成膜裝置以及成膜方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種使成膜的再現(xiàn)性進(jìn)一步提高的成膜裝置以及成膜方法。根據(jù)實(shí)施方式，成膜裝置具備等離子體槍、檢測部及控制部。等離子體槍能夠噴出等離子體氣體，而在照射等離子體氣體的加工對象物上形成膜。檢測部檢測等離子體氣體噴出方向上的等離子體氣體中的溫度或發(fā)光強(qiáng)度?？刂撇扛鶕?jù)從檢測部取得的溫度或發(fā)光強(qiáng)度，以使溫度處于第1溫度以上且第2溫度以下的范圍的等離子體氣體、或發(fā)光強(qiáng)度處于第1發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的等離子體氣體照射到加工對象物的方式，控制加工對象物與等離子體槍的距離。
【專利說明】成膜裝置以及成膜方法
[0001][相關(guān)申請]
[0002]本申請享有以日本專利申請2015-52742號(申請日:2015年3月16日)為基礎(chǔ)申請的優(yōu)先權(quán)。本申請通過參照該基礎(chǔ)申請而包含基礎(chǔ)申請的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種成膜裝置以及成膜方法。
【背景技術(shù)】
[0004]作為成膜裝置之一，有從等離子體槍噴出等離子體氣體而在照射有等離子體氣體的襯底上形成膜的成膜裝置。從等離子體槍噴出的等離子體氣體例如有等離子體溫度等狀態(tài)在等離子體中不均的情況。在此情況下，有時(shí)膜的膜質(zhì)或成膜速度等會根據(jù)等離子體槍與襯底的距離而改變，從而無法獲得每次成膜的再現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種成膜的再現(xiàn)性進(jìn)一步提高的成膜裝置以及成膜方法。
[0006]根據(jù)實(shí)施方式，提供一種成膜裝置，具備:等離子體槍，能夠噴出等離子體氣體，而在照射所述等離子體氣體的加工對象物上形成膜；檢測部，檢測所述等離子體氣體噴出方向上的所述等離子體氣體中的溫度或發(fā)光強(qiáng)度；以及控制部，根據(jù)從所述檢測部取得的所述溫度或所述發(fā)光強(qiáng)度，以使所述等離子體氣體的溫度處于第I溫度以上且第2溫度以下的范圍的所述等離子體氣體、或所述等離子體氣體的發(fā)光強(qiáng)度處于第I發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的所述等離子體氣體照射到所述加工對象物的方式，控制所述加工對象物與所述等離子體槍的距離。
【附圖說明】
[0007]圖1 (a)及(b)是第I實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0008]圖2是第I實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0009]圖3是表示第I實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0010]圖4是第2實(shí)施方式及第3實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0011]圖5(a)及(b)是表示第2實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0012]圖6是表示第3實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0013]圖7是第4實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0014]圖8是表示使用有第4實(shí)施方式的成膜裝置的成膜方法的一個(gè)示例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，一邊參照附圖，一邊對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0016]此外，附圖是示意圖或概念圖，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分間的大小的比率等未必與實(shí)物相同。而且，即便是表示相同部分的情況，也有相互的尺寸或比率根據(jù)附圖而不同地表示的情況。
[0017]此外，在本申請的說明書與各圖中，對于已給出的圖中與以上所述的要素相同的要素標(biāo)注相同的符號，并適當(dāng)省略詳細(xì)的說明。
[0018](第I實(shí)施方式)
[0019]圖1(a)及圖1(b)是第I實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0020]圖2是第I實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0021]圖1(b)是成膜裝置(以下，例如為等離子體成膜裝置101)的示意剖視圖。圖2是從成膜裝置101噴出的等離子體氣體60的示意圖。在圖1 (a)、圖1 (b)及圖2中，噴嘴11是以剖面表示。
[0022]如圖1(a)所示，本實(shí)施方式的成膜裝置101具有等離子體槍10、檢測部20及控制部30。
[0023]等離子體槍10噴出等離子體氣體60。等離子體槍10能夠?qū)Π惭b在等離子體氣體60的噴出目的地(例如等離子體槍10的正下方)的工件(加工對象物)照射等離子體氣體60而形成膜。所謂加工對象物，例如為半導(dǎo)體襯底、機(jī)械零件等。等離子體槍10具有噴嘴11。等離子體氣體60從噴嘴11噴出。在本實(shí)施方式中，加工對象物為部件71。膜形成在部件71的表面71a。
[0024]在本實(shí)施方式中，等離子體槍10在Z方向(鉛垂方向)上移動自如地設(shè)置。等離子體槍10從某基準(zhǔn)點(diǎn)來看在Z方向移動例如500mm(毫米)。由此，等離子體槍10在Z方向上的位置發(fā)生變化。
[0025]成膜裝置101還具有槍移動機(jī)構(gòu)40。槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動。槍移動機(jī)構(gòu)40例如由控制部30控制。
[0026]槍移動機(jī)構(gòu)40具有作為用來使等離子體槍10移動的動力源的致動器。作為致動器，可舉出例如步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)等?？刂撇?0例如將特定的脈沖數(shù)輸入至致動器的驅(qū)動器。由此，致動器驅(qū)動，而使等離子體槍10例如以μπι(微米)為單位而移動。等離子體槍10在Z方向上的位置得以調(diào)整。
[0027]如圖1 (b)所示，成膜時(shí)等離子體槍10的噴嘴11的噴出口 Ila與部件71的表面71a的距離(以下，稱為“噴鍍距離Dn”)得以調(diào)整。
[0028]如圖1 (b)所示，對等離子體槍10供給支援等離子體化的支援氣體(載氣)、成為膜73的材料的噴鍍材料及電源等(參照圖1(b)中的箭頭Sul)。作為噴鍍材料，可舉出例如SiC(碳化硅)或Y2O3 (氧化釔)等。噴鍍材料例如為粉體或漿料。噴鍍材料碰撞到部件71的表面71a而形成膜73。
[0029]在使用SiC作為噴鍍材料的情況下，作為膜73的結(jié)晶構(gòu)造，可舉出例如立方晶(3C-SiC)、六方晶(4H-SiC、6H-SiC)等。膜73的特性(例如熱導(dǎo)率或腐蝕性等)根據(jù)膜73的結(jié)晶構(gòu)造而不同。膜73的結(jié)晶構(gòu)造例如會根據(jù)成膜溫度而變化。
[0030]如圖2所示，等離子體氣體60在噴出等離子體氣體60的方向上具有溫度分布。等離子體氣體60的溫度是在成膜時(shí)使所要形成的膜的膜質(zhì)變化的因素。這里，膜質(zhì)是所要形成的膜的結(jié)晶性及膜的配向性。等離子體氣體60的溫度越靠前端側(cè)越低。等離子體氣體60具有例如5000°C的區(qū)域、3000°C的區(qū)域及2000°C的區(qū)域。
[0031]檢測部20檢測等離子體氣體60的狀態(tài)。這里，等離子體氣體60的狀態(tài)是指等離子體氣體60的溫度及等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度的任一個(gè)。
[0032]檢測部20包含溫度檢測部21。溫度檢測部21檢測作為等離子體氣體60的狀態(tài)的溫度。溫度檢測部21包含例如非接觸型的溫度傳感器(例如溫度監(jiān)控器)。
[0033]控制部30也可利用溫度監(jiān)控器來監(jiān)控等離子體氣體60的溫度，在等離子體氣體60的溫度未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度的情況下，發(fā)出作為裝置異常的警報(bào)。在此情況下，不將等離子體氣體60照射到加工對象物。也就是說，不進(jìn)行成膜步驟。這里，預(yù)先設(shè)定的溫度例如可為室溫。
[0034]控制部30根據(jù)利用檢測部20所獲得的等離子體氣體60的狀態(tài)來調(diào)整噴鍍距離Dn0
[0035]控制部30例如是計(jì)算機(jī)的CPU (Central Processing Unit，中央處理器)D以下說明的控制部所具有的各機(jī)構(gòu)是通過由控制部30執(zhí)行特定程序來實(shí)現(xiàn)。
[0036]控制部30具有距離控制機(jī)構(gòu)31。
[0037]距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)利用溫度檢測部21檢測的等離子體氣體60的溫度，取得用來成為特定成膜溫度的目標(biāo)距離Tnl，且使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動以使距離Dn成為目標(biāo)距離TnI。
[0038]距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動以使等離子體槍10在Z方向上的位置逐次變化，并且利用溫度檢測部21而檢測等離子體氣體60的溫度。由此，取得等離子體槍10在Z方向上的位置與等離子體氣體60的溫度的對應(yīng)關(guān)系，也就是，等離子體氣體60的溫度分布。
[0039]圖3是表示第I實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0040]圖3是等離子體氣體60的溫度分布的一個(gè)示例。在圖3中，橫軸表示等離子體槍10在Z方向上的位置Zg (mm)，縱軸表示溫度Tp (°C )。
[0041]距離控制機(jī)構(gòu)31記錄等離子體氣體60的溫度處于預(yù)先設(shè)定在距離控制機(jī)構(gòu)31的溫度范圍(第I溫度Tpl以上且第2溫度Tp2以下)期間的等離子體槍10在Z方向上的位置的范圍(Zgl?Zg2 ;以下，稱為“第I范圍”)。這里，所謂溫度范圍，例如為能夠成膜具有特定結(jié)晶構(gòu)造的膜的溫度范圍。能夠成膜具有6H-SiC的結(jié)晶構(gòu)造的膜的溫度范圍例如為 3000 ± 100°C。
[0042]距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)所述所取得的等離子體槍10的第I范圍，算出用來成膜具有特定結(jié)晶構(gòu)造的膜的目標(biāo)距離Tnl。目標(biāo)距離Tnl例如根據(jù)所述所取得的等離子體槍10的第I范圍的平均值而算出。
[0043]距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40而使等離子體槍10移動，將距離Dn設(shè)為目標(biāo)距離TnI。
[0044]以下，對使用有本實(shí)施方式的成膜裝置101的成膜方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。
[0045]對成膜裝置101的等離子體槍10供給支援氣體、噴鍍材料及電源等。將等離子體氣體60從噴嘴11噴出。
[0046]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31例如將步進(jìn)電動機(jī)的脈沖數(shù)通知給槍移動機(jī)構(gòu)40。由此，等離子體槍10移動，等離子體槍10在Z方向上的位置變化。伴隨于此，距離控制機(jī)構(gòu)31使用溫度檢測部21來測量等離子體氣體60的溫度。由此，取得等離子體氣體60的溫度分布，且根據(jù)該溫度分布而取得用來成為特定成膜溫度的目標(biāo)距離Tnl。距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，將距離Dn設(shè)為目標(biāo)距離Tnl。
[0047]進(jìn)行成膜。
[0048]如上所述，在第I實(shí)施方式中，取得目標(biāo)距離Tnl，且將噴鍍距離Dn設(shè)為所取得的目標(biāo)距離Tnl，由此可在每次成膜時(shí)以所需的成膜溫度成膜出膜。由此，根據(jù)所形成的膜的膜質(zhì)不均得以抑制且膜質(zhì)實(shí)質(zhì)上成為固定的第I實(shí)施方式，成膜的再現(xiàn)性提高。例如，根據(jù)第I實(shí)施方式，能夠成膜具有所需結(jié)晶構(gòu)造(例如6H-SiC)的膜。
[0049](第2實(shí)施方式)
[0050]圖4是第2實(shí)施方式及第3實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0051]如圖4所示，第2實(shí)施方式(及第3實(shí)施方式)的成膜裝置102具有等離子體槍
10、檢測部20及控制部30。檢測部20具有發(fā)光強(qiáng)度檢測部22?？刂撇?0除具有距離控制機(jī)構(gòu)31之外，還具有判斷機(jī)構(gòu)32。在成膜裝置102中，除控制部30的判斷機(jī)構(gòu)32以外，與成膜裝置101相同。
[0052]圖5是表示第2實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0053]圖5(a)表不使等咼子體氣體60噴出時(shí)的時(shí)間Tp與發(fā)光強(qiáng)度Ip的關(guān)系。在圖5(a)中，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度Ip (A.U.-Arbitrary Unit，任意單位)，橫軸表示從開始噴出起的時(shí)間Tp (s:second，秒)。在圖5 (a)所示的例中，在約8s開始供給電源，且在約18s開始供給支援氣體。圖5(b)是將圖5(a)中的范圍Anl擴(kuò)大而成的圖。
[0054]如圖5 (a)所示，等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度在從開始供給支援氣體起的短暫的期間(約18s?約30s)為1000以下。在超過約30s時(shí)，等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度急劇上升，在約35s以后，等尚子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度大致為2500左右而穩(wěn)定。
[0055]像這樣，為使等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定，從開始供給電源起需要例如數(shù)10秒。如果在等離子體氣體60的狀態(tài)不穩(wěn)定的期間開始成膜，那么例如會產(chǎn)生膜質(zhì)不均。例如會產(chǎn)生膜厚不均。從而無法進(jìn)行穩(wěn)定的成膜。
[0056]因此，在本實(shí)施方式中，控制部30的判斷機(jī)構(gòu)32例如在像第I實(shí)施方式中所說明的那樣取得目標(biāo)距離Tnl且控制距離Dn之前，使用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22來判斷等離子體氣體60的狀態(tài)是否穩(wěn)定。以下，對發(fā)光強(qiáng)度檢測部22及判斷機(jī)構(gòu)32進(jìn)一步進(jìn)行說明。
[0057]發(fā)光強(qiáng)度檢測部22檢測作為等離子體氣體60的狀態(tài)的發(fā)光強(qiáng)度。發(fā)光強(qiáng)度檢測部22例如為檢測發(fā)光強(qiáng)度的等離子體工藝監(jiān)控器。在本實(shí)施方式中，發(fā)光強(qiáng)度檢測部22具有等離子體發(fā)光探針22a。發(fā)光強(qiáng)度例如是對等離子體氣體60的特定位置檢測。
[0058]控制部30也可利用等離子體工藝監(jiān)控器來監(jiān)控等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度，在等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的發(fā)光強(qiáng)度的情況下，發(fā)出作為裝置異常的警報(bào)。在此情況下，不將等離子體氣體60照射到加工對象物。也就是說，不進(jìn)行成膜步驟。
[0059]判斷機(jī)構(gòu)32根據(jù)利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22檢測的發(fā)光強(qiáng)度，進(jìn)行等離子體氣體60的狀態(tài)是否穩(wěn)定的判斷處理。
[0060]判斷機(jī)構(gòu)32監(jiān)控利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22逐次檢測的發(fā)光強(qiáng)度，在例如滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)穩(wěn)定。
[0061]如圖5(b)所示，第I個(gè)條件是:等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度每特定時(shí)間的增加量Δ Ip成為預(yù)先設(shè)定的第I閾值ThI以下。
[0062]如圖5(a)所示，第2個(gè)條件是:等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度成為預(yù)先設(shè)定的第2閾值ThA以上(本例中，例如為1900以上)。
[0063]判斷機(jī)構(gòu)32在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過特定時(shí)間(例如數(shù)ms)之后，再次進(jìn)行判斷處理。
[0064]以下，對使用有本實(shí)施方式的成膜裝置102的成膜方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。
[0065]對成膜裝置102的等離子體槍10供給支援氣體、噴鍍材料及電源等。將等離子體氣體60從噴嘴11噴出。
[0066]控制部30的判斷機(jī)構(gòu)32根據(jù)利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22檢測的發(fā)光強(qiáng)度，進(jìn)行等離子體氣體60的狀態(tài)是否穩(wěn)定的判斷處理。判斷機(jī)構(gòu)32在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過特定時(shí)間之后，再次進(jìn)行判斷處理。判斷機(jī)構(gòu)32在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，結(jié)束判斷處理。
[0067]在判斷為等離子體60的狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，例如開始成膜步驟。例如像第I實(shí)施方式中所說明的那樣，取得目標(biāo)距離TnI且控制距離Dn。
[0068]如上所述，在第2實(shí)施方式中，判斷機(jī)構(gòu)32根據(jù)利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22檢測的發(fā)光強(qiáng)度來判斷等離子體氣體60的穩(wěn)定性。由此，能夠更穩(wěn)定地形成膜。在第2實(shí)施方式中，成月旲的再現(xiàn)性也進(jìn)一步提尚。
[0069](第3實(shí)施方式)
[0070]圖6是表示第3實(shí)施方式的成膜裝置的特性的一個(gè)示例的曲線圖。
[0071]圖6表示等離子體槍10在Z方向上的位置與等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度Ip的關(guān)系。在圖6中，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度Ip(A.U.)，橫軸表示等離子體槍10在Z方向上的位置(mm) ο
[0072]如圖6所示，等離子體氣體60在穩(wěn)定狀態(tài)下，在噴出等離子體氣體60的方向上具有發(fā)光強(qiáng)度分布。
[0073]如上所述，等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度與等離子體氣體60的密度及等離子體氣體60的解尚狀態(tài)有關(guān)。在等尚子體氣體60中，例如，發(fā)光強(qiáng)度尚的部位處的等尚子體氣體60的密度高于發(fā)光強(qiáng)度低的部位處的等離子體氣體60的密度。等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度是與所形成的膜的成膜速度相關(guān)的因素。例如，如果等離子體氣體60的密度不均，那么例如成膜速度實(shí)質(zhì)上不會固定。所形成的膜73的膜厚實(shí)質(zhì)上不會固定。
[0074]因此，在本實(shí)施方式中，成膜裝置102的距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22檢測的等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度，取得用來成為特定成膜速度的目標(biāo)距離Tn2。具體來說，例如，距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動而使等離子體槍10在Z方向上的位置逐次變化，并且利用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22來檢測等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度。由此，取得等離子體槍10在Z方向上的位置與等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系，也就是說，取得等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度分布。而且，距離控制機(jī)構(gòu)31記錄等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度處于預(yù)先設(shè)定在距離控制機(jī)構(gòu)31的發(fā)光強(qiáng)度范圍(第I發(fā)光強(qiáng)度Ipl以上且第2發(fā)光強(qiáng)度Ιρ2以下)期間的等離子體槍10在Z方向上的位置的范圍(Zg3?Zg4 ;以下，稱為“第2范圍”)。這里，發(fā)光強(qiáng)度范圍例如是能夠以特定成膜速度成膜特定膜的發(fā)光強(qiáng)度范圍。能夠以特定生長速度成膜出膜的發(fā)光強(qiáng)度范圍例如為Z±lmm。因此，需要在等離子體槍10上搭載高解析度的致動器(例如步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī))。
[0075]距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)所述所取得的等離子體槍10的第2范圍(Zg3?Zg4)，算出用來以特定成膜速度成膜的目標(biāo)距離Tn2。目標(biāo)距離Τη2例如是根據(jù)所述所取得的等離子體槍10的第2范圍(Zg3?Zg4)的平均值而算出。
[0076]以下，對使用有本實(shí)施方式的成膜裝置102的成膜方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。
[0077]對成膜裝置101的等離子體槍10供給支援氣體等。將等離子體氣體60從噴嘴11嗔出。
[0078]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，而使等離子體槍在Z方向上的位置變化。伴隨于此，距離控制機(jī)構(gòu)31使用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22來測量等尚子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度。由此，取得等尚子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度分布，且根據(jù)該發(fā)光強(qiáng)度分布而取得用來使成膜速度成為特定速度的目標(biāo)距離Tn2。
[0079]控制部30在成膜步驟中，使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，而以使噴鍍距離Dn成為目標(biāo)距離Τη2的方式調(diào)整等離子體槍10的Z方向距離。進(jìn)行成膜。
[0080]如上所述，在第3實(shí)施方式中，取得目標(biāo)距離Τη2，且使噴鍍距離Dn成為所取得的目標(biāo)距離Τη2，由此可使成膜速度成為特定速度。由此，能夠更穩(wěn)定地形成膜。在第3實(shí)施方式中，成膜的再現(xiàn)性也進(jìn)一步提高。
[0081](第4實(shí)施方式)
[0082]圖7是第4實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。
[0083]圖7是表示本實(shí)施方式的成膜裝置103的整體概要的立體圖。
[0084]如圖7所示，成膜裝置103具有等離子體槍10、檢測部20及控制部30。成膜裝置103還具有:等離子體溫度傳感單元81、等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82、涂布單元83及使等離子體槍10移動到所述單元的搬送機(jī)器人(未圖示)。
[0085]檢測部20具有溫度檢測部21及發(fā)光強(qiáng)度檢測部22。
[0086]控制部30具有距離控制機(jī)構(gòu)31及判斷機(jī)構(gòu)32。
[0087]溫度檢測部21設(shè)置在等離子體溫度傳感單元81。發(fā)光強(qiáng)度檢測部22設(shè)置在等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82。涂布單元83具有用來安裝部件71且在部件71成膜(涂布)的安裝臺83a。搬送機(jī)器人使等離子體槍10在各單元間移動。搬送機(jī)器人例如可由控制部30控制。
[0088]如圖7所示，等離子體溫度傳感單元81以與等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82及涂布單元83相鄰的方式配置。等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82以與涂布單元83相鄰的方式配置。
[0089]在等離子體溫度傳感單元81中，測量從等離子體槍10噴出的等離子體氣體60的溫度。在等尚子體發(fā)光監(jiān)控器單兀82中，測量從等尚子體槍10噴出的等尚子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度。在涂布單元83中，對部件71進(jìn)行成膜。
[0090]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)等離子體氣體60的溫度及等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度來取得目標(biāo)距離Tn3。將噴鍍距離Dn設(shè)為目標(biāo)距離Τη3。由此，可使所要形成的膜的膜質(zhì)實(shí)質(zhì)上固定?？墒顾纬傻哪さ哪ず駥?shí)質(zhì)上固定。成膜的再現(xiàn)性進(jìn)一步提高。
[0091]以下，一邊參照圖8，一邊對使用有成膜裝置103的成膜方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。
[0092]圖8是表示使用有第4實(shí)施方式的成膜裝置的成膜方法的一個(gè)示例的流程圖。
[0093]在成膜裝置103的安裝臺83a安裝要涂布的部件71 (第I步驟STl)。
[0094]預(yù)先使等離子體槍10移動到等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82。對等離子體槍10接通電源(第2步驟ST2)。對等離子體槍10供給支援氣體等(第3步驟ST3)。由此，產(chǎn)生等離子體氣體60，且開始從噴嘴11噴出等離子體氣體60 (第4步驟ST4)。
[0095]控制部30的判斷機(jī)構(gòu)32使用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22來監(jiān)控等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度，且使用判斷機(jī)構(gòu)32來判斷等離子體氣體60的狀態(tài)是否穩(wěn)定(第5步驟ST5)。該步驟可適當(dāng)省略。判斷機(jī)構(gòu)32在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過特定時(shí)間(例如數(shù)ms)之后，再次進(jìn)行判斷處理。判斷機(jī)構(gòu)32在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，結(jié)束判斷處理。
[0096]在判斷為等離子體氣體60的狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，使等離子體槍10移動到等離子體溫度傳感單元81 (參照圖7中的箭頭Awl)。
[0097]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，并且使用溫度檢測部21來判斷等離子體氣體60的溫度是否處于預(yù)先設(shè)定在距離控制機(jī)構(gòu)31的溫度范圍內(nèi)(第6步驟ST6)。記錄等離子體槍10的第I范圍(Zgl?Zg2)。
[0098]使等離子體槍10移動到等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元82 (參照圖7中的箭頭Aw2)。
[0099]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，并且使用發(fā)光強(qiáng)度檢測部22來判斷等離子體氣體60的發(fā)光強(qiáng)度是否處于預(yù)先設(shè)定在距離控制機(jī)構(gòu)31的發(fā)光強(qiáng)度范圍內(nèi)(第7步驟ST7)。記錄為第I范圍內(nèi)且等離子體氣體60的溫度處于預(yù)先設(shè)定在距離控制機(jī)構(gòu)31的發(fā)光強(qiáng)度范圍內(nèi)的期間的等離子體槍10的第2范圍(Zg3?Zg4)。第2范圍包含于第I范圍。等離子體槍10的移動也可在第I范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0100]控制部30的距離控制機(jī)構(gòu)31根據(jù)第I范圍及第2范圍，算出用來成膜特定結(jié)晶構(gòu)造的膜、且用來以特定成膜速度成膜的目標(biāo)距離Tn3。目標(biāo)距離Τη3例如是根據(jù)所述所取得的等離子體槍10的第2范圍的平均值而算出。
[0101]使等離子體槍10移動到涂布單元83 (參照圖7中的箭頭Aw3)。
[0102]控制部30使用槍移動機(jī)構(gòu)40使等離子體槍10移動，以使噴鍍距離Dn成為目標(biāo)距離Tn3的方式調(diào)整等離子體槍10的Z方向距離。對部件進(jìn)行涂布(第8步驟ST8，成膜步驟)。
[0103]如上所述，在第4實(shí)施方式中，取得目標(biāo)距離Τη3，且將噴鍍距離Dn設(shè)為所取得的目標(biāo)距離Τη3，由此能夠以特定成膜速度成膜特定結(jié)晶構(gòu)造的膜。因此，可使膜的膜質(zhì)及膜的膜厚實(shí)質(zhì)上固定。在第4實(shí)施方式中，成膜的再現(xiàn)性也進(jìn)一步提高。
[0104]在對某部件結(jié)束成膜之后繼續(xù)對其他部件成膜的情況下，等離子體氣體60可在將其他部件安裝在安裝臺83a之前的期間一直噴出，也可暫時(shí)中斷噴出。在使等離子體氣體60的噴出中斷后再開始的情況下，也可再次進(jìn)行第I步驟ST1，且確認(rèn)等離子體氣體60的狀態(tài)是否穩(wěn)定。
[0105]利用控制部30而自動地進(jìn)行例如第3步驟ST3?第8步驟ST8。
[0106]第6步驟ST6及第7步驟ST7可作為第8步驟ST8 (成膜步驟)的前步驟而每次進(jìn)行，也可在特定條件下進(jìn)行第6步驟ST6及第7步驟ST7而預(yù)先取得目標(biāo)距離Tn3，且使用該目標(biāo)距離Τη3來進(jìn)行第8步驟ST8 (成膜步驟)。
[0107]以上，一邊參照具體例，一邊對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于這些具體例。例如，關(guān)于成膜裝置中包含的等離子體槍、檢測部及控制部等各要素的具體構(gòu)成，只要本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過從眾所周知的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇而同樣地實(shí)施本發(fā)明并且取得相同的效果，那么包含于本發(fā)明的范圍。
[0108]而且，將各具體例的任意兩個(gè)以上的要素在技術(shù)上可能的范圍組合而成的實(shí)施例，也就是，使第I?第4實(shí)施方式的至少兩個(gè)復(fù)合而成的實(shí)施例只要包含本發(fā)明的主旨，那么也包含于本發(fā)明的范圍。
[0109]此外，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員以作為本發(fā)明的實(shí)施方式的所述成膜裝置為基礎(chǔ)而適當(dāng)設(shè)計(jì)變更并實(shí)施的全部成膜裝置只要包含本發(fā)明的主旨，那么也屬于本發(fā)明的范圍。
[0110]此外，在本發(fā)明的思想范疇內(nèi)，只要為本領(lǐng)域技術(shù)人員，便可想到各種變更例及修正例，且應(yīng)當(dāng)了解這些變更例及修正例也屬于本發(fā)明的范圍。
[0111]對本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提出的，并非意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能夠以其他各種方式實(shí)施，且能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式或其變化包含于發(fā)明的范圍或主旨，并且包含于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及其均等的范圍。
[0112][符號的說明]
[0113]10 等離子體槍
[0114]11 噴嘴
[0115]Ila 噴出口
[0116]20 檢測部
[0117]21 溫度檢測部
[0118]22 發(fā)光強(qiáng)度檢測部
[0119]22a 等離子體發(fā)光探針
[0120]30 控制部
[0121]31 距離控制機(jī)構(gòu)
[0122]32 判斷機(jī)構(gòu)
[0123]40 槍移動機(jī)構(gòu)
[0124]60 等離子體氣體
[0125]71 部件
[0126]71a 表面
[0127]73 膜
[0128]81 等離子體溫度傳感單元
[0129]82 等離子體發(fā)光監(jiān)控器單元
[0130]83 涂布單元
[0131]83a 安裝臺
[0132]101?103成膜裝置
[0133]Δ Ip增加量
[0134]Anl范圍
[0135]Awl ?Aw3、Sul 箭頭
[0136]Dn噴鍍距離
[0137]Ip發(fā)光強(qiáng)度
[0138]Tp時(shí)間
[0139]ThI第 I 閾值
[0140]ThA第 2 閾值
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種成膜裝置，其特征在于具備: 等離子體槍，能夠噴出等離子體氣體，而在照射所述等離子體氣體的加工對象物上形成膜； 檢測部，檢測所述等離子體氣體噴出方向上的所述等離子體氣體中的溫度或發(fā)光強(qiáng)度；以及 控制部，根據(jù)從所述檢測部取得的所述溫度或所述發(fā)光強(qiáng)度，以使所述等離子體氣體的溫度處于第I溫度以上且第2溫度以下的范圍的所述等離子體氣體、或所述等離子體氣體的發(fā)光強(qiáng)度處于第I發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的所述等離子體氣體照射到所述加工對象物的方式，控制所述加工對象物與所述等離子體槍的距離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于所述控制部根據(jù)從所述檢測部取得的所述溫度及所述發(fā)光強(qiáng)度，以使所述等離子體氣體的溫度處于第I溫度以上且第2溫度以下的范圍、以及所述等離子體氣體的發(fā)光強(qiáng)度處于第I發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的所述等離子體氣體照射到所述加工對象物的方式，控制所述加工對象物與所述等離子體槍的距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成膜裝置，其特征在于所述控制部在所述等離子體氣體的狀態(tài)穩(wěn)定之后，控制所述距離。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成膜裝置，其特征在于在所述等離子體氣體的所述發(fā)光強(qiáng)度的每特定時(shí)間的增加率為第I閾值以下且所述等離子體氣體的所述發(fā)光強(qiáng)度為第2閾值以上的情況下，所述控制部控制所述距離。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成膜裝置，其特征在于所述檢測部包含溫度監(jiān)控器，所述溫度監(jiān)控器檢測所述等離子體氣體的所述溫度；且 所述控制部利用所述溫度監(jiān)控器來檢測所述等離子體氣體的所述溫度，在所述等離子體氣體的所述溫度未達(dá)到所設(shè)定溫度的情況下，不將所述等離子體氣體照射到所述加工對象物。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成膜裝置，其特征在于所述檢測部包含等離子體工藝監(jiān)控器，所述等離子體工藝監(jiān)控器檢測所述等離子體氣體的所述發(fā)光強(qiáng)度；且 所述控制部利用所述等離子體工藝監(jiān)控器來檢測所述等離子體氣體的所述發(fā)光強(qiáng)度，在所述等離子體氣體的所述發(fā)光強(qiáng)度未達(dá)到所設(shè)定發(fā)光強(qiáng)度的情況下，不將所述等離子體氣體照射到所述加工對象物。7.一種成膜方法，其特征在于具備以下步驟: 對從等離子體槍噴出的等離子體氣體，取得所述等離子體氣體噴出方向上的所述等離子體氣體中的溫度分布或發(fā)光強(qiáng)度分布； 在照射所述等離子體氣體的加工對象物上形成膜之前，根據(jù)所取得的所述溫度分布或所述發(fā)光強(qiáng)度分布，以使所述等離子體氣體的溫度處于第I溫度以上且第2溫度以下的范圍的所述等離子體氣體、或所述等離子體氣體的發(fā)光強(qiáng)度處于第I發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的所述等離子體氣體照射到所述加工對象物的方式，調(diào)整所述加工對象物與所述等離子體槍的距離；以及 對所述加工對象物照射所述等離子體氣體，而在所述加工對象物上形成膜。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜方法，其特征在于調(diào)整所述加工對象物與所述等離子體槍的距離的所述步驟是:在照射所述等離子體氣體的加工對象物上形成膜之前，根據(jù)所取得的所述溫度分布及所述發(fā)光強(qiáng)度分布，以使所述等離子體氣體的溫度處于第I溫度以上且第2溫度以下的范圍、及所述等離子體氣體的發(fā)光強(qiáng)度處于第I發(fā)光強(qiáng)度以上且第2發(fā)光強(qiáng)度以下的范圍的所述等離子體氣體照射到所述加工對象物的方式，調(diào)整所述加工對象物與所述等離子體槍的距離。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的成膜方法，其特征在于是從所述等離子體槍噴出的所述等離子體氣體的狀態(tài)穩(wěn)定之后，取得所述溫度分布或所述發(fā)光強(qiáng)度分布。
【文檔編號】C23C16/513GK105986252SQ201510555649
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年9月2日
【發(fā)明人】三田浩史, 南云英, 南云英一, 齋藤誠
【申請人】株式會社東芝