JP2002030422A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
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- JP2002030422A JP2002030422A JP2000210189A JP2000210189A JP2002030422A JP 2002030422 A JP2002030422 A JP 2002030422A JP 2000210189 A JP2000210189 A JP 2000210189A JP 2000210189 A JP2000210189 A JP 2000210189A JP 2002030422 A JP2002030422 A JP 2002030422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料タブレットとガイド部材の固着を防止す
ること等によって、安定した成膜を可能にする成膜装置
を提供すること。 【解決手段】 材料ロッド５３を案内するガイド部材２
５１の内側にステンレス鋼製の内側層２５１ｃを設けて
いるので、材料ロッド５３が比較的均一かつ高温に維持
される。これにより、材料ロッド５３が比較的均等に消
費され、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平坦なも
のとなって均一で安定した成膜が可能になる。さらに、
ガイド部材２５１の先端近傍で磁力線がステンレス鋼製
の内側層２５１ｃに引き寄せられ、ガイド部材２５１の
先端の直上方でプラズマビームＰＢを広げるので、材料
ロッド５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安定
した成膜が可能になる。
ること等によって、安定した成膜を可能にする成膜装置
を提供すること。 【解決手段】 材料ロッド５３を案内するガイド部材２
５１の内側にステンレス鋼製の内側層２５１ｃを設けて
いるので、材料ロッド５３が比較的均一かつ高温に維持
される。これにより、材料ロッド５３が比較的均等に消
費され、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平坦なも
のとなって均一で安定した成膜が可能になる。さらに、
ガイド部材２５１の先端近傍で磁力線がステンレス鋼製
の内側層２５１ｃに引き寄せられ、ガイド部材２５１の
先端の直上方でプラズマビームＰＢを広げるので、材料
ロッド５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安定
した成膜が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、プラズマビーム
を用いて基板上に透明導電膜等を形成するための成膜装
置に関する。
を用いて基板上に透明導電膜等を形成するための成膜装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマビームを用いる成膜装置とし
て、例えば特開平９−１９４２３２号公報に開示のイオ
ンプレーティング装置がある。このイオンプレーティン
グ装置では、圧力勾配型のプラズマガンからのプラズマ
ビームをハースに導き、ハースに設けた中空コーン状の
ガイド部材に通したインジウム及び錫の酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなる材料タブレットの上端を昇華させつつこれ
を徐々に押し上げる。材料タブレット上端から出射した
蒸発物質は、プラズマビーム中でイオン化され、イオン
化した材料粒子がハースと対向して搬送される基板の表
面に付着し、ここにＩＴＯ膜が形成される。
て、例えば特開平９−１９４２３２号公報に開示のイオ
ンプレーティング装置がある。このイオンプレーティン
グ装置では、圧力勾配型のプラズマガンからのプラズマ
ビームをハースに導き、ハースに設けた中空コーン状の
ガイド部材に通したインジウム及び錫の酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなる材料タブレットの上端を昇華させつつこれ
を徐々に押し上げる。材料タブレット上端から出射した
蒸発物質は、プラズマビーム中でイオン化され、イオン
化した材料粒子がハースと対向して搬送される基板の表
面に付着し、ここにＩＴＯ膜が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような成膜装置
では、ハースとして、通常は導電性及び熱伝導率の高い
銅を用いるが、銅は比較的低温でもインジウムと反応し
やすい性質を有するため、材料タブレットがハースのガ
イド部材の内面に固着して材料タブレットを押し上げる
ことが困難になる場合がある。
では、ハースとして、通常は導電性及び熱伝導率の高い
銅を用いるが、銅は比較的低温でもインジウムと反応し
やすい性質を有するため、材料タブレットがハースのガ
イド部材の内面に固着して材料タブレットを押し上げる
ことが困難になる場合がある。
【０００４】一方、ガイド部材が過度に冷却されると、
材料タブレットの中央と周辺との間で温度差が生じるこ
とになり、材料タブレット中央部のみが深く掘れて安定
な成膜が困難になる場合がある。
材料タブレットの中央と周辺との間で温度差が生じるこ
とになり、材料タブレット中央部のみが深く掘れて安定
な成膜が困難になる場合がある。
【０００５】さらに、プラズマビームがガイド部材に対
して偏って若しくは集中して入射する場合があり、この
ような場合、材料タブレットが偏心して窪む片掘れが生
じ、安定な成膜に支障が生じる場合がある。
して偏って若しくは集中して入射する場合があり、この
ような場合、材料タブレットが偏心して窪む片掘れが生
じ、安定な成膜に支障が生じる場合がある。
【０００６】そこで、本発明は、材料タブレットとガイ
ド部材の固着を防止し、また材料タブレットが不均一に
掘れることを防止して、安定した成膜を可能にする成膜
装置を提供することを目的とする。
ド部材の固着を防止し、また材料タブレットが不均一に
掘れることを防止して、安定した成膜を可能にする成膜
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の成膜装置は、プラズマビームを成膜室中に
供給するプラズマ源と、成膜室中に配置されプラズマビ
ームを導くハースと、ハースに材料蒸発源として膜材料
を連続的に供給する材料供給装置とを備える成膜装置で
あって、ハースが、上部に膜材料を通す貫通孔を有する
環状のガイド部材を備え、このガイド部材が、外側の本
体層と、この本体層よりも膜材料に対して相対的に反応
しにくい材料で形成された内側層とを有する。
め、本発明の成膜装置は、プラズマビームを成膜室中に
供給するプラズマ源と、成膜室中に配置されプラズマビ
ームを導くハースと、ハースに材料蒸発源として膜材料
を連続的に供給する材料供給装置とを備える成膜装置で
あって、ハースが、上部に膜材料を通す貫通孔を有する
環状のガイド部材を備え、このガイド部材が、外側の本
体層と、この本体層よりも膜材料に対して相対的に反応
しにくい材料で形成された内側層とを有する。
【０００８】この場合、ガイド部材が、外側の本体層
と、この本体層よりも膜材料に対して相対的に反応しに
くい材料で形成された内側層とを有するので、成膜中に
膜材料がガイド部材の内側に付着することを防止しつ
つ、ガイド部材全体としての冷却能力や導電性等を維持
することができる。
と、この本体層よりも膜材料に対して相対的に反応しに
くい材料で形成された内側層とを有するので、成膜中に
膜材料がガイド部材の内側に付着することを防止しつ
つ、ガイド部材全体としての冷却能力や導電性等を維持
することができる。
【０００９】また、本発明の別の成膜装置は、プラズマ
ビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、成膜室中に
配置されプラズマビームを導くハースと、ハースに材料
蒸発源として膜材料を連続的に供給する材料供給装置と
を備える成膜装置であって、ハースが、上部に膜材料を
通す貫通孔を有する環状のガイド部材を備え、このガイ
ド部材が、外側の本体層と、この本体層よりも相対的に
熱伝導率の低い材料で形成された内側層とを有する。
ビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、成膜室中に
配置されプラズマビームを導くハースと、ハースに材料
蒸発源として膜材料を連続的に供給する材料供給装置と
を備える成膜装置であって、ハースが、上部に膜材料を
通す貫通孔を有する環状のガイド部材を備え、このガイ
ド部材が、外側の本体層と、この本体層よりも相対的に
熱伝導率の低い材料で形成された内側層とを有する。
【００１０】この場合、内側層が本体層よりも相対的に
熱伝導率の低い材料で形成されているので、膜材料から
ガイド部材への放熱を比較的緩やかなものとして膜材料
の温度を比較的均一な温度に維持することができる。よ
って、例えば棒状の膜材料が比較的均等な深さで掘れる
ようになり、均一で安定しかつ迅速な成膜が可能にな
る。
熱伝導率の低い材料で形成されているので、膜材料から
ガイド部材への放熱を比較的緩やかなものとして膜材料
の温度を比較的均一な温度に維持することができる。よ
って、例えば棒状の膜材料が比較的均等な深さで掘れる
ようになり、均一で安定しかつ迅速な成膜が可能にな
る。
【００１１】上記装置の好ましい態様では、前記内側層
が、前記本体層よりも相対的に耐熱温度の高い材料で形
成されている。
が、前記本体層よりも相対的に耐熱温度の高い材料で形
成されている。
【００１２】この場合、前記内側層が前記本体層よりも
相対的に耐熱温度の高い材料で形成されているので、膜
材料の温度が比較的高くなっても、ガイド部材が破損し
たり、膜材料とガイド部材とが反応することを防止でき
る。
相対的に耐熱温度の高い材料で形成されているので、膜
材料の温度が比較的高くなっても、ガイド部材が破損し
たり、膜材料とガイド部材とが反応することを防止でき
る。
【００１３】また、上記装置の好ましい態様では、本体
層が銅からなり、内側層がステンレス鋼からなる。
層が銅からなり、内側層がステンレス鋼からなる。
【００１４】この場合、膜材料がガイド部材の内側に付
着することを効果的に防止することができ、膜材料中の
温度分布の均一化が容易となる。また、内側層が磁性体
であるステンレス鋼で形成されることになるので、ガイ
ド部材の先端近傍で磁力線が膜材料を取り巻く磁性体に
引き寄せられ、ガイド部材の先端の直上方でプラズマビ
ームを比較的均一に広げることになる。この結果、膜材
料の上面が比較的均一に加熱され、膜材料が均一に消費
され、安定した成膜が可能になる。
着することを効果的に防止することができ、膜材料中の
温度分布の均一化が容易となる。また、内側層が磁性体
であるステンレス鋼で形成されることになるので、ガイ
ド部材の先端近傍で磁力線が膜材料を取り巻く磁性体に
引き寄せられ、ガイド部材の先端の直上方でプラズマビ
ームを比較的均一に広げることになる。この結果、膜材
料の上面が比較的均一に加熱され、膜材料が均一に消費
され、安定した成膜が可能になる。
【００１５】また、本発明のさらに別の成膜装置は、プ
ラズマビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、成膜
室中に配置されプラズマビームを導くハースと、ハース
に材料蒸発源として膜材料を連続的に供給する材料供給
装置とを備える成膜装置であって、ハースが、上部に膜
材料を通す貫通孔を有する環状のガイド部材と、このガ
イド部材の上部外周に設けた磁性材料からなる磁性部材
とを備える。
ラズマビームを成膜室中に供給するプラズマ源と、成膜
室中に配置されプラズマビームを導くハースと、ハース
に材料蒸発源として膜材料を連続的に供給する材料供給
装置とを備える成膜装置であって、ハースが、上部に膜
材料を通す貫通孔を有する環状のガイド部材と、このガ
イド部材の上部外周に設けた磁性材料からなる磁性部材
とを備える。
【００１６】この場合、磁性材料からなる磁性部材をガ
イド部材の上部外周に設けているので、ガイド部材の先
端近傍で磁力線がガイド部材を取り巻く磁性部材に引き
寄せられ、ガイド部材の先端の直上方でプラズマビーム
を比較的均一に広げることになる。この結果、膜材料の
上面が比較的均一に加熱され、膜材料の上部が均一に消
耗し、安定した成膜が可能になる。
イド部材の上部外周に設けているので、ガイド部材の先
端近傍で磁力線がガイド部材を取り巻く磁性部材に引き
寄せられ、ガイド部材の先端の直上方でプラズマビーム
を比較的均一に広げることになる。この結果、膜材料の
上面が比較的均一に加熱され、膜材料の上部が均一に消
耗し、安定した成膜が可能になる。
【００１７】また、上記装置の好ましい態様では、ハー
スの周囲に環状に配置された磁石、又は磁石及びコイル
からなりハースの近接した上方の磁界を制御する磁場制
御部材をさらに備え、プラズマ源は、アーク放電を利用
した圧力勾配型のプラズマガンである。
スの周囲に環状に配置された磁石、又は磁石及びコイル
からなりハースの近接した上方の磁界を制御する磁場制
御部材をさらに備え、プラズマ源は、アーク放電を利用
した圧力勾配型のプラズマガンである。
【００１８】この場合、磁場制御部材によってハースに
入射するプラズマビームをカスプ状磁場で修正してより
均一な厚みの膜を形成することができる。
入射するプラズマビームをカスプ状磁場で修正してより
均一な厚みの膜を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は、第１実
施形態の成膜装置の全体構造を概略的に説明する図であ
る。この成膜装置は、成膜室である真空容器１０と、真
空容器１０中にプラズマビームＰＢを供給するプラズマ
源であるプラズマガン３０と、真空容器１０内の底部に
配置されてプラズマビームＰＢが入射する陽極部材５０
と、成膜の対象である液晶ガラス板等の基板を保持する
基板保持部材ＷＨを陽極部材５０の上方で適宜移動させ
る搬送機構６０とを備える。
施形態の成膜装置の全体構造を概略的に説明する図であ
る。この成膜装置は、成膜室である真空容器１０と、真
空容器１０中にプラズマビームＰＢを供給するプラズマ
源であるプラズマガン３０と、真空容器１０内の底部に
配置されてプラズマビームＰＢが入射する陽極部材５０
と、成膜の対象である液晶ガラス板等の基板を保持する
基板保持部材ＷＨを陽極部材５０の上方で適宜移動させ
る搬送機構６０とを備える。
【００２０】プラズマガン３０は、特開平９−１９４２
３２号公報等に開示の圧力勾配型のプラズマガンであ
り、その本体部分は、真空容器１０の側壁に設けられた
筒状部１２に装着されている。この本体部分は、陰極３
１によって一端が閉塞されたガラス管３２からなる。ガ
ラス管３２内には、モリブデンＭｏで形成された円筒３
３が陰極３１に固定されて同心に配置されており、この
円筒３３内には、ＬａＢ 6で形成された円盤３４とタン
タルＴａで形成されたパイプ３５とが内蔵されている。
ガラス管３２の両端部のうち陰極３１とは反対側の端部
と、真空容器１０に設けた筒状部１２の端部との間に
は、第１及び第２中間電極４１、４２が同心で直列に配
置されている。一方の第１中間電極４１内には、プラズ
マビームＰＢを収束するための環状永久磁石４４が内蔵
されている。第２中間電極４２内にも、プラズマビーム
ＰＢを収束するための電磁石コイル４５が内蔵されてい
る。なお、筒状部１２の周囲には、陰極３１側で発生し
て第１及び第２中間電極４１、４２まで引き出されたプ
ラズマビームＰＢを真空容器１０内に導くステアリング
コイル４７が設けられている。
３２号公報等に開示の圧力勾配型のプラズマガンであ
り、その本体部分は、真空容器１０の側壁に設けられた
筒状部１２に装着されている。この本体部分は、陰極３
１によって一端が閉塞されたガラス管３２からなる。ガ
ラス管３２内には、モリブデンＭｏで形成された円筒３
３が陰極３１に固定されて同心に配置されており、この
円筒３３内には、ＬａＢ 6で形成された円盤３４とタン
タルＴａで形成されたパイプ３５とが内蔵されている。
ガラス管３２の両端部のうち陰極３１とは反対側の端部
と、真空容器１０に設けた筒状部１２の端部との間に
は、第１及び第２中間電極４１、４２が同心で直列に配
置されている。一方の第１中間電極４１内には、プラズ
マビームＰＢを収束するための環状永久磁石４４が内蔵
されている。第２中間電極４２内にも、プラズマビーム
ＰＢを収束するための電磁石コイル４５が内蔵されてい
る。なお、筒状部１２の周囲には、陰極３１側で発生し
て第１及び第２中間電極４１、４２まで引き出されたプ
ラズマビームＰＢを真空容器１０内に導くステアリング
コイル４７が設けられている。
【００２１】プラズマガン３０の動作は、図示を省略す
るガン駆動装置によって制御されている。これにより、
陰極３１への給電をオン・オフしたりこれへの供給電圧
等を調整することができ、さらに第１及び第２中間電極
４１、４２、電磁石コイル４５、及びステアリングコイ
ル４７への給電を調整することができる。つまり、真空
容器１０中に供給されるプラズマビームＰＢの強度や分
布状態を制御することができるようになる。
るガン駆動装置によって制御されている。これにより、
陰極３１への給電をオン・オフしたりこれへの供給電圧
等を調整することができ、さらに第１及び第２中間電極
４１、４２、電磁石コイル４５、及びステアリングコイ
ル４７への給電を調整することができる。つまり、真空
容器１０中に供給されるプラズマビームＰＢの強度や分
布状態を制御することができるようになる。
【００２２】なお、プラズマガン３０の最も内心側に配
置されるパイプ３５は、プラズマビームＰＢのもととな
るＡｒ等のキャリアガスをプラズマガン３０ひいては真
空容器１０中に導入するためものであり、流量計９３及
び流量調節弁９４を介してキャリアガス源９０に接続さ
れている。
置されるパイプ３５は、プラズマビームＰＢのもととな
るＡｒ等のキャリアガスをプラズマガン３０ひいては真
空容器１０中に導入するためものであり、流量計９３及
び流量調節弁９４を介してキャリアガス源９０に接続さ
れている。
【００２３】真空容器１０中の下部に配置された陽極部
材５０は、プラズマビームＰＢを下方に導く主陽極であ
るハース５１と、その周囲に配置された環状の補助陽極
５２とからなる。
材５０は、プラズマビームＰＢを下方に導く主陽極であ
るハース５１と、その周囲に配置された環状の補助陽極
５２とからなる。
【００２４】前者のハース５１は、導電材料で形成され
るとともに、接地された真空容器１０に図示を省略する
絶縁物を介して支持されている。このハース５１は、適
当な正電位に制御されており、プラズマガン３０から出
射したプラズマビームＰＢを下方に吸引する。なお、ハ
ース５１は、プラズマガン３０からのプラズマビームＰ
Ｂが入射する中央部に、材料蒸発源である棒状の材料ロ
ッド５３が装填されている貫通孔５１ａを有している。
この材料ロッド５３は、膜材料である酸化インジウムの
粉末と酸化錫との粉末とを焼結して固めたものであり、
プラズマビームＰＢからの電流によって加熱されて昇華
し、基板上にＩＴＯ膜を形成するための材料蒸気を発生
する。真空容器１０下部に設けた材料供給装置５８は、
材料ロッド５３を次々にハース５１の貫通孔５１ａに装
填するとともに、装填した材料ロッド５３を徐々に上昇
させる構造となっており、材料ロッド５３の上端が蒸発
して消耗しても、この上端をハース５１の凹部から常に
一定量だけ突出させることができる。
るとともに、接地された真空容器１０に図示を省略する
絶縁物を介して支持されている。このハース５１は、適
当な正電位に制御されており、プラズマガン３０から出
射したプラズマビームＰＢを下方に吸引する。なお、ハ
ース５１は、プラズマガン３０からのプラズマビームＰ
Ｂが入射する中央部に、材料蒸発源である棒状の材料ロ
ッド５３が装填されている貫通孔５１ａを有している。
この材料ロッド５３は、膜材料である酸化インジウムの
粉末と酸化錫との粉末とを焼結して固めたものであり、
プラズマビームＰＢからの電流によって加熱されて昇華
し、基板上にＩＴＯ膜を形成するための材料蒸気を発生
する。真空容器１０下部に設けた材料供給装置５８は、
材料ロッド５３を次々にハース５１の貫通孔５１ａに装
填するとともに、装填した材料ロッド５３を徐々に上昇
させる構造となっており、材料ロッド５３の上端が蒸発
して消耗しても、この上端をハース５１の凹部から常に
一定量だけ突出させることができる。
【００２５】後者の補助陽極５２は、ハース５１の周囲
にこれと同心に配置された環状の容器により構成されて
いる。この環状容器内には、フェライト等で形成された
環状の永久磁石５５と、これと同心に積層されたコイル
５６とが収納されている。これら永久磁石５５及びコイ
ル５６は、磁場制御部材であり、ハース５１の直上方に
カスプ状磁場を形成する。これにより、ハース５１に入
射するプラズマビームＰＢの向き等を修正することがで
きる。
にこれと同心に配置された環状の容器により構成されて
いる。この環状容器内には、フェライト等で形成された
環状の永久磁石５５と、これと同心に積層されたコイル
５６とが収納されている。これら永久磁石５５及びコイ
ル５６は、磁場制御部材であり、ハース５１の直上方に
カスプ状磁場を形成する。これにより、ハース５１に入
射するプラズマビームＰＢの向き等を修正することがで
きる。
【００２６】補助陽極５２内のコイル５６は電磁石を構
成し、図示を省略する陽極電源装置から給電されて、永
久磁石５５により発生する中心側の磁界と同じ向きにな
るような付加的磁界を形成する。これにより、コイル５
６に供給する電流を変化させることができ、ハース５１
に入射するプラズマビームＰＢの向きの微調整が可能に
なる。
成し、図示を省略する陽極電源装置から給電されて、永
久磁石５５により発生する中心側の磁界と同じ向きにな
るような付加的磁界を形成する。これにより、コイル５
６に供給する電流を変化させることができ、ハース５１
に入射するプラズマビームＰＢの向きの微調整が可能に
なる。
【００２７】補助陽極５２の容器も、ハース５１と同様
に導電性材料で形成される。この補助陽極５２は、ハー
ス５１に対して図示を省略する絶縁物を介して取り付け
られている。補助陽極５２に印加する電圧変化させるこ
とによってハース５１の上方の電界を補的に制御でき
る。すなわち、補助陽極５２の電位をハース５１と同じ
にすると、プラズマビームＰＢもこれに引き寄せられて
ハース５１へのプラズマビームＰＢの供給が減少する。
一方、補助陽極５２の電位を真空容器１０と同じ程度に
下げると、プラズマビームＰＢがハース５１に引き寄せ
られて材料ロッド５３が加熱される。
に導電性材料で形成される。この補助陽極５２は、ハー
ス５１に対して図示を省略する絶縁物を介して取り付け
られている。補助陽極５２に印加する電圧変化させるこ
とによってハース５１の上方の電界を補的に制御でき
る。すなわち、補助陽極５２の電位をハース５１と同じ
にすると、プラズマビームＰＢもこれに引き寄せられて
ハース５１へのプラズマビームＰＢの供給が減少する。
一方、補助陽極５２の電位を真空容器１０と同じ程度に
下げると、プラズマビームＰＢがハース５１に引き寄せ
られて材料ロッド５３が加熱される。
【００２８】搬送機構６０は、搬送路６１内に水平方向
に等間隔で配列されて基板保持部材ＷＨの端部を支持す
る複数のコロ６２と、これらのコロ６２を適当な速度で
回転させて基板保持部材ＷＨを一定速度で移動させる駆
動装置（図示を省略）とを備える。
に等間隔で配列されて基板保持部材ＷＨの端部を支持す
る複数のコロ６２と、これらのコロ６２を適当な速度で
回転させて基板保持部材ＷＨを一定速度で移動させる駆
動装置（図示を省略）とを備える。
【００２９】酸素ガス供給装置７１は、真空容器１０に
適当なタイミングで適当な量の酸素ガスを供給するため
のものである。酸素ガスを収容する酸素ガス源７１ａか
らの供給ラインは、流量調節弁７１ｂ及び流量計７１ｃ
を介して真空容器１０に接続されている。キャリアガス
供給装置７２は、真空容器１０に適当なタイミングで適
当な量のキャリアガスを供給するためのものである。キ
ャリアガス源９０から分岐されたキャリアガスは、キャ
リアガス供給装置７２の流量調節弁７２ｂ及び流量計７
２ｃを介して真空容器１０に直接導入される。なお、排
気装置７６は、排気ポンプ７６ｂにより、真空ゲート７
６ａを介して真空容器１０内のガスを適宜排気する。
適当なタイミングで適当な量の酸素ガスを供給するため
のものである。酸素ガスを収容する酸素ガス源７１ａか
らの供給ラインは、流量調節弁７１ｂ及び流量計７１ｃ
を介して真空容器１０に接続されている。キャリアガス
供給装置７２は、真空容器１０に適当なタイミングで適
当な量のキャリアガスを供給するためのものである。キ
ャリアガス源９０から分岐されたキャリアガスは、キャ
リアガス供給装置７２の流量調節弁７２ｂ及び流量計７
２ｃを介して真空容器１０に直接導入される。なお、排
気装置７６は、排気ポンプ７６ｂにより、真空ゲート７
６ａを介して真空容器１０内のガスを適宜排気する。
【００３０】図２は、ハース５１のより詳細な構造を説
明する側方断面図である。ハース５１は、冷却用のキャ
ビティＣを備えるベース部材１５１と、ベース部材１５
１上に固定されるコーン状のガイド部材２５１とを備え
る。ベース部材１５１とガイド部材２５１とは、それぞ
れに設けた開口１５１ａ、２５１ａの中心を一致させて
固定されている。これにより、ハース５１の中心に材料
ロッド５３を上方に繰り出すための円筒状の貫通孔５１
ａが形成される。
明する側方断面図である。ハース５１は、冷却用のキャ
ビティＣを備えるベース部材１５１と、ベース部材１５
１上に固定されるコーン状のガイド部材２５１とを備え
る。ベース部材１５１とガイド部材２５１とは、それぞ
れに設けた開口１５１ａ、２５１ａの中心を一致させて
固定されている。これにより、ハース５１の中心に材料
ロッド５３を上方に繰り出すための円筒状の貫通孔５１
ａが形成される。
【００３１】ベース部材１５１は、銅製で、高い熱伝導
度と導電性を有し、キャビティＣに供給される冷却水に
よって冷却される。
度と導電性を有し、キャビティＣに供給される冷却水に
よって冷却される。
【００３２】ガイド部材２５１は、外側の本体層２５１
ｂと、開口２５１ａ側の内側層２５１ｃとからなる。前
者の本体層２５１ｂは、銅製で、高い熱伝導度と導電性
を有し、ベース部材１５１と電気的及び機械的に接続さ
れて適当な電位及び温度に維持される。一方、内側層２
５１ｃは、例えばＳＵＳ４３０等のステンレス鋼製で、
高い耐熱性を有するが、銅製の本体層２５１ｂよりも熱
伝導度や導電性の点で多少劣る。このため、プラズマビ
ームＰＢによって材料ロッド５３が加熱されると、内側
層２５１ｃがバリアとなって放熱をある程度制限するの
で、材料ロッド５３が比較的均一かつ高温に維持され
る。このように、材料ロッド５３が均一に加熱される
と、材料ロッド５３が比較的均等に消費されることにな
り、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平坦なものと
なるので、均一で安定した成膜が可能になる。しかも、
材料ロッド５３を高温にすることで、成膜速度を増加さ
せることができる。また、内側層２５１ｃがステンレス
鋼で形成されているので、材料ロッド５３が加熱されて
も内側層２５１ｃに付着しにくい。さらに、内側層２５
１ｃがステンレス鋼で形成されているので、ガイド部材
２５１の先端近傍で磁力線が内側層２５１ｃに引き寄せ
られ、ガイド部材２５１の先端の直上方で磁束密度が減
少してプラズマビームＰＢが広げられる。この結果、材
料ロッド５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安
定した成膜が可能になる。
ｂと、開口２５１ａ側の内側層２５１ｃとからなる。前
者の本体層２５１ｂは、銅製で、高い熱伝導度と導電性
を有し、ベース部材１５１と電気的及び機械的に接続さ
れて適当な電位及び温度に維持される。一方、内側層２
５１ｃは、例えばＳＵＳ４３０等のステンレス鋼製で、
高い耐熱性を有するが、銅製の本体層２５１ｂよりも熱
伝導度や導電性の点で多少劣る。このため、プラズマビ
ームＰＢによって材料ロッド５３が加熱されると、内側
層２５１ｃがバリアとなって放熱をある程度制限するの
で、材料ロッド５３が比較的均一かつ高温に維持され
る。このように、材料ロッド５３が均一に加熱される
と、材料ロッド５３が比較的均等に消費されることにな
り、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平坦なものと
なるので、均一で安定した成膜が可能になる。しかも、
材料ロッド５３を高温にすることで、成膜速度を増加さ
せることができる。また、内側層２５１ｃがステンレス
鋼で形成されているので、材料ロッド５３が加熱されて
も内側層２５１ｃに付着しにくい。さらに、内側層２５
１ｃがステンレス鋼で形成されているので、ガイド部材
２５１の先端近傍で磁力線が内側層２５１ｃに引き寄せ
られ、ガイド部材２５１の先端の直上方で磁束密度が減
少してプラズマビームＰＢが広げられる。この結果、材
料ロッド５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安
定した成膜が可能になる。
【００３３】図３は、ガイド部材２５１の先端近傍にお
ける磁力線の分布を概念的に説明する図である。図から
も明らかなように、上方からガイド部材２５１に入射す
る磁力線は、磁性体である内側層２５１ｃに収束するの
で、ガイド部材２５１上方の磁束密度が均一に低下す
る。つまり、ガイド部材２５１上方でプラズマビームＰ
Ｂが広げられ、材料ロッド５３上部が成膜に伴って偏っ
て窪む片掘れを防止することができる。
ける磁力線の分布を概念的に説明する図である。図から
も明らかなように、上方からガイド部材２５１に入射す
る磁力線は、磁性体である内側層２５１ｃに収束するの
で、ガイド部材２５１上方の磁束密度が均一に低下す
る。つまり、ガイド部材２５１上方でプラズマビームＰ
Ｂが広げられ、材料ロッド５３上部が成膜に伴って偏っ
て窪む片掘れを防止することができる。
【００３４】以下、図１に示す成膜装置の動作について
説明する。この成膜装置による成膜時には、プラズマガ
ン３０の陰極３１と真空容器１０内のハース５１との間
で放電を生じさせ、これによりプラズマビームＰＢを生
成する。このプラズマビームＰＢは、ステアリングコイ
ル４７と補助陽極５２内の永久磁石５５等とにより決定
される磁界に案内されてハース５１に到達する。ハース
５１の材料ロッド５３は、プラズマビームＰＢからの電
流により加熱され、材料ロッド５３の先端が昇華してこ
こから膜材料の蒸気が安定して出射する。この蒸気は、
プラズマビームＰＢによりイオン化され、例えば負電圧
が印加された基板の表面に付着して被膜を形成する。
説明する。この成膜装置による成膜時には、プラズマガ
ン３０の陰極３１と真空容器１０内のハース５１との間
で放電を生じさせ、これによりプラズマビームＰＢを生
成する。このプラズマビームＰＢは、ステアリングコイ
ル４７と補助陽極５２内の永久磁石５５等とにより決定
される磁界に案内されてハース５１に到達する。ハース
５１の材料ロッド５３は、プラズマビームＰＢからの電
流により加熱され、材料ロッド５３の先端が昇華してこ
こから膜材料の蒸気が安定して出射する。この蒸気は、
プラズマビームＰＢによりイオン化され、例えば負電圧
が印加された基板の表面に付着して被膜を形成する。
【００３５】上記成膜装置では、材料ロッド５３を案内
するガイド部材２５１の内側にステンレス鋼製の内側層
２５１ｃを設けているので、成膜に際してプラズマビー
ムＰＢによって材料ロッド５３が加熱されると、内側層
２５１ｃが放熱をある程度制限する。この結果、材料ロ
ッド５３が比較的均一かつ高温に維持されて、比較的均
等に消費され、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平
坦なものとなって均一で安定した成膜が可能になる。こ
の際、ステンレス製の内側層２５１ｃには、材料ロッド
５３が付着しにくいので、材料ロッド５３の円滑な供給
が可能になる。さらに、ガイド部材２５１の先端近傍で
磁力線がステンレス鋼製の内側層２５１ｃに引き寄せら
れ、ガイド部材２５１の先端の直上方でプラズマビーム
ＰＢを広げるので、材料ロッド５３の上面５３ａが比較
的均一に加熱され、さらに安定した成膜が可能になる。
するガイド部材２５１の内側にステンレス鋼製の内側層
２５１ｃを設けているので、成膜に際してプラズマビー
ムＰＢによって材料ロッド５３が加熱されると、内側層
２５１ｃが放熱をある程度制限する。この結果、材料ロ
ッド５３が比較的均一かつ高温に維持されて、比較的均
等に消費され、材料ロッド５３の上面５３ａが比較的平
坦なものとなって均一で安定した成膜が可能になる。こ
の際、ステンレス製の内側層２５１ｃには、材料ロッド
５３が付着しにくいので、材料ロッド５３の円滑な供給
が可能になる。さらに、ガイド部材２５１の先端近傍で
磁力線がステンレス鋼製の内側層２５１ｃに引き寄せら
れ、ガイド部材２５１の先端の直上方でプラズマビーム
ＰＢを広げるので、材料ロッド５３の上面５３ａが比較
的均一に加熱され、さらに安定した成膜が可能になる。
【００３６】〔第２実施形態〕図４は、第２実施形態に
係る成膜装置の要部を説明する図である。なお、第２実
施形態の成膜装置は、第１実施形態の成膜装置の変形例
であり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省
略する。
係る成膜装置の要部を説明する図である。なお、第２実
施形態の成膜装置は、第１実施形態の成膜装置の変形例
であり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省
略する。
【００３７】この場合、ハース５１は、ベース部材１５
１上に固定されるガイド部材５５１の上部外周に、磁性
材料からなる環状の磁性部材６５１を備える。前者のガ
イド部材５５１は、銅製で、ベース部材１５１と電気的
及び機械的に接続されて適当な電位及び温度に維持され
る。後者の磁性部材６５１は、ステンレス鋼製で、ガイ
ド部材５５１の先端近傍の磁力線を引き寄せるので、ガ
イド部材２５１の先端の直上方で磁束密度が減少してプ
ラズマビームＰＢが広げられる。この結果、材料ロッド
５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安定した成
膜が可能になる。
１上に固定されるガイド部材５５１の上部外周に、磁性
材料からなる環状の磁性部材６５１を備える。前者のガ
イド部材５５１は、銅製で、ベース部材１５１と電気的
及び機械的に接続されて適当な電位及び温度に維持され
る。後者の磁性部材６５１は、ステンレス鋼製で、ガイ
ド部材５５１の先端近傍の磁力線を引き寄せるので、ガ
イド部材２５１の先端の直上方で磁束密度が減少してプ
ラズマビームＰＢが広げられる。この結果、材料ロッド
５３の上面５３ａが比較的均一に加熱され、安定した成
膜が可能になる。
【００３８】以上、実施形態に即して本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、他の膜材料として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ等の酸化
物を用いて成膜を行う場合にも、ガイド部材２５１の内
側にステンレス鋼製の内側層２５１ｃを設けることによ
って、材料ロッド５３の付着を防止しつつ材料ロッド５
３の上面５３ａを平坦なものとすることができ、均一で
安定した成膜が可能になる。
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、他の膜材料として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ等の酸化
物を用いて成膜を行う場合にも、ガイド部材２５１の内
側にステンレス鋼製の内側層２５１ｃを設けることによ
って、材料ロッド５３の付着を防止しつつ材料ロッド５
３の上面５３ａを平坦なものとすることができ、均一で
安定した成膜が可能になる。
【００３９】また、内側層２５１ｃの厚さや磁性部材６
５１の形状や配置も、適宜設定を変更することができ
る。
５１の形状や配置も、適宜設定を変更することができ
る。
【００４０】また、内側層２５１ｃの材料は、必ずしも
ＳＵＳ４３０等の磁性体に限るものではなく、他の磁性
を有しない材料（例えばＳＵＳ３０４）とすることがで
きる。さらに、磁性部材６５１の材料も、ステンレス鋼
に限るものではなく、鉄等の他の材料とすることができ
る。
ＳＵＳ４３０等の磁性体に限るものではなく、他の磁性
を有しない材料（例えばＳＵＳ３０４）とすることがで
きる。さらに、磁性部材６５１の材料も、ステンレス鋼
に限るものではなく、鉄等の他の材料とすることができ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の成膜装置によれば、ガイド部材が外側の本体層とこの
本体層よりも膜材料に対して相対的に反応しにくい材料
で形成された内側層とを有するので、成膜中に膜材料が
ガイド部材の内側に付着することを防止しつつ、ガイド
部材全体としての冷却能力や導電性等を維持することが
できる。
の成膜装置によれば、ガイド部材が外側の本体層とこの
本体層よりも膜材料に対して相対的に反応しにくい材料
で形成された内側層とを有するので、成膜中に膜材料が
ガイド部材の内側に付着することを防止しつつ、ガイド
部材全体としての冷却能力や導電性等を維持することが
できる。
【００４２】また、本発明の別の成膜装置によれば、内
側層が本体層よりも相対的に熱伝導率の低い材料で形成
されているので、膜材料からガイド部材への放熱を比較
的緩やかなものとして膜材料の温度を比較的均一な温度
に維持することができる。よって、例えば棒状の膜材料
が比較的均等な深さで掘れるようになり、均一で安定し
かつ迅速な成膜が可能になる。
側層が本体層よりも相対的に熱伝導率の低い材料で形成
されているので、膜材料からガイド部材への放熱を比較
的緩やかなものとして膜材料の温度を比較的均一な温度
に維持することができる。よって、例えば棒状の膜材料
が比較的均等な深さで掘れるようになり、均一で安定し
かつ迅速な成膜が可能になる。
【００４３】また、本発明のさらに別の成膜装置によれ
ば、磁性材料からなる磁性部材をガイド部材の上部外周
に設けているので、ガイド部材の先端近傍で磁力線がガ
イド部材を取り巻く磁性部材に引き寄せられ、ガイド部
材の先端の直上方でプラズマビームを比較的均一に広げ
ることになる。この結果、膜材料の上面が比較的均一に
加熱され、膜材料の上部が均一に消耗し、安定した成膜
が可能になる。
ば、磁性材料からなる磁性部材をガイド部材の上部外周
に設けているので、ガイド部材の先端近傍で磁力線がガ
イド部材を取り巻く磁性部材に引き寄せられ、ガイド部
材の先端の直上方でプラズマビームを比較的均一に広げ
ることになる。この結果、膜材料の上面が比較的均一に
加熱され、膜材料の上部が均一に消耗し、安定した成膜
が可能になる。
【図１】第１実施形態の成膜装置の全体構造を説明する
図である。
図である。
【図２】図１の成膜装置に組み込まれるハースの構造を
説明する側方断面図である。
説明する側方断面図である。
【図３】ガイド部材の先端近傍における磁力線の分布を
概念的に説明する図である。
概念的に説明する図である。
【図４】第２実施形態の成膜装置に組み込まれるハース
の構造を説明する側方断面図である。
の構造を説明する側方断面図である。
１０ 真空容器 ３０ プラズマガン ３１ 陰極 ４７ ステアリングコイル ５０ 陽極部材 ５１ ハース ５２ 補助陽極 ５３ 材料ロッド ５５ 永久磁石 ５６ コイル ６０ 搬送機構 ６２ コロ ９０ キャリアガス源 ２５１ ガイド部材 ２５１ｂ 本体層 ２５１ｃ 内側層 ６５１ 磁性部材 ＷＨ 基板保持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯尾 逸史 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重機 械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者 三好 陽 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重機 械工業株式会社新居浜製造所内 Ｆターム(参考） 4K029 BA50 BC09 CA03 DB12 DB13 DB15 DD06 4M104 AA09 AA10 BB36 CC01 DD44 DD48 EE15 GG20 HH20
Claims (6)
- 【請求項１】 プラズマビームを成膜室中に供給するプ
ラズマ源と、前記成膜室中に配置され前記プラズマビー
ムを導くハースと、前記ハースに材料蒸発源として膜材
料を連続的に供給する材料供給装置とを備える成膜装置
であって、 前記ハースは、上部に前記膜材料を通す貫通孔を有する
環状のガイド部材を備え、当該ガイド部材は、外側の本
体層と、当該本体層よりも前記膜材料に対して相対的に
反応しにくい材料で形成された内側層とを有することを
特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】 プラズマビームを成膜室中に供給するプ
ラズマ源と、前記成膜室中に配置され前記プラズマビー
ムを導くハースと、前記ハースに材料蒸発源として膜材
料を連続的に供給する材料供給装置とを備える成膜装置
であって、 前記ハースは、上部に前記膜材料を通す貫通孔を有する
環状のガイド部材を備え、当該ガイド部材は、外側の本
体層と、当該本体層よりも相対的に熱伝導率の低い材料
で形成された内側層とを有することを特徴とする成膜装
置。 - 【請求項３】 前記内側層は、前記本体層よりも相対的
に耐熱温度の高い材料で形成されていることを特徴とす
る請求項２記載の成膜装置。 - 【請求項４】 前記本体層は銅からなり、前記内側層は
ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか記載の成膜装置。 - 【請求項５】 プラズマビームを成膜室中に供給するプ
ラズマ源と、前記成膜室中に配置され前記プラズマビー
ムを導くハースと、前記ハースに材料蒸発源として膜材
料を連続的に供給する材料供給装置とを備える成膜装置
であって、 前記ハースは、上部に前記膜材料を通す貫通孔を有する
環状のガイド部材と、当該ガイド部材の上部外周に設け
た磁性材料からなる磁性部材とを備えることを特徴とす
る成膜装置。 - 【請求項６】 前記ハースの周囲に環状に配置された磁
石、又は磁石及びコイルからなり前記ハースの近接した
上方の磁界を制御する磁場制御部材をさらに備え、前記
プラズマ源は、アーク放電を利用した圧力勾配型のプラ
ズマガンであることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか記載の成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210189A JP3732074B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210189A JP3732074B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002030422A true JP2002030422A (ja) | 2002-01-31 |
| JP3732074B2 JP3732074B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=18706482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000210189A Expired - Fee Related JP3732074B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3732074B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008108149A1 (ja) | 2007-03-02 | 2008-09-12 | Kabushiki Kaisha Riken | アーク式蒸発源 |
| KR101513192B1 (ko) | 2012-11-09 | 2015-04-17 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 성막장치 |
| KR20180033551A (ko) * | 2016-03-15 | 2018-04-03 | 가부시끼가이샤 도시바 | 처리 장치 및 콜리메이터 |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000210189A patent/JP3732074B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008108149A1 (ja) | 2007-03-02 | 2008-09-12 | Kabushiki Kaisha Riken | アーク式蒸発源 |
| KR20090116765A (ko) * | 2007-03-02 | 2009-11-11 | 가부시끼가이샤 리켄 | 아크식 증발원 |
| US8337682B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-12-25 | Kabushiki Kaisha Riken | Arc plasma source |
| KR101685700B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2016-12-12 | 가부시끼가이샤 리켄 | 아크식 증발원 |
| KR101513192B1 (ko) | 2012-11-09 | 2015-04-17 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 성막장치 |
| KR20180033551A (ko) * | 2016-03-15 | 2018-04-03 | 가부시끼가이샤 도시바 | 처리 장치 및 콜리메이터 |
| KR102116289B1 (ko) * | 2016-03-15 | 2020-05-29 | 가부시끼가이샤 도시바 | 처리 장치 및 콜리메이터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3732074B2 (ja) | 2006-01-05 |
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