JP2000026953A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JP2000026953A JP2000026953A JP10194092A JP19409298A JP2000026953A JP 2000026953 A JP2000026953 A JP 2000026953A JP 10194092 A JP10194092 A JP 10194092A JP 19409298 A JP19409298 A JP 19409298A JP 2000026953 A JP2000026953 A JP 2000026953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hearth
- magnetic field
- plasma
- plasma processing
- electromagnetic coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚分布の調整を容易に行うことのできるプ
ラズマ処理方法を提供すること。 【解決手段】 主ハース３０の近傍に、主ハースの中心
軸に対して同心的に永久磁石３５とハースコイル３６を
配置する。このハースコイルに直流電源３８と交流電源
１０とを接続して直流電流と交流電流とを重畳させて流
し、それぞれの値を変化させることにより、膜厚を調整
する。
ラズマ処理方法を提供すること。 【解決手段】 主ハース３０の近傍に、主ハースの中心
軸に対して同心的に永久磁石３５とハースコイル３６を
配置する。このハースコイルに直流電源３８と交流電源
１０とを接続して直流電流と交流電流とを重畳させて流
し、それぞれの値を変化させることにより、膜厚を調整
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理方法
及びプラズマ処理装置に関し、特に基板の表面に金属膜
や合金膜を形成するのに適したプラズマ処理方法及びプ
ラズマ処理装置に関する。
及びプラズマ処理装置に関し、特に基板の表面に金属膜
や合金膜を形成するのに適したプラズマ処理方法及びプ
ラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のプラズマ処理装置は、プラズマ
ビームを発生するための圧力勾配型又はＨＣＤプラズマ
源のようなビーム発生源と、真空容器内に配置されプラ
ズマビームの入射面を持つハースとを含む。ハースは陽
極として作用する。ビーム発生源で発生されたプラズマ
ビームはハースの入射面に導かれる。
ビームを発生するための圧力勾配型又はＨＣＤプラズマ
源のようなビーム発生源と、真空容器内に配置されプラ
ズマビームの入射面を持つハースとを含む。ハースは陽
極として作用する。ビーム発生源で発生されたプラズマ
ビームはハースの入射面に導かれる。
【０００３】前記したプラズマ処理装置でハースと対向
して配置された基板に蒸着物質を付着させる場合、この
ハース上には蒸着物質が置かれる。蒸着物質はプラズマ
ビームにより蒸発・イオン化し、その結果、蒸発粒子が
発生する。この蒸発粒子はハースと対向して配置された
基板に向けて飛行し、基板の表面に付着し、その結果、
基板の表面には蒸着物質の被膜が形成される。
して配置された基板に蒸着物質を付着させる場合、この
ハース上には蒸着物質が置かれる。蒸着物質はプラズマ
ビームにより蒸発・イオン化し、その結果、蒸発粒子が
発生する。この蒸発粒子はハースと対向して配置された
基板に向けて飛行し、基板の表面に付着し、その結果、
基板の表面には蒸着物質の被膜が形成される。
【０００４】ところで、基板の表面に形成される被膜は
被膜厚の分布が均一であることが望ましい。被膜厚の分
布を均一にするための技術として、本発明者により次の
ようなプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が提案さ
れている（特開平８−２３２０６０号公報）。これを図
４〜図７を参照して説明する。
被膜厚の分布が均一であることが望ましい。被膜厚の分
布を均一にするための技術として、本発明者により次の
ようなプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が提案さ
れている（特開平８−２３２０６０号公報）。これを図
４〜図７を参照して説明する。
【０００５】図４において、真空容器１１の側壁に設け
られた筒状部１２には圧力勾配型のプラズマビーム発生
器１３が装着されている。プラズマビーム発生器１３
は、陰極１４により一端が閉塞されたガラス管１５を備
えている。このガラス管１５内では、ＬａＢ6 による円
盤１６、タンタルＴａによるパイプ１７を内蔵したモリ
ブデンＭｏによる円筒１８が陰極１４に固定されてい
る。パイプ１７は、アルゴンＡｒ、ヘリウムＨｅ等の不
活性ガスからなるキャリアガス５０をプラズマビーム発
生器１３内に導入するためのものである。
られた筒状部１２には圧力勾配型のプラズマビーム発生
器１３が装着されている。プラズマビーム発生器１３
は、陰極１４により一端が閉塞されたガラス管１５を備
えている。このガラス管１５内では、ＬａＢ6 による円
盤１６、タンタルＴａによるパイプ１７を内蔵したモリ
ブデンＭｏによる円筒１８が陰極１４に固定されてい
る。パイプ１７は、アルゴンＡｒ、ヘリウムＨｅ等の不
活性ガスからなるキャリアガス５０をプラズマビーム発
生器１３内に導入するためのものである。
【０００６】ガラス管１５の陰極１４と反対側の端部と
筒状部１２との間には、第１、第２の中間電極１９、２
０が同心的に配置されている。第１の中間電極（第１の
グリッド）１９内にはプラズマビームを収束するための
環状永久磁石２１が内蔵されている。第２の中間電極２
０（第２のグリッド）内にもプラズマビームを収束する
ための電磁石コイル２２が内蔵されている。この電磁石
コイル２２は電源２３から給電される。
筒状部１２との間には、第１、第２の中間電極１９、２
０が同心的に配置されている。第１の中間電極（第１の
グリッド）１９内にはプラズマビームを収束するための
環状永久磁石２１が内蔵されている。第２の中間電極２
０（第２のグリッド）内にもプラズマビームを収束する
ための電磁石コイル２２が内蔵されている。この電磁石
コイル２２は電源２３から給電される。
【０００７】プラズマビーム発生器１３が装着された筒
状部１２の周囲には、プラズマビームを真空容器１１内
に導くステアリングコイル２４が設けられている。この
ステアリングコイル２４はステアリングコイル用の電源
２５により励磁される。陰極１４と第１、第２の中間電
極１９、２０との間にはそれぞれ、垂下抵抗器２６、２
７を介して、可変電圧型の主電源２８が接続されてい
る。
状部１２の周囲には、プラズマビームを真空容器１１内
に導くステアリングコイル２４が設けられている。この
ステアリングコイル２４はステアリングコイル用の電源
２５により励磁される。陰極１４と第１、第２の中間電
極１９、２０との間にはそれぞれ、垂下抵抗器２６、２
７を介して、可変電圧型の主電源２８が接続されてい
る。
【０００８】図５をも参照して、真空容器１１の内側の
底部に、主ハース３０とその周囲に配置された環状の補
助ハース３１が設置されている。主ハース３０は、筒状
のハース本体３３により構成され、プラズマビーム発生
器１３からのプラズマビームが入射する凹部３３ａを有
している。ハース本体３３の貫通孔にはＩＴＯ（インジ
ウムースズ酸化物）タブレットのような蒸発物質３２を
収納している。補助ハース３１は、環状の容器３４によ
り構成されている。容器３４内には環状のフェライト磁
石３５と同心的に積層されたハースコイル３６が収納さ
れている。主ハース３０及び補助ハース３１はいずれも
熱伝導率の良い導電性材料、例えば、銅が使用される。
主ハース３０に対して補助ハース３１は、絶縁物を介し
て取り付けられている。また、主ハース３０と補助ハー
ス３１は、抵抗４８を介して接続されている。主ハース
３０は、主電源２８の正側に接続されている。従って、
主ハース３０は、プラズマビーム発生器１３に対してそ
のプラズマビームが吸引される陽極を構成している。
底部に、主ハース３０とその周囲に配置された環状の補
助ハース３１が設置されている。主ハース３０は、筒状
のハース本体３３により構成され、プラズマビーム発生
器１３からのプラズマビームが入射する凹部３３ａを有
している。ハース本体３３の貫通孔にはＩＴＯ（インジ
ウムースズ酸化物）タブレットのような蒸発物質３２を
収納している。補助ハース３１は、環状の容器３４によ
り構成されている。容器３４内には環状のフェライト磁
石３５と同心的に積層されたハースコイル３６が収納さ
れている。主ハース３０及び補助ハース３１はいずれも
熱伝導率の良い導電性材料、例えば、銅が使用される。
主ハース３０に対して補助ハース３１は、絶縁物を介し
て取り付けられている。また、主ハース３０と補助ハー
ス３１は、抵抗４８を介して接続されている。主ハース
３０は、主電源２８の正側に接続されている。従って、
主ハース３０は、プラズマビーム発生器１３に対してそ
のプラズマビームが吸引される陽極を構成している。
【０００９】補助ハース３１内のハースコイル３６は電
磁石を構成し、導線３７により、図４に示されたハース
コイル直流電源３８から給電される。この場合、励磁さ
れたハースコイル３６における中心側の磁界の向きは、
フェライト磁石３５により発生する中心側の磁界と同じ
向きになるように構成される。ハースコイル直流電源３
８は可変電源であり、電圧を変化させることにより、ハ
ースコイル３６に供給する直流電流を変化できる。主ハ
ース３０及び補助ハース３１にはそれぞれ、図５に示さ
れるように、冷却水配管３９、４０により冷却水が流れ
るように供給されている。なお、補助ハース３１おいて
は冷却水を供給する配管のみを示し、冷却水を排出する
配管は図示を省略している。
磁石を構成し、導線３７により、図４に示されたハース
コイル直流電源３８から給電される。この場合、励磁さ
れたハースコイル３６における中心側の磁界の向きは、
フェライト磁石３５により発生する中心側の磁界と同じ
向きになるように構成される。ハースコイル直流電源３
８は可変電源であり、電圧を変化させることにより、ハ
ースコイル３６に供給する直流電流を変化できる。主ハ
ース３０及び補助ハース３１にはそれぞれ、図５に示さ
れるように、冷却水配管３９、４０により冷却水が流れ
るように供給されている。なお、補助ハース３１おいて
は冷却水を供給する配管のみを示し、冷却水を排出する
配管は図示を省略している。
【００１０】図４に戻って、真空容器１１の内部にはま
た、主ハース３０の上部に蒸発粒子が蒸着される基板４
１を保持するための基板ホルダ４２が設けられている。
基板ホルダ４２にはヒータ４３が設けられている。ヒー
タ４３はヒータ電源４４から給電されている。基板ホル
ダ４２は、真空容器１１に対しては電気的に絶縁支持さ
れている。真空容器１１と基板ホルダ４２との間にはバ
イアス電源４５が接続されている。このことにより、基
板ホルダ４２はゼロ電位に接続された真空容器１１に対
して負電位にバイアスされている。補助ハース３１はハ
ース切り替えスイッチ４６を介して主電源２８の正側に
接続されている。主電源２８には、これと並列に垂下抵
抗器２９と補助放電電源４７とがスイッチＳ１を介して
接続されている。
た、主ハース３０の上部に蒸発粒子が蒸着される基板４
１を保持するための基板ホルダ４２が設けられている。
基板ホルダ４２にはヒータ４３が設けられている。ヒー
タ４３はヒータ電源４４から給電されている。基板ホル
ダ４２は、真空容器１１に対しては電気的に絶縁支持さ
れている。真空容器１１と基板ホルダ４２との間にはバ
イアス電源４５が接続されている。このことにより、基
板ホルダ４２はゼロ電位に接続された真空容器１１に対
して負電位にバイアスされている。補助ハース３１はハ
ース切り替えスイッチ４６を介して主電源２８の正側に
接続されている。主電源２８には、これと並列に垂下抵
抗器２９と補助放電電源４７とがスイッチＳ１を介して
接続されている。
【００１１】このプラズマ処理装置においては、プラズ
マビーム発生器１３の陰極と真空容器１１内の主ハース
３０との間で放電が生じ、これによりプラズマビーム
（図示せず）が生成される。このプラズマビームはステ
アリングコイル２４と補助ハース３１内のフェライト磁
石３５により決定される磁界に案内されて主ハース３０
に到達する。主ハース３０に収納された蒸発物質３２は
プラズマビームにより加熱されて蒸発する。この蒸発粒
子はプラズマビームによりイオン化され、負電圧が印加
された基板４１の表面に付着する。
マビーム発生器１３の陰極と真空容器１１内の主ハース
３０との間で放電が生じ、これによりプラズマビーム
（図示せず）が生成される。このプラズマビームはステ
アリングコイル２４と補助ハース３１内のフェライト磁
石３５により決定される磁界に案内されて主ハース３０
に到達する。主ハース３０に収納された蒸発物質３２は
プラズマビームにより加熱されて蒸発する。この蒸発粒
子はプラズマビームによりイオン化され、負電圧が印加
された基板４１の表面に付着する。
【００１２】図６はこのプラズマ処理装置における蒸発
粒子の飛行分布を示すグラフである。ここでは、放電電
流（プラズマビーム電流）を１００（Ａ）に固定した状
態で補助ハース３１内のハースコイル３６に流す直流電
流ＩhAを０（Ａ）、５（Ａ）、１５（Ａ）、２０（Ａ）
と変化させ、ハースコイル３６の生成する磁界を変化さ
せた場合について示している。このグラフの縦軸は、図
７に示すように、基板４１の表面に形成された被膜４７
の厚さを示す。
粒子の飛行分布を示すグラフである。ここでは、放電電
流（プラズマビーム電流）を１００（Ａ）に固定した状
態で補助ハース３１内のハースコイル３６に流す直流電
流ＩhAを０（Ａ）、５（Ａ）、１５（Ａ）、２０（Ａ）
と変化させ、ハースコイル３６の生成する磁界を変化さ
せた場合について示している。このグラフの縦軸は、図
７に示すように、基板４１の表面に形成された被膜４７
の厚さを示す。
【００１３】図６の破線は主ハース３０から基板４１の
表面に至る蒸発粒子の放出方向を示す。主ハース３０か
ら基板４１の表面に至る垂線を０°とし、この方向との
間の角度として、θ1 ＝１５°、θ2 ＝３０°、θ3 ＝
４５°、θ4 ＝６０°、θ5＝７５°の角度が示されて
いる。
表面に至る蒸発粒子の放出方向を示す。主ハース３０か
ら基板４１の表面に至る垂線を０°とし、この方向との
間の角度として、θ1 ＝１５°、θ2 ＝３０°、θ3 ＝
４５°、θ4 ＝６０°、θ5＝７５°の角度が示されて
いる。
【００１４】図６では蒸発粒子の飛行分布は次のように
して示されている。すなわち、飛行分布は、上記の各角
度毎に水冷式の水晶振動子式膜厚計で測定した成膜速度
を幾何学的補正した値をプロットして得られる曲線で示
されている。ここで、グラフ上の絶対強度は面積におけ
る比で表している。参考のために、通常の真空蒸着での
飛行分布とされているｃｏｓ4 則及びｃｏｓ5 則での飛
行分布の線を図示している。
して示されている。すなわち、飛行分布は、上記の各角
度毎に水冷式の水晶振動子式膜厚計で測定した成膜速度
を幾何学的補正した値をプロットして得られる曲線で示
されている。ここで、グラフ上の絶対強度は面積におけ
る比で表している。参考のために、通常の真空蒸着での
飛行分布とされているｃｏｓ4 則及びｃｏｓ5 則での飛
行分布の線を図示している。
【００１５】図６から、直流電流ＩhAを変化させること
により蒸発粒子の飛行分布が変化することが解る。すな
わち、直流電流ＩhAが０（Ａ）（フェライト磁石３５の
みと等価）の時はハース直上を最低値とする凹型分布と
なる。直流電流ＩhAを増すに従い、ハース直上を凸とす
る通常のプラズマ処理における飛行分布に近づいて行
く。そして、直流電流ＩhAが２０（Ａ）ではハース直上
付近でほぼ平坦な飛行分布を示している。また、蒸発粒
子の飛行角度の範囲は直流電流ＩhAが増すに従い小さく
なることが理解できる。このことは、直流電流ＩhAが増
すに従い、被膜の形成面積が減少し、結果的に被膜形成
の速度が増すことを示している。
により蒸発粒子の飛行分布が変化することが解る。すな
わち、直流電流ＩhAが０（Ａ）（フェライト磁石３５の
みと等価）の時はハース直上を最低値とする凹型分布と
なる。直流電流ＩhAを増すに従い、ハース直上を凸とす
る通常のプラズマ処理における飛行分布に近づいて行
く。そして、直流電流ＩhAが２０（Ａ）ではハース直上
付近でほぼ平坦な飛行分布を示している。また、蒸発粒
子の飛行角度の範囲は直流電流ＩhAが増すに従い小さく
なることが理解できる。このことは、直流電流ＩhAが増
すに従い、被膜の形成面積が減少し、結果的に被膜形成
の速度が増すことを示している。
【００１６】このような実験結果から、フェライト磁石
３５と同心的に積層されたハースコイル３６に供給する
直流電流を変化させることにより、基板４１の表面上の
膜厚分布と被膜形成の速度を調整することができる。
３５と同心的に積層されたハースコイル３６に供給する
直流電流を変化させることにより、基板４１の表面上の
膜厚分布と被膜形成の速度を調整することができる。
【００１７】なお、フェライト磁石３５の磁極とハース
コイル３６による磁極との関係は様々であり、これは上
記の公報に詳しく説明されているので、ここでは説明は
省略する。
コイル３６による磁極との関係は様々であり、これは上
記の公報に詳しく説明されているので、ここでは説明は
省略する。
【００１８】いずれにしても、上記のプラズマ処理方法
あるいはプラズマ処理装置によれば、基板の表面に形成
する被膜の厚さの分布を均一にできるという利点があ
る。
あるいはプラズマ処理装置によれば、基板の表面に形成
する被膜の厚さの分布を均一にできるという利点があ
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置では、ある大きさを持つ基板への膜厚分布の調整が
難しいという問題点がある。
装置では、ある大きさを持つ基板への膜厚分布の調整が
難しいという問題点がある。
【００２０】そこで、本発明の課題は、膜厚分布の調整
を容易に行うことのできるプラズマ処理方法を提供する
ことにある。
を容易に行うことのできるプラズマ処理方法を提供する
ことにある。
【００２１】本発明の他の課題は、上記のプラズマ処理
方法に適したプラズマ処理装置を提供することにある。
方法に適したプラズマ処理装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマビー
ムを発生するためのビーム発生源と、真空容器内に配置
され前記プラズマビームの入射面を持つハースとを含
み、前記ビーム発生源で発生されたプラズマビームを前
記ハースの入射面に導き、処理を行うプラズマ処理方法
において、前記ハースの近傍に前記ハースの中心軸に対
して同心的に配置された環状永久磁石により定常磁界を
形成し、前記ハースの中心軸に対して同心的に配置され
た電磁コイルに直流電流を流すことにより調整磁界を前
記定常磁界に重畳し、前記電磁コイルには更に、低周波
の交流電流を流して前記ハースの近傍の磁場を変化させ
ることを特徴とする。
ムを発生するためのビーム発生源と、真空容器内に配置
され前記プラズマビームの入射面を持つハースとを含
み、前記ビーム発生源で発生されたプラズマビームを前
記ハースの入射面に導き、処理を行うプラズマ処理方法
において、前記ハースの近傍に前記ハースの中心軸に対
して同心的に配置された環状永久磁石により定常磁界を
形成し、前記ハースの中心軸に対して同心的に配置され
た電磁コイルに直流電流を流すことにより調整磁界を前
記定常磁界に重畳し、前記電磁コイルには更に、低周波
の交流電流を流して前記ハースの近傍の磁場を変化させ
ることを特徴とする。
【００２３】具体的には、前記ビーム発生源で発生され
たプラズマビームを前記ハースの入射面に導き、このハ
ース上に置かれた蒸着物質を蒸発・イオン化して蒸発粒
子を発生し、前記電磁コイルに供給する直流電流及び交
流電流を変化させることにより、前記蒸発粒子の飛行分
布を調整して、この蒸発粒子を前記ハースと対向して配
置された基板の表面に付着させてプラズマ処理を行う。
たプラズマビームを前記ハースの入射面に導き、このハ
ース上に置かれた蒸着物質を蒸発・イオン化して蒸発粒
子を発生し、前記電磁コイルに供給する直流電流及び交
流電流を変化させることにより、前記蒸発粒子の飛行分
布を調整して、この蒸発粒子を前記ハースと対向して配
置された基板の表面に付着させてプラズマ処理を行う。
【００２４】本発明によればまた、プラズマビームを発
生するためのビーム発生源と、真空容器内に配置され前
記プラズマビームの入射面を持つハースとを含み、前記
ビーム発生源で発生されたプラズマビームを前記ハース
の入射面に導いて、処理を行うプラズマ処理装置におい
て、該装置は更に、前記ハースの近傍に前記ハースの中
心軸に対して同心的に配置された環状永久磁石と、この
環状永久磁石の近傍に前記ハースの中心軸に対して同心
的に配置された電磁コイルと、この電磁コイルに接続さ
れた直流電源と交流電源とを備えたことを特徴とするプ
ラズマ処理装置が提供される。
生するためのビーム発生源と、真空容器内に配置され前
記プラズマビームの入射面を持つハースとを含み、前記
ビーム発生源で発生されたプラズマビームを前記ハース
の入射面に導いて、処理を行うプラズマ処理装置におい
て、該装置は更に、前記ハースの近傍に前記ハースの中
心軸に対して同心的に配置された環状永久磁石と、この
環状永久磁石の近傍に前記ハースの中心軸に対して同心
的に配置された電磁コイルと、この電磁コイルに接続さ
れた直流電源と交流電源とを備えたことを特徴とするプ
ラズマ処理装置が提供される。
【００２５】なお、前記電磁コイルは、前記直流電源か
らの直流電流により発生するコイル中心側の磁力線の向
きが前記環状永久磁石の中心側の磁力線の向きと同じに
なるように励磁される。
らの直流電流により発生するコイル中心側の磁力線の向
きが前記環状永久磁石の中心側の磁力線の向きと同じに
なるように励磁される。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１〜図３を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
ここでは、図４と同様、イオンプレーティング装置とし
て作用させる場合について、説明する。図４に示された
装置と異なる点は、ハースコイル３６に、直流電流を流
すための直流電源３８に加えて低周波の交流電源１０を
接続していることにある。直流電源３８と交流電源１０
との間には、直流電源３８による電流と同じ向きを順方
向とするダイオードＤ１が接続されている。その結果、
ハースコイル３６には、直流電源３８の直流成分に交流
電源１０の半波成分が重畳された電流が流れる。なお、
交流電源１０を低周波としているのは、コイルの磁場は
急激な変化に対して鈍感であることによる。すなわち、
コイルの磁場は、そのインダクタンス成分と容量成分と
により決まる時定数τ＝（ＬＣ）1/2 の間での変化はほ
とんど無いのと同じであることによる。交流電源１０の
周波数は、ハースコイル３６の抵抗、インダクタンス、
容量の値に応じて決められる。
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
ここでは、図４と同様、イオンプレーティング装置とし
て作用させる場合について、説明する。図４に示された
装置と異なる点は、ハースコイル３６に、直流電流を流
すための直流電源３８に加えて低周波の交流電源１０を
接続していることにある。直流電源３８と交流電源１０
との間には、直流電源３８による電流と同じ向きを順方
向とするダイオードＤ１が接続されている。その結果、
ハースコイル３６には、直流電源３８の直流成分に交流
電源１０の半波成分が重畳された電流が流れる。なお、
交流電源１０を低周波としているのは、コイルの磁場は
急激な変化に対して鈍感であることによる。すなわち、
コイルの磁場は、そのインダクタンス成分と容量成分と
により決まる時定数τ＝（ＬＣ）1/2 の間での変化はほ
とんど無いのと同じであることによる。交流電源１０の
周波数は、ハースコイル３６の抵抗、インダクタンス、
容量の値に応じて決められる。
【００２７】図２は図７で説明したのと同じ原理で膜厚
分布を説明するための図であり、図３は膜厚の実験値を
説明するための図である。また、以下の表１は、基板４
１の中心からの膜厚の実験値を示したものであり、ここ
では、基板４１の中心から０、５０、１００、１５０、
２００（いずれも単位はｍｍ）の個所での膜厚を示して
いる。なお、αは蒸発粒子の実際の空間での放出角度
で、図７の角度θに対応する。また、βは、一次元的に
ハースコイルに流す時の膜厚分布を、蒸発源の中心を３
５°傾けたものと仮定して示している。つまり、直流電
流ＩhA＝３（Ａ）に相当する。
分布を説明するための図であり、図３は膜厚の実験値を
説明するための図である。また、以下の表１は、基板４
１の中心からの膜厚の実験値を示したものであり、ここ
では、基板４１の中心から０、５０、１００、１５０、
２００（いずれも単位はｍｍ）の個所での膜厚を示して
いる。なお、αは蒸発粒子の実際の空間での放出角度
で、図７の角度θに対応する。また、βは、一次元的に
ハースコイルに流す時の膜厚分布を、蒸発源の中心を３
５°傾けたものと仮定して示している。つまり、直流電
流ＩhA＝３（Ａ）に相当する。
【００２８】
【表１】
【００２９】例えば、低周波電流として、最小値３
（Ａ）、最大値２０（Ａ）の矩形のパルス状の電流を流
した時の膜厚分布はそれぞれ、表１のｎ乗（I ）、ｎ乗
（II）となる。なお、ｎ乗（I ）は、角度αに基づいて
ｃｏｓ5.5 αで計算され、ｎ乗（II）は角度βに基づい
てｃｏｓ5.5 βで計算されている。ここで、ｎ乗（II）
によるハースコイル３６の直流電流２０（Ａ）の時、基
板４１の半径２００（ｍｍ）の範囲では膜厚比は約（１
〜０．６）の範囲で変化し、ｎ乗（I ）によるハースコ
イル３６の直流電流０（Ａ）の時、基板４１の半径２０
０（ｍｍ）の範囲では膜厚比は約（０．３〜０．９）の
範囲で変化する。そして、いずれにおいても、±２０
（％）程度の差が生じている。ここで、電流のデューテ
ィ比を５０（％）で矩形波を変化させると、膜厚は図３
においてはｔｏｔａｌという曲線となり、表１に示され
る値となる。すなわち、ｔｏｔａｌの値は、 ｛ｎ乗（I ）＋ｎ乗（II）｝／２ で表される。
（Ａ）、最大値２０（Ａ）の矩形のパルス状の電流を流
した時の膜厚分布はそれぞれ、表１のｎ乗（I ）、ｎ乗
（II）となる。なお、ｎ乗（I ）は、角度αに基づいて
ｃｏｓ5.5 αで計算され、ｎ乗（II）は角度βに基づい
てｃｏｓ5.5 βで計算されている。ここで、ｎ乗（II）
によるハースコイル３６の直流電流２０（Ａ）の時、基
板４１の半径２００（ｍｍ）の範囲では膜厚比は約（１
〜０．６）の範囲で変化し、ｎ乗（I ）によるハースコ
イル３６の直流電流０（Ａ）の時、基板４１の半径２０
０（ｍｍ）の範囲では膜厚比は約（０．３〜０．９）の
範囲で変化する。そして、いずれにおいても、±２０
（％）程度の差が生じている。ここで、電流のデューテ
ィ比を５０（％）で矩形波を変化させると、膜厚は図３
においてはｔｏｔａｌという曲線となり、表１に示され
る値となる。すなわち、ｔｏｔａｌの値は、 ｛ｎ乗（I ）＋ｎ乗（II）｝／２ で表される。
【００３０】いずれにしても、電流の周波数を変えるこ
とにより、膜厚分布を調整することができる。
とにより、膜厚分布を調整することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ハースの近傍にその中
心軸に対して同心的に配置された環状永久磁石により定
常磁界を形成し、ハースの中心軸に対して同心的に配置
された電磁コイルに直流電流を流すことにより調整磁界
を定常磁界に重畳し、電磁コイルに更に、低周波の交流
電流を流してハースの近傍の磁場を変化させることによ
り、基板への膜厚の調整を容易に行うことができる。
心軸に対して同心的に配置された環状永久磁石により定
常磁界を形成し、ハースの中心軸に対して同心的に配置
された電磁コイルに直流電流を流すことにより調整磁界
を定常磁界に重畳し、電磁コイルに更に、低周波の交流
電流を流してハースの近傍の磁場を変化させることによ
り、基板への膜厚の調整を容易に行うことができる。
【図１】本発明によるプラズマ処理装置の構成を概略的
に示す断面図である。
に示す断面図である。
【図２】本発明による基板の膜厚分布を説明するための
図である。
図である。
【図３】本発明による基板の膜厚分布の実験値を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の構成を概略的に示す
断面図である。
断面図である。
【図５】図４に示されたプラズマ処理装置のハースを拡
大して示す断面図である。
大して示す断面図である。
【図６】図４に示されたプラズマ処理装置の動作原理を
説明するためのグラフである。
説明するためのグラフである。
【図７】図４に示されたプラズマ処理装置により形成さ
れる被膜の厚さの分布を説明するための基板の断面図で
ある。
れる被膜の厚さの分布を説明するための基板の断面図で
ある。
１０ 交流電源 １１ 真空容器 １３ プラズマビーム発生器 １４ 陰極 １５ ガラス管 １９ 第１の中間電極 ２０ 第２の中間電極 ２１ 環状永久磁石 ２２ 電磁石コイル ２３、２５ 電源 ２４ ステアリングコイル ２６、２７ 垂下抵抗器 ２８ 主電源 ３０ 主ハース ３１ 補助ハース ３２ 蒸発物質 ３３ ハース本体 ３８ 直流電源 ５０ キャリアガス
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマビームを発生するためのビーム
発生源と、真空容器内に配置され前記プラズマビームの
入射面を持つハースとを含み、前記ビーム発生源で発生
されたプラズマビームを前記ハースの入射面に導き、処
理を行うプラズマ処理方法において、前記ハースの近傍
に前記ハースの中心軸に対して同心的に配置された環状
永久磁石により定常磁界を形成し、前記ハースの中心軸
に対して同心的に配置された電磁コイルに直流電流を流
すことにより調整磁界を前記定常磁界に重畳し、前記電
磁コイルには更に、低周波の交流電流を流して前記ハー
スの近傍の磁場を変化させることを特徴とするプラズマ
処理方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ処理方法におい
て、前記ビーム発生源で発生されたプラズマビームを前
記ハースの入射面に導き、このハース上に置かれた蒸着
物質を蒸発・イオン化して蒸発粒子を発生し、前記電磁
コイルに供給する直流電流及び交流電流を変化させるこ
とにより、前記蒸発粒子の飛行分布を調整して、この蒸
発粒子を前記ハースと対向して配置された基板の表面に
付着させてプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズ
マ処理方法。 - 【請求項３】 プラズマビームを発生するためのビーム
発生源と、真空容器内に配置され前記プラズマビームの
入射面を持つハースとを含み、前記ビーム発生源で発生
されたプラズマビームを前記ハースの入射面に導いて、
処理を行うプラズマ処理装置において、該装置は更に、
前記ハースの近傍に前記ハースの中心軸に対して同心的
に配置された環状永久磁石と、この環状永久磁石の近傍
に前記ハースの中心軸に対して同心的に配置された電磁
コイルと、この電磁コイルに接続された直流電源と交流
電源とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のプラズマ処理装置におい
て、前記電磁コイルは、前記直流電源からの直流電流に
より発生するコイル中心側の磁力線の向きが前記環状永
久磁石の中心側の磁力線の向きと同じになるように励磁
されることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194092A JP2000026953A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194092A JP2000026953A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000026953A true JP2000026953A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16318824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10194092A Pending JP2000026953A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000026953A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008144243A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Dainippon Printing Co Ltd | イオンプレーティング装置、薄膜形成方法及び表面平滑基板 |
| CN104178735A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
| JP2015000988A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置 |
| JP2016079456A (ja) * | 2014-10-16 | 2016-05-16 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置 |
| CN111945117A (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10194092A patent/JP2000026953A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008144243A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Dainippon Printing Co Ltd | イオンプレーティング装置、薄膜形成方法及び表面平滑基板 |
| CN104178735A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
| JP2014227597A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置 |
| JP2015000988A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置 |
| JP2016079456A (ja) * | 2014-10-16 | 2016-05-16 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置 |
| CN111945117A (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5677012A (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| JP3363919B2 (ja) | サブストレート上に反応性の膜を付着する装置 | |
| US6579428B2 (en) | Arc evaporator, method for driving arc evaporator, and ion plating apparatus | |
| JPH0477072B2 (ja) | ||
| EP0546006A1 (en) | Ion plating method | |
| JP2946402B2 (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| JP3345009B2 (ja) | 加熱により製造された材料蒸気のイオン化方法及び該方法を実施する装置 | |
| JP2000026953A (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| JP2003073814A (ja) | 製膜装置 | |
| JPH06212433A (ja) | 真空室内で基板を被覆する装置及び方法 | |
| JP2002047559A (ja) | Ｉｔｏ膜及びその成膜方法 | |
| JP2001348662A (ja) | 成膜方法及び装置 | |
| JP2001295031A (ja) | 成膜装置及び方法 | |
| JP2002060929A (ja) | Ｉｔｏ膜の成膜方法及び成膜装置 | |
| US6302056B1 (en) | Device for coating substrates with a material vapor in negative pressure or vacuum | |
| JP2857743B2 (ja) | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 | |
| JPH11279751A (ja) | イオンプレーティング装置およびその運転方法 | |
| JP2000282223A (ja) | 成膜装置及び方法 | |
| JP2000017431A (ja) | ＭｇＯ膜形成方法およびパネル | |
| JPH09256148A (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| WO1999016924A1 (fr) | Appareil de plaquage ionique | |
| JPH08260132A (ja) | 真空アーク蒸着方法及び装置 | |
| JPH10265946A (ja) | 蒸着装置およびこれを用いた薄膜の製造方法 | |
| JPH01260792A (ja) | プラズマ電子ビーム加熱装置 | |
| JP2000008157A (ja) | 同軸型真空アーク蒸着源を用いた蒸着装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030813 |