JP2002249871A - 成膜装置 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜質に影響する他のパラメータを変更するこ
となく、成膜粒子のエネルギのみを変更することができ
る成膜装置を提供すること。 【解決手段】 陽極部材50及び基板支持部材60を一
体として真空容器10に対して昇降移動させるととも
に、プラズマガン30の放電電流を一定に保ってプラズ
マビームPBの密度等をほぼ一定に保つ。ここで、真空
容器10内のガス圧やプラズマガン30の陰極31の電
位(カソード電位)を一定に保っておけば、接地された
真空容器10に対するハース51の電位(アノード電
位)は放電電圧の変化分だけ上下することになる。つま
り、プラズマガン30に対するハース51の電位のみを
独立して変化させることができ、結果的に基板WAに入
射する蒸発粒子の入射エネルギのみをほぼ独立して制御
することができる。
となく、成膜粒子のエネルギのみを変更することができ
る成膜装置を提供すること。 【解決手段】 陽極部材50及び基板支持部材60を一
体として真空容器10に対して昇降移動させるととも
に、プラズマガン30の放電電流を一定に保ってプラズ
マビームPBの密度等をほぼ一定に保つ。ここで、真空
容器10内のガス圧やプラズマガン30の陰極31の電
位(カソード電位)を一定に保っておけば、接地された
真空容器10に対するハース51の電位(アノード電
位)は放電電圧の変化分だけ上下することになる。つま
り、プラズマガン30に対するハース51の電位のみを
独立して変化させることができ、結果的に基板WAに入
射する蒸発粒子の入射エネルギのみをほぼ独立して制御
することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いて
イオンプレーティングを行う成膜装置に関し、特に、成
膜粒子のエネルギのみを選択的に適宜変更することがで
きる成膜装置に関する。
イオンプレーティングを行う成膜装置に関し、特に、成
膜粒子のエネルギのみを選択的に適宜変更することがで
きる成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の成膜装置として、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
ス上に配置した坩堝中の蒸着物質を蒸発・イオン化し、
このように蒸発・イオン化した蒸着物質をハースに対向
して配置された基板の表面に付着させるイオンプレーテ
ィング装置が知られている。
ラズマガンからのプラズマビームをハースに導き、ハー
ス上に配置した坩堝中の蒸着物質を蒸発・イオン化し、
このように蒸発・イオン化した蒸着物質をハースに対向
して配置された基板の表面に付着させるイオンプレーテ
ィング装置が知られている。
【0003】上記のようなイオンプレーティング装置に
おいて、基板に入射する成膜粒子のエネルギを変更しよ
うとする場合、実用的には、放電電流を変更する、
雰囲気ガス圧を変更する、或いは、基板にバイアス電
圧を印加するという3つの手法がある。
おいて、基板に入射する成膜粒子のエネルギを変更しよ
うとする場合、実用的には、放電電流を変更する、
雰囲気ガス圧を変更する、或いは、基板にバイアス電
圧を印加するという3つの手法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の手法のうち、第
1の手法は、アノード電位が変わるだけでなく、坩堝へ
の投入パワーが変わるため成膜レートも変わる、坩堝へ
の入射電流密度が変わるためにイオン化率が変わるとい
うという問題がある。また、第2の手法は、アノード電
位が変わるだけでなく、成膜粒子の平均自由行程が変わ
るために成膜レートが変わるという問題がある。さら
に、第3の手法は、基板がプラズマに曝されているため
に、実際にはマイナスのバイアスしかかけられない(つ
まり、プラスを印加するとプラズマ中の電子電流の過大
な流入のため基板が焼損する)という問題がある。以上
のように、いずれの手法も、成膜粒子のエネルギばかり
でなく、膜質に影響する他のパラメータも連動して変わ
ってしまうため、成膜条件と膜質を目標値に一意的に設
定するのが困難であった。
1の手法は、アノード電位が変わるだけでなく、坩堝へ
の投入パワーが変わるため成膜レートも変わる、坩堝へ
の入射電流密度が変わるためにイオン化率が変わるとい
うという問題がある。また、第2の手法は、アノード電
位が変わるだけでなく、成膜粒子の平均自由行程が変わ
るために成膜レートが変わるという問題がある。さら
に、第3の手法は、基板がプラズマに曝されているため
に、実際にはマイナスのバイアスしかかけられない(つ
まり、プラスを印加するとプラズマ中の電子電流の過大
な流入のため基板が焼損する)という問題がある。以上
のように、いずれの手法も、成膜粒子のエネルギばかり
でなく、膜質に影響する他のパラメータも連動して変わ
ってしまうため、成膜条件と膜質を目標値に一意的に設
定するのが困難であった。
【0005】そこで、本発明は、膜質に影響する他のパ
ラメータを変更することなく、成膜粒子のエネルギのみ
を適宜変更することができる成膜装置を提供することを
目的とする。
ラメータを変更することなく、成膜粒子のエネルギのみ
を適宜変更することができる成膜装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【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、成膜室にプラズマビームを供
給する圧力勾配型のプラズマガンと、材料蒸発源を備え
るとともに、成膜室中に配置されてアノードとして材料
蒸発源にプラズマビームを導くハースと、成膜の対象で
ある基板を成膜室中にハースに対向して支持する基板支
持部材と、ハース及び基板支持部材間の距離を一定に保
ったままで、ハース及びプラズマガン間の距離を変化さ
せる間隔変更手段とを備える。
め、本発明の成膜装置は、成膜室にプラズマビームを供
給する圧力勾配型のプラズマガンと、材料蒸発源を備え
るとともに、成膜室中に配置されてアノードとして材料
蒸発源にプラズマビームを導くハースと、成膜の対象で
ある基板を成膜室中にハースに対向して支持する基板支
持部材と、ハース及び基板支持部材間の距離を一定に保
ったままで、ハース及びプラズマガン間の距離を変化さ
せる間隔変更手段とを備える。
【0007】上記成膜装置では、間隔変更手段が、ハー
ス及び基板支持部材間の距離を一定に保ったままで、ハ
ース及びプラズマガン間の距離を変化させるので、プラ
ズマガンに対するハースの電位のみを独立して変化させ
ることができる。すなわち、上記成膜装置では、プラズ
マガンからの放電電流をほとんど変化させることなくハ
ースのみの電位を変化させることができるので、成膜レ
ートに影響する蒸発粒子の発生率や蒸発粒子のイオン化
率をほとんど変化させることなく、基板に入射するイオ
ン化した蒸発粒子のエネルギのみを適宜変化させること
ができる。また、ハースの電位変更に際して成膜室中の
真空度をほとんど変化させる必要がなく、ハース及び基
板支持部材間の距離が変化しないので、成膜レートに影
響する蒸発粒子の平均衝突回数が変化しない。よって、
膜質に影響する他のパラメータを変更することなく、基
板に入射する成膜粒子のエネルギのみを適宜変更するこ
とができる。
ス及び基板支持部材間の距離を一定に保ったままで、ハ
ース及びプラズマガン間の距離を変化させるので、プラ
ズマガンに対するハースの電位のみを独立して変化させ
ることができる。すなわち、上記成膜装置では、プラズ
マガンからの放電電流をほとんど変化させることなくハ
ースのみの電位を変化させることができるので、成膜レ
ートに影響する蒸発粒子の発生率や蒸発粒子のイオン化
率をほとんど変化させることなく、基板に入射するイオ
ン化した蒸発粒子のエネルギのみを適宜変化させること
ができる。また、ハースの電位変更に際して成膜室中の
真空度をほとんど変化させる必要がなく、ハース及び基
板支持部材間の距離が変化しないので、成膜レートに影
響する蒸発粒子の平均衝突回数が変化しない。よって、
膜質に影響する他のパラメータを変更することなく、基
板に入射する成膜粒子のエネルギのみを適宜変更するこ
とができる。
【0008】また、上記成膜装置の具体的な態様では、
間隔変更手段が、ハース及び基板支持部材を相互の間隔
を保ちつつ成膜室中で移動させる。この場合、プラズマ
ガンを移動させることなく成膜粒子のエネルギを変更す
ることができる。
間隔変更手段が、ハース及び基板支持部材を相互の間隔
を保ちつつ成膜室中で移動させる。この場合、プラズマ
ガンを移動させることなく成膜粒子のエネルギを変更す
ることができる。
【0009】また、上記成膜装置の別の具体的な態様で
は、間隔変更手段が、プラズマガンを成膜室に対して移
動させる。この場合、ハースや基板支持部材を移動させ
ることなく成膜粒子のエネルギを変更することができ
る。
は、間隔変更手段が、プラズマガンを成膜室に対して移
動させる。この場合、ハースや基板支持部材を移動させ
ることなく成膜粒子のエネルギを変更することができ
る。
【0010】なお、上記成膜装置において、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
と、磁場制御部材の上方に配置されてハースの近接した
上方の電界を制御する補助陽極とをさらに備えるものと
することができる。この場合、磁場制御部材や補助陽極
は、ハースと一体的なものとして移動させ或いは成膜室
中に固定する。
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
と、磁場制御部材の上方に配置されてハースの近接した
上方の電界を制御する補助陽極とをさらに備えるものと
することができる。この場合、磁場制御部材や補助陽極
は、ハースと一体的なものとして移動させ或いは成膜室
中に固定する。
【0011】
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕図1は、本発明
に係る第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の側壁に固定されて真空容器1
0中にプラズマビームPBを供給するプラズマガン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の流れを制御する陽極部材50と、真空容器10上
部に配置されて基板WAを保持する基板支持部材60
と、陽極部材50のプラズマガン30に対する変位を可
能にする第1スライド機構72と、基板支持部材60の
プラズマガン30に対する変位を可能にする第2スライ
ド機構76と、これらの動作を統括的に制御する主制御
装置80とを備える。
に係る第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の側壁に固定されて真空容器1
0中にプラズマビームPBを供給するプラズマガン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の流れを制御する陽極部材50と、真空容器10上
部に配置されて基板WAを保持する基板支持部材60
と、陽極部材50のプラズマガン30に対する変位を可
能にする第1スライド機構72と、基板支持部材60の
プラズマガン30に対する変位を可能にする第2スライ
ド機構76と、これらの動作を統括的に制御する主制御
装置80とを備える。
【0012】プラズマガン30は、プラズマビームPB
を発生する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31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33が陰極31
に固定されて同心状に配置されており、この円筒33内
には、LaB6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3
2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が同心状に直列に配置されてい
る。両中間電極41、42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及び電磁石コイルがそれ
ぞれ内蔵されている。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
導く環状のステアリングコイル47が設けられている。
を発生する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31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33が陰極31
に固定されて同心状に配置されており、この円筒33内
には、LaB6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3
2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が同心状に直列に配置されてい
る。両中間電極41、42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及び電磁石コイルがそれ
ぞれ内蔵されている。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
導く環状のステアリングコイル47が設けられている。
【0013】このプラズマガン30は、駆動電源装置9
0に駆動されて動作する。この駆動電源装置90は、陰
極31に適当な負電圧を印加したり、これへの電圧の印
加を遮断する。また、駆動電源装置90は、第1及び第
2中間電極41、42、ステアリングコイル47等に適
当な電圧・電力を供給したり、これらへの電圧・電力の
供給を遮断する。
0に駆動されて動作する。この駆動電源装置90は、陰
極31に適当な負電圧を印加したり、これへの電圧の印
加を遮断する。また、駆動電源装置90は、第1及び第
2中間電極41、42、ステアリングコイル47等に適
当な電圧・電力を供給したり、これらへの電圧・電力の
供給を遮断する。
【0014】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中に導入す
るためものであり、図示を省略する流量計及び流量調節
弁を介してガス源に接続されている。プラズマガン30
から真空容器10中にプラズマビームPBを導入する際
には、真空容器10に接続された真空ポンプ14を適宜
動作させて、真空容器10中の真空度を目標値に保持す
ることができる。
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中に導入す
るためものであり、図示を省略する流量計及び流量調節
弁を介してガス源に接続されている。プラズマガン30
から真空容器10中にプラズマビームPBを導入する際
には、真空容器10に接続された真空ポンプ14を適宜
動作させて、真空容器10中の真空度を目標値に保持す
ることができる。
【0015】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を下方に導くアノード
(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とからなり、第1スライド機構72
の可動フランジ72aに固定されている。
材50は、プラズマビームPBを下方に導くアノード
(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とからなり、第1スライド機構72
の可動フランジ72aに固定されている。
【0016】前者のハース51は、例えばCu等の熱伝
導率の良い導電性材料で形成されるとともに適当な絶縁
物を介して第1スライド機構72の可動フランジ72a
上に固定されている。このハース51は、図示を省略す
る冷却装置からの冷却水によって所望の温度に冷却され
るとともに、駆動電源装置90によって接地された真空
容器10に対して適当な正電位に保持されており、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PBが入射する中央上部に形成された
凹部に、坩堝状の材料蒸発源であるハースライナ53を
有している。
導率の良い導電性材料で形成されるとともに適当な絶縁
物を介して第1スライド機構72の可動フランジ72a
上に固定されている。このハース51は、図示を省略す
る冷却装置からの冷却水によって所望の温度に冷却され
るとともに、駆動電源装置90によって接地された真空
容器10に対して適当な正電位に保持されており、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PBが入射する中央上部に形成された
凹部に、坩堝状の材料蒸発源であるハースライナ53を
有している。
【0017】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とこれと同心的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とこれと同心的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。
【0018】コイル56は電磁石を構成し、駆動電源装
置90から給電される。この場合、励磁されたコイル5
6における中心側の磁界の向きは、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に構成され
る。駆動電源装置90は、コイル56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。
置90から給電される。この場合、励磁されたコイル5
6における中心側の磁界の向きは、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に構成され
る。駆動電源装置90は、コイル56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。
【0019】補助陽極52の容器も、ハース51と同様
に熱伝導率の良い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。駆動電源装置90は、補助
陽極52に印加する電圧を変化させることによってハー
スライナ53の上方の電界を補助的に制御できるように
なっている。すなわち、補助陽極52の電位をハース5
1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の電位を接地された真空容
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に引き寄せられてハースライナ53中の膜材料
が加熱される。
に熱伝導率の良い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。駆動電源装置90は、補助
陽極52に印加する電圧を変化させることによってハー
スライナ53の上方の電界を補助的に制御できるように
なっている。すなわち、補助陽極52の電位をハース5
1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の電位を接地された真空容
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に引き寄せられてハースライナ53中の膜材料
が加熱される。
【0020】真空容器10中の上部に配置される基板支
持部材60は、第2スライド機構76の可動フランジ7
6aに固定されており、ハース51の上方において成膜
面を下側にして基板WAを保持する。この基板支持部材
60は、真空容器10外に設けた温度調節装置(図示を
省略)から冷却水等の供給を受けて基板WAを裏面側か
ら温度調節する。なお、基板支持部材60上の基板WA
には、駆動電源装置90によって、接地された真空容器
10に対しゼロ又は負の適当な電圧が印加されており、
ハースライナ53から出射した蒸発粒子が適当なエネル
ギで入射する。
持部材60は、第2スライド機構76の可動フランジ7
6aに固定されており、ハース51の上方において成膜
面を下側にして基板WAを保持する。この基板支持部材
60は、真空容器10外に設けた温度調節装置(図示を
省略)から冷却水等の供給を受けて基板WAを裏面側か
ら温度調節する。なお、基板支持部材60上の基板WA
には、駆動電源装置90によって、接地された真空容器
10に対しゼロ又は負の適当な電圧が印加されており、
ハースライナ53から出射した蒸発粒子が適当なエネル
ギで入射する。
【0021】陽極部材50を上下方向に変位させる第1
スライド機構72は、ハース51及び補助陽極52から
なる陽極部材50が固定されておりこれとともに移動す
る可動フランジ72aと、一端が真空容器10に固定さ
れ他端が可動フランジ72aに固定されて伸縮可能なベ
ローズ72bと、可動フランジ72aの変位を上下方向
に案内するガイド部材(図示を省略)とを備える。第1
スライド機構72の可動フランジ72aは、昇降駆動機
構73に駆動されて昇降移動する。これにより、陽極部
材50のプラズマガン30に対する上下方向の変位が可
能になり、プラズマガン30を固定したままで、プラズ
マガン30及び陽極部材50間の距離を変化させること
ができる。これにより、プラズマガン30からの放電電
流をほとんど変化させることなく、プラズマガン30に
対するハース51の電位のみを簡易に変化させることが
できる。
スライド機構72は、ハース51及び補助陽極52から
なる陽極部材50が固定されておりこれとともに移動す
る可動フランジ72aと、一端が真空容器10に固定さ
れ他端が可動フランジ72aに固定されて伸縮可能なベ
ローズ72bと、可動フランジ72aの変位を上下方向
に案内するガイド部材(図示を省略)とを備える。第1
スライド機構72の可動フランジ72aは、昇降駆動機
構73に駆動されて昇降移動する。これにより、陽極部
材50のプラズマガン30に対する上下方向の変位が可
能になり、プラズマガン30を固定したままで、プラズ
マガン30及び陽極部材50間の距離を変化させること
ができる。これにより、プラズマガン30からの放電電
流をほとんど変化させることなく、プラズマガン30に
対するハース51の電位のみを簡易に変化させることが
できる。
【0022】基板支持部材60を上下方向に変位させる
第2スライド機構76は、基板支持部材60が固定され
ておりこれとともに移動する可動フランジ76aと、一
端が真空容器10に固定され他端が可動フランジ76a
に固定されて伸縮可能なベローズ76bと、可動フラン
ジ76aの変位を上下方向に案内するガイド部材(図示
を省略)とを備える。第2スライド機構76の可動フラ
ンジ76aは、昇降駆動機構77に駆動されて昇降移動
する。これにより、基板支持部材60すなわち基板WA
のプラズマガン30に対する上下方向の変位が可能にな
り、陽極部材50の変位によってハース51の電位を変
化させる際に、基板支持部材60及び陽極部材50間の
距離を一定に保つことができる。このことは、真空容器
10の真空度を一定に保てば、蒸発粒子の平均自由行程
が変化しないことを意味する。
第2スライド機構76は、基板支持部材60が固定され
ておりこれとともに移動する可動フランジ76aと、一
端が真空容器10に固定され他端が可動フランジ76a
に固定されて伸縮可能なベローズ76bと、可動フラン
ジ76aの変位を上下方向に案内するガイド部材(図示
を省略)とを備える。第2スライド機構76の可動フラ
ンジ76aは、昇降駆動機構77に駆動されて昇降移動
する。これにより、基板支持部材60すなわち基板WA
のプラズマガン30に対する上下方向の変位が可能にな
り、陽極部材50の変位によってハース51の電位を変
化させる際に、基板支持部材60及び陽極部材50間の
距離を一定に保つことができる。このことは、真空容器
10の真空度を一定に保てば、蒸発粒子の平均自由行程
が変化しないことを意味する。
【0023】主制御装置80は、コンピュータ等からな
り、昇降駆動機構73を介して第1スライド機構72を
適当なタイミングで適当な変位量だけ動作させ、さら
に、昇降駆動機構77を介して第2スライド機構76を
適当なタイミングで適当な変位量だけ動作させる。これ
により、陽極部材50及び基板支持部材60の間隔を保
ったままで、これら陽極部材50及び基板支持部材60
を一体として真空容器10に対して昇降移動させること
ができる。さらに、主制御装置80は、駆動電源装置9
0を制御してプラズマガン30から真空容器10中に供
給されるプラズマビームPBの状態を制御する。例え
ば、陽極部材50を変位させてプラズマガン30と陽極
部材50の距離が変化しても、フィードバック制御によ
りプラズマガン30の放電電流を一定に保ち、プラズマ
ビームPBの密度等をほぼ一定に保つことができる。さ
らに、主制御装置80は、真空ポンプ14等の動作を適
宜調整して、真空容器10中の圧力を一定に保つことが
できる。
り、昇降駆動機構73を介して第1スライド機構72を
適当なタイミングで適当な変位量だけ動作させ、さら
に、昇降駆動機構77を介して第2スライド機構76を
適当なタイミングで適当な変位量だけ動作させる。これ
により、陽極部材50及び基板支持部材60の間隔を保
ったままで、これら陽極部材50及び基板支持部材60
を一体として真空容器10に対して昇降移動させること
ができる。さらに、主制御装置80は、駆動電源装置9
0を制御してプラズマガン30から真空容器10中に供
給されるプラズマビームPBの状態を制御する。例え
ば、陽極部材50を変位させてプラズマガン30と陽極
部材50の距離が変化しても、フィードバック制御によ
りプラズマガン30の放電電流を一定に保ち、プラズマ
ビームPBの密度等をほぼ一定に保つことができる。さ
らに、主制御装置80は、真空ポンプ14等の動作を適
宜調整して、真空容器10中の圧力を一定に保つことが
できる。
【0024】なお、上記第1及び第2スライド機構7
2、76、昇降駆動機構73、77、及び主制御装置8
0は、ハース51及び基板支持部材60間の距離を一定
に保ったままでハース51及びプラズマガン30間の距
離を変化させるための間隔変更手段を構成する。
2、76、昇降駆動機構73、77、及び主制御装置8
0は、ハース51及び基板支持部材60間の距離を一定
に保ったままでハース51及びプラズマガン30間の距
離を変化させるための間隔変更手段を構成する。
【0025】以下、図1に示す第1実施形態の成膜装置
の動作について説明する。この成膜装置においては、プ
ラズマガン30の陰極31と真空容器10内のハース5
1との間で放電が生じ、これによりプラズマビームPB
が生成される。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上部のハースライナ53は、プラズマビーム
PBにより加熱され、ハースライナ53に収容された金
属等の膜材料が溶融して、その表面から膜材料の蒸発粒
子が出射する。この蒸発粒子は、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WA
の表面に付着して被膜が形成される。このような成膜
中、或いは成膜の合間に、陽極部材50及び基板支持部
材60を一体として真空容器10に対して昇降移動させ
る。この際、プラズマガン30の放電電流を一定に保
ち、プラズマビームPBの密度等をほぼ一定に保つ。さ
らに、真空容器10内のガス圧やプラズマガン30の陰
極31の電位(カソード電位)を一定に保っておけば、
接地された真空容器10に対するハース51の電位(ア
ノード電位)は放電電圧の変化分だけ上下することにな
る。つまり、プラズマガン30に対するハース51の電
位のみを独立して変化させることができ、結果的に基板
WAに入射する蒸発粒子の入射エネルギのみをほぼ独立
して制御することができる。
の動作について説明する。この成膜装置においては、プ
ラズマガン30の陰極31と真空容器10内のハース5
1との間で放電が生じ、これによりプラズマビームPB
が生成される。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上部のハースライナ53は、プラズマビーム
PBにより加熱され、ハースライナ53に収容された金
属等の膜材料が溶融して、その表面から膜材料の蒸発粒
子が出射する。この蒸発粒子は、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WA
の表面に付着して被膜が形成される。このような成膜
中、或いは成膜の合間に、陽極部材50及び基板支持部
材60を一体として真空容器10に対して昇降移動させ
る。この際、プラズマガン30の放電電流を一定に保
ち、プラズマビームPBの密度等をほぼ一定に保つ。さ
らに、真空容器10内のガス圧やプラズマガン30の陰
極31の電位(カソード電位)を一定に保っておけば、
接地された真空容器10に対するハース51の電位(ア
ノード電位)は放電電圧の変化分だけ上下することにな
る。つまり、プラズマガン30に対するハース51の電
位のみを独立して変化させることができ、結果的に基板
WAに入射する蒸発粒子の入射エネルギのみをほぼ独立
して制御することができる。
【0026】ここで、ハース51の電位の調節について
さらに具体的に説明する。ハース51の電位は、真空容
器10内のガス圧、プラズマガン30の放電電流、真空
容器10の大きさ等のバランスによって定まる。この場
合、ハース51の電位、すなわちプラズマガン30とハ
ース51との電位差である放電電圧に大きく効くのは、
プラズマガン30とハース51の間隔である。したがっ
て、放電電流や真空容器10内のガス圧を維持すること
を前提として、プラズマガン30とハース51を離せ
ば、プラズマガン30とハース51の間の電位差が増大
し、逆にプラズマガン30とハース51を近づければ、
プラズマガン30とハース51の間の電位差が減少す
る。よって、真空容器10に対するアノード電位を上昇
させるにためには、放電電流やガス圧を保持したままで
昇降駆動機構73によって陽極部材50を降下させれば
よく、逆にアノード電位を降下させるにためには、放電
電流やガス圧を保持したままで昇降駆動機構73によっ
て陽極部材50を上昇させさせればよい。さらに、陽極
部材50の変位に際して基板支持部材60を同期して変
位させ、陽極部材50と基板支持部材60の間隔を一定
に保つ。以上により、プラズマガン30の放電電流や、
プラズマビームPBの密度だけでなく、ハースライナ5
3から出射して基板WAに単位時間当たりに到達する蒸
発粒子の量等の膜質に影響する各種条件を保持しつつ、
イオン化した蒸発粒子の入射速度のみを適宜変更するこ
とができる。
さらに具体的に説明する。ハース51の電位は、真空容
器10内のガス圧、プラズマガン30の放電電流、真空
容器10の大きさ等のバランスによって定まる。この場
合、ハース51の電位、すなわちプラズマガン30とハ
ース51との電位差である放電電圧に大きく効くのは、
プラズマガン30とハース51の間隔である。したがっ
て、放電電流や真空容器10内のガス圧を維持すること
を前提として、プラズマガン30とハース51を離せ
ば、プラズマガン30とハース51の間の電位差が増大
し、逆にプラズマガン30とハース51を近づければ、
プラズマガン30とハース51の間の電位差が減少す
る。よって、真空容器10に対するアノード電位を上昇
させるにためには、放電電流やガス圧を保持したままで
昇降駆動機構73によって陽極部材50を降下させれば
よく、逆にアノード電位を降下させるにためには、放電
電流やガス圧を保持したままで昇降駆動機構73によっ
て陽極部材50を上昇させさせればよい。さらに、陽極
部材50の変位に際して基板支持部材60を同期して変
位させ、陽極部材50と基板支持部材60の間隔を一定
に保つ。以上により、プラズマガン30の放電電流や、
プラズマビームPBの密度だけでなく、ハースライナ5
3から出射して基板WAに単位時間当たりに到達する蒸
発粒子の量等の膜質に影響する各種条件を保持しつつ、
イオン化した蒸発粒子の入射速度のみを適宜変更するこ
とができる。
【0027】〔第2実施形態〕以下、本発明の第2実施
形態について説明する。なお、第2実施形態の成膜装置
は、第1実施形態の装置を変形したものであり、同一部
分については重複説明を省略する。
形態について説明する。なお、第2実施形態の成膜装置
は、第1実施形態の装置を変形したものであり、同一部
分については重複説明を省略する。
【0028】図2は、第2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。この場合、陽極部材5
0や基板支持部材60は真空容器10に固定されてお
り、プラズマガン30が真空容器10すなわち陽極部材
50等に対して変位するようになっている。
造を概略的に説明する図である。この場合、陽極部材5
0や基板支持部材60は真空容器10に固定されてお
り、プラズマガン30が真空容器10すなわち陽極部材
50等に対して変位するようになっている。
【0029】第3スライド機構78は、プラズマガン3
0の変位を可能にするためのものであり、プラズマガン
30を固定してプラズマガン30とともに変位する可動
フランジ78aと、一端が真空容器10に固定され他端
が可動フランジ78aに固定されて伸縮可能なベローズ
78bと、可動フランジ78aの変位を水平方向に案内
するガイド部材(図示を省略)とを備える。第3スライ
ド機構78は、横駆動機構79とともに間隔変更手段を
構成し、第3スライド機構78に設けた可動フランジ7
8aは、横駆動機構79に駆動されて水平移動する。こ
れにより、プラズマガン30の陽極部材50及び基板支
持部材60に対する左右方向の変位が可能になり、陽極
部材50及び基板支持部材60を固定したままで、プラ
ズマガン30及び陽極部材50間の距離を変化させるこ
とができる。これにより、プラズマガン30からの放電
電流をほとんど変化させることなく、プラズマガン30
に対するハース51の電位のみを簡易に変化させること
ができる。
0の変位を可能にするためのものであり、プラズマガン
30を固定してプラズマガン30とともに変位する可動
フランジ78aと、一端が真空容器10に固定され他端
が可動フランジ78aに固定されて伸縮可能なベローズ
78bと、可動フランジ78aの変位を水平方向に案内
するガイド部材(図示を省略)とを備える。第3スライ
ド機構78は、横駆動機構79とともに間隔変更手段を
構成し、第3スライド機構78に設けた可動フランジ7
8aは、横駆動機構79に駆動されて水平移動する。こ
れにより、プラズマガン30の陽極部材50及び基板支
持部材60に対する左右方向の変位が可能になり、陽極
部材50及び基板支持部材60を固定したままで、プラ
ズマガン30及び陽極部材50間の距離を変化させるこ
とができる。これにより、プラズマガン30からの放電
電流をほとんど変化させることなく、プラズマガン30
に対するハース51の電位のみを簡易に変化させること
ができる。
【0030】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。
例えば成膜材料は、ハースライナ53中で溶融するもの
に限らず、プラズマビームPBによって昇華するととも
にハース51に連続的に供給されるロッド状の材料(例
えばITO)とすることができる。
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば成膜材料は、ハースライナ53中で溶融するもの
に限らず、プラズマビームPBによって昇華するととも
にハース51に連続的に供給されるロッド状の材料(例
えばITO)とすることができる。
【0031】また、基板に入射する蒸発粒子のエネルギ
調節は、単一の基板の成膜中において適当な履歴を持た
せて適宜変更することができる。これにより、成膜の進
行中にイオンミキシング効果を制御した多様な成膜が可
能になる。
調節は、単一の基板の成膜中において適当な履歴を持た
せて適宜変更することができる。これにより、成膜の進
行中にイオンミキシング効果を制御した多様な成膜が可
能になる。
【0032】
【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、プラズマガンからの放電電流をほ
とんど変化させることなくハースのみの電位を変化させ
ることができるので、成膜レートに影響する蒸発粒子の
発生率や蒸発粒子のイオン化率をほとんど変化させるこ
となく、基板に入射するイオン化した蒸発粒子のエネル
ギのみを適宜変化させることができる。また、ハースの
電位変更に際して成膜室中の真空度をほとんど変化させ
る必要がなく、ハース及び基板支持部材間の距離が変化
しないので、成膜レートに影響する蒸発粒子の平均自由
行程が変化しない。よって、膜質に影響する他のパラメ
ータを変更することなく、基板に入射する成膜粒子のエ
ネルギのみを適宜変更することができる。
の成膜装置によれば、プラズマガンからの放電電流をほ
とんど変化させることなくハースのみの電位を変化させ
ることができるので、成膜レートに影響する蒸発粒子の
発生率や蒸発粒子のイオン化率をほとんど変化させるこ
となく、基板に入射するイオン化した蒸発粒子のエネル
ギのみを適宜変化させることができる。また、ハースの
電位変更に際して成膜室中の真空度をほとんど変化させ
る必要がなく、ハース及び基板支持部材間の距離が変化
しないので、成膜レートに影響する蒸発粒子の平均自由
行程が変化しない。よって、膜質に影響する他のパラメ
ータを変更することなく、基板に入射する成膜粒子のエ
ネルギのみを適宜変更することができる。
【図1】第1実施形態の成膜装置の構造を説明する図で
ある。
ある。
【図2】第2実施形態の成膜装置の構造を説明する図で
ある。
ある。
10 真空容器 30 プラズマガン 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 ハースライナ 60 基板支持部材 72 第1スライド機構 76 第2スライド機構 72a,76a 可動フランジ 72b,76b ベローズ 73,77 昇降駆動機構 80 主制御装置 90 駆動電源装置 PB プラズマビーム Ta タンタル WA 基板
Claims (3)
- 【請求項1】 成膜室にプラズマビームを供給する圧力
勾配型のプラズマガンと、 材料蒸発源を備えるとともに、前記成膜室中に配置され
てアノードとして前記材料蒸発源にプラズマビームを導
くハースと、 成膜の対象である基板を前記成膜室中に前記ハースに対
向して支持する基板支持部材と、 前記ハース及び前記基板支持部材間の距離を一定に保っ
たままで、前記ハース及び前記プラズマガン間の距離を
変化させる間隔変更手段とを備える成膜装置。 - 【請求項2】 前記間隔変更手段は、前記ハース及び前
記基板支持部材を、相互の間隔を保ちつつ前記成膜室中
で移動させることを特徴とする請求項1記載の成膜装
置。 - 【請求項3】 前記間隔変更手段は、前記プラズマガン
を前記成膜室に対して移動させることを特徴とする請求
項1記載の成膜装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001046101A JP2002249871A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001046101A JP2002249871A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 成膜装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002249871A true JP2002249871A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=18907788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001046101A Pending JP2002249871A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002249871A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007111075A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111092A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111076A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111074A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111098A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及びその製造方法 |
JP2016141856A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置及び成膜方法 |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001046101A patent/JP2002249871A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007111075A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111092A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111076A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111074A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
WO2007111098A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及びその製造方法 |
JP2016141856A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 住友重機械工業株式会社 | 成膜装置及び成膜方法 |
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