JP2017066439A - Film deposition apparatus, and data obtaining method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for stably depositing a film of a desired color at high accuracy.SOLUTION: In a film deposition apparatus, a decision section decides film deposition conditions based on color information provided by an input section referring to corresponding data. The film deposition conditions includes at least a gas supply rate as a factor for adjusting film color. It is generally known that a kind and a supply rate of a gas supplied in film deposition are main factors for adjusting film color. Therefore, the film deposition process of a desired color is stably practiced at high accuracy, which surpasses film deposition process practiced in film deposition conditions based on a feeling or experiences of an operator of the film deposition apparatus.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、基材の表面に膜を成膜する成膜装置および該成膜装置で用いるデータの作成方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus for forming a film on the surface of a substrate and a method for creating data used in the film forming apparatus.

基材の表面に膜を成膜する際の成膜条件を調整することにより、得られる膜の色を調整する技術が知られている。この種の技術として、例えば、特許文献１および特許文献２には、乾式めっき法で赤味を帯びた金合金被膜を得る技術が開示されている。   There is known a technique for adjusting the color of a film to be obtained by adjusting film forming conditions for forming a film on the surface of a substrate. As this type of technology, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technology for obtaining a reddish gold alloy film by a dry plating method.

再表２００８−１０８８１８号公報Table 2008-108818 特開２００３−８２４５２号公報JP 2003-82452 A

ある色の膜を成膜したい場合に、過去に同一色の成膜処理を実行したデータがあれば、そのデータを参照して過去の処理と同一の成膜条件で成膜処理を実行することで、目的の色の膜が得られる。   If you want to form a film of a certain color, if there is data for which the same color film formation process was executed in the past, refer to that data and execute the film formation process under the same film formation conditions as the past process. Thus, a film having a desired color can be obtained.

他方、ある色の膜を成膜したい場合に、過去に同一色の成膜処理を実行したデータがなければ、成膜装置の操作者の勘や経験則によって成膜条件の調整が行われることが一般的である。   On the other hand, if it is desired to form a film of a certain color, if there is no data on the same color film forming process in the past, the film forming conditions should be adjusted based on the intuition and rules of thumb of the film forming apparatus operator. Is common.

しかしながら、この態様においては、操作者ごとの誤差の影響が避けられず、高精度で安定的に所望の膜色の成膜処理を実行することは困難であった。   However, in this aspect, the influence of the error for each operator is unavoidable, and it is difficult to stably perform the film forming process of a desired film color with high accuracy.

そこで、本発明は、高精度で安定的に所望の膜色の成膜処理を実行可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of performing a film forming process of a desired film color stably with high accuracy.

本発明の第１の態様にかかる成膜装置は、基材の表面に膜を成膜する成膜装置であって、その内部に処理空間を有する処理チャンバーと、前記処理チャンバー内で前記基材を保持する基材保持部と、前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、前記処理チャンバー内の気体を排出する排気部と、前記基材保持部に保持された前記基材の前記表面に成膜処理を実行する成膜処理部と、成膜される前記膜の色情報が入力される入力部と、複数の色に関して、色情報とその色の膜を成膜するための成膜条件とを対応付けた対応データが格納された記憶部と、前記入力部から入力された前記色情報を基に前記対応データを参照して前記成膜条件を確定する確定部と、を備え、前記成膜条件には、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれることを特徴とする。   A film forming apparatus according to a first aspect of the present invention is a film forming apparatus for forming a film on the surface of a base material, the processing chamber having a processing space therein, and the base material in the processing chamber A substrate holding unit for holding gas, a gas supply unit for supplying gas to the processing space, an exhaust unit for discharging the gas in the processing chamber, and the surface of the substrate held by the substrate holding unit A film forming processing unit for executing film forming processing, an input unit for inputting color information of the film to be formed, and film forming for forming color information and a film of the color for a plurality of colors A storage unit storing correspondence data in which conditions are associated with each other, and a determination unit that confirms the film formation conditions with reference to the correspondence data based on the color information input from the input unit, The film forming conditions include at least a gas supply amount as an element of film color adjustment. It is characterized in.

本発明の第２の態様にかかる成膜装置は、本発明の第１の態様にかかる成膜装置であって、前記ガス供給部は前記処理空間に複数種類のガスを供給可能であり、前記ガス供給量とは前記複数種類のガスのうち少なくとも１種類のガスの供給量であることを特徴とする。   The film forming apparatus according to the second aspect of the present invention is the film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the gas supply unit can supply a plurality of types of gases to the processing space, The gas supply amount is a supply amount of at least one kind of gas among the plurality of kinds of gases.

本発明の第３の態様にかかる成膜装置は、本発明の第１の態様または第２の態様にかかる成膜装置であって、前記入力部から入力された前記色情報が前記対応データの対応可能範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、前記色情報が前記対応可能範囲に含まれない場合に、その旨を装置の操作者に報知する報知部と、をさらに備えることを特徴とする。   A film forming apparatus according to a third aspect of the present invention is the film forming apparatus according to the first aspect or the second aspect of the present invention, wherein the color information input from the input unit is the corresponding data. A determination unit that determines whether or not the image is included in a compatible range; and a notification unit that notifies an operator of the apparatus when the color information is not included in the compatible range. Features.

本発明の第４の態様にかかる成膜装置は、本発明の第１の態様ないし第３の態様のいずれかにかかる成膜装置であって、前記対応データは、互いに異なる成膜条件の下で成膜された各膜の各光学定数を実測して得られ、各成膜条件と各光学定数とを対応させた第１対応関係と、理論的な計算により得られ、各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係と、を基に作成されることを特徴とする。   A film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the corresponding data is obtained under different film forming conditions. Is obtained by actually measuring each optical constant of each film formed in step 1, and is obtained by theoretical calculation and a first correspondence relationship in which each film forming condition is associated with each optical constant. It is created based on a second correspondence relationship in which information is associated with each other.

本発明の第５の態様にかかる成膜装置は、本発明の第４の態様にかかる成膜装置であって、前記第１対応関係に補間処理が実行されて、前記対応データは、補間処理後の前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に作成されることを特徴とする。   A film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the film forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, wherein an interpolation process is performed on the first correspondence relationship, and the correspondence data is an interpolation process. It is created based on the first correspondence relationship and the second correspondence relationship later.

本発明の第６の態様にかかるデータ作成方法は、互いに異なる成膜条件の下で成膜された各膜の各光学定数を実測して、各成膜条件と各光学定数とを対応させた第１対応関係を得る第１対応関係取得工程と、理論的な計算により、各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係を得る第２対応関係取得工程と、前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に、複数の色に関して色情報とその色の膜を成膜するための成膜条件とを対応付けた対応データを作成する作成工程と、を備え、前記成膜条件には、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれることを特徴とする。   In the data creation method according to the sixth aspect of the present invention, each optical constant of each film formed under different film forming conditions was measured, and each film forming condition was associated with each optical constant. A first correspondence obtaining step for obtaining a first correspondence, a second correspondence obtaining step for obtaining a second correspondence by associating each optical constant with each color information by theoretical calculation, and the first correspondence And a creation step of creating correspondence data associating color information and film formation conditions for forming a film of the color with respect to a plurality of colors based on the second correspondence relationship, The condition is characterized in that at least a gas supply amount is included as an element of film color adjustment.

本発明の第７の態様にかかるデータ作成方法は、本発明の第６の態様にかかるデータ作成方法であって、前記第１対応関係取得工程により得られた前記第１対応関係に補間処理を行う補間処理工程、をさらに備え、前記作成工程では、補間処理後の前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に対応データを作成することを特徴とする。   A data creation method according to a seventh aspect of the present invention is the data creation method according to the sixth aspect of the present invention, wherein the first correspondence relationship obtained by the first correspondence relationship obtaining step is subjected to an interpolation process. An interpolation processing step to perform, and in the creation step, correspondence data is created based on the first correspondence relationship and the second correspondence relationship after the interpolation processing.

本発明の第１の態様では、成膜装置において、確定部が入力部から入力された色情報を基に対応データを参照して成膜条件を確定する。また、成膜条件には、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれる。このため、本発明の第１の態様では、成膜装置の操作者の勘や経験則によって成膜条件の調整が行われる態様に比べ、高精度で安定的に所望の膜色の成膜処理を実行可能である。   In the first aspect of the present invention, in the film forming apparatus, the determining unit determines the film forming condition with reference to the corresponding data based on the color information input from the input unit. The film forming conditions include at least a gas supply amount as an element for adjusting the film color. For this reason, in the first aspect of the present invention, the film forming process of a desired film color is stably performed with higher accuracy than in the aspect in which the film forming conditions are adjusted based on the intuition of the operator of the film forming apparatus and the rule of thumb. Can be executed.

特に、本発明の第５の態様および第７の態様では、各成膜条件と各光学定数とを対応させた第１対応関係に補間処理が実行される。そして、対応データが、補間処理後の前記第１対応関係、および、理論的な計算により得られ各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係、を基に作成される。このように補完処理が実行されるため、実際に光学定数を実測したサンプル数よりも多いバリエーションで対応データが作成され、望ましい。   In particular, in the fifth aspect and the seventh aspect of the present invention, the interpolation process is executed in the first correspondence relationship in which each film forming condition is associated with each optical constant. Correspondence data is created based on the first correspondence relation after the interpolation processing and the second correspondence relation obtained by theoretical calculation and corresponding to each optical constant and each color information. Since complement processing is executed in this way, it is desirable that correspondence data is created with more variations than the number of samples in which optical constants are actually measured.

また、本発明者は、ガス供給量が異なる成膜条件下で複数の色の膜を得た場合、ガス供給量に対して色情報が急峻に変化する区間が存在するのに対し、ガス供給量に対して光学定数の各値は緩やかに変化する、という知見を得た。   In addition, when the present inventor obtained a film of a plurality of colors under film formation conditions with different gas supply amounts, there is a section where the color information changes sharply with respect to the gas supply amount, whereas the gas supply It was found that each value of the optical constant gradually changes with respect to the amount.

本発明の第５の態様および第７の態様では、変化が緩やかな第１対応関係に補間処理を実行することで、変化が急峻な色情報に補完処理を実行する態様に比べて、より少ないサンプリング数で高精度なサンプリングを実行することが可能となる。そして、この補完処理後の第１対応関係と、理論的な計算により得られる第２対応関係と、を基に対応データが作成される。   In the fifth aspect and the seventh aspect of the present invention, the interpolation process is executed in the first correspondence relationship in which the change is gradual, so that it is less than the aspect in which the complementary process is executed for the color information with a steep change. It becomes possible to perform highly accurate sampling with the number of samplings. Then, correspondence data is created based on the first correspondence relationship after the complement processing and the second correspondence relationship obtained by theoretical calculation.

スパッタリング装置の概略構成を模式的に示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows typically schematic structure of a sputtering device. スパッター処理部およびその周辺を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows a sputter processing part and its periphery. 誘導結合アンテナの例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of an inductive coupling antenna. スパッター処理部およびその周辺を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a sputter processing part and its periphery. 対応データの作成処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the production | generation process of corresponding data. 対応データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of correspondence data. スパッター処理時の窒素ガス比率と屈折率のスペクトルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nitrogen gas ratio at the time of a sputter process, and the spectrum of a refractive index. スパッター処理時の窒素ガス比率と消衰係数のスペクトルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nitrogen gas ratio at the time of a sputter process, and the spectrum of an extinction coefficient. スパッター処理時の窒素ガス比率と反射率スペクトルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nitrogen gas ratio at the time of a sputter process, and a reflectance spectrum. 対応データを利用したスパッター処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the sputtering process using corresponding | compatible data.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸がふされる場合がある。座標軸における＋Ｚ方向は鉛直上方向であり、ＸＹ平面は水平面である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, parts having similar configurations and functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, and is not an example which limits the technical scope of this invention. In the drawings, the size and number of each part may be exaggerated or simplified for easy understanding. Also, in the drawings, XYZ orthogonal coordinate axes may be given to describe directions. The + Z direction on the coordinate axis is a vertically upward direction, and the XY plane is a horizontal plane.

＜１ 実施形態＞
＜１．１ スパッタリング装置１の構成＞
図１は、スパッタリング装置１の概略構成を模式的に示す断面模式図である。図２は、スパッター処理部５０およびその周辺を示す断面模式図である。図３は、誘導結合アンテナ１５１の例を示す側面図である。また、図４は、スパッター処理部５０およびその周辺を示す斜視図である。 <1 embodiment>
<1.1 Configuration of Sputtering Apparatus 1>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the sputtering apparatus 1. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the sputter processing unit 50 and its periphery. FIG. 3 is a side view showing an example of the inductively coupled antenna 151. FIG. 4 is a perspective view showing the sputter processing unit 50 and its periphery.

スパッタリング装置１は、搬送される基材９１の上面に窒化チタン膜（例えば、１００ｎｍ以下の薄膜）をスパッター成膜する装置である。基材９１は、例えば、ＳＵＳ板などにより構成される。また、成膜処理後の基材９１は、例えば、建物のインテリアまたはエクステリアにおける装飾材料として用いられる。   The sputtering apparatus 1 is an apparatus for forming a titanium nitride film (for example, a thin film having a thickness of 100 nm or less) on the upper surface of a substrate 91 to be transported by sputtering. The base material 91 is composed of, for example, a SUS plate. In addition, the base material 91 after the film formation process is used as, for example, a decoration material in a building interior or exterior.

スパッタリング装置１は、チャンバー１００（処理チャンバー）と、基材９１を搬送する搬送機構３０と、搬送される基材９１の上面にスパッターにより成膜処理を実行するスパッター処理部５０と、スパッタリング装置１の各部を統括制御する制御部１９０とを備える。チャンバー１００は、直方体形状の外形を呈する中空部材である。チャンバー１００は、その底板および天板が水平姿勢となるように配置されている。また、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、チャンバー１００の側壁と平行な軸である。   The sputtering apparatus 1 includes a chamber 100 (processing chamber), a transport mechanism 30 that transports the base material 91, a sputtering processing unit 50 that performs film formation processing by sputtering on the upper surface of the transported base material 91, and the sputtering apparatus 1. And a control unit 190 that performs overall control of each unit. The chamber 100 is a hollow member having a rectangular parallelepiped shape. The chamber 100 is arranged such that its bottom plate and top plate are in a horizontal posture. Each of the X axis and the Y axis is an axis parallel to the side wall of the chamber 100.

スパッタリング装置１は、さらに、スパッター処理部５０の周囲を取り囲むように配置された筒状の遮蔽部材であるチムニー６０を備える。チムニー６０は、スパッター処理部５０にて発生するプラズマの範囲やターゲットからスパッタされたスパッタ粒子の飛散範囲を制限するシールドとしての機能と、チムニー内部の雰囲気を外部と遮断する雰囲気遮断機能と、を有する。以下では、チャンバー１００の内部空間のうち、チムニー６０の内側でありスパッター処理が実行される空間を処理空間Ｖと呼ぶ。   The sputtering apparatus 1 further includes a chimney 60 that is a cylindrical shielding member disposed so as to surround the periphery of the sputtering processing unit 50. The chimney 60 has a function as a shield that limits the range of plasma generated in the sputter processing unit 50 and the scattering range of sputtered particles sputtered from the target, and an atmosphere blocking function that blocks the atmosphere inside the chimney from the outside. Have. Hereinafter, among the internal spaces of the chamber 100, a space inside the chimney 60 where the sputtering process is performed is referred to as a processing space V.

チャンバー１００内には、水平な搬送経路面Ｌがチムニー６０の下方に規定されている。搬送経路面Ｌの延在方向はＸ軸方向であり、基材９１はＸ軸方向に沿って搬送される。   In the chamber 100, a horizontal transfer path surface L is defined below the chimney 60. The extending direction of the conveyance path surface L is the X-axis direction, and the base material 91 is conveyed along the X-axis direction.

また、スパッタリング装置１は、チャンバー１００内を搬送される基材９１を加熱する板状の加熱部４０を備える。加熱部４０は、例えば、搬送経路面Ｌの下側に配置されたシースヒータによって構成される。   In addition, the sputtering apparatus 1 includes a plate-like heating unit 40 that heats the base material 91 that is transported in the chamber 100. The heating unit 40 is constituted by, for example, a sheath heater disposed on the lower side of the conveyance path surface L.

チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの−Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００内に搬入するためのゲート１６０が設けられる。他方、チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの＋Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００外に搬出するためのゲート１６１が設けられている。また、チャンバー１００のＸ方向両端部には、ロードロックチャンバーや、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成されている。各ゲート１６０、１６１は、開閉の切替可能に構成される。   A gate 160 for carrying the base material 91 into the chamber 100 is provided at the end of the transport path plane L on the −X side of the chamber 100. On the other hand, a gate 161 for carrying the base material 91 out of the chamber 100 is provided at the end of the transport path plane L on the + X side of the chamber 100. Moreover, the opening part of other chambers, such as a load lock chamber and an unload lock chamber, is connectable with the X direction both ends of the chamber 100 in the form which maintained airtight. Each of the gates 160 and 161 is configured to be openable and closable.

また、チャンバー１００には、チャンバー１００内の気体を排気する排気部１７０が接続されている。排気部１７０は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、排気配管と、排気バルブと備える。排気配管は、一端が真空ポンプに接続され、他端がチャンバー１００の内部空間に連通接続される。また、排気バルブは、排気配管の経路途中に設けられる。排気バルブは、具体的には、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプが作動された状態で、排気バルブが開放されると、チャンバー１００内の気体が排気され、チャンバー１００内が真空状態とされる。制御部１９０が排気部１７０による排気を制御することで、チャンバー１００内の圧力が特定の値に調整される。   The chamber 100 is connected to an exhaust unit 170 that exhausts the gas in the chamber 100. The exhaust unit 170 includes, for example, a vacuum pump (not shown), an exhaust pipe, and an exhaust valve. One end of the exhaust pipe is connected to the vacuum pump, and the other end is connected to the internal space of the chamber 100. Further, the exhaust valve is provided in the middle of the route of the exhaust pipe. Specifically, the exhaust valve is a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the exhaust pipe. In this configuration, when the exhaust valve is opened in a state where the vacuum pump is operated, the gas in the chamber 100 is exhausted and the chamber 100 is evacuated. The control unit 190 controls the exhaust by the exhaust unit 170, so that the pressure in the chamber 100 is adjusted to a specific value.

搬送機構３０は、チャンバー１００の内部で、Ｙ方向において搬送経路面Ｌを挟んで対向配置された搬送ローラ３１の複数の対と、これらを同期させて回転駆動する駆動部（図示省略）とを含んで構成される。搬送ローラ３１は、搬送経路面Ｌの延在方向であるＸ方向に沿って複数対設けられる。なお、図１では、５対の搬送ローラ３１の図示手前側（−Ｙ側）に位置する５つのローラが描かれている。   The transport mechanism 30 includes a plurality of pairs of transport rollers 31 disposed opposite to each other across the transport path surface L in the Y direction inside the chamber 100, and a driving unit (not shown) that rotates and synchronizes these pairs. Consists of including. A plurality of pairs of the conveyance rollers 31 are provided along the X direction which is the extending direction of the conveyance path surface L. In FIG. 1, five rollers positioned on the near side (−Y side) of the five pairs of transport rollers 31 are illustrated.

キャリア９０は板状のトレーなどによって構成され、基材９１はキャリア９０の略水平な上面に着脱可能に保持される。なお、キャリア９０における基材９１の保持態様は、真空吸着方式により基材９１を保持する態様やチャックピン等で機構的に基材９１を把持する態様など種々の態様を採用しうる。   The carrier 90 is configured by a plate-like tray or the like, and the base material 91 is detachably held on the substantially horizontal upper surface of the carrier 90. Note that various modes such as a mode in which the base material 91 is held by the vacuum suction method and a mode in which the base material 91 is mechanically held by a chuck pin or the like can be adopted as the mode of holding the base material 91 in the carrier 90.

基材９１が配設されたキャリア９０がゲート１６０を介してチャンバー１００内に導入されると、各搬送ローラ３１が該キャリア９０の端縁（±Ｙ側の端縁）付近に下方から当接する。そして、駆動部（図示省略）によって各搬送ローラ３１が同期回転されることによって、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が搬送経路面Ｌに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ３１が時計回りおよび反時計回りの双方に回転可能であり、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が双方向（±Ｘ方向）に搬送される態様について説明する。搬送経路面Ｌは、スパッター処理部５０（成膜処理部）に対向した被成膜箇所Ｐを含む。このため、搬送機構３０によって搬送される基材９１の上面のうち被成膜箇所Ｐに配される箇所に成膜処理が行われる。   When the carrier 90 on which the base material 91 is disposed is introduced into the chamber 100 through the gate 160, each transport roller 31 comes into contact with the vicinity of the edge (± Y side edge) of the carrier 90 from below. . Then, the carrier 90 and the base material 91 held by the carrier 90 are transported along the transport path surface L by synchronously rotating the transport rollers 31 by a drive unit (not shown). In the present embodiment, each conveyance roller 31 is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions, and the carrier 90 and the substrate 91 held by the carrier 90 are conveyed in both directions (± X directions). explain. The transfer path surface L includes a deposition position P facing the sputtering processing unit 50 (film formation processing unit). For this reason, a film forming process is performed on a portion of the upper surface of the base material 91 that is transported by the transport mechanism 30 that is disposed at the deposition target position P.

スパッタリング装置１は、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスなどのスパッターガスを供給するスパッターガス供給部５１０と、処理空間Ｖに窒素ガスなどの反応性ガスを供給する反応性ガス供給部５２０とを備える。したがって、スパッターガス供給部５１０および反応性ガス供給部５２０の双方がガスを供給した場合には、まず処理空間Ｖ内にスパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成され、時間経過とともにチャンバー１００の内部空間全体にもこの混合雰囲気が形成される。   The sputtering apparatus 1 includes a sputtering gas supply unit 510 that supplies a sputtering gas such as argon gas that is an inert gas to the processing space V, and a reactive gas supply unit 520 that supplies a reactive gas such as nitrogen gas to the processing space V. With. Therefore, when both the sputtering gas supply unit 510 and the reactive gas supply unit 520 supply gas, first, a mixed atmosphere of the sputtering gas and the reactive gas is formed in the processing space V, and the chamber 100 over time. This mixed atmosphere is also formed in the entire internal space.

スパッターガス供給部５１０は、具体的には、例えば、スパッターガスの供給源であるスパッターガス供給源５１１と、配管５１２とを備える。配管５１２は、一端がスパッターガス供給源５１１と接続され、他端が処理空間Ｖと連通する各ノズル５１４に接続される。また、配管５１２の経路途中には、バルブ５１３が設けられる。バルブ５１３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ５１３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。   Specifically, the sputter gas supply unit 510 includes, for example, a sputtering gas supply source 511 that is a supply source of a sputtering gas, and a pipe 512. One end of the pipe 512 is connected to the sputtering gas supply source 511 and the other end is connected to each nozzle 514 communicating with the processing space V. Further, a valve 513 is provided in the course of the pipe 512. The valve 513 adjusts the amount of sputtering gas supplied to the processing space V under the control of the control unit 190. The valve 513 is preferably a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the pipe, and specifically includes, for example, a mass flow controller.

各ノズル５１４は、回転カソード５、６間に設けられた１列の誘導結合アンテナ１５１の±Ｘ側に設けられ、チャンバー１００の天板を貫通して下側に向けて開口している。このため、スパッターガス供給源５１１から供給されたスパッターガスは、各ノズル５１４から処理空間Ｖに導入される。   Each nozzle 514 is provided on the ± X side of a row of inductive coupling antennas 151 provided between the rotary cathodes 5 and 6, and opens downward through the top plate of the chamber 100. For this reason, the sputtering gas supplied from the sputtering gas supply source 511 is introduced into the processing space V from each nozzle 514.

反応性ガス供給部５２０は、具体的には、例えば、反応性ガスの供給源である反応性ガス供給源５２１と、配管５２２とを備える。配管５２２は、一端が反応性ガス供給源５２１と接続され、他端が複数（図４の例では、６つ）に分岐して処理空間Ｖに設けられた複数のノズル１２（図４の例では、＋Ｘ側と−Ｘ側とにそれぞれ３つずつ計６つのノズル１２）に接続される。配管５２２の経路途中には、バルブ５２３が設けられる。バルブ５２３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給される反応性ガスの量を調整する。   Specifically, the reactive gas supply unit 520 includes, for example, a reactive gas supply source 521 that is a reactive gas supply source, and a pipe 522. One end of the pipe 522 is connected to the reactive gas supply source 521, and the other end is branched into a plurality (six in the example of FIG. 4) and a plurality of nozzles 12 (example of FIG. 4) provided in the processing space V. Then, a total of six nozzles 12) are connected, three on the + X side and three on the −X side. A valve 523 is provided in the middle of the route of the pipe 522. The valve 523 adjusts the amount of reactive gas supplied to the processing space V under the control of the control unit 190.

各ノズル１２は、処理空間Ｖのうち下方の領域においてＹ方向に延在するように設けられている。配管５２２の各他端は、各ノズル１２のＸ方向両端面のうち外側の各端面と接続されている。各ノズル１２には、当該各端面に開口して配管５２２の他端と接続されるとともにノズル内部で複数に分岐する各流路が形成されている。各流路の先端はノズル１２のＸ方向両端面のうち内側の各端面に達して開口し、この各端面には複数の吐出口１１が形成される。   Each nozzle 12 is provided so as to extend in the Y direction in a lower region of the processing space V. Each other end of the pipe 522 is connected to each outer end face of the X direction end faces of each nozzle 12. Each nozzle 12 is formed with a flow path that opens to each end face and is connected to the other end of the pipe 522 and branches into a plurality of portions inside the nozzle. The tip of each flow path reaches and opens each inner end face of both end faces in the X direction of the nozzle 12, and a plurality of discharge ports 11 are formed on each end face.

＋Ｘ側の各ノズル１２の上方には、光ファイバーのプローブ１３が設けられる。また、プローブ１３に入射するプラズマ発光の分光強度を測定可能な分光器１４が設けられている。分光器１４は制御部１９０と電気的に接続されており、分光器１４の測定値は制御部１９０に供給される。制御部１９０は、分光器１４の出力に基づいて、プラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）法によりバルブ５２３を制御することで、反応性ガス供給部５２０からチャンバー１００内に供給される反応性ガスの導入量を制御する。バルブ５２３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。   An optical fiber probe 13 is provided above each nozzle 12 on the + X side. A spectroscope 14 capable of measuring the spectral intensity of plasma emission incident on the probe 13 is also provided. The spectroscope 14 is electrically connected to the control unit 190, and the measurement value of the spectroscope 14 is supplied to the control unit 190. The control unit 190 controls the valve 523 by the plasma emission monitor (PEM) method based on the output of the spectroscope 14, thereby introducing the reactive gas introduced into the chamber 100 from the reactive gas supply unit 520. To control. The valve 523 is preferably a valve that can automatically adjust the flow rate of the gas flowing through the pipe. For example, the valve 523 preferably includes a mass flow controller.

スパッタリング装置１が備える各構成要素は、制御部１９０と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部１９０により制御される。制御部１９０は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡコンピュータにより構成される。また、制御部１９０は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部１９１と接続されている。入力部１９１は、例えば、装置の操作者が成膜される膜の色情報を指定して入力する際に用いられる。   Each component included in the sputtering apparatus 1 is electrically connected to the control unit 190, and each component is controlled by the control unit 190. Specifically, the control unit 190 includes, for example, a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that stores programs, a RAM that serves as a work area for arithmetic processes, a hard disk that stores programs and various data files, a LAN, and the like. A data communication unit having a data communication function via a general FA computer is connected to each other by a bus line or the like. The control unit 190 is connected to an input unit 191 that includes a display that performs various displays, a keyboard, a mouse, and the like. The input unit 191 is used, for example, when an operator of the apparatus designates and inputs color information of a film to be formed.

スパッター処理部５０は、２つの回転カソード５、６と、２つの回転カソード５、６をそれぞれの中心軸線回りに回転させる２つの回転部１９と、２つの回転カソード５、６の内部にそれぞれ収容される２つの磁石ユニット２１、２２と、２つの回転カソード５、６にそれぞれスパッター電力を供給するスパッター用電源１６３と、を備える。   The sputter processing unit 50 is housed in the two rotary cathodes 5 and 6, the two rotary cathodes 19 that rotate the two rotary cathodes 5 and 6 about their respective central axes, and the two rotary cathodes 5 and 6, respectively. And two sputtering units 163 and 22 for supplying sputtering power to the two rotating cathodes 5 and 6, respectively.

回転カソード５、６は、処理空間ＶにおいてＸ方向に一定距離を隔てて対向配置されて、カソード対として構成される。このように回転カソード５、６が並設されることにより、基材９１上の被成膜箇所Ｐにラジカルがより集中し、スパッター処理により得られる膜の膜質が向上しうる。   The rotating cathodes 5 and 6 are arranged to face each other with a certain distance in the X direction in the processing space V, and are configured as a cathode pair. By arranging the rotary cathodes 5 and 6 side by side in this manner, radicals are more concentrated on the film formation location P on the base material 91, and the film quality of the film obtained by the sputtering process can be improved.

スパッター処理部５０は、回転カソード５、６間に設けられた１列の誘導結合アンテナ１５１と、整合回路１５４と、整合回路１５４を介して各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する高周波電源１５３とをさらに備える。   The sputter processing unit 50 includes a row of inductive coupling antennas 151 provided between the rotating cathodes 5 and 6, a matching circuit 154, and a high frequency power source 153 that supplies high frequency power to each inductive coupling antenna 151 via the matching circuit 154. And further comprising.

ここで、１列の誘導結合アンテナ１５１とは、Ｙ方向に沿って間隔をあけて設けられた５つの誘導結合アンテナ１５１のことを意味する。   Here, one line of inductively coupled antennas 151 means five inductively coupled antennas 151 provided at intervals along the Y direction.

このため、高周波電源１５３が各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力（例えば、周波数１３．５６ＭＨｚの電力）を供給することにより、チムニー６０の内部に設けられた各誘導結合アンテナ１５１が処理空間Ｖ内に誘導結合プラズマを生成する。   Therefore, the high frequency power supply 153 supplies high frequency power (for example, power having a frequency of 13.56 MHz) to each inductive coupling antenna 151, so that each inductive coupling antenna 151 provided inside the chimney 60 is within the processing space V. Inductively coupled plasma is generated.

各誘導結合アンテナ１５１は、石英硝子などからなる誘電体の保護部材１５２によって覆われて、チャンバー１００の天板を貫通してチャンバー１００の内部空間に突出して設けられる。   Each inductive coupling antenna 151 is covered with a dielectric protective member 152 made of quartz glass or the like, and is provided so as to protrude through the top plate of the chamber 100 into the internal space of the chamber 100.

各誘導結合アンテナ１５１は、例えば、図３に示されるように、金属製のパイプ状導体をＵ字形に曲げたものであり、「Ｕ」の字の状態でチャンバー１００の天板を貫通してチャンバー１００の内部空間に突設されている。誘導結合アンテナ１５１は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。   For example, as shown in FIG. 3, each inductive coupling antenna 151 is formed by bending a metal pipe-like conductor into a U shape, and penetrates the top plate of the chamber 100 in a “U” shape. Projecting in the internal space of the chamber 100. The inductively coupled antenna 151 is appropriately cooled, for example, by circulating cooling water therein.

各誘導結合アンテナ１５１の一端は、整合回路１５４を介して、高周波電源１５３に電気的に接続されている。また、各誘導結合アンテナ１５１の他端は接地されている。この構成において、高周波電源１５３から誘導結合アンテナ１５１に高周波電力が供給されると、誘導結合アンテナ１５１の周囲に高周波誘導磁界が生じ、チャンバー１００の内部空間に誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasｍa：ＩＣＰ）が発生する。この誘導結合プラズマは、電子の空間密度が３×１０^１０個／ｃｍ^３以上の高密度プラズマである。 One end of each inductively coupled antenna 151 is electrically connected to a high frequency power source 153 via a matching circuit 154. The other end of each inductively coupled antenna 151 is grounded. In this configuration, when high frequency power is supplied from the high frequency power source 153 to the inductively coupled antenna 151, a high frequency induced magnetic field is generated around the inductively coupled antenna 151, and inductively coupled plasma (ICP) is generated in the internal space of the chamber 100. Will occur. This inductively coupled plasma is a high-density plasma having an electron spatial density of 3 × 10 ¹⁰ atoms / cm ³ or more.

また、本実施形態のようにＵ字形状の誘導結合アンテナ１５１は、巻数が一周未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が一周以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低い。このため、誘導結合アンテナ１５１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。これにより、基材９１上へのダメージを低減することが可能となる。   In addition, the U-shaped inductively coupled antenna 151 as in this embodiment corresponds to an inductively coupled antenna having less than one turn, and has a lower inductance than an inductively coupled antenna having more than one turn. For this reason, the high frequency voltage generated at both ends of the inductive coupling antenna 151 is reduced, and the high frequency fluctuation of the plasma potential accompanying the electrostatic coupling to the generated plasma is suppressed. For this reason, excessive electron loss accompanying the plasma potential fluctuation to the ground potential is reduced, and the plasma potential can be suppressed particularly low. Thereby, damage to the base material 91 can be reduced.

磁石ユニット２１（２２）は、回転カソード５（６）の外周面のうち自身の近傍で磁界（静磁場）を形成する。回転カソード５、６間に設けられた１列の誘導結合アンテナ１５１は、処理空間Ｖのうち磁石ユニット２１、２２によって磁界が形成されている部分を含む空間に誘導結合プラズマを発生する。   The magnet unit 21 (22) forms a magnetic field (static magnetic field) in the vicinity of itself on the outer peripheral surface of the rotating cathode 5 (6). A row of inductively coupled antennas 151 provided between the rotating cathodes 5 and 6 generate inductively coupled plasma in a space including a portion of the processing space V where a magnetic field is formed by the magnet units 21 and 22.

回転カソード５（６）は、水平面内において搬送方向に垂直なＹ方向に延設された筒状のベース部材８と、ベース部材８の外周を被覆する筒状のターゲット１６とを備えて構成されている。ベース部材８は導電体であり、ターゲット１６の材料としては窒化チタン成膜用のチタン（Ｔｉ）を含む材料が用いられる。なお、回転カソード５（６）がベース部材８を含まず、円筒状のターゲット１６によって構成されてもよい。ターゲット１６の形成は、例えば、ターゲット材料の粉末を圧縮成型して筒状に形成し、その後、ベース部材８を挿入する手法などによって行われる。   The rotary cathode 5 (6) includes a cylindrical base member 8 that extends in the Y direction perpendicular to the transport direction in a horizontal plane, and a cylindrical target 16 that covers the outer periphery of the base member 8. ing. The base member 8 is a conductor, and the target 16 is made of a material containing titanium (Ti) for forming a titanium nitride film. Note that the rotary cathode 5 (6) may be configured by the cylindrical target 16 without including the base member 8. The target 16 is formed by, for example, a technique of compressing and molding a target material powder into a cylindrical shape and then inserting the base member 8.

本明細書では、並設される回転カソード５、６およびそれぞれの内部に配される磁石ユニット２１、２２を一体的に表現する場合には、マグネトロンカソード対と呼ぶ。   In the present specification, when the rotating cathodes 5 and 6 arranged side by side and the magnet units 21 and 22 arranged inside each are integrally expressed, they are referred to as a magnetron cathode pair.

各ベース部材８の中心軸線２（３）方向の両端部は、中央部に円状の開口が設けられた蓋部によってそれぞれ塞がれている。回転カソード５（６）の中心軸線２（３）方向の長さは、例えば、１，４００ｍｍに設定され、直径は、例えば、１５０ｍｍに設定される。   Both end portions in the direction of the central axis 2 (3) of each base member 8 are respectively closed by lid portions each having a circular opening at the center portion. The length of the rotating cathode 5 (6) in the direction of the central axis 2 (3) is set to 1,400 mm, for example, and the diameter is set to 150 mm, for example.

スパッター処理部５０は、２対のシール軸受９、１０と、２つの円筒状の支持棒７とをさらに備えている。シール軸受９、１０の各対は、回転カソード５（６）の長手方向（Ｙ方向）において回転カソード５（６）を挟んで設けられている。シール軸受９、１０は、それぞれ、チャンバー１００の天板の下面から立設された台部と、台部の下部に設けられた略円筒状の円筒部とを備えている。   The sputter processing unit 50 further includes two pairs of seal bearings 9 and 10 and two cylindrical support rods 7. Each pair of the seal bearings 9 and 10 is provided with the rotary cathode 5 (6) sandwiched in the longitudinal direction (Y direction) of the rotary cathode 5 (6). Each of the seal bearings 9 and 10 includes a pedestal that is erected from the lower surface of the top plate of the chamber 100 and a substantially cylindrical cylindrical portion that is provided at the lower part of the pedestal.

各支持棒７の一端はシール軸受９の円筒部に軸受けされ、他端はシール軸受１０の円筒部に軸受けされている。各支持棒７は、ベース部材８の一端の蓋部の開口から回転カソード５（６）内に挿入されて、回転カソード５（６）を中心軸線２（３）に沿って貫通し、ベース部材８の他端の蓋部の開口から回転カソード５（６）外に出されている。   One end of each support bar 7 is supported by the cylindrical portion of the seal bearing 9, and the other end is supported by the cylindrical portion of the seal bearing 10. Each support bar 7 is inserted into the rotary cathode 5 (6) from the opening of the lid at one end of the base member 8, and passes through the rotary cathode 5 (6) along the central axis 2 (3). 8 is out of the rotating cathode 5 (6) through the opening of the lid at the other end.

磁石ユニット２１（２２）は、透磁鋼などの磁性材料により形成されたヨーク２５（支持板）と、ヨーク２５上に設けられた複数の磁石（後述する中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂ）とを備えて構成されている。   The magnet unit 21 (22) includes a yoke 25 (support plate) formed of a magnetic material such as permeable steel, and a plurality of magnets (a central magnet 23a and a peripheral magnet 23b described later) provided on the yoke 25. It is prepared for.

ヨーク２５は、平板状の部材であり、回転カソード５（６）の内周面に対向して回転カソード５の長手方向（Ｙ方向）に延在している。回転カソード５、６の内周面に対向するヨーク２５の表面上には、ヨーク２５の長手方向に延在する中央磁石２３ａが、ヨーク２５の長手方向に沿った中心線上に配置されている。ヨーク２５の表面の外縁部には、中央磁石２３ａの周囲を囲む環状（無端状）の周辺磁石２３ｂが、さらに設けられている。中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂは、例えば、永久磁石によって構成される。   The yoke 25 is a flat member and extends in the longitudinal direction (Y direction) of the rotary cathode 5 so as to face the inner peripheral surface of the rotary cathode 5 (6). A central magnet 23 a extending in the longitudinal direction of the yoke 25 is disposed on a center line along the longitudinal direction of the yoke 25 on the surface of the yoke 25 facing the inner peripheral surfaces of the rotary cathodes 5 and 6. On the outer edge portion of the surface of the yoke 25, an annular (endless) peripheral magnet 23b surrounding the periphery of the central magnet 23a is further provided. The central magnet 23a and the peripheral magnet 23b are constituted by permanent magnets, for example.

中央磁石２３ａと周辺磁石２３ｂとのそれぞれのターゲット１６側の極性は、互いに異なっている。また、２つの磁石ユニット２１、２２におけるそれぞれの極性は相補的に構成される。例えば、磁石ユニット２１ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＮ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＳ極とされる一方で、磁石ユニット２２ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＳ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＮ極とされる。   The polarities on the target 16 side of the central magnet 23a and the peripheral magnet 23b are different from each other. The polarities of the two magnet units 21 and 22 are configured to be complementary. For example, in the magnet unit 21, the polarity of the central magnet 23a on the target 16 side is N pole and the polarity of the peripheral magnet 23b is S pole, while in the magnet unit 22, the polarity of the central magnet 23a on the target 16 side is S pole. The polarity of the peripheral magnet 23b is the N pole.

ヨーク２５の裏面には、固定部材２７の一端が接合されている。固定部材２７の他端は、支持棒７に接合されている。これにより、磁石ユニット２１、２２は支持棒７に連結される。本実施形態では、マグネトロンカソード対を構成する磁石ユニット２１、２２が、互いに向き合う位置から被成膜箇所Ｐに近づく−Ｚ方向に所定角度だけ回転された状態で固定されている。このため、回転カソード５、６の間でかつ被成膜箇所Ｐ側の空間には、磁石ユニット２１、２２間によって相対的に強い静磁場が形成される。   One end of the fixing member 27 is joined to the back surface of the yoke 25. The other end of the fixing member 27 is joined to the support bar 7. Thereby, the magnet units 21 and 22 are connected to the support rod 7. In the present embodiment, the magnet units 21 and 22 constituting the magnetron cathode pair are fixed in a state of being rotated by a predetermined angle in the −Z direction approaching the film-forming location P from a position facing each other. For this reason, a relatively strong static magnetic field is formed between the magnet units 21 and 22 in the space between the rotary cathodes 5 and 6 and on the film formation location P side.

各シール軸受９の台部には、モータと、モータの回転を伝達するギア（それぞれ図示省略）を備えた回転部１９が設けられている。また、回転カソード５、６のベース部材８の＋Ｙ側の蓋部の開口部の周囲には、各回転部１９のギアと噛み合うギア（図示省略）が設けられている。   The base part of each seal bearing 9 is provided with a rotating part 19 having a motor and gears (not shown) for transmitting the rotation of the motor. In addition, gears (not shown) that mesh with the gears of the respective rotary portions 19 are provided around the opening of the + Y side lid portion of the base member 8 of the rotary cathodes 5 and 6.

各回転部１９は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に回転カソード５（６）を回転させる。より詳細には、回転部１９は、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が下側から上側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる。回転速度は例えば１０〜２０回転／分に設定され、スパッター処理の期間中は上記した回転速度および回転方向で定速回転される。また、回転カソード５、６は、シール軸受１０および支持棒７を介して内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。   Each rotating portion 19 rotates the rotating cathode 5 (6) about the central axis 2 (3) by the rotation of the motor. More specifically, the rotating unit 19 is arranged around the central axes 2 and 3 so that the portions of the outer peripheral surfaces of the rotating cathodes 5 and 6 facing each other move from the lower side toward the upper side. The rotating cathodes 5 and 6 are rotated in the reverse direction. The rotation speed is set to, for example, 10 to 20 rotations / minute, and the constant rotation is performed at the rotation speed and the rotation direction described above during the sputtering process. The rotary cathodes 5 and 6 are appropriately cooled by circulating cooling water through the seal bearing 10 and the support rod 7.

スパッター用電源１６３に接続される電線は、２つに分岐して回転カソード５、６の各シール軸受１０内に導かれている。各電線の先端には、回転カソード５、６のベース部材８の−Ｙ側の蓋部に接触するブラシが設けられている。スパッター用電源１６３は、このブラシを介してベース部材８に、スパッター電力を供給する。本実施形態では、スパッター用電源１６３が回転カソード５、６に負電位の直流電力を供給する。この他にも、例えば、スパッター用電源１６３が回転カソード５、６に相互に逆位相の交流スパッター電力を供給する態様であっても構わないし、スパッター用電源１６３が回転カソード５、６に負電位と正電位とからなるパルス状の電力を供給する態様であっても構わない。   The electric wire connected to the power supply 163 for the sputter is branched into two and led into the sealed bearings 10 of the rotary cathodes 5 and 6. At the tip of each electric wire, a brush that contacts the lid portion on the −Y side of the base member 8 of the rotary cathodes 5 and 6 is provided. The power source 163 for sputter supplies sputtering power to the base member 8 through this brush. In this embodiment, the sputtering power source 163 supplies negative potential direct current power to the rotating cathodes 5 and 6. In addition to this, for example, the sputtering power source 163 may supply AC sputtering powers having opposite phases to the rotating cathodes 5 and 6, and the sputtering power source 163 may supply a negative potential to the rotating cathodes 5 and 6. It is also possible to supply a pulsed power consisting of a positive potential.

各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッター電力が供給されると、処理空間Ｖの各ターゲット１６の表面にスパッターガスのプラズマが生成される。このプラズマは、磁石ユニット２１、２２が形成する静磁場によって、回転カソード５、６間でかつ被成膜箇所Ｐ側の空間に高密度に閉じ込められる。本明細書では、このように磁界閉じ込め効果によって高密度化されたプラズマをマグネトロンプラズマと呼ぶ。本実施形態のようにマグネトロンカソード対がマグネトロンプラズマを生成する態様では、１つのマグネトロンカソードがマグネトロンプラズマを生成する場合よりもプラズマが高密度化される。このため、本実施形態の態様は成膜レート向上の観点から望ましい。   When sputtering power is supplied to each base member 8 (and thus each target 16), plasma of sputtering gas is generated on the surface of each target 16 in the processing space V. This plasma is confined with high density in the space between the rotating cathodes 5 and 6 and on the film-forming location P side by the static magnetic field formed by the magnet units 21 and 22. In the present specification, the plasma densified by the magnetic field confinement effect is referred to as magnetron plasma. In the embodiment in which the magnetron cathode pair generates magnetron plasma as in the present embodiment, the plasma is densified compared to the case where one magnetron cathode generates magnetron plasma. For this reason, the aspect of this embodiment is desirable from the viewpoint of improving the film formation rate.

上述の通り、回転カソード５、６間に設けられた１列の誘導結合アンテナ１５１は、処理空間Ｖのうち磁石ユニット２１、２２によって磁界が形成されている部分を含む空間に誘導結合プラズマを発生する。その結果、マグネトロンカソード対により発生するマグネトロンプラズマと誘導結合アンテナ１５１によって発生する誘導結合プラズマとが互いに重なり合い、混合プラズマが形成される。誘導結合アンテナ１５１が発生させた高密度の誘導結合プラズマも、磁石ユニット２１、２２が回転カソード５、６の外周面の近傍に形成する磁界によるマグネトロンプラズマとともに、ターゲット１６のスパッターに寄与する。   As described above, one row of inductively coupled antennas 151 provided between the rotating cathodes 5 and 6 generates inductively coupled plasma in a space including a portion where a magnetic field is formed by the magnet units 21 and 22 in the processing space V. To do. As a result, the magnetron plasma generated by the magnetron cathode pair and the inductively coupled plasma generated by the inductively coupled antenna 151 overlap each other to form a mixed plasma. The high-density inductively coupled plasma generated by the inductively coupled antenna 151 also contributes to sputtering of the target 16 together with the magnetron plasma generated by the magnetic units 21 and 22 in the vicinity of the outer peripheral surfaces of the rotating cathodes 5 and 6.

このように誘導結合プラズマをスパッターに寄与させる場合、誘導結合プラズマの寄与がない場合に比べて、回転カソード５、６に供給するスパッター電力の大きさが同一でもスパッター電圧を低くすることができる（インピーダンスを低くすることができる）。これにより、ターゲット１６から飛翔する反跳アルゴンや負イオンが基材９１の被成膜面に与えるダメージが低下しつつ、高成膜レートで成膜処理が実行される。   When the inductively coupled plasma contributes to sputtering in this way, the sputtering voltage can be lowered even when the sputter power supplied to the rotating cathodes 5 and 6 is the same as compared with the case where no inductively coupled plasma contributes ( Impedance can be reduced). Thereby, the film-forming process is performed at a high film-forming rate while the damage given to the film-forming surface of the base material 91 by recoil argon and negative ions flying from the target 16 is reduced.

スパッター処理では、チャンバー１００の処理空間Ｖにスパッターガスとしてアルゴンガスを、反応性ガスとして窒素ガスを導入して、上記混合プラズマの雰囲気において回転カソード５、６の外周を被覆するチタンのターゲット１６をスパッターし、当該ターゲット１６に対向する基材９１上に窒化チタン膜を成膜する。   In the sputtering process, argon gas as a sputtering gas and nitrogen gas as a reactive gas are introduced into the processing space V of the chamber 100, and a titanium target 16 covering the outer circumference of the rotating cathodes 5 and 6 in the mixed plasma atmosphere is formed. Sputtering is performed to form a titanium nitride film on the substrate 91 facing the target 16.

＜１．２ 処理例＞
＜１．２．１ 対応データの作成処理＞
図５は、対応データの作成処理の流れを示す図である。図６は、対応データの一例を示す図である。図６において、横軸はアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスにおける窒素ガスの比率を示し、図示左側の縦軸はＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系のａ^＊ｂ^＊値を示し、図示右側の縦軸はＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系のＬ^＊値を示す。 <1.2 Processing example>
<1.2.1 Processing for creating compatible data>
FIG. 5 is a diagram showing the flow of the correspondence data creation process. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of correspondence data. In FIG. 6, the horizontal axis represents the ratio of nitrogen gas in the mixed gas of argon gas and nitrogen gas, and the vertical axis on the left side in the figure represents the a ^* b ^* value of the L ^* a ^* b ^* color system, and the right side in the figure. The vertical axis indicates the L ^* value of the L ^* a ^* b ^* color system.

まず、対応データの作成処理が実行される。ここで、対応データとは、複数の色に関して、色情報（例えば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において特定される一色）とその色の膜を成膜するための成膜条件とを対応付けたデータである。本実施形態では、アルゴンガスの供給量は一定であり窒素ガスの供給量は可変であって、窒素ガスの供給量が膜色調整の要素として用いられる場合について説明する。 First, correspondence data creation processing is executed. Here, the correspondence data corresponds to color information (for example, one color specified in the L ^* a ^* b ^* color system) and film formation conditions for forming a film of that color for a plurality of colors. It is the attached data. In this embodiment, the case where the supply amount of argon gas is constant and the supply amount of nitrogen gas is variable, and the supply amount of nitrogen gas is used as an element for adjusting the film color will be described.

まず、装置の操作者が入力部１９１から各種成膜条件を入力する（ステップＳＴ１）。以下では、ステップＳＴ１において、成膜条件のうち膜色調整の要素（窒素ガスの供給量）および成膜すべき膜の膜厚が操作者によって指示入力され、成膜条件のうち他の各要素（例えば、スパッター電圧値、高周波電力値、チャンバー内の圧力値など）にはそれぞれ自動的に所定の基準値が指定される態様について説明する。ここで、本実施形態ではアルゴンガスの供給量が一定とされているため、窒素ガスの供給量を入力することはアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスにおける窒素ガスの比率を指定することと同義である。   First, the operator of the apparatus inputs various film forming conditions from the input unit 191 (step ST1). Hereinafter, in step ST1, the film color adjustment element (nitrogen gas supply amount) of the film formation conditions and the film thickness of the film to be formed are input by the operator, and the other elements of the film formation conditions are input. A description will be given of a mode in which a predetermined reference value is automatically designated for each (for example, a sputtering voltage value, a high-frequency power value, a pressure value in the chamber, etc.). Here, in this embodiment, since the supply amount of argon gas is constant, inputting the supply amount of nitrogen gas is synonymous with specifying the ratio of nitrogen gas in the mixed gas of argon gas and nitrogen gas. It is.

そして、ステップＳＴ１において指定された成膜条件でスパッター処理が行われる（ステップＳＴ２）。   Then, a sputtering process is performed under the film forming conditions specified in step ST1 (step ST2).

まず、スパッターガス供給部５１０および反応性ガス供給部５２０により、処理空間Ｖ内に指定された窒素ガスの比率における混合雰囲気が形成される。高周波電源１５３により回転カソード５、６間に配される各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力が供給される。これにより、処理空間Ｖに誘導結合プラズマが生成される。また、処理空間Ｖに誘導結合プラズマが生成されると、チャンバー１００内でプラズマ処理を行うのに適したプロセス圧に到達するまで、排気部１７０がチャンバー１００内の気体を排気する。チャンバー１００内の圧力がプロセス圧に達すると、スパッター用電源１６３により回転カソード５、６にスパッター電力が供給される。これにより、処理空間ＶのＹ方向中央位置にマグネトロンプラズマが生成される。その結果、処理空間ＶのＹ方向中央位置に（具体的には、回転カソード５、６間でかつ被成膜箇所Ｐ側の空間に）おいて、マグネトロンプラズマと誘導結合プラズマとの混合プラズマが形成される。   First, the sputter gas supply unit 510 and the reactive gas supply unit 520 form a mixed atmosphere in the nitrogen gas ratio specified in the processing space V. High frequency power is supplied to each inductive coupling antenna 151 disposed between the rotary cathodes 5 and 6 by a high frequency power source 153. Thereby, inductively coupled plasma is generated in the processing space V. In addition, when inductively coupled plasma is generated in the processing space V, the exhaust unit 170 exhausts the gas in the chamber 100 until a process pressure suitable for performing plasma processing in the chamber 100 is reached. When the pressure in the chamber 100 reaches the process pressure, sputtering power is supplied to the rotating cathodes 5 and 6 by the sputtering power supply 163. Thereby, a magnetron plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V. As a result, the mixed plasma of the magnetron plasma and the inductively coupled plasma is generated at the center position in the Y direction of the processing space V (specifically, between the rotary cathodes 5 and 6 and in the space on the deposition site P side). It is formed.

この状態で、搬送機構３０が、ゲート１６０から基材９１を搬入し、搬送経路面Ｌに沿って基材９１を搬送する。より具体的には、搬送機構３０は、基材９１が被成膜箇所Ｐを複数回通過するように、基材９１を搬送経路面Ｌに沿って±Ｘ方向に移動させる。また、加熱部４０が搬送される基材９１を加熱する。その結果、搬送される基材９１の上面には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッターされた窒化チタン粒子が結晶化して堆積し、窒化チタン膜が成膜される。   In this state, the transport mechanism 30 loads the base material 91 from the gate 160 and transports the base material 91 along the transport path surface L. More specifically, the transport mechanism 30 moves the base material 91 in the ± X direction along the transport path surface L so that the base material 91 passes through the film formation location P a plurality of times. Moreover, the base material 91 by which the heating part 40 is conveyed is heated. As a result, titanium nitride particles sputtered from the target 16 of the rotating cathodes 5 and 6 are crystallized and deposited on the upper surface of the substrate 91 to be transported, and a titanium nitride film is formed.

その後、所定の処理時間が経過し、成膜された膜の膜厚が入力部１９１から入力された膜厚に達すると、スパッター処理が終了する。具体的には、スパッター用電源１６３による回転カソード５、６へのスパッター電圧の印加が停止される。スパッターガス供給源５１１によるスパッターガスの供給が停止される。また、反応性ガス供給源５２１による反応性ガスの供給が停止される。また、高周波電源１５３による各誘導結合アンテナ１５１への高周波電力の供給が停止される。そして、搬送機構３０が成膜後の基材９１をゲート１６１からスパッタリング装置１の外部へと搬出する。   Thereafter, when a predetermined processing time elapses and the film thickness of the formed film reaches the film thickness input from the input unit 191, the sputtering process ends. Specifically, the application of the sputtering voltage to the rotating cathodes 5 and 6 by the sputtering power source 163 is stopped. The supply of the sputtering gas by the sputtering gas supply source 511 is stopped. Further, the supply of the reactive gas by the reactive gas supply source 521 is stopped. Further, the supply of the high frequency power to each inductive coupling antenna 151 by the high frequency power supply 153 is stopped. Then, the transport mechanism 30 unloads the substrate 91 after film formation from the gate 161 to the outside of the sputtering apparatus 1.

スパッター処理が終了すると、操作者がエリプソメトリー等の測定器を用いて成膜された膜の光学定数を実測する（第１対応関係取得工程：ステップＳＴ３）。これにより、膜の屈折率ｎおよび消衰係数ｋが得られる。   When the sputtering process is completed, the operator actually measures the optical constant of the film formed using a measuring instrument such as ellipsometry (first correspondence acquisition step: step ST3). Thereby, the refractive index n and the extinction coefficient k of the film are obtained.

図７は、スパッター処理時の窒素ガス比率と屈折率ｎのスペクトルとの関係を示す図である。図７において、横軸は波長を示し、縦軸は屈折率ｎを示す。図８は、スパッター処理時の窒素ガス比率と消衰係数ｋのスペクトルとの関係を示す図である。図８において、横軸は波長を示し、縦軸は消衰係数ｋを示す。以下では、図７および図８に示されるように各成膜条件（本実施形態では、各窒素ガス比率）と各光学定数とを対応させた関係を、第１対応関係と呼ぶ。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the nitrogen gas ratio and the refractive index n spectrum during the sputtering process. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the refractive index n. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the nitrogen gas ratio during the sputtering process and the spectrum of the extinction coefficient k. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the extinction coefficient k. Hereinafter, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, a relationship in which each film forming condition (in this embodiment, each nitrogen gas ratio) and each optical constant are associated is referred to as a first correspondence relationship.

また、操作者が測色計を用いて成膜された膜の色情報を実測する（ステップＳＴ４）。これにより、膜の色情報（例えば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるＬ^＊値、ａ^＊値、およびｂ^＊値）が得られる。 Further, the operator actually measures the color information of the film formed using the colorimeter (step ST4). Thereby, film color information (for example, L ^* value, a ^* value, and b ^* value in the L ^* a ^* b ^* color system) is obtained.

以上説明したように、ステップＳＴ１〜ＳＴ４を１回実施することにより、ある特定の窒素ガス比率（例えば、１０％）でスパッター処理を行って得られる膜について、第１対応関係（屈折率ｎのスペクトル、消衰係数ｋのスペクトル）および対応データ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の各値）が得られる。 As described above, by performing steps ST1 to ST4 once, the first correspondence relationship (refractive index n of the refractive index n) is obtained for the film obtained by performing the sputtering process at a specific nitrogen gas ratio (for example, 10%). Spectrum, extinction coefficient k spectrum) and corresponding data (each value of L ^* a ^* b ^* ).

このため、ステップＳＴ５でＮｏに分岐し、異なる複数の窒素ガス比率（例えば、１０％、１５％、１８％、１９％、２０％、３０％、４０％）においてそれぞれステップＳＴ１〜ＳＴ４を複数回実施することで、該複数の窒素ガス比率でスパッター処理を行って得られる各膜について、第１対応関係（図７、図８）および対応データ（図６）が得られる。   For this reason, it branches to No in step ST5, and steps ST1 to ST4 are performed a plurality of times at different nitrogen gas ratios (for example, 10%, 15%, 18%, 19%, 20%, 30%, 40%). By performing, the first correspondence relationship (FIGS. 7 and 8) and the correspondence data (FIG. 6) are obtained for each film obtained by performing the sputtering process at the plurality of nitrogen gas ratios.

複数の窒素ガス比率においてステップＳＴ１〜ＳＴ４を複数回実施することにより、所望の実測サンプル数が得られたら、ステップＳＴ５でＹｅｓに分岐する。   If a desired number of actually measured samples is obtained by performing steps ST1 to ST4 a plurality of times at a plurality of nitrogen gas ratios, the process branches to Yes in step ST5.

そして、複数回のステップＳＴ３により得られた第１対応関係に補間処理が実行される（補完処理工程：ステップＳＴ６）。この補間処理としては、例えばスプライン補間処理など種々の処理を適用可能である。これにより、実測していない窒素ガス比率および光学定数についても、第１対応関係が予測的に得られる。   Then, an interpolation process is performed on the first correspondence obtained by a plurality of times of step ST3 (complementary process step: step ST6). As this interpolation process, various processes such as a spline interpolation process can be applied. As a result, the first correspondence relationship is also obtained predictively for the nitrogen gas ratio and the optical constant that have not been actually measured.

その後のステップＳＴ７では、各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係が用いられる。以下、数１〜数１８の各数式を参照しつつ、第２対応関係を得る流れ（第２対応関係取得工程）について説明する。なお、各数式において、下付き文字の「０」は空気を意味し、下付き文字の「１」は成膜される膜を意味し、下付き文字の「２」は基材９１を意味する。また、下付き文字の「ｐ」はｐ偏光を意味し、下付き文字の「ｓ」はｓ偏光を意味する。   In the subsequent step ST7, a second correspondence relationship in which each optical constant is associated with each color information is used. Hereinafter, a flow for obtaining the second correspondence relationship (second correspondence relationship obtaining step) will be described with reference to the mathematical expressions of Equations 1 to 18. In each formula, the subscript “0” means air, the subscript “1” means the film to be deposited, and the subscript “2” means the substrate 91. . The subscript “p” means p-polarized light, and the subscript “s” means s-polarized light.

複素屈折率をＮとすると、光学定数（屈折率ｎおよび消衰係数ｋ）および虚数ｉを用いて、以下の数１が成り立つ。   When the complex refractive index is N, the following formula 1 is established using the optical constant (refractive index n and extinction coefficient k) and imaginary number i.

また、各層への入射角をθとすると、スネルの法則により、以下の数２が成り立つ。   Further, when the incident angle to each layer is θ, the following formula 2 is established according to Snell's law.

このとき、位相変化をβとすると、以下の数３が成り立つ。   At this time, if the phase change is β, the following equation 3 holds.

そして、振幅反射係数をｒとし、振幅透過係数をｔとし、反射率をＲとし、成膜される膜の膜厚をｄとすると、フレネルの式より、以下の数４〜数９が成り立つ。   When the amplitude reflection coefficient is r, the amplitude transmission coefficient is t, the reflectance is R, and the film thickness of the film to be formed is d, the following equations 4 to 9 are established from the Fresnel equation.

図９は、スパッター処理時の窒素ガス比率と反射率スペクトルとの関係を示す図である。図９において、横軸は波長を示し、縦軸は反射率Ｒを示す。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the nitrogen gas ratio and the reflectance spectrum during the sputtering process. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the reflectance R.

また、反射率分布をＳ（λ）とし、ＸＹＺ表色系における等色関数をｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）とすると、以下の数１０〜数１３が成り立つ。   When the reflectance distribution is S (λ) and the color matching functions in the XYZ color system are x (λ), y (λ), and z (λ), the following equations 10 to 13 are established.

ここで、ＸＹＺ表色系からＬａｂ表色系に色変換を行うと、以下の数１４〜数１８が成り立つ。   Here, when color conversion is performed from the XYZ color system to the Lab color system, the following equations 14 to 18 are established.

以上説明したように、理論的な計算により、光学定数と色情報とを一対一に対応付けた第２対応関係が得られる。   As described above, the second correspondence relationship in which the optical constants and the color information are associated one to one is obtained by theoretical calculation.

そして、補間処理後の第１対応関係および第２対応関係を基に、色情報（例えば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において特定される一色）とその色の膜を成膜するための成膜条件（本実施形態では、窒素ガスの供給率）とを対応付けた対応データが作成される（作成工程：ステップＳＴ７）。作成された対応データは、制御部１９０の記憶部に格納される。 Based on the first correspondence relationship and the second correspondence relationship after the interpolation processing, color information (for example, one color specified in the L ^* a ^* b ^* color system) and a film of that color are formed. Correspondence data that associates film forming conditions (in this embodiment, the supply rate of nitrogen gas) is created (creation process: step ST7). The created correspondence data is stored in the storage unit of the control unit 190.

本実施形態では、ステップＳＴ６にて補完処理が実行されるため、実際に光学定数を実測したサンプル数よりも多いバリエーションで対応データが作成される。したがって、後述する＜１．２．２ 対応データを利用したスパッター処理＞において、選択可能な色指定の範囲が大きくなり、望ましい。   In this embodiment, since the complementary process is executed in step ST6, the correspondence data is created with more variations than the number of samples in which the optical constant is actually measured. Therefore, it is desirable that the range of color designations that can be selected is increased in <1.2.2 Sputtering processing using corresponding data> described later.

また、本実施形態では、複数の窒素ガス供給率における膜の色情報（図６）に補完処理が実行されるのではなく、複数の窒素ガス供給率における第１対応関係（図７、図８）に補間処理が実行される。   Further, in the present embodiment, the complementary processing is not performed on the color information (FIG. 6) of the film at the plurality of nitrogen gas supply rates, but the first correspondence relationship at the plurality of nitrogen gas supply rates (FIGS. 7 and 8). ) Is subjected to interpolation processing.

ここで、図６から分かるように、窒素ガス供給率に対して色情報が急峻に変化する区間が存在する。具体的には、窒素ガス供給率が１６％〜２０％の区間において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の各値が急峻に変化している。これに対し、図７、図８から分かるように、窒素ガス供給率に対して光学定数の各値は緩やかに変化する。具体的には、窒素ガス供給率が大きくなるにつれて屈折率ｎおよび消衰係数ｋの下限を示すピークが緩やかに長波長側にシフトしている。 Here, as can be seen from FIG. 6, there is a section where the color information changes sharply with respect to the nitrogen gas supply rate. Specifically, each value of L ^* a ^* b ^* changes sharply in a section where the nitrogen gas supply rate is 16% to 20%. On the other hand, as can be seen from FIGS. 7 and 8, each value of the optical constant gradually changes with respect to the nitrogen gas supply rate. Specifically, the peak indicating the lower limit of the refractive index n and the extinction coefficient k is gradually shifted to the longer wavelength side as the nitrogen gas supply rate increases.

本実施形態では、このように変化が緩やかな第１対応関係に補間処理を実行することで、変化が急峻な色情報に補完処理を実行する態様に比べて、より少ないサンプリング数で高精度なサンプリングを実行することが可能となる。そして、ステップＳＴ７において、この補完処理後の第１対応関係と、理論的な計算により得られる第２対応関係と、を基に対応データが作成される。   In the present embodiment, the interpolation process is executed in the first correspondence relationship in which the change is gradual as described above, so that it is possible to achieve high accuracy with a smaller number of samplings as compared with the aspect in which the complementary process is executed on the color information with a steep change. Sampling can be performed. Then, in step ST7, correspondence data is created based on the first correspondence relationship after the complement processing and the second correspondence relationship obtained by theoretical calculation.

このように、本実施形態では、ステップＳＴ３で得られる第１対応関係を基に対応データを作成するため、ステップＳＴ４で色情報を実測する工程は必須ではない。ただし、ステップＳＴ４で得られる色情報を実測しておけば、作成される対応データの正確性を確認する際や、対応データに適宜修正を加える際に該色情報を利用可能である。   Thus, in this embodiment, since correspondence data is created based on the first correspondence relationship obtained in step ST3, the step of actually measuring color information in step ST4 is not essential. However, if the color information obtained in step ST4 is actually measured, the color information can be used when confirming the accuracy of the corresponding data to be created or appropriately modifying the corresponding data.

＜１．２．２ 対応データを利用したスパッター処理＞
図１０は、対応データを利用したスパッター処理の流れを示す図である。 <1.2.2 Sputtering process using corresponding data>
FIG. 10 is a diagram showing the flow of the sputtering process using the correspondence data.

対応データが作成された後は、スパッター処理において、装置の操作者が入力部１９１から膜色を指定することが可能となる。具体的には、操作者は、色情報（例えば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊の各値）および膜厚を入力部１９１に入力する（ステップＳＴ１１）。 After the correspondence data is created, the film operator can specify the film color from the input unit 191 in the sputtering process. Specifically, the operator inputs color information (for example, each value of L ^* a ^* b ^* ) and film thickness into the input unit 191 (step ST11).

制御部１９０は、入力部から入力された色情報が対応データの対応可能範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。ここで、色情報が対応データの対応可能範囲に含まれる場合には、対応データにおいて入力された色情報と完全に一致する色の膜を成膜可能な成膜条件が存在する場合と、対応データにおいて入力された色情報とのずれが許容範囲の色の膜を成膜可能な成膜条件が存在する場合と、の双方が含まれる。   The control unit 190 determines whether the color information input from the input unit is included in the compatible range of the corresponding data (step ST12). Here, when the color information is included in the compatible range of the corresponding data, the case where there is a film forming condition capable of forming a color film that completely matches the color information input in the corresponding data corresponds to This includes both the case where there is a film forming condition in which a film having a color whose deviation from the color information input in the data is within an allowable range exists.

そして、入力された色情報が対応データの対応可能範囲に含まれる場合には、ステップＳＴ１２でＹｅｓに分岐し、制御部１９０が入力部１９１から入力された色情報を基に対応データを参照して、スパッタリング装置１でその色を成膜するための成膜条件を確定する（ステップＳＴ１３）。その後、ステップＳＴ２の説明で上述した際と同様のスパッター処理が実行される（ステップＳＴ１４）。   If the input color information is included in the compatible range of the corresponding data, the process branches to Yes in step ST12, and the control unit 190 refers to the corresponding data based on the color information input from the input unit 191. Then, the film forming conditions for forming the color with the sputtering apparatus 1 are determined (step ST13). Thereafter, a sputtering process similar to that described above in the description of step ST2 is performed (step ST14).

他方、入力された色情報が対応データの対応可能範囲に含まれない場合には、ステップＳＴ１２でＮｏに分岐し、制御部１９０がディスプレイへの表示や警告音等を通じてその旨を装置の操作者に報知する（ステップＳＴ１５）。   On the other hand, if the input color information is not included in the compatible range of the corresponding data, the process branches to No in step ST12, and the control unit 190 notifies the operator of the fact through a display on the display, a warning sound, or the like. (Step ST15).

このように、制御部１９０は、装置各部を制御する機能の他に、入力された色を成膜可能か判定する判定部としての機能と、成膜条件を確定する確定部としての機能と、入力された色を成膜できない際にその旨を操作者に知らせる報知部としての機能と、を有する。   Thus, in addition to the function of controlling each part of the apparatus, the control unit 190 has a function as a determination unit that determines whether an input color can be formed, a function as a determination unit that determines film formation conditions, And a function as a notification unit for notifying the operator when the input color cannot be formed.

本実施形態では、色情報と成膜条件とを対応付けた対応データを参照して成膜条件が確定される。このため、本実施形態の態様では、操作者の勘や経験則によって色と成膜条件とを対応付ける他の態様に比べ、高精度で安定的に所望の膜色の成膜処理を実行可能である。   In the present embodiment, the film formation conditions are determined with reference to correspondence data in which color information and film formation conditions are associated with each other. For this reason, in the aspect of the present embodiment, it is possible to perform film forming processing of a desired film color with high accuracy and stability, compared to other aspects in which colors and film forming conditions are associated with the intuition of the operator and empirical rules. is there.

また、本実施形態では、入力された色情報が対応データの対応可能範囲に含まれない場合に速やかにその旨が操作者に報知される。このため、現時点の対応データで成膜不能な色について操作者が試行錯誤する時間や手間が省略され、望ましい。   In the present embodiment, when the input color information is not included in the compatible range of the corresponding data, the operator is notified immediately. For this reason, it is desirable that the time and labor required for the operator to perform trial and error for colors that cannot be formed by the current correspondence data are omitted.

また、この場合、装置の操作者は、成膜条件における膜色調整の要素として窒素ガス供給率以外の他の要素各（例えば、スパッター電圧値、高周波電力値、チャンバー内の圧力値など）を変更しながらステップＳＴ１〜ＳＴ７の処理を行えばよい。これにより、対応データが更新されてそのデータ数が拡大するので、前の時点の対応データでは成膜不能だった色が更新後の対応データでは成膜可能となりうる。   Also, in this case, the operator of the apparatus sets each element other than the nitrogen gas supply rate (for example, a sputtering voltage value, a high frequency power value, a pressure value in the chamber, etc.) as an element for film color adjustment in the film forming conditions. What is necessary is just to perform the process of step ST1-ST7, changing. As a result, the correspondence data is updated and the number of data increases, so that it is possible to form a color that cannot be formed with the correspondence data at the previous time point with the updated correspondence data.

＜２ 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。 <2 Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention.

また、上記実施形態では、成膜装置としてスパッタリング装置１を用いる態様について説明したが、これに限られるものではない。他の成膜装置（例えば、蒸着装置など）においても、本発明を適用可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect which uses the sputtering apparatus 1 as a film-forming apparatus, it is not restricted to this. The present invention can also be applied to other film forming apparatuses (for example, a vapor deposition apparatus).

また、上記実施形態では、供給ガス（アルゴンガスおよび窒素ガス）のうち窒素ガスの供給量のみが膜色調整の要素として用いられる場合について説明した。一般に、成膜処理時に供給されるガスの種類やその供給量が、膜色調整の主な要素となることが知られている。したがって、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれていれば、本発明は適用可能である。ただし、より精密な膜色調整を行う観点で言えば、ガスの供給量以外の各要素（例えば、スパッター電圧値、高周波電力値、チャンバー内の圧力値など）が膜色調整の要素として用いられてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where only the supply amount of nitrogen gas among the supply gases (argon gas and nitrogen gas) is used as an element for film color adjustment has been described. In general, it is known that the type and amount of gas supplied during the film forming process are the main factors for film color adjustment. Therefore, the present invention is applicable as long as at least the gas supply amount is included as an element for adjusting the film color. However, from the viewpoint of more precise film color adjustment, each element other than the gas supply amount (for example, sputtering voltage value, high-frequency power value, pressure value in the chamber, etc.) is used as the film color adjustment element. May be.

また、ガス供給部（スパッターガス供給部５１０、反応性ガス供給部５２０）が処理空間Ｖに複数種類のガスを供給可能な場合には、上記実施形態のように、成膜条件に膜色調整の要素として少なくとも１種類のガスの供給量が含まれていれば本発明を適用可能である。   Further, when the gas supply unit (sputter gas supply unit 510, reactive gas supply unit 520) can supply a plurality of types of gases to the processing space V, the film color is adjusted to the film formation conditions as in the above embodiment. The present invention can be applied as long as at least one gas supply amount is included as an element.

また、上記実施形態では、入力部１９１に入力される色情報がＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における色情報である場合について説明しが、これに限られるものではない。入力部１９１に入力される色情報は、ＸＹＺ表色系などＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系以外の表色系における色情報であってもかまわない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the color information input into the input part 191 is color information in a L ^* a ^* b ^* color system, it is not restricted to this. The color information input to the input unit 191 may be color information in a color system other than the L ^* a ^* b ^* color system such as the XYZ color system.

また、上記実施形態では、成膜装置たるスパッタリング装置１において対応データが作成される態様について説明したが、成膜装置とは別体の装置において対応データが作成されても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which correspondence data were produced in the sputtering device 1 which is a film-forming apparatus, the correspondence data may be produced in the apparatus different from the film-forming apparatus.

また、上記実施形態では、基材保持部として基材９１を保持しつつ搬送する搬送機構３０が用いられる態様について説明したが、基材９１を静止状態で保持する基材保持部が用いられても構わない。また、搬送機構３０が基材９１を搬送する方向についても、上記実施形態のように水平方向の場合の他に、例えば垂直方向であっても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which the conveyance mechanism 30 which conveys holding the base material 91 as a base material holding part was demonstrated, the base material holding part which hold | maintains the base material 91 in a stationary state is used. It doesn't matter. Further, the direction in which the transport mechanism 30 transports the base material 91 may be, for example, the vertical direction in addition to the horizontal direction as in the above embodiment.

また、上記実施形態では、各誘導結合アンテナ１５１がチャンバー１００の天板を貫通してチャンバー１００の内部空間に突出して設けられる態様について説明したが、これに限られるものではない。各誘導結合アンテナ１５１がチャンバー１００の側壁や底板などを貫通してチャンバー１００の内部空間に突出して設けられてもよい。また、各誘導結合アンテナ１５１が、チャンバー１００の内壁（天板、側壁、或いは、底板）に埋め込まれてチャンバー１００の内部空間に突出しない態様で設けられてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated each aspect which provided each inductive coupling antenna 151 by protruding through the top plate of the chamber 100 and protruding in the internal space of the chamber 100, it is not restricted to this. Each inductive coupling antenna 151 may be provided so as to penetrate the side wall or bottom plate of the chamber 100 and protrude into the internal space of the chamber 100. Further, each inductively coupled antenna 151 may be provided in such a manner that it is embedded in the inner wall (top plate, side wall, or bottom plate) of the chamber 100 and does not protrude into the internal space of the chamber 100.

また、上記実施形態では、２つの回転カソード５、６を並設する場合について説明しているが、回転カソードは１つでもよい。また、回転カソードを用いるのではなく、平板型のカソードを用いてもよい。   Moreover, although the case where the two rotating cathodes 5 and 6 were arranged in parallel was demonstrated in the said embodiment, one rotating cathode may be sufficient. Further, instead of using a rotating cathode, a flat cathode may be used.

また、上記実施形態では、１列を構成する誘導結合アンテナ１５１の個数が５個の場合について説明しているが、該個数は回転カソード５（６）の長さに応じて適宜変更すればよい。また、複数列の誘導結合アンテナ１５１が設けられてもよい。その他にも、各部の位置、個数、長さなどの設計事項は適宜に変更可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the number of the inductive coupling antennas 151 which comprise 1 row was five, this number should just change suitably according to the length of the rotating cathode 5 (6). . A plurality of rows of inductively coupled antennas 151 may be provided. In addition, design items such as the position, number, and length of each part can be changed as appropriate.

また、上記実施形態では、搬送される基材９１の表面のうち上面に成膜処理が行われる態様について説明したが、これに限られるものでない。例えば、搬送される基材９１の表面のうち他の一面（側面、或いは、下面など）に成膜処理が行われてもよいし、搬送される基材９１の表面のうち複数の面（例えば、上面および下面）に同時に成膜処理が行われてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the aspect in which the film-forming process was performed on the upper surface among the surfaces of the base material 91 conveyed, it is not restricted to this. For example, a film forming process may be performed on the other surface (side surface, lower surface, or the like) of the surface of the substrate 91 to be conveyed, or a plurality of surfaces (for example, the surface of the substrate 91 to be conveyed (for example, , The upper surface and the lower surface) may be simultaneously formed.

以上、実施形態およびその変形例に係る成膜装置およびデータ作成方法について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の増減が可能である。   Although the film forming apparatus and the data creation method according to the embodiment and its modification have been described above, these are examples of the preferred embodiment of the present invention and do not limit the scope of the present invention. Within the scope of the invention, the present invention can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or increased or decreased with any component in each embodiment.

１ スパッタリング装置
５，６ 回転カソード
７ 支持棒
８ ベース部材
１６ ターゲット
１９ 回転部
２１，２２ 磁石ユニット
３０ 搬送機構
３１ 搬送ローラ
５０ スパッター処理部
１００ チャンバー
１５１ 誘導結合アンテナ
１５３ 高周波電源
１６３ スパッター用電源
１９０ 制御部
１９１ 入力部
６０ チムニー
９０ キャリア
９１ 基材
５１０ スパッターガス供給部
５２０ 反応性ガス供給部
Ｖ 処理空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sputtering device 5,6 Rotating cathode 7 Support rod 8 Base member 16 Target 19 Rotating part 21,22 Magnet unit 30 Conveying mechanism 31 Conveying roller 50 Sputter processing part 100 Chamber 151 Inductive coupling antenna 153 High frequency power supply 163 Sputtering power supply 190 Control part 191 Input unit 60 Chimney 90 Carrier 91 Base material 510 Sputter gas supply unit 520 Reactive gas supply unit V Processing space

Claims (7)

基材の表面に膜を成膜する成膜装置であって、
その内部に処理空間を有する処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内で前記基材を保持する基材保持部と、
前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、
前記処理チャンバー内の気体を排出する排気部と、
前記基材保持部に保持された前記基材の前記表面に成膜処理を実行する成膜処理部と、
成膜される前記膜の色情報が入力される入力部と、
複数の色に関して、色情報とその色の膜を成膜するための成膜条件とを対応付けた対応データが格納された記憶部と、
前記入力部から入力された前記色情報を基に前記対応データを参照して前記成膜条件を確定する確定部と、
を備え、
前記成膜条件には、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれることを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a film on the surface of a substrate,
A processing chamber having a processing space therein;
A substrate holding part for holding the substrate in the processing chamber;
A gas supply unit for supplying gas to the processing space;
An exhaust section for discharging the gas in the processing chamber;
A film formation processing unit that performs a film formation process on the surface of the base material held by the base material holding unit;
An input unit for inputting color information of the film to be formed;
A storage unit storing correspondence data in which color information and film forming conditions for forming a film of the color are associated with each other for a plurality of colors;
A determination unit that determines the film formation condition with reference to the corresponding data based on the color information input from the input unit;
With
The film forming apparatus is characterized in that the film forming condition includes at least a gas supply amount as an element of film color adjustment. 請求項１に記載の成膜装置であって、
前記ガス供給部は前記処理空間に複数種類のガスを供給可能であり、
前記ガス供給量とは前記複数種類のガスのうち少なくとも１種類のガスの供給量であることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1,
The gas supply unit can supply a plurality of types of gases to the processing space;
The gas supply amount is a supply amount of at least one kind of gas among the plurality of kinds of gases. 請求項１または請求項２に記載の成膜装置であって、
前記入力部から入力された前記色情報が前記対応データの対応可能範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
前記色情報が前記対応可能範囲に含まれない場合に、その旨を装置の操作者に報知する報知部と、
をさらに備えることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1 or 2,
A determination unit that determines whether or not the color information input from the input unit is included in a compatible range of the corresponding data;
When the color information is not included in the available range, a notification unit that notifies the operator of the fact,
The film forming apparatus further comprising: 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の成膜装置であって、
前記対応データは、
互いに異なる成膜条件の下で成膜された各膜の各光学定数を実測して得られ、各成膜条件と各光学定数とを対応させた第１対応関係と、
理論的な計算により得られ、各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係と、
を基に作成されることを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The correspondence data is
A first correspondence relationship obtained by actually measuring each optical constant of each film formed under different film forming conditions, and corresponding each film forming condition and each optical constant;
A second correspondence obtained by theoretical calculation and corresponding to each optical constant and each color information;
A film forming apparatus produced based on the above. 請求項４に記載の成膜装置であって、
前記第１対応関係に補間処理が実行されて、
前記対応データは、補間処理後の前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に作成されることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 4,
Interpolation processing is performed on the first correspondence relationship;
The correspondence data is created based on the first correspondence relationship and the second correspondence relationship after interpolation processing. 互いに異なる成膜条件の下で成膜された各膜の各光学定数を実測して、各成膜条件と各光学定数とを対応させた第１対応関係を得る第１対応関係取得工程と、
理論的な計算により、各光学定数と各色情報とを対応させた第２対応関係を得る第２対応関係取得工程と、
前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に、複数の色に関して色情報とその色の膜を成膜するための成膜条件とを対応付けた対応データを作成する作成工程と、
を備え、
前記成膜条件には、膜色調整の要素として少なくともガス供給量が含まれることを特徴とするデータ作成方法。 A first correspondence acquisition step of actually measuring each optical constant of each film formed under different film formation conditions to obtain a first correspondence relationship corresponding to each film formation condition and each optical constant;
A second correspondence obtaining step for obtaining a second correspondence by associating each optical constant with each color information by theoretical calculation;
A creation step of creating correspondence data in which color information and film formation conditions for forming a film of the color are associated with each other based on the first correspondence and the second correspondence;
With
The data creation method, wherein the film forming condition includes at least a gas supply amount as an element of film color adjustment. 請求項６に記載のデータ作成方法であって、
前記第１対応関係取得工程により得られた前記第１対応関係に補間処理を行う補間処理工程、
をさらに備え、
前記作成工程では、補間処理後の前記第１対応関係および前記第２対応関係を基に対応データを作成することを特徴とするデータ作成方法。 The data creation method according to claim 6,
An interpolation processing step for performing an interpolation process on the first correspondence obtained by the first correspondence acquisition step;
Further comprising
In the creating step, correspondence data is created based on the first correspondence relationship and the second correspondence relationship after the interpolation process.

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