1の電極に発生する自己バイアス電圧をカット可能な自己バイアス電圧カット回路と、
ガス供給装置と、
制御部と、
を備え、
前記ワークと前記絶縁部材との接触点と、前記第1平面部と、の距離は、前記ワークと前記第1窪み部の底部との距離よりも小さく、
前記制御部は、
前記ガス供給装置を制御して前記成膜容器内にエッチングガスを供給させる際に、前記バイアス電力印加部を制御して前記ワークにバイアス電力を印加させ、前記高周波電力印加部を制御して前記第1の電極に高周波電力を印加させるとともに前記自己バイアス電圧カット回路を制御して前記第1の電極に自己バイアス電圧を発生させ、
前記ガス供給装置を制御して前記成膜容器内に前記ワークの少なくとも一部に成膜を行うための原料ガスを供給させる際に、前記バイアス電力印加部を制御して前記ワークへバイアス電力を印加させ、前記高周波電力印加部を制御して前記第1の電極に高周波電力を印加させるとともに前記自己バイアス電圧カット回路を制御して前記第1の電極に自己バイアス電圧を発生させない、
成膜装置。 A film forming apparatus for forming a film on a part of a workpiece by a plasma CVD method,
A first mold including a first depression and a first flat portion arranged around the first depression, and a second mold arranged to face the first mold. A membrane container;
The first mold part is disposed between the first flat part and the second mold part of the first mold, the part to be processed of the work is directed to the space in the first recess part, and the work is directed to the first flat part. An insulating member that contacts the workpiece in a state of being separated from the workpiece,
A bias power application unit that applies bias power to the workpiece;
A first electrode disposed in the first recess,
A high frequency power application unit for applying high frequency power to the first electrode;
Connected to the high-frequency power application unit and the first electrode, and can cut a self-bias voltage generated in the first electrode when high-frequency power is applied from the high-frequency power application unit to the first electrode. A self-bias voltage cut circuit;
A gas supply device;
A control unit;
With
The distance between the contact point between the workpiece and the insulating member and the first flat portion is smaller than the distance between the workpiece and the bottom of the first recess,
The controller is
When the etching gas is supplied into the film formation container by controlling the gas supply device, the bias power application unit is controlled to apply a bias power to the workpiece, and the high frequency power application unit is controlled to Applying high-frequency power to the first electrode and controlling the self-bias voltage cut circuit to generate a self-bias voltage on the first electrode;
The bias power application unit is controlled to supply the bias power to the work when the gas supply device is controlled to supply the source gas for film formation on at least a part of the work into the film formation container. Applying a high-frequency power to the first electrode by controlling the high-frequency power application unit and controlling the self-bias voltage cut circuit to not generate a self-bias voltage on the first electrode;
Deposition device.
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