JP2004339595A

JP2004339595A - 成膜装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2004339595A
Application number: JP2003140630A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Okubo; 努大久保; Makoto Yoshida; 吉田　　誠; Susumu Nakamura; 奨中村
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】プラズマ等を利用して基材に成膜形成を行う成膜装置において、専用の電源を設けなくても基材の電位を制御することができ、簡易な構成で、良好なプラズマ放電による高品質の成膜が得られるようにする。
【解決手段】真空チャンバー１内の下方に蒸発材料を容器に収容した蒸発源２を設置し、その上方に膜形成が行われる基材３を配置する。また、真空チャンバー１内にはプラズマを発生するプラズマ発生源４を設け、基材３の近傍には回り込み防止板５を設ける。また、プラズマ発生源４と基材３との間にグリッド７を配置し、このグリッド７を基材３とスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して接続し、更にスイチＳＷ３を介して真空チャンバー本体とも接続し、端部は接地する。そして、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉により基材３の電位を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ等を利用して基材に膜形成を行う成膜装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２の（ａ）、（ｂ）はプラズマを利用した一般的な成膜装置の概略構成を示す断面図である。この成膜装置は、真空チャンバー１内の下方に蒸発材料を容器に収容した蒸発源２を設置し、その上方に基材３を配置したものである。４はプラズマ発生源、５は回り込み防止板、６は基材３に接続された専用の電源である。
【０００３】
上記のようなプラズマなどを用いた成膜系において、膜形成を行う基材の電位の大きさは、プラズマ中の電子やイオン等の荷電粒子の基材への衝突エネルギーに関わる重要な要素である。そして、膜成長面がこれらの荷電粒子からダメージを負うことを防いだり、基材への膜付着力を高めたりするなどの理由から、上記基材の電位を制御することが行われている。
【０００４】
具体的には、真空槽内の下方に設置された蒸発源とその上方の基板間にグリッドを配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、多層膜の形成の際に、一つの材料の成膜中に基板の電位を変えるか、もしくは一つの材料を複数のプロセスで成膜する過程で基板の電位を変えることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１７４３１３号公報
【特許文献２】
特開２００１−７７４４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の成膜方法にあっては、基材へ印加する電圧の制御のために個別の電源が必要となる。また、その電源を用いることにより、プラズマ発生源と干渉してしまい、プラズマ放電が不安定になりやすくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、専用の電源を設けなくても基材の電位を制御することができ、簡易な構成で、良好なプラズマ放電等による高品質の成膜が得られる成膜装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る成膜装置は、真空槽内で基材に膜形成を行う成膜装置であって、前記基材の膜形成側にグリッドを設けるとともに、該グリッドと前記基材をスイッチ部材を介して接続し、該スイッチ部材の開閉により前記基材の電位を制御するようにしたものである。
【０００９】
また、プラズマを利用して基材に膜形成を行う成膜装置であって、プラズマを発生するプラズマ発生源と膜が形成される基材との間にグリッドを配置するとともに、該グリッドと前記基材をスイッチを介して接続し、該スイッチの開閉により前記基材の電位を制御するようにしたものである。
【００１０】
本発明に係る成膜装置の制御方法は、真空槽内で基材に膜形成を行う成膜装置の制御方法であって、前記基材の膜形成側に設けたグリッドと前記基材間に接続したスイッチ部材の開閉により前記基材の電位を制御するようにしたものである。
【００１１】
また、プラズマを利用して基材に膜形成を行う成膜装置の制御方法であって、プラズマを発生するプラズマ発生源と膜が形成される基材との間に配置したグリッドと前記基板間に改装されたスイッチの開閉により前記基材の電位を制御するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例による成膜装置の構成を示す断面図であり、図２と同一符号は同一構成要素を示している。
【００１４】
図１中、１は真空槽を構成する真空チャンバーで、この真空チャンバー１内の下方には蒸発材料を容器に収容した蒸発源２が設置され、その上方に膜形成が行われる基材３が配置されている。また、真空チャンバー１内にはプラズマを発生するプラズマ発生源４が設けられ、基材３の近傍には回り込み防止板５が設けられている。また、プラズマ発生源４と基材３との間にはグリッド７が配置され、このグリッド７は基材３とスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して接続され、更にスイチＳＷ３を介して真空チャンバー本体とも接続され、端部は接地されている。
【００１５】
上記構成の成膜装置においては、プラズマ発生源４と基材３との間に配置したグリッド７と基板３間に改装されたスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉により基材３の電位が制御される。このため、専用の電源を設けなくても基材３の自己バイアス量を簡易的に制御することができる。
【００１６】
前述のようにプラズマを用いた成膜系では、基材を電気的に浮いた状態に配置すると、自己バイアスによってグランドに対して電位差を持つようになる。この電位差は、プラズマ中の電子、イオンといった荷電粒子の挙動に関与することから、膜成長に大きく影響を与える要因となる。
【００１７】
そこで本実施例では、基材３とプラズマ発生源４の間にグリッド７を配置することにより、基材３の自己バイアス量を簡易的に制御している。具体的には、基材３と、グリッド７、グランド間の電気的組み合わせを変えるものであり、下記の表１の組み合わせで、（１）→（２）→（３）→（４）の順に基材の電位の絶対値は大きくなる。
【００１８】
【表１】

【００１９】
また、上記表１の（１）〜（３）において任意の閉となるスイッチＳＷを抵抗体に置換し、その抵抗値を変えることによって、（１）を最小、（４）を最大とした電位差の調整が可能である。
【００２０】
更に、シャッターや防着板、邪魔板など、元来から設置してある導電性の部品に電気配線を施し、これをグリッド７として用いることも可能である。
【００２１】
このように、専用の電源を設けなくても基材３の電位を制御することができ、簡易な構成で、良好なプラズマ放電による高品質の成膜を得ることができる。しかも、既存の部品を流用することが可能であり、安価な構成とすることができる。
【００２２】
ここで、本発明はプラズマ成膜における基材への電圧印加方法に関するものであり、プラズマやイオン発生源を持つ成膜装置、例えばプラズマＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、スパッタリング装置などへの利用が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、専用の電源を設けなくても基材の電位を制御することができ、簡易な構成で、良好なプラズマ放電等による高品質の成膜が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す断面図
【図２】従来例の構成を示す断面図
【符号の説明】
１真空チャンバー
２蒸発源
３基材
４プラズマ発生源
５回り込み防止板
７グリッド
ＳＷ１スイッチ
ＳＷ２スイッチ
ＳＷ３スイッチ

Claims

真空槽内で基材に膜形成を行う成膜装置であって、前記基材の膜形成側にグリッドを設けるとともに、該グリッドと前記基材をスイッチ部材を介して接続し、該スイッチ部材の開閉により前記基材の電位を制御することを特徴とする成膜装置。
プラズマを利用して基材に膜形成を行う成膜装置であって、プラズマを発生するプラズマ発生源と膜が形成される基材との間にグリッドを配置するとともに、該グリッドと前記基材をスイッチを介して接続し、該スイッチの開閉により前記基材の電位を制御することを特徴とする成膜装置。
真空槽内で基材に膜形成を行う成膜装置の制御方法であって、前記基材の膜形成側に設けたグリッドと前記基材間に接続したスイッチ部材の開閉により前記基材の電位を制御するようにしたことを特徴とする成膜装置の制御方法。
プラズマを利用して基材に膜形成を行う成膜装置の制御方法であって、プラズマを発生するプラズマ発生源と膜が形成される基材との間に配置したグリッドと前記基板間に改装されたスイッチの開閉により前記基材の電位を制御するようにしたことを特徴とするプラズマ成膜装置の制御方法。