JP2008038197A - Plasma film deposition apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma film deposition apparatus where the cleaning of an anode can be easily performed with a simple constitution, and further, production efficiency is high. <P>SOLUTION: The plasma film deposition apparatus is equipped with: a vessel 101; a plasma gun 1 for generating plasma; an anode 48 for receiving plasma; a film deposition chamber 4 forming a part of the vessel 101 and having a film deposition space 42 at the inside thereof; a shielding member 52 provided between the anode 48 and the film deposition space 42, shielding and releasing the film deposition space 42 to the anode 48 by advancing to the position confronted with the anode 48 at the internal space of the vessel 101 and retreating therefrom, and also functioning as a discharge electrode; a driving mechanism 53 for driving the shielding member 52 so as to be advanced/retreated; and a power source 36 of applying voltage for generating plasma between the anode 48 and the shielding member 52 by discharging. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ成膜装置の構造、特にアノード周辺の構造に関する。   The present invention relates to a structure of a plasma film forming apparatus, and more particularly to a structure around an anode.

プラズマ成膜装置は、プラズマガンから発生したプラズマをイオン源として用いて成膜する装置である。このような成膜装置では、基板を成膜する成膜材料（例えば、絶縁材料）の一部が、発生したプラズマを受けるアノードに付着する。これにより、アノードに絶縁膜が形成され、プラズマガン（正確には、カソード）−アノード間の見かけ上の抵抗値が高くなり、主電源からプラズマガンに印加する放電電圧が高くなる。そして、プラズマガン−アノード間の抵抗値が、主電源の電圧限界を超えると放電が起こらなくなるという問題があった。   The plasma film forming apparatus is an apparatus for forming a film using plasma generated from a plasma gun as an ion source. In such a film forming apparatus, a part of a film forming material (for example, an insulating material) for forming a substrate adheres to the anode that receives the generated plasma. As a result, an insulating film is formed on the anode, the apparent resistance value between the plasma gun (more precisely, the cathode) and the anode is increased, and the discharge voltage applied from the main power source to the plasma gun is increased. Then, there is a problem that discharge does not occur when the resistance value between the plasma gun and the anode exceeds the voltage limit of the main power source.

また、プラズマ成膜装置に設けられているアノードは、通常は、チャンバを構成する壁にボルトで締結して取り付けられている。このため、アノードを清掃するためには、このボルトを取り外して行わなければならず、アノードの清掃時間がかかり、また、ボルトを取り外すことによって必要となるメンテナンスの作業時間がかかるという問題があった。   Moreover, the anode provided in the plasma film-forming apparatus is usually attached to the wall constituting the chamber by fastening with a bolt. For this reason, in order to clean the anode, it is necessary to remove the bolt, and it takes time to clean the anode, and there is a problem that it takes time for maintenance work required to remove the bolt. .

このような問題に対して、アノードをスパッタリングするイオンドーピング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているイオンドーピング装置では、イオン源内壁（チャンバ内壁）とフィラメントの間でプラズマを発生させ、このプラズマを利用してアノード電極をスパッタリングし、アノード電極上の堆積物を除去することが可能である。
特開２０００−３４０１６５号公報 In order to solve such a problem, an ion doping apparatus for sputtering an anode has been disclosed (for example, see Patent Document 1). In the ion doping apparatus disclosed in Patent Document 1, plasma is generated between an ion source inner wall (chamber inner wall) and a filament, the anode electrode is sputtered using this plasma, and deposits on the anode electrode are removed. Is possible.
JP 2000-340165 A

しかしながら、特許文献１に開示されているようなイオンドーピング装置では、除去した堆積物は、チャンバ内を浮遊し、チャンバ内に配設されている基板やターゲット等に付着するため、基板に不純物が成膜されるという問題があった。   However, in the ion doping apparatus as disclosed in Patent Document 1, the removed deposit floats in the chamber and adheres to a substrate, a target, and the like disposed in the chamber. There was a problem of film formation.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で、アノードの清掃を容易に行うことができ、基板等に不純物が成膜されないプラズマ成膜装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plasma film forming apparatus that can easily clean the anode with a simple configuration and that does not deposit impurities on a substrate or the like. And

前記課題を解決するために本発明に係るプラズマ成膜装置は、内部を減圧可能な容器と、該容器の内部にプラズマを発生させるプラズマガンと、前記容器の内部において前記プラズマを受けるアノードと、前記プラズマガンで発生したプラズマを前記アノードの側へ流動させるプラズマ流動機構と、前記容器の一部を成すように形成され、その内部に、成膜空間を有し、基板及びターゲットが前記流動するプラズマを挟んで対抗するように設けられた成膜室と、前記アノードと前記成膜空間との間に設けられ、前記容器の内部空間の前記アノードに対向する位置に進出し及びそこから退避することにより、前記アノードに対して前記成膜空間を遮蔽及び開放し、かつ、放電電極として機能する遮蔽部材と、該遮蔽部材を前記進出及び退避するよう駆動するための駆動機構と、前記アノードと前記遮蔽部材との間に放電によりプラズマを発生するための電圧を印加する電源と、を備える。   In order to solve the above problems, a plasma film forming apparatus according to the present invention includes a container that can be depressurized, a plasma gun that generates plasma inside the container, an anode that receives the plasma inside the container, A plasma flow mechanism for causing the plasma generated by the plasma gun to flow toward the anode side and a part of the container are formed, and a film formation space is formed therein, and the substrate and the target flow. A film forming chamber provided so as to face each other with plasma sandwiched between the anode and the film forming space, and advances to a position facing the anode in the inner space of the container and retreats therefrom. Accordingly, the deposition space is shielded and opened with respect to the anode, and a shielding member that functions as a discharge electrode, and the shielding member is advanced and retracted. Cormorant comprising a drive mechanism for driving, and a power source for applying a voltage for generating a plasma by a discharge between the shield member and the anode.

これにより、簡易な構成で、アノードの清掃を容易に行うことができ、基板に不純物が成膜されない。   Thus, the anode can be easily cleaned with a simple configuration, and no impurities are deposited on the substrate.

本発明のプラズマ成膜装置では、前記電源を前記アノード及び前記ターゲットに選択的に接続するための第１切り替え器を備えてもよい。   The plasma film forming apparatus of the present invention may include a first switch for selectively connecting the power source to the anode and the target.

本発明のプラズマ成膜装置では、前記電源を前記アノード及び前記基板に選択的に接続するための第２切り替え器を備えてもよい。   The plasma film forming apparatus of the present invention may include a second switch for selectively connecting the power source to the anode and the substrate.

本発明に係るプラズマ成膜装置では、前記容器の外部には、前記流動するプラズマをシート状に変形するシートプラズマ変形機構が設けられていてもよい。   In the plasma film forming apparatus according to the present invention, a sheet plasma deformation mechanism for deforming the flowing plasma into a sheet shape may be provided outside the container.

本発明のプラズマ成膜装置によれば、簡易な構成で、アノードの清掃を容易に行うことができ、基板に不純物が成膜されないので生産効率を高めることが可能となる。   According to the plasma film forming apparatus of the present invention, the anode can be easily cleaned with a simple configuration, and impurities can not be formed on the substrate, so that the production efficiency can be increased.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るプラズマ成膜装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示したプラズマ成膜装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。なお、図２においては、一部を省略している。また、図１及び図２において、プラズマ成膜装置の構造における方向を、便宜上、三次元直交座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向で表わす。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a plasma film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line II-II of the plasma film forming apparatus shown in FIG. In FIG. 2, a part is omitted. 1 and 2, directions in the structure of the plasma film forming apparatus are represented by the directions of the X axis, Y axis, and Z axis of a three-dimensional orthogonal coordinate system for convenience.

まず、本実施の形態１に係るプラズマ成膜装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。   First, the configuration of the plasma film forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図１に示すように、プラズマ成膜装置１００は、ＹＺ平面において略十字形状をなしており、Ｚ軸方向から見て順番に、プラズマガン１と、シートプラズマ変形室２と、成膜室４と、アノード室６と、を有している。プラズマガン１の一端は、その端壁を構成する第１フランジ１２によって閉鎖されている。プラズマガン１の他端は、プラズマガン１とシートプラズマ変形室２とが気密に連通するようにしてシートプラズマ変形室２の一端に接続されている。シートプラズマ変形室２の他端は、シートプラズマ変形室２と成膜室４とが気密に連通するようにして成膜室４の一端に第１ボトルネック部３を介して接続されている。成膜室４の他端は、成膜室４とアノード室６とが気密に連通するようにしてアノード室６の一端に第２ボトルネック部５を介して接続されている。アノード室６の他端はその端壁を構成する第２フランジ４７によって閉鎖されている。このようにして、プラズマガン１と、シートプラズマ変形室２と、第１ボトルネック部３と、成膜室４と、第２ボトルネック部５と、アノード室６と、第１フランジ１２と、第２フランジ４７と、が容器１０１を構成している。容器１０１の内部は、後述するように減圧可能である。   As shown in FIG. 1, the plasma film forming apparatus 100 has a substantially cross shape in the YZ plane, and in order viewed from the Z-axis direction, the plasma gun 1, the sheet plasma deformation chamber 2, and the film formation chamber 4. And an anode chamber 6. One end of the plasma gun 1 is closed by a first flange 12 constituting its end wall. The other end of the plasma gun 1 is connected to one end of the sheet plasma deformation chamber 2 so that the plasma gun 1 and the sheet plasma deformation chamber 2 communicate with each other in an airtight manner. The other end of the sheet plasma deformation chamber 2 is connected to one end of the film formation chamber 4 via the first bottleneck portion 3 so that the sheet plasma deformation chamber 2 and the film formation chamber 4 communicate in an airtight manner. The other end of the film formation chamber 4 is connected to one end of the anode chamber 6 via the second bottleneck portion 5 so that the film formation chamber 4 and the anode chamber 6 communicate with each other in an airtight manner. The other end of the anode chamber 6 is closed by a second flange 47 constituting its end wall. In this way, the plasma gun 1, the sheet plasma deformation chamber 2, the first bottleneck portion 3, the film formation chamber 4, the second bottleneck portion 5, the anode chamber 6, the first flange 12, The second flange 47 constitutes the container 101. The inside of the container 101 can be depressurized as will be described later.

プラズマガン１は、円筒状の第１筒部材１０を有している。第１筒部材１０の内部空間により、放電空間１１が形成される。第１筒部材１０の一方の端部は、放電空間１１を塞ぐように第１フランジ１２が配置されている。第１フランジ１２には、第１フランジ１２の中心部を気密的に貫通して、Ｚ軸に沿って延びるように、タンタル（Ｔａ）で構成された円筒状の補助陰極１３が配設されている。補助陰極１３の基端は、図示されないアルゴン（Ａｒ）ガスタンクと適宜な配管により接続されており、補助陰極１３の先端からＡｒガスが放電空間１１内に供給される。また、補助陰極１３の先端近傍の外周面には、６ホウ化ランタン（ＬａＢ₆）で構成された円環状の主陰極１４が設けられている。補助陰極１３と主陰極１４によって、カソード１５が構成されている。カソード１５は、直流電源からなる主電源１８の負極と抵抗体Ｒ１を介して電気的に接続されている。 The plasma gun 1 has a cylindrical first tube member 10. A discharge space 11 is formed by the internal space of the first cylindrical member 10. A first flange 12 is disposed at one end of the first cylindrical member 10 so as to close the discharge space 11. The first flange 12 is provided with a cylindrical auxiliary cathode 13 made of tantalum (Ta) so as to penetrate the central portion of the first flange 12 in an airtight manner and extend along the Z-axis. Yes. The base end of the auxiliary cathode 13 is connected to an argon (Ar) gas tank (not shown) by appropriate piping, and Ar gas is supplied into the discharge space 11 from the tip of the auxiliary cathode 13. An annular main cathode 14 made of lanthanum hexaboride (LaB ₆ ) is provided on the outer peripheral surface near the tip of the auxiliary cathode 13. The auxiliary cathode 13 and the main cathode 14 constitute a cathode 15. The cathode 15 is electrically connected to the negative electrode of the main power source 18 composed of a DC power source via a resistor R1.

プラズマガン１には、補助陰極１３と同軸状にＺ軸に沿って延びるように、補助陰極１３よりも径の大きいモリブデン（Ｍｏ）、又は、タングステン（Ｗ）で構成された円筒状の保護部材１６が、第１フランジ１２に気密的に配設されている。保護部材１６の先端には、タングステンで構成された円環状の窓部材１７が設けられている。この保護部材１６と窓部材１７により、カソード１５が保護される。   The plasma gun 1 includes a cylindrical protective member made of molybdenum (Mo) or tungsten (W) having a diameter larger than that of the auxiliary cathode 13 so as to extend coaxially with the auxiliary cathode 13 along the Z-axis. 16 is airtightly disposed on the first flange 12. An annular window member 17 made of tungsten is provided at the tip of the protection member 16. The cathode 15 is protected by the protective member 16 and the window member 17.

プラズマガン１は、一対の円環状の中間電極１９、２０を有している。これらの中間電極１９、２０は、それぞれ主電源１８と適宜の抵抗体Ｒ２、Ｒ３を介して電気的に接続され、所定のプラス電圧が中間電極１９、２０に印加される。これにより、カソード１５で発生したアーク放電が維持され、プラズマガン１の放電空間１１には、荷電粒子（ここではＡｒ⁺と電子）の集合体としてのプラズマが形成される。 The plasma gun 1 has a pair of annular intermediate electrodes 19 and 20. These intermediate electrodes 19 and 20 are electrically connected to the main power supply 18 via appropriate resistors R2 and R3, respectively, and a predetermined positive voltage is applied to the intermediate electrodes 19 and 20. As a result, arc discharge generated at the cathode 15 is maintained, and plasma is formed in the discharge space 11 of the plasma gun 1 as an aggregate of charged particles (here, Ar ⁺ and electrons).

第１筒部材１０の径方向の外側（プラズマガン１の周囲）には、磁力の強さをコントロールできる環状の第１電磁コイル（プラズマ流動機構）２１が、第１筒部材の周壁を取り囲むように設けられている。この第１電磁コイル２１に電流を流すことにより、プラズマガン１の放電空間１１には、コイル磁界及び中間電極１９、２０による電界に基づく磁束密度のＺ軸方向の勾配が形成される。このような磁束密度のＺ軸方向の勾配により、プラズマを構成する荷電粒子は、この放電空間からＺ軸方向に運動するよう、磁力線の回りを旋回しながらＺ軸方向に進み、これらの荷電粒子の集合体としてのプラズマが、略等密度分布してなる円柱状のプラズマ（以下、円柱プラズマという）ＣＰとして、シートプラズマ変形室２へ引き出される。   An annular first electromagnetic coil (plasma flow mechanism) 21 capable of controlling the strength of the magnetic force surrounds the peripheral wall of the first cylindrical member on the outer side in the radial direction of the first cylindrical member 10 (around the plasma gun 1). Is provided. By flowing a current through the first electromagnetic coil 21, a gradient in the Z-axis direction of the magnetic flux density based on the coil magnetic field and the electric field generated by the intermediate electrodes 19 and 20 is formed in the discharge space 11 of the plasma gun 1. Due to the gradient of the magnetic flux density in the Z-axis direction, the charged particles constituting the plasma advance in the Z-axis direction while turning around the lines of magnetic force so as to move from the discharge space in the Z-axis direction. Is extracted into the sheet plasma deformation chamber 2 as a columnar plasma (hereinafter referred to as a columnar plasma) CP having a substantially equal density distribution.

第一筒部材１０の他方の端部には、シートプラズマ変形室２が設けられており、シートプラズマ変形室２とプラズマガン１とは、適宜な手段により、気密的に、かつ、電気的に絶縁されて接続されている。   A sheet plasma deformation chamber 2 is provided at the other end of the first cylindrical member 10, and the sheet plasma deformation chamber 2 and the plasma gun 1 are hermetically and electrically connected by appropriate means. Insulated and connected.

シートプラズマ変形室２は、Ｚ軸方向の軸を中心とした第２筒部材２２を有しており、第２筒部材２２は、非磁性体（例えば、ステンレスやガラス）で構成されている。そして、第２筒部材２２の内部空間により、輸送空間２３が形成される。   The sheet plasma deformation chamber 2 has a second cylindrical member 22 centered on the axis in the Z-axis direction, and the second cylindrical member 22 is made of a nonmagnetic material (for example, stainless steel or glass). A transport space 23 is formed by the internal space of the second cylindrical member 22.

また、第２筒部材２２の適所には、バルブ２４により開閉可能な真空ポンプ接続口２５が設けられている。真空ポンプ接続口２５には、図示されない真空ポンプ（例えば、ターボポンプ）が接続されている。この真空ポンプにより、真空引きされ、シートプラズマ変形室２の内部空間（輸送空間２３）は、円柱プラズマＣＰを輸送可能なレベルの真空度にまで速やかに減圧される。   A vacuum pump connection port 25 that can be opened and closed by a valve 24 is provided at an appropriate position of the second cylinder member 22. A vacuum pump (not shown) (for example, a turbo pump) is connected to the vacuum pump connection port 25. The vacuum pump is evacuated, and the internal space (transport space 23) of the sheet plasma deformation chamber 2 is quickly depressurized to a degree of vacuum at which the cylindrical plasma CP can be transported.

さらに、第２筒部材２２の外側（シートプラズマ変形室２の周囲）には、第２筒部材２２（正確には、輸送空間２３）を挟んで、互いに同極（ここではＮ極）が対向するようにして、Ｙ軸方向に磁化され、かつ、Ｘ軸方向に延びる一対の角形の永久磁石２６Ａ、２６Ｂが設けられている。   Further, the same polarity (here, N poles) is opposed to the outside of the second cylindrical member 22 (around the sheet plasma deformation chamber 2) with the second cylindrical member 22 (more precisely, the transport space 23) interposed therebetween. Thus, a pair of rectangular permanent magnets 26A and 26B that are magnetized in the Y-axis direction and extend in the X-axis direction are provided.

また、永久磁石２６Ａ、２６Ｂのカソード１５に近い側には、環状の成形電磁コイル２７（空心コイル）が、第２筒部材２２の周面を囲むように配設されている。なお、成形電磁コイル２７には、カソード１５側をＳ極、アノード５０側をＮ極とする向きの電流が通電されている。この永久磁石２６Ａ、２６Ｂと成形電磁コイル２７からシートプラズマ変形機構１０２が構成される。   An annular molded electromagnetic coil 27 (air core coil) is disposed on the side of the permanent magnets 26 </ b> A and 26 </ b> B near the cathode 15 so as to surround the peripheral surface of the second cylindrical member 22. The shaped electromagnetic coil 27 is energized in a direction that has the cathode 15 side as the S pole and the anode 50 side as the N pole. The permanent magnets 26A and 26B and the formed electromagnetic coil 27 constitute a sheet plasma deformation mechanism 102.

そして、成形電磁コイル２７に電流を流すことによって、シートプラズマ変形室２の輸送空間２３に形成されるコイル磁界と、永久磁石２６Ａ、２６Ｂによって、この輸送空間２３に形成される磁石磁界との相互作用により、シートプラズマ変形室２の輸送空間２３を円柱プラズマＣＰがＺ軸方向に移動する。この間に、円柱プラズマＣＰは、ＸＺ平面に沿って拡がる、均一なシート状のプラズマ（以下、シートプラズマという）ＳＰに変形される（図２参照）。このようにして変形されたシートプラズマＳＰは、成膜室４へ流入する。   Then, by passing a current through the forming electromagnetic coil 27, a coil magnetic field formed in the transport space 23 of the sheet plasma deformation chamber 2 and a magnet magnetic field formed in the transport space 23 by the permanent magnets 26A and 26B are mutually. Due to the action, the columnar plasma CP moves in the Z-axis direction in the transport space 23 of the sheet plasma deformation chamber 2. During this time, the columnar plasma CP is transformed into a uniform sheet-like plasma (hereinafter referred to as sheet plasma) SP that spreads along the XZ plane (see FIG. 2). The sheet plasma SP thus deformed flows into the film forming chamber 4.

成膜室４は、Ｙ軸方向の軸を中心とした円筒状の第３筒部材２８を有しており、第３筒部材２８は、非磁性体（例えば、ステンレス）で構成されている。第３筒部材２８の一方の端部は、第１蓋部材２９で閉鎖されており、また、他方の端部は、第２蓋部材３０で閉鎖されている。   The film forming chamber 4 has a cylindrical third cylindrical member 28 centered on the axis in the Y-axis direction, and the third cylindrical member 28 is made of a nonmagnetic material (for example, stainless steel). One end of the third cylinder member 28 is closed with a first lid member 29, and the other end is closed with a second lid member 30.

第３筒部材２８のシートプラズマ変形室２近傍側の周面の中央部には、Ｘ軸方向に延びる第１スリット孔３１が形成されている。この第１スリット孔３１には、シートプラズマ変形室２と成膜室４の内部空間が連続するように、筒状の第１ボトルネック部３が気密的に設けられている。なお、第１ボトルネック部３の高さ（Ｙ軸方向寸法）及び長さ（Ｚ軸方向寸法）並びに幅（Ｘ軸方向寸法）は、シートプラズマＳＰを適切に通過するように設計されている。また、第１スリット孔３１の幅は、変形されたシートプラズマＳＰの幅よりも大きく形成されていればよく、適宜な大きさに設計される。これにより、シートプラズマＳＰを構成しない余分なアルゴンイオン（Ａｒ⁺）と電子が、成膜室４に導入されるのを防止することができ、シートプラズマＳＰの密度を高い状態に保つことができる。 A first slit hole 31 extending in the X-axis direction is formed at the center of the peripheral surface of the third cylindrical member 28 near the sheet plasma deformation chamber 2. In the first slit hole 31, a cylindrical first bottleneck portion 3 is airtightly provided so that the interior space of the sheet plasma deformation chamber 2 and the film forming chamber 4 is continuous. In addition, the height (Y-axis direction dimension) and length (Z-axis direction dimension) and width (X-axis direction dimension) of the first bottleneck portion 3 are designed to pass through the sheet plasma SP appropriately. . Moreover, the width | variety of the 1st slit hole 31 should just be formed larger than the width | variety of the deform | transformed sheet plasma SP, and is designed by the appropriate magnitude | size. Thereby, excess argon ions (Ar ⁺ ) and electrons that do not constitute the sheet plasma SP can be prevented from being introduced into the film forming chamber 4, and the density of the sheet plasma SP can be kept high. .

また、第３筒部材２８の内部には、シートプラズマＳＰを挟んで対抗するように、基板ホルダ３４と、成膜材料としてターゲット３７と、が配設されている。基板ホルダ３４は、基板３３を保持しており、基板ホルダ３４は、ホルダ部３４ａと支持部３４ｂを有している。支持部３４ｂは、第２蓋部材３０を気密的に、かつ、進退自在に貫通し、第２駆動機構３５と接続されており、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。また、基板ホルダ３４は、第２バイアス電源３２の負極と適宜な配線により電気的に接続されており、第２バイアス電源３２は、ホルダ部３４ａにシートプラズマＳＰに対して負のバイアス電圧を印加する。なお、基板ホルダ３４の支持部３４ｂと第２蓋部材３０とは、絶縁されている。
一方、ターゲット３７は、ターゲットホルダ３８に保持されており、該ターゲットホルダ３８は、ホルダ部３８ａと支持部３８ｂを有している。支持部３８ｂは、第１蓋部材２９を気密的に、かつ、進退自在に貫通し、第１駆動機構３９と接続されており、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。また、ターゲットホルダ３８は、第１バイアス電源３６の負極と第１切り替え器５０を介して適宜な配線により電気的に接続されている。第１切り替え器５０は、第１バイアス電源３６の負極を、ターゲットホルダ３８の支持部３８ｂと、後述する第１スイッチ５１と、に選択的に接続する。第１切り替え器５０が、第１バイアス電源３６とターゲットホルダ３８を電気的に接続すると、第１バイアス電源３６は、ホルダ部３８ａにシートプラズマＳＰに対して負のバイアス電圧を印加する。なお、ターゲットホルダ３８の支持部３８ｂと第１蓋部材２９とは、絶縁されている。また、第１駆動機構３９及び第２駆動機構３５は、公知の駆動機構を使用しており、例えば、エアシリンダ、伝導モータによるねじ送り方式（ボールネジ機構）、ラック＆ピニオン方式、手動によるねじ送り方式等を使用することができる。 Further, a substrate holder 34 and a target 37 as a film forming material are disposed inside the third cylindrical member 28 so as to face each other with the sheet plasma SP interposed therebetween. The substrate holder 34 holds the substrate 33, and the substrate holder 34 has a holder portion 34a and a support portion 34b. The support part 34b penetrates the second lid member 30 in an airtight and reciprocating manner, is connected to the second drive mechanism 35, and is configured to be movable in the Y-axis direction. In addition, the substrate holder 34 is electrically connected to the negative electrode of the second bias power supply 32 by appropriate wiring, and the second bias power supply 32 applies a negative bias voltage to the sheet plasma SP to the holder portion 34a. To do. The support portion 34b of the substrate holder 34 and the second lid member 30 are insulated.
On the other hand, the target 37 is held by a target holder 38, and the target holder 38 has a holder portion 38a and a support portion 38b. The support portion 38b penetrates the first lid member 29 in an airtight and reciprocating manner, is connected to the first drive mechanism 39, and is configured to be movable in the Y-axis direction. In addition, the target holder 38 is electrically connected to the negative electrode of the first bias power source 36 via the first switch 50 by appropriate wiring. The first switch 50 selectively connects the negative electrode of the first bias power source 36 to the support portion 38b of the target holder 38 and a first switch 51 described later. When the first switch 50 electrically connects the first bias power source 36 and the target holder 38, the first bias power source 36 applies a negative bias voltage to the sheet plasma SP to the holder portion 38a. The support portion 38b of the target holder 38 and the first lid member 29 are insulated. The first drive mechanism 39 and the second drive mechanism 35 use known drive mechanisms, for example, an air cylinder, a screw feed method using a conduction motor (ball screw mechanism), a rack and pinion method, and a manual screw feed. A method etc. can be used.

そして、この基板３３とターゲット３７との間の空間が、成膜空間４２を構成する。   A space between the substrate 33 and the target 37 constitutes a film formation space 42.

また、第２蓋部材３０の適所には、バルブ４０により開閉可能な真空ポンプ接続口４１が設けられている。真空ポンプ接続口４１には、図示されない真空ポンプが接続されている。この真空ポンプ（例えばターボポンプ）により真空引きされ、第３筒部材２８の内部空間は、スパッタリングプロセス可能なレベルの真空度にまで速やかに減圧される。   A vacuum pump connection port 41 that can be opened and closed by a valve 40 is provided at an appropriate position of the second lid member 30. A vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum pump connection port 41. The vacuum is drawn by this vacuum pump (for example, a turbo pump), and the internal space of the third cylindrical member 28 is quickly depressurized to a degree of vacuum that allows a sputtering process.

第３筒部材２８の外部には、磁力の強さをコントロールできる第２電磁コイル４３及び第３電磁コイル４４が、互いに対を成して第３筒部材２８の周面を囲むように配設されている。第２電磁コイル４３と第３電磁コイル４４は、互いに異極同士（ここでは、第２電磁コイル４３はＮ極、第３電磁コイル４４はＳ極）を向かい合わせて設けられている。   A second electromagnetic coil 43 and a third electromagnetic coil 44 capable of controlling the strength of the magnetic force are disposed outside the third cylindrical member 28 so as to surround the peripheral surface of the third cylindrical member 28 in pairs. Has been. The second electromagnetic coil 43 and the third electromagnetic coil 44 are provided with their opposite polarities facing each other (here, the second electromagnetic coil 43 is an N pole and the third electromagnetic coil 44 is an S pole).

この第２電磁コイル４３及び第３電磁コイル４４に電流を流すことにより作られるコイル磁界（例えば５Ｇ〜３００Ｇ程度）によって、シートプラズマＳＰの幅方向（Ｘ軸方向）は、成膜室４の成膜空間４２を跨ぐようにＺ軸方向に移動する間に、ミラー磁界として、その幅方向拡散を適切に抑えるように形状を整形される。   The width direction (X-axis direction) of the sheet plasma SP is formed in the film forming chamber 4 by a coil magnetic field (for example, about 5 G to 300 G) generated by flowing current through the second electromagnetic coil 43 and the third electromagnetic coil 44. While moving in the Z-axis direction so as to straddle the film space 42, the shape is shaped as a mirror magnetic field so as to appropriately suppress the diffusion in the width direction.

また、第３筒部材２８のアノード室６近傍側の周面の中央部には、Ｘ軸方向に延びる第２スリット孔４５が形成されている。この第２スリット孔４５には、成膜室４とアノード室６の内部空間が連続するように、筒状の第２ボトルネック部５が気密的に設けられている。なお、第２ボトルネック部５の高さ（Ｙ軸方向寸法）及び長さ（Ｚ軸方向寸法）並びに幅（Ｘ軸方向寸法）は、第１ボトルネック部３と同様にシートプラズマＳＰを適切に通過するように設計されている。また、第２スリット孔４５の高さ及び幅は、上述した第１スリット孔３１と同様に構成されている。   In addition, a second slit hole 45 extending in the X-axis direction is formed at the center of the peripheral surface of the third cylinder member 28 near the anode chamber 6. In the second slit hole 45, a cylindrical second bottleneck portion 5 is airtightly provided so that the internal spaces of the film formation chamber 4 and the anode chamber 6 are continuous. In addition, the height (Y-axis direction dimension) and length (Z-axis direction dimension) and width (X-axis direction dimension) of the second bottleneck portion 5 are appropriately set to the sheet plasma SP in the same manner as the first bottleneck portion 3. Designed to pass through. The height and width of the second slit hole 45 are configured in the same manner as the first slit hole 31 described above.

アノード室６は、第２ボトルネック部５を介して成膜室４（正確には、第３筒部材２８）と連通するＺ軸方向に中心軸を有する第４筒部材４６を有している。第４筒部材４６は、非磁性体（例えば、ステンレス）で構成されている。第４筒部材４６の一方の（成膜室４側）端部には、第２ボトルネック部５が気密的に設けられている。そして、他方の端部には、その内部空間を塞ぐように第２フランジ４７が気密的に設けられている。   The anode chamber 6 has a fourth cylinder member 46 having a central axis in the Z-axis direction communicating with the film forming chamber 4 (more precisely, the third cylinder member 28) via the second bottleneck portion 5. . The fourth cylinder member 46 is made of a nonmagnetic material (for example, stainless steel). The second bottleneck portion 5 is airtightly provided at one end (on the film forming chamber 4 side) of the fourth cylindrical member 46. A second flange 47 is airtightly provided at the other end so as to close the internal space.

第２フランジ４７のカソード１５に近い方の面には、アノード４８が設けられている。アノード４８は、主電源１８の正極と第１スイッチ５１を介して適宜な配線により電気的に接続されている。第１スイッチ５１は、アノード４８を主電源１８の正極と、第１切り替え器５０と、に選択的に接続する。第１スイッチ５１が、アノード４８を主電源１８に接続すると、主電源１８によってアノード４８には、カソード１５との間で適宜の正の電圧（例えば１００Ｖ）が印加される。   An anode 48 is provided on the surface of the second flange 47 closer to the cathode 15. The anode 48 is electrically connected to the positive electrode of the main power supply 18 through the first switch 51 by appropriate wiring. The first switch 51 selectively connects the anode 48 to the positive electrode of the main power supply 18 and the first switch 50. When the first switch 51 connects the anode 48 to the main power supply 18, an appropriate positive voltage (for example, 100 V) is applied to the anode 48 from the main power supply 18 to the anode 48.

また、第４筒部材４６の内部には、遮蔽部材５２が配設されており、遮蔽部材５２は、遮蔽板５２ａと支持部材５２ｂを有している。遮蔽板５２ａは、導電性を有しており、アノード４８と対抗する面が、アノード４８と同じか、又は大きくなるように構成されている。支持部材５２ｂは、導電性部材で構成され、遮蔽板５２ａを支持し、かつ、これと電気的に接続されている。また、支持部材５２ｂは、第４筒部材４６を気密的に、かつ、進退自在に貫通し、駆動機構５３と接続されている。また、遮蔽部材５２の支持部材５２ｂと第４筒部材４６とは絶縁されており、支持部材５２ｂは、適宜な配線により第２スイッチ５４の一端と接続されている。そして、第２スイッチ５４の他端は、接地されている。駆動機構５３は、遮蔽部材５２の遮断板５２ａをＹ軸方向において、容器１０１の内部空間のアノード４８に対向する位置に進出し、そして、そこから退避するよう駆動する。これにより、遮蔽部材５２が、容器１０１内のアノード４８に対して成膜空間４２を遮蔽及び開放する。   Moreover, the shielding member 52 is arrange | positioned inside the 4th cylinder member 46, and the shielding member 52 has the shielding board 52a and the supporting member 52b. The shielding plate 52 a has conductivity and is configured such that the surface facing the anode 48 is the same as or larger than the anode 48. The support member 52b is made of a conductive member, supports the shielding plate 52a, and is electrically connected thereto. Further, the support member 52 b penetrates the fourth cylinder member 46 in an airtight manner and is capable of moving forward and backward, and is connected to the drive mechanism 53. In addition, the support member 52b of the shielding member 52 and the fourth cylinder member 46 are insulated, and the support member 52b is connected to one end of the second switch 54 by appropriate wiring. The other end of the second switch 54 is grounded. The drive mechanism 53 drives the shielding plate 52a of the shielding member 52 to advance to a position facing the anode 48 in the internal space of the container 101 in the Y-axis direction, and then retracts from there. Thereby, the shielding member 52 shields and opens the film formation space 42 with respect to the anode 48 in the container 101.

なお、本実施の形態では、遮蔽部材５２（正確には、遮蔽板５２ａ）をＹ軸方向に移動させることにより、容器１０１内のアノード４８に対して成膜空間４２を遮蔽及び開放したが、これに限定されず、支持部材５２ｂを軸にして遮蔽板５２ａを回動させることにより、容器１０１内のアノード４８に対して成膜空間４２を遮蔽及び開放してもよい。また、遮蔽部材５２（正確には、支持部材５２ｂ）を第４筒部材に配設したが、これに限定されず、容器１０１内の成膜空間４２とアノード４８との間、例えば、第２ボトルネック部５等に配設してもよい。   In the present embodiment, the film formation space 42 is shielded and opened with respect to the anode 48 in the container 101 by moving the shielding member 52 (more precisely, the shielding plate 52a) in the Y-axis direction. The film formation space 42 may be shielded and opened with respect to the anode 48 in the container 101 by rotating the shielding plate 52a around the support member 52b. Further, although the shielding member 52 (exactly, the support member 52b) is disposed on the fourth cylinder member, the present invention is not limited to this, and the space between the film formation space 42 and the anode 48 in the container 101 is, for example, the second member. You may arrange | position in the bottleneck part 5 grade | etc.,.

第２フランジ４７の裏面（カソード１５から遠い方の面）には、アノード４８側をＳ極、大気側をＮ極とした永久磁石４９が配置されている。これにより、永久磁石４９のＮ極から出てＳ極に入るＸＺ平面に沿った磁力線により、アノード４８に向かうシートプラズマＳＰの幅方向（Ｘ軸方向）の拡散を抑えるようにシートプラズマＳＰが幅方向に収束され、シートプラズマＳＰの荷電粒子が、アノード４８に適切に回収される。   On the back surface of the second flange 47 (the surface far from the cathode 15), a permanent magnet 49 is disposed with the anode 48 side as the S pole and the atmosphere side as the N pole. As a result, the sheet plasma SP has a width so as to suppress diffusion in the width direction (X-axis direction) of the sheet plasma SP toward the anode 48 by the magnetic field lines along the XZ plane that exits from the N pole of the permanent magnet 49 and enters the S pole. The charged particles of the sheet plasma SP are appropriately collected in the anode 48.

また、プラズマ成膜装置１００は、その動作を制御する制御装置２０１を備えている。   Moreover, the plasma film-forming apparatus 100 is provided with the control apparatus 201 which controls the operation | movement.

なお、本実施の形態では、プラズマガン１、シートプラズマ変形室２及びアノード室６のＸＹ平面に平行な断面を、円形であると説明したが、これに限定されるものではなく、多角形等であってもよい。また、成膜室４のＸＺ平面に平行な断面を、円形であると説明したが、これに限定されるものではなく、多角形等であってもよい。   In the present embodiment, the cross section parallel to the XY plane of the plasma gun 1, the sheet plasma deformation chamber 2, and the anode chamber 6 has been described as being circular. However, the present invention is not limited to this, and a polygon or the like is not limited thereto. It may be. Moreover, although the cross section parallel to the XZ plane of the film forming chamber 4 has been described as being circular, it is not limited thereto, and may be a polygon or the like.

次に、本実施の形態１に係るプラズマ成膜装置１００の動作について説明する。この動作は、制御装置２０１の制御によって実現される。   Next, the operation of the plasma film forming apparatus 100 according to the first embodiment will be described. This operation is realized by the control of the control device 201.

まず、プラズマ成膜装置１００の成膜室４内に、基板３３とターゲット３７が搬入される。そして、図示されない真空ポンプの真空引きにより、プラズマ成膜装置１００を構成するプラズマガン１、シートプラズマ変形室２、成膜室４及びアノード室６内のそれぞれが真空状態になる。このとき、真空ポンプ接続口が２箇所に設けられているので、プラズマ成膜装置１００内の減圧を迅速に行うことができる。   First, the substrate 33 and the target 37 are carried into the film forming chamber 4 of the plasma film forming apparatus 100. Then, by evacuation of a vacuum pump (not shown), each of the plasma gun 1, the sheet plasma deformation chamber 2, the film formation chamber 4, and the anode chamber 6 constituting the plasma film formation apparatus 100 is brought into a vacuum state. At this time, since the vacuum pump connection ports are provided at two places, the pressure in the plasma film forming apparatus 100 can be quickly reduced.

次に、第１バイアス電源３６をターゲットホルダ３８に接続するように、第１切り替え器５０を切り替え、アノード４８を主電源１８に接続するように、第１スイッチ５１を切り替える。また、第２スイッチ５４をＯＦＦにして遮蔽部材５２をグランドと切断する。そして、プラズマガン１に設けられた補助陰極１３の先端から、Ａｒガスが放電空間１１内に供給され、補助陰極１３でグロー放電が行われる。このグロー放電により、補助陰極１３の先端部分の温度が上昇すると、この熱で主陰極１４が加熱されて高温になり、アーク放電が行われる。このようにして、カソード１５からプラズマ放電誘発用熱電子が放出され、プラズマが発生する。発生したプラズマは、中間電極１９、２０による電界と第１電磁コイル２１による磁界により、カソード１５からアノード４８側に引き出され、円柱状に成形される。そして、形成された円柱プラズマＣＰは、第１電磁コイル２１によって形成される磁場の磁力線に沿ってシートプラズマ変形室２に導かれる。   Next, the first switch 50 is switched to connect the first bias power source 36 to the target holder 38, and the first switch 51 is switched to connect the anode 48 to the main power source 18. Further, the second switch 54 is turned off to disconnect the shielding member 52 from the ground. Then, Ar gas is supplied into the discharge space 11 from the tip of the auxiliary cathode 13 provided in the plasma gun 1, and glow discharge is performed at the auxiliary cathode 13. When the temperature of the tip portion of the auxiliary cathode 13 rises due to this glow discharge, the main cathode 14 is heated by this heat to a high temperature, and arc discharge is performed. In this way, plasma discharge inducing thermoelectrons are emitted from the cathode 15 to generate plasma. The generated plasma is drawn from the cathode 15 to the anode 48 side by an electric field generated by the intermediate electrodes 19 and 20 and a magnetic field generated by the first electromagnetic coil 21, and is formed into a cylindrical shape. The formed cylindrical plasma CP is guided to the sheet plasma deformation chamber 2 along the magnetic field lines of the magnetic field formed by the first electromagnetic coil 21.

シートプラズマ変形室２に導かれた円柱プラズマＣＰは、一対の永久磁石２６Ａ、２６Ｂと成形電磁コイル２７から発生する磁場によってシート状に広がって（ＸＺ平面に延びるように）、シートプラズマＳＰに変形される（図２参照）。このシートプラズマＳＰは、第１ボトルネック部３及び第１スリット孔３１を通過して成膜室４に導かれる。   The columnar plasma CP guided to the sheet plasma deformation chamber 2 spreads in a sheet shape (extends in the XZ plane) by the magnetic field generated from the pair of permanent magnets 26A and 26B and the forming electromagnetic coil 27, and is transformed into the sheet plasma SP. (See FIG. 2). The sheet plasma SP is guided to the film forming chamber 4 through the first bottleneck portion 3 and the first slit hole 31.

成膜室４に導入されたシートプラズマＳＰは、第２電磁コイル４３、第３電磁コイル４４による磁場によって、幅方向の形状が整えられ、ターゲット３７と基板３３の間の空間にまで導かれる。ターゲット３７には、ターゲットホルダ３８を介して、シートプラズマＳＰに対して負のバイアス電圧が印加される。また、基板３３にも、基板ホルダ３４を介して、シートプラズマＳＰに対して負のバイアス電圧が印加される。ターゲット３７が負にバイアスされることにより、Ａｒ⁺イオンがターゲットを効率よくスパッタする。スパッタされたターゲット３７を構成する原子は、垂直方向にシートプラズマＳＰ中を通過し、このとき陽イオンにイオン化される。この陽イオンは、負にバイアスされた基板３３上に堆積し、電子を受け取り、基板３３を成膜する。 The sheet plasma SP introduced into the film formation chamber 4 is shaped in the width direction by the magnetic fields generated by the second electromagnetic coil 43 and the third electromagnetic coil 44 and guided to the space between the target 37 and the substrate 33. A negative bias voltage with respect to the sheet plasma SP is applied to the target 37 via the target holder 38. Further, a negative bias voltage is applied to the substrate 33 with respect to the sheet plasma SP via the substrate holder 34. Since the target 37 is negatively biased, Ar ⁺ ions efficiently sputter the target. The atoms constituting the sputtered target 37 pass through the sheet plasma SP in the vertical direction and are ionized into positive ions at this time. The positive ions are deposited on the negatively biased substrate 33, receive electrons, and form the substrate 33.

そして、シートプラズマＳＰは、永久磁石４９の磁力線により幅方向に収束され、アノード４８が、シートプラズマＳＰを受ける。   The sheet plasma SP is converged in the width direction by the magnetic lines of force of the permanent magnet 49, and the anode 48 receives the sheet plasma SP.

次に、本実施の形態１に係るプラズマ成膜装置１００のアノード４８の清掃について、図１乃至図４を参照しながら説明する。   Next, cleaning of the anode 48 of the plasma film forming apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図３は、図１に示したプラズマ成膜装置１００のアノード４８と遮蔽部材５２の遮断板５２ａとの間でプラズマを発生させ、アノード４８を清掃している状態を示す模式図である。図４は、図３に示したプラズマ成膜装置１００のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面図である。なお、図４においては、一部を省略している。また、図３及び図４において、プラズマ成膜装置の構造における方向を、便宜上、三次元直交座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向で表わす。   FIG. 3 is a schematic view showing a state in which plasma is generated between the anode 48 of the plasma film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 and the shielding plate 52a of the shielding member 52, and the anode 48 is cleaned. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IV-IV of the plasma film forming apparatus 100 shown in FIG. In FIG. 4, a part is omitted. 3 and 4, directions in the structure of the plasma film forming apparatus are represented by directions of an X axis, a Y axis, and a Z axis in a three-dimensional orthogonal coordinate system for convenience.

上述のように、スパッタされたターゲット３７を構成する原子は、シートプラズマＳＰ中を通過するときに、陽イオンにイオン化される。そして、この陽イオンの一部が、第３電磁コイル４４の磁場や永久磁石４９の磁力線により、アノード４８にまで導かれ、アノード４８上に堆積して絶縁膜等が形成される。   As described above, the atoms constituting the sputtered target 37 are ionized into positive ions when passing through the sheet plasma SP. A part of the cation is led to the anode 48 by the magnetic field of the third electromagnetic coil 44 and the magnetic lines of the permanent magnet 49, and is deposited on the anode 48 to form an insulating film or the like.

この形成された絶縁膜を放置すると、カソード１５−アノード４８間の電圧値が上昇し、プラズマが形成されなくなるため、アノード４８を清掃しなければならないが、本実施の形態では、以下のようにしてアノード４８を清掃する。   If the formed insulating film is left as it is, the voltage value between the cathode 15 and the anode 48 increases and plasma is not formed. Therefore, the anode 48 must be cleaned. In this embodiment, the following is performed. The anode 48 is cleaned.

図１に示すように遮蔽部材５２の遮蔽板５２ａは、容器１０１内の内部空間のアノード４８に対向する位置から退避され、アノード４８に対して成膜空間４２を開放しており、また、容器１０１内は、プラズマを発生させることができる程度にまで真空引きされているとする。   As shown in FIG. 1, the shielding plate 52a of the shielding member 52 is retracted from a position facing the anode 48 in the internal space in the container 101, and opens the film formation space 42 with respect to the anode 48. It is assumed that the inside 101 is evacuated to such an extent that plasma can be generated.

まず、駆動機構５３によって、遮蔽部材５２の遮蔽板５２ａが、容器１０１内のアノード４８に対向する位置にまで駆動され、アノード４８に対して成膜空間４２が遮蔽される（図３参照）。そして、第１バイアス電源３６とアノード４８とが電気的に接続されるように、第１切り替え器５０及び第１スイッチ５１を切り替える。また、第２スイッチ５４をＯＮにして、遮蔽部材５２を接地する。すると、第１バイアス電源３６によってアノード４８にマイナス電圧が印加され、アノード４８と遮蔽部材５２（正確には、遮蔽板５２ａ）との間の放電によりプラズマが発生する。そして、永久磁石４９及び第３電磁コイル４４から発生する磁場により、アノード４８のカソード１５と対抗する面（以下、表面という）がスパッタリングされ、アノード４８の表面に堆積して形成された絶縁膜等が清掃される。このとき、プラズマを構成するＡｒ⁺イオンが、アノード４８の表面を略垂直にスパッタするため、アノード４８を構成する原子は、略垂直にたたき出される。このため、スパッタされた原子は、遮蔽板５２ａ上に堆積し、成膜空間４２側に流出するのを妨げられる。これにより、基板３３やターゲット３７等に不純物が付着されず、また、基板３３に不純物が成膜されない。 First, the driving mechanism 53 drives the shielding plate 52a of the shielding member 52 to a position facing the anode 48 in the container 101, thereby shielding the deposition space 42 from the anode 48 (see FIG. 3). Then, the first switch 50 and the first switch 51 are switched so that the first bias power source 36 and the anode 48 are electrically connected. Further, the second switch 54 is turned ON, and the shielding member 52 is grounded. Then, a negative voltage is applied to the anode 48 by the first bias power source 36, and plasma is generated by discharge between the anode 48 and the shielding member 52 (more precisely, the shielding plate 52a). Then, a surface (hereinafter referred to as a surface) facing the cathode 15 of the anode 48 is sputtered by a magnetic field generated from the permanent magnet 49 and the third electromagnetic coil 44, and an insulating film formed by being deposited on the surface of the anode 48. Is cleaned. At this time, since Ar ⁺ ions constituting the plasma sputter the surface of the anode 48 substantially vertically, atoms constituting the anode 48 are knocked out substantially vertically. For this reason, the sputtered atoms are prevented from depositing on the shielding plate 52a and flowing out to the film formation space 42 side. Thereby, impurities are not attached to the substrate 33, the target 37, etc., and no impurities are deposited on the substrate 33.

このように、本実施の形態１に係るプラズマ成膜装置１００では、簡易な構成で、アノード４８を清掃することが可能となり、また、基板３３に不純物が成膜されないので、生産効率を高めることが可能となる。   As described above, in the plasma film forming apparatus 100 according to the first embodiment, the anode 48 can be cleaned with a simple configuration, and impurities are not formed on the substrate 33, so that the production efficiency is improved. Is possible.

なお、本実施の形態では、遮蔽部材５２の遮蔽板５２ａは、容器１０１内のアノード４８に対して成膜空間４２を遮蔽及び開放するが、遮蔽板５２ａで、アノード４８に対して成膜空間４２を遮蔽したときに、容器１０１の第１フランジ１２と遮蔽板５２ａの間を気密状態に保って遮蔽するような構成としてもよい。このような構成にすると、より確実に、基板３３やターゲット３８等に不純物が付着されず、また、基板３３に不純物が成膜されないようにすることが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るプラズマ成膜装置は、基本的構成は、実施の形態１に係るプラズマ成膜装置と同じであるが、以下の点で異なる。 In the present embodiment, the shielding plate 52 a of the shielding member 52 shields and opens the film formation space 42 from the anode 48 in the container 101, but the film formation space from the anode 48 by the shielding plate 52 a. When 42 is shielded, the first flange 12 and the shielding plate 52a of the container 101 may be shielded while being kept airtight. With such a configuration, it becomes possible to prevent impurities from adhering to the substrate 33, the target 38, and the like, and to prevent impurities from being deposited on the substrate 33.
(Embodiment 2)
The plasma film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention has the same basic configuration as the plasma film forming apparatus according to the first embodiment, but differs in the following points.

図５は、本実施の形態２に係るプラズマ成膜装置の概容構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、図１と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a general configuration of the plasma film forming apparatus according to the second embodiment. In the following description, the same or corresponding parts as in FIG.

図５に示すように、本実施の形態２に係るプラズマ成膜システム１００では、第１バイアス電源３６の負極を、ターゲットホルダ３８の支持部３８ｂと第１スイッチ５１とに選択的に接続する第１切り替え器５０に代えて、第２バイアス電源３２の負極を、基板ホルダ３４の支持部３４ｂと第１スイッチ５１とに選択的に接続する第２切り替え器５５を有する。   As shown in FIG. 5, in the plasma film forming system 100 according to the second embodiment, the negative electrode of the first bias power supply 36 is selectively connected to the support portion 38b of the target holder 38 and the first switch 51. Instead of the first switch 50, a second switch 55 is provided that selectively connects the negative electrode of the second bias power supply 32 to the support portion 34 b of the substrate holder 34 and the first switch 51.

これにより、第２バイアス電源３２とアノード４８とが電気的に接続されるように第２切り替え器５５及び第１スイッチを切り替えると、第２バイアス電源３２によってアノード４８にマイナス電圧が印加され、アノード４８と遮蔽板５２ａとの間でプラズマが発生する。そして、発生したプラズマでスパッタリングすることにより、アノード４８を清掃することができる。   Accordingly, when the second switch 55 and the first switch are switched so that the second bias power source 32 and the anode 48 are electrically connected, a negative voltage is applied to the anode 48 by the second bias power source 32, and the anode Plasma is generated between 48 and the shielding plate 52a. The anode 48 can be cleaned by sputtering with the generated plasma.

なお、本実施の形態では、第２バイアス電源３２によってアノード４８にマイナス電圧が印加されたが、適宜な手段により主電源１８によってアノード４８にマイナス電圧が印加されるような構成としてもよい。   In the present embodiment, a negative voltage is applied to the anode 48 by the second bias power supply 32. However, a configuration may be adopted in which a negative voltage is applied to the anode 48 by the main power supply 18 by an appropriate means.

本発明のプラズマ成膜装置は、アノードの清掃を容易に行うことができ、また、生産効率が高いプラズマ成膜装置として有用である。   The plasma film-forming apparatus of the present invention can be easily cleaned of the anode, and is useful as a plasma film-forming apparatus with high production efficiency.

本発明の実施の形態１に係るプラズマ成膜装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the plasma film-forming apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１に示したプラズマ成膜装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section along the II-II line of the plasma film-forming apparatus shown in FIG. 図１に示したプラズマ成膜装置のアノードを清掃している状態の模式図である。It is a schematic diagram of the state which is cleaning the anode of the plasma film-forming apparatus shown in FIG. 図３に示したプラズマ成膜装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section along the IV-IV line of the plasma film-forming apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態２に係るプラズマ成膜装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the plasma film-forming apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ プラズマガン
２ シートプラズマ変形室
３ 第１ボトルネック部
４ 成膜室
５ 第２ボトルネック部
６ アノード室
１０ 第１筒部材
１１ 放電空間
１２ 第１フランジ
１３ 補助陰極
１４ 主陰極
１５ カソード
１６ 保護部材
１７ 窓部材
１８ 主電源
１９ 中間電極
２０ 中間電極
２１ 第１電磁コイル（プラズマ流動機構）
２２ 第２筒部材
２３ 輸送空間
２４ バルブ
２５ 真空ポンプ接続口
２６Ａ 永久磁石
２６Ｂ 永久磁石
２７ 成形電磁コイル
２８ 第３筒部材
２９ 第１蓋部材
３０ 第２蓋部材
３１ 第１スリット孔
３２ 第２バイアス電源
３３ 基板
３４ 基板ホルダ
３４ａ ホルダ部
３４ｂ 支持部
３５ 第２駆動機構
３６ 第１バイアス電源
３７ ターゲット
３８ ターゲットホルダ
３８ａ ホルダ部
３８ｂ 支持部
３９ 第１駆動機構
４０ バルブ
４１ 真空ポンプ接続口
４２ 成膜空間
４３ 第２電磁コイル
４４ 第３電磁コイル
４５ 第２スリット孔
４６ 第４筒部材
４７ 第２フランジ
４８ アノード
４９ 永久磁石
５０ 第１切り替え器
５１ 第１スイッチ
５２ 遮蔽部材
５２ａ 遮蔽板
５２ｂ 支持部材
５３ 駆動機構
５４ 第２スイッチ
５５ 第２切り替え器
１００ プラズマ成膜装置
１０１ 容器
１０２ シートプラズマ変形機構
２０１ 制御装置
ＣＰ 円柱プラズマ
Ｐ プラズマ
Ｒ１ 抵抗体
Ｒ２ 抵抗体
Ｒ３ 抵抗体
ＳＰ シートプラズマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma gun 2 Sheet plasma deformation chamber 3 1st bottleneck part 4 Film-forming room 5 2nd bottleneck part 6 Anode chamber 10 1st cylinder member 11 Discharge space 12 1st flange 13 Auxiliary cathode 14 Main cathode 15 Cathode 16 Protection member 17 Window member 18 Main power source 19 Intermediate electrode 20 Intermediate electrode 21 First electromagnetic coil (plasma flow mechanism)
22 Second cylinder member 23 Transport space 24 Valve 25 Vacuum pump connection port 26A Permanent magnet 26B Permanent magnet 27 Molding electromagnetic coil 28 Third cylinder member 29 First lid member 30 Second lid member 31 First slit hole 32 Second bias power source 33 Substrate 34 Substrate holder 34a Holder portion 34b Support portion 35 Second drive mechanism 36 First bias power supply 37 Target 38 Target holder 38a Holder portion 38b Support portion 39 First drive mechanism 40 Valve 41 Vacuum pump connection port 42 Deposition space 43 First 2 electromagnetic coil 44 3rd electromagnetic coil 45 2nd slit hole 46 4th cylinder member 47 2nd flange 48 Anode 49 Permanent magnet 50 1st switch 51 1st switch 52 Shield member 52a Shield plate 52b Support member 53 Drive mechanism 54 1st 2 switch 55 2nd switch 100 plasma film-forming apparatus 101 Container 102 Sheet plasma deformation mechanism 201 Controller CP Cylindrical plasma P Plasma R1 Resistor R2 Resistor R3 Resistor SP Sheet plasma

Claims (4)

内部を減圧可能な容器と、
該容器の内部にプラズマを発生させるプラズマガンと、
前記容器の内部において前記プラズマを受けるアノードと、
前記プラズマガンで発生したプラズマを前記アノードの側へ流動させるプラズマ流動機構と、
前記容器の一部を成すように形成され、その内部に、成膜空間を有し、基板及びターゲットが前記流動するプラズマを挟んで対抗するように設けられた成膜室と、
前記アノードと前記成膜空間との間に設けられ、前記容器の内部空間の前記アノードに対向する位置に進出し及びそこから退避することにより、前記アノードに対して前記成膜空間を遮蔽及び開放し、かつ、放電電極として機能する遮蔽部材と、
該遮蔽部材を前記進出及び退避するよう駆動するための駆動機構と、
前記アノードと前記遮蔽部材との間に放電によりプラズマを発生するための電圧を印加する電源と、を備える、プラズマ成膜装置。 A container capable of decompressing the interior;
A plasma gun for generating plasma inside the container;
An anode for receiving the plasma inside the vessel;
A plasma flow mechanism for causing the plasma generated by the plasma gun to flow toward the anode;
A film forming chamber formed so as to form a part of the container, having a film forming space therein, and a substrate and a target provided so as to face each other with the flowing plasma interposed therebetween;
Provided between the anode and the film-depositing space, the film-depositing space is shielded and opened with respect to the anode by advancing to a position facing the anode in the internal space of the container and retracting from the position. And a shielding member that functions as a discharge electrode;
A drive mechanism for driving the shielding member to advance and retract;
And a power source for applying a voltage for generating plasma by discharge between the anode and the shielding member. 前記電源を前記アノード及び前記ターゲットに選択的に接続するための第１切り替え器を備える、請求項１に記載のプラズマ成膜装置。   The plasma film-forming apparatus of Claim 1 provided with the 1st switch for selectively connecting the said power supply to the said anode and the said target. 前記電源を前記アノード及び前記基板に選択的に接続するための第２切り替え器を備える、請求項１に記載のプラズマ成膜装置。   The plasma film-forming apparatus of Claim 1 provided with the 2nd switching device for selectively connecting the said power supply to the said anode and the said board | substrate. 前記容器の外部には、前記流動するプラズマをシート状に変形するシートプラズマ変形機構が設けられている、請求項１に記載のプラズマ成膜装置。

The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein a sheet plasma deformation mechanism that deforms the flowing plasma into a sheet shape is provided outside the container.

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