JP2009087664A - プラズマガン及びそれを備える成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率よくプラズマガン内部を減圧することができ、また、成膜装置の更なる低コスト化、成膜装置の製造工程時間の短縮化を図ることができるプラズマガン及びそれを備える成膜装置を提供する。
【解決手段】内部を減圧可能な筒体22と、一方の主面が筒体22の一方の端面を閉鎖するように配置された蓋部材23と、蓋部材23の主面に配置されたカソード41と、を有するカソードユニット1と、一方の主面が筒体22の他方の端面を閉鎖するように配置され、円筒状の中空部を有する板状の中間電極2と、を備え、カソードユニット1には、筒体22の内部を排気して減圧する第1減圧装置5と接続される第1排気口46が設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】内部を減圧可能な筒体22と、一方の主面が筒体22の一方の端面を閉鎖するように配置された蓋部材23と、蓋部材23の主面に配置されたカソード41と、を有するカソードユニット1と、一方の主面が筒体22の他方の端面を閉鎖するように配置され、円筒状の中空部を有する板状の中間電極2と、を備え、カソードユニット1には、筒体22の内部を排気して減圧する第1減圧装置5と接続される第1排気口46が設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、プラズマガン及びそれを備える成膜装置、特にプラズマガンの構造に関する。
プラズマ成膜装置は、プラズマガンで生成されたプラズマをイオン源として用いて基板を成膜する装置である。プラズマ成膜装置では、プラズマガンのカソードでプラズマを生成させる工程、発生させたプラズマを用いて基板を成膜する工程、プラズマの発生を停止させ、カソードを自然冷却する工程、装置内を大気開放して成膜された基板を取り出す工程、といった一連の動作を経て、成膜工程が終了する。このため、複数の基板を連続して成膜を行うような場合、1の基板に対して一連の成膜工程を行ってから、次の基板を装置内に配置して成膜を行わなければならず、非常に効率が悪いものであった。
このような問題に関して、成膜時はプラズマチャンバーの真空容器と成膜チャンバーの真空容器との間に配置された仕切りバルブを開放し、成膜時以外は仕切りバルブを閉鎖してプラズマチャンバーの真空容器内でプラズマ生成状態を維持するアーク放電型真空成膜装置および成膜方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されているアーク放電型真空成膜装置および成膜方法では、成膜時以外でもプラズマ生成状態を維持することにより、カソードの冷却工程やプラズマの生成工程を省略することができ、複数の基板を効率よく連続して成膜することができる。
特開2005−146382号公報
ところで、特許文献1に開示されているアーク放電型真空成膜装置および成膜方法では、プラズマガンとして複合陰極型のプラズマガンと圧力勾配型のプラズマガンを組み合わせたデュアルタイプのプラズマガンを使用している。このデュアルタイプのプラズマガンでは、プラズマチャンバーの真空容器内で圧力勾配を形成させるために、陽極と陰極との間に中央部に通孔を有し、絞りとして機能する中間電極が設けられている。
しかしながら、中間電極の通孔は、その断面積が小さいため、成膜装置全体を減圧する際に、プラズマチャンバーの真空容器内部の減圧に時間がかかる。このため、特許文献1に開示されているアーク放電型真空成膜装置では、成膜装置における成膜工程時間の短縮化の観点から、未だ改善の余地があった。
また、特許文献1に開示されているアーク放電型真空成膜装置では、仕切りバルブを配設しているため、コストがかかり、また、装置全体が大きくなり、成膜装置の更なる低コスト化、コンパクト化の観点から、未だ改善する余地があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、効率よくプラズマガン内部を減圧することができ、また、成膜装置の更なる低コスト化、成膜装置の製造工程時間の短縮化を図ることができるプラズマガン及びそれを備える成膜装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係るプラズマガンは、内部を減圧可能な筒体と、一方の主面が前記筒体の一方の端面を閉鎖するように配置された蓋部材と、前記蓋部材の前記主面に配置されたカソードと、を有するカソードユニットと、一方の主面が前記筒体の他方の端面を閉鎖するように配置され、通孔を有する板状の中間電極と、を備え、前記カソードユニットには、前記筒体の内部を排気して減圧する第1減圧装置と接続される第1排気口が設けられている。
これにより、筒体の内部の減圧を容易に行うことができる。
また、本発明に係るプラズマガンでは、前記第1排気口は、前記蓋部材に設けられていてもよい。
さらに、本発明に係るプラズマガンでは、前記第1排気口は、前記筒体に設けられていてもよい。
また、本発明に係る成膜装置は、前記プラズマガンと、その内部空間が前記プラズマガンの前記中間電極の通孔と連通するように設けられた成膜室と、前記成膜室の内部に配置されたアノードと、前記成膜室に設けられた第2排気口と、前記第1排気口を通じて、少なくとも前記筒体の内部を排気する第1減圧装置と、前記第2排気口を通じて、少なくとも前記成膜室の内部を排気する第2減圧装置と、を備える。
これにより、プラズマガンの筒体内の減圧が容易に行うことができるので、成膜装置の製造工程時間の短縮化を図ることができる。
本発明のプラズマガン及びそれを備える成膜装置によれば、効率よくプラズマガン内部を減圧することができ、また、成膜装置の更なる低コスト化、成膜装置の製造工程時間の短縮化を図ることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
(実施の形態1)
[プラズマガンの構成]
まず、本発明の実施の形態1に係るプラズマガンの構成について説明する。
(実施の形態1)
[プラズマガンの構成]
まず、本発明の実施の形態1に係るプラズマガンの構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係るプラズマガンの概略構成を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、本実施の形態1に係るプラズマガン100は、カソードユニット1と、第1中間電極2と、第2中間電極3と、を備えており、後述する本発明の実施の形態1に係る成膜装置200のチャンバ(減圧容器)4に取り付けられている。
まず、第1中間電極2及び第2中間電極3の構成について説明する。
第1及び第2中間電極2、3は、ここでは、周知のものを使用し、ともに中央部に円柱状の通孔(開口)を有する円板状(ドーナツ状)に形成されていて、通孔の中心軸が互いに一致するように構成されている。また、第1及び第2中間電極2、3は、適宜な配線により、直流電源からなる主電源62の陽極と適宜の抵抗体R1、R2を介して電気的にそれぞれ接続されている。
第1及び第2中間電極2、3の通孔には、保護筒11、12がそれぞれ嵌挿されている。そして、第1及び第2中間電極2、3は、ともに中空に形成されていて、第1中間電極2の内部には、永久磁石13が配置され、第2中間電極3の内部には、電磁コイル14が配置されている。
また、第1及び第2中間電極2、3の主面の周縁部には、複数の貫通孔15が設けられており、該貫通孔15には、ボルト16が挿通されている。ボルト16の先端部は、チャンバ4に形成されたねじ孔17に螺入されている。これにより、第1及び第2中間電極2、3、ひいては、プラズマガン1全体が、チャンバ4に取り付けられている。なお、第1及び第2中間電極2、3とチャンバ4とは、適宜な手段により、気密的に、かつ、互いに絶縁されている。
次に、カソードユニット1の構成について説明する。
カソードユニット1は、筒体22と、蓋部材23と、カソード41と、を有しており、ボルト29により、第1中間電極2に取り付けられている。
筒体22は、耐熱性のガラスで構成されており、ここでは、円筒状に形成されている。そして、筒体22の内部空間により、放電空間24が形成されている。筒体22の両端には、それぞれフランジ19、25が設けられている。筒体22のフランジ19側の端は、第1中間電極2によって閉鎖されている。一方、筒体22のフランジ25側の端は、円板状の蓋部材23によって閉鎖されている。
具体的には、筒体22の周壁のフランジ19側端部には、円環状の固定部材26が、筒体22に嵌入されており、固定部材26とフランジ19との間には、リング部材27が、筒体22に嵌入されて配設されている。固定部材26の適所には、厚み方向に貫通孔28が複数設けられており、貫通孔28には、ボルト29が挿通されている。このボルト29の先端部は第1中間電極2の主面に形成されたねじ孔29に螺入されている。これにより、筒体22と第1中間電極2が固定され、筒体22のフランジ19側の端は、第1中間電極2によって閉鎖されている。なお、リング部材27によって、フランジ19に過度の力が加わるのが防止され、フランジ19が破損されるのを防止することができる。
一方、第1中間電極2のカソードユニット1側の主面には、厚み方向に凹んだ環状の第2凹部18が設けられている。この第2凹部18に、筒体22のフランジ19が、嵌挿されている。これにより、第1中間電極2とカソードユニット1との位置決めを容易に行うことができる。
また、第2凹部18の底面には、環状の溝20が形成されており、該溝20には、気密性を保つためのOリング21が配設されている。これにより、第1中間電極2とカソードユニット1との間の気密性を保つことができる。
さらに、筒体22の周壁のフランジ25側端部には、円環状の固定部材30が、筒体22に嵌入されており、固定部材30とフランジ25との間には、リング部材31が、筒体22に嵌入されて配設されている。固定部材30の適所には、厚み方向に貫通孔32が複数設けられており、貫通孔32には、ボルト33が挿通されている。このボルト33の先端部は蓋部材23の第1中間電極2側の主面(以下、裏面という)に形成されたねじ孔34に螺入されている。これにより、筒体22と蓋部材23が固定され、筒体22のフランジ25側の端は、蓋部材23によって閉鎖されている。なお、リング部材31によって、フランジ25に過度の力が加わるのが防止され、フランジ25が破損されるのを防止することができる。
蓋部材23の裏面には、厚み方向に凹んだ環状の第1凹部35が設けられている。この第1凹部35に、筒体22のフランジ25が嵌挿されている。これにより、筒体22と蓋部材23との位置決めを容易に行うことができる。
また、第1凹部25には、厚み方向に環状の溝36が形成されており、溝36には、気密性を保つためのOリング37が配設されている。これにより、筒体22と蓋部材23との間の気密性を保つことができる。
また、蓋部材23の裏面には、筒体22の中心軸に沿って延びるように、かつ、第1中間電極2の中心軸と一致するように、タンタル(Ta)で構成された円筒状の補助陰極39が配設されている。具体的には、蓋部材23の裏面の中心部にねじ孔38が形成されており、該ねじ孔38に補助陰極39の基端部が螺入されて、蓋部材23に固定されている。
第1及び第2中間電極2、3は、ここでは、周知のものを使用し、ともに中央部に円柱状の通孔(開口)を有する円板状(ドーナツ状)に形成されていて、通孔の中心軸が互いに一致するように構成されている。また、第1及び第2中間電極2、3は、適宜な配線により、直流電源からなる主電源62の陽極と適宜の抵抗体R1、R2を介して電気的にそれぞれ接続されている。
第1及び第2中間電極2、3の通孔には、保護筒11、12がそれぞれ嵌挿されている。そして、第1及び第2中間電極2、3は、ともに中空に形成されていて、第1中間電極2の内部には、永久磁石13が配置され、第2中間電極3の内部には、電磁コイル14が配置されている。
また、第1及び第2中間電極2、3の主面の周縁部には、複数の貫通孔15が設けられており、該貫通孔15には、ボルト16が挿通されている。ボルト16の先端部は、チャンバ4に形成されたねじ孔17に螺入されている。これにより、第1及び第2中間電極2、3、ひいては、プラズマガン1全体が、チャンバ4に取り付けられている。なお、第1及び第2中間電極2、3とチャンバ4とは、適宜な手段により、気密的に、かつ、互いに絶縁されている。
次に、カソードユニット1の構成について説明する。
カソードユニット1は、筒体22と、蓋部材23と、カソード41と、を有しており、ボルト29により、第1中間電極2に取り付けられている。
筒体22は、耐熱性のガラスで構成されており、ここでは、円筒状に形成されている。そして、筒体22の内部空間により、放電空間24が形成されている。筒体22の両端には、それぞれフランジ19、25が設けられている。筒体22のフランジ19側の端は、第1中間電極2によって閉鎖されている。一方、筒体22のフランジ25側の端は、円板状の蓋部材23によって閉鎖されている。
具体的には、筒体22の周壁のフランジ19側端部には、円環状の固定部材26が、筒体22に嵌入されており、固定部材26とフランジ19との間には、リング部材27が、筒体22に嵌入されて配設されている。固定部材26の適所には、厚み方向に貫通孔28が複数設けられており、貫通孔28には、ボルト29が挿通されている。このボルト29の先端部は第1中間電極2の主面に形成されたねじ孔29に螺入されている。これにより、筒体22と第1中間電極2が固定され、筒体22のフランジ19側の端は、第1中間電極2によって閉鎖されている。なお、リング部材27によって、フランジ19に過度の力が加わるのが防止され、フランジ19が破損されるのを防止することができる。
一方、第1中間電極2のカソードユニット1側の主面には、厚み方向に凹んだ環状の第2凹部18が設けられている。この第2凹部18に、筒体22のフランジ19が、嵌挿されている。これにより、第1中間電極2とカソードユニット1との位置決めを容易に行うことができる。
また、第2凹部18の底面には、環状の溝20が形成されており、該溝20には、気密性を保つためのOリング21が配設されている。これにより、第1中間電極2とカソードユニット1との間の気密性を保つことができる。
さらに、筒体22の周壁のフランジ25側端部には、円環状の固定部材30が、筒体22に嵌入されており、固定部材30とフランジ25との間には、リング部材31が、筒体22に嵌入されて配設されている。固定部材30の適所には、厚み方向に貫通孔32が複数設けられており、貫通孔32には、ボルト33が挿通されている。このボルト33の先端部は蓋部材23の第1中間電極2側の主面(以下、裏面という)に形成されたねじ孔34に螺入されている。これにより、筒体22と蓋部材23が固定され、筒体22のフランジ25側の端は、蓋部材23によって閉鎖されている。なお、リング部材31によって、フランジ25に過度の力が加わるのが防止され、フランジ25が破損されるのを防止することができる。
蓋部材23の裏面には、厚み方向に凹んだ環状の第1凹部35が設けられている。この第1凹部35に、筒体22のフランジ25が嵌挿されている。これにより、筒体22と蓋部材23との位置決めを容易に行うことができる。
また、第1凹部25には、厚み方向に環状の溝36が形成されており、溝36には、気密性を保つためのOリング37が配設されている。これにより、筒体22と蓋部材23との間の気密性を保つことができる。
また、蓋部材23の裏面には、筒体22の中心軸に沿って延びるように、かつ、第1中間電極2の中心軸と一致するように、タンタル(Ta)で構成された円筒状の補助陰極39が配設されている。具体的には、蓋部材23の裏面の中心部にねじ孔38が形成されており、該ねじ孔38に補助陰極39の基端部が螺入されて、蓋部材23に固定されている。
補助陰極39の先端近傍の外周面には、6ホウ化ランタン(LaB6)で構成された円環状の主陰極40が設けられている。補助陰極39と主陰極40によって、カソード41が構成されている。カソード41は、適宜な配線により、直流電源からなる主電源62(図2参照)の負極と抵抗体R1(図2参照)を介して電気的に接続されている。また、蓋部材23の裏面には、蓋部材23の中心軸と同軸状に、蓋部材23の厚み方向に延びるように、補助陰極39よりも径の大きいモリブデン(Mo)、又は、タングステン(W)で構成された円筒状の保護部材42が、蓋部材23に気密的に配設されている。保護部材42の先端には、タングステンで構成された円環状の窓部材43が設けられている。この保護部材42と窓部材43により、カソード41が保護される。
また、蓋部材23の周面の適所には、孔44が径方向に延びるように、かつ、補助陰極39の基端と連通するように、設けられており、該孔44がアルゴンガス供給路44を構成する。また、孔44を形成する蓋部材23の開口部には、配管45の下流端が接続されており、その上流端は、図示されないアルゴン(Ar)ガスタンクに接続されている。この配管45が、Arガス供給流路45を構成する。これにより、Arガスタンクから放電ガスとしてのArガスが、Arガス供給流路45に供給され、Arガス供給流路45に供給されたArガスは、Arガス供給流路45及びアルゴンガス供給路44を通流して、補助陰極39の先端から放電空間24内に供給される。
さらに、蓋部材23の表面には、厚み方向の貫通孔(第1排気口)46が設けられている。そして、蓋部材23の表面には、貫通孔46と連通するように配管47の下流端が接続されており、その上流端は、第1真空ポンプ(第1減圧容器)5(図2参照)と接続されている。該配管47が、第1排気流路47を構成し、第1排気流路47の途中には、仕切り弁6が設けられている。仕切り弁6は、図示されない制御装置によって、その開度が調整されている。これにより、第1真空ポンプ5の真空引きによって、筒体22内を容易に減圧することができる。なお、本実施の形態においては、第1真空ポンプ5として、ターボ分子ポンプを使用し、仕切り弁6として、ゲート型バルブを使用している。
[成膜装置の構成]
次に、本発明の実施の形態1に係る成膜装置について、図2を参照しながら説明する。
また、蓋部材23の周面の適所には、孔44が径方向に延びるように、かつ、補助陰極39の基端と連通するように、設けられており、該孔44がアルゴンガス供給路44を構成する。また、孔44を形成する蓋部材23の開口部には、配管45の下流端が接続されており、その上流端は、図示されないアルゴン(Ar)ガスタンクに接続されている。この配管45が、Arガス供給流路45を構成する。これにより、Arガスタンクから放電ガスとしてのArガスが、Arガス供給流路45に供給され、Arガス供給流路45に供給されたArガスは、Arガス供給流路45及びアルゴンガス供給路44を通流して、補助陰極39の先端から放電空間24内に供給される。
さらに、蓋部材23の表面には、厚み方向の貫通孔(第1排気口)46が設けられている。そして、蓋部材23の表面には、貫通孔46と連通するように配管47の下流端が接続されており、その上流端は、第1真空ポンプ(第1減圧容器)5(図2参照)と接続されている。該配管47が、第1排気流路47を構成し、第1排気流路47の途中には、仕切り弁6が設けられている。仕切り弁6は、図示されない制御装置によって、その開度が調整されている。これにより、第1真空ポンプ5の真空引きによって、筒体22内を容易に減圧することができる。なお、本実施の形態においては、第1真空ポンプ5として、ターボ分子ポンプを使用し、仕切り弁6として、ゲート型バルブを使用している。
[成膜装置の構成]
次に、本発明の実施の形態1に係る成膜装置について、図2を参照しながら説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る成膜装置の概略構成を示す模式図である。なお、本実施の形態では、成膜装置の構造における方向を、便宜上、図2に示す、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わす。
図2に示すように、本実施の形態1に係る成膜装置200は、本実施の形態1に係るプラズマガン100と、プラズマガン100で発生したプラズマを利用して基材を成膜する成膜室9と、を備えている。プラズマガン100と成膜室9は、適宜な手段により、互いに気密状態を保って連通されている。また、プラズマガン100の筒体22の径方向の外側には、磁力の強さをコントロールできる環状の電磁コイル48が、筒体22の周壁を取り囲むように、筒体22と同心に設けられている。
成膜室9は、チャンバ4を有しており、チャンバ4の内部空間により、成膜空間49が形成される。チャンバ4の側壁のプラズマガン100側の適所には、貫通孔50が設けられている。貫通孔50は、プラズマガン100の第2中間電極3の通孔(正確には、通孔に配置された保護筒12の内部空間)と連通するように形成されている。
チャンバ4の適所(ここでは、上部)には、貫通孔51が設けられており、該貫通孔51が第2排気口51を構成する。第2排気口51には、配管52の下流端が接続されており、配管52の上流端には、第2真空ポンプ(第2減圧容器)7が接続されている。該配管52が第2排気流路52を構成し、また、第2排気流路52の途中には、仕切り弁8が設けられている。仕切り弁8は、図示されない制御装置により制御されている。これにより、チャンバ4の内部空間(成膜空間49)が、成膜可能なレベルの真空度にまで速やかに減圧される。なお、本実施の形態においては、第2真空ポンプ7として、ドライポンプとターボ分子ポンプを使用し、仕切り弁8として、L型バルブを使用し、ドライポンプとターボ分子ポンプを切り替えている。
また、チャンバ4内の上部には、基材54を保持するための基材ホルダ53が配設されている。該基材ホルダ53は、ホルダ部53aと回転軸53bを有している。回転軸53bは、チャンバ4の天井壁4aを気密的に、かつ、回動自在に貫通するように配設されている。また、回転軸53bのチャンバ4の外側の部分は、回転駆動機構54と接続されており、それにより回転される。また、基材ホルダ53は、バイアス電源63と電気的に接続されている。バイアス電源63は、ホルダ部53aにプラズマガン100で発生された円柱プラズマCPに対して負のバイアス電圧を印加する。なお、基材ホルダ53の回転軸53bと天井壁4a(チャンバ4)とは、絶縁されて接続されている。
一方、チャンバ4内の下部には、ハース(アノード)55、永久磁石56及び支持体57から構成される蒸発源58が設けられている。ハース55の内部には、成膜材料59が収容されている。また、ハース55は、永久磁石56が内部に設けられた支持体57に支持されており、適宜な配線により、主電源62の陽極と電気的に接続されている。これにより、成膜室9に流入した円柱プラズマCPは、永久磁石56が形成する磁場の磁力線に沿ってZ軸方向からY軸方向に曲がり、ハース55がアノードとしてプラズマを受けることができる。なお、成膜装置200は、装置全体の動作を制御する制御装置(図示せず)を備えている。
[成膜装置の動作]
次に、本実施の形態1に係る成膜装置200の動作について、図1および図2を参照しながら説明する。なお、この動作は、図示されない制御装置の制御によって実現される。
[成膜装置の動作]
次に、本実施の形態1に係る成膜装置200の動作について、図1および図2を参照しながら説明する。なお、この動作は、図示されない制御装置の制御によって実現される。
まず、成膜室9の基板ホルダ53に基材54を配置し、ハース55に成膜材料59を配置する。ついで、仕切り弁6の開度を0%にし、第2排気流路52と第2真空ポンプ7のドライポンプとが連通するように、仕切り弁8を作動させ、第2真空ポンプ7のドライポンプを作動させる。すると、第2排気口51からプラズマガン100及び成膜室9内部に存在する空気が排気される。
次に、プラズマガン100内が、所定の圧力(例えば、40Pa)になると、第2排気流路52と第2真空ポンプ7のターボ分子ポンプとが連通するように、仕切り弁8を作動させ、また、仕切り弁6の開度を100%にし、第1真空ポンプ5及び第2真空ポンプ7のターボ分子ポンプを作動させる。これにより、第1排気口46及び第2排気口51からプラズマガン100及び成膜室9内部に存在する空気が排気され、プラズマガン100及び成膜室9内のそれぞれが真空状態になる。
このとき、第1及び第2中間電極2、3の内周面に配置された保護筒11、12の内径が小さいため、プラズマガン100の筒体22の内部空間(放電空間)24に存在する空気を、貫通孔50を介して第2排気口51から排気するには、時間がかかるが、本実施の形態1に係る成膜装置200では、蓋部材23に第1排気口46を設け、該第1排気口46から筒体22内の空気を排気することができる。このため、プラズマガン100の筒体22内の減圧を短時間で行うことができる。
次に、プラズマガン100内が、所定の圧力(例えば、5.0×10-4Pa)になると、第1仕切り弁6の開度を0%にして、第1排気口46からの排気を止める。ついで、図示されないArガスタンクからアルゴンガスを放電空間24内に供給する。具体的には、Arガスタンクから配管45にArガスが供給され、配管45に供給されたArガスは、配管45及びアルゴンガス供給路44を通流して、補助陰極39の基端に供給される。そして、補助陰極39の先端から、Arガスが放電空間24内に供給される。これにより、プラズマガン100内では、カソード41側の圧力が高くなるような圧力勾配が生じる。
次に、主電源62が、アノード55とカソード41との間に電圧を印加し、補助陰極39でグロー放電が行われる。このグロー放電により、補助陰極39の先端部分の温度が上昇すると、この熱で主陰極40が加熱されて高温になり、アーク放電が行われる。このようにして、カソード41からプラズマ放電誘発用熱電子が放出され、プラズマが発生する。発生したプラズマは、第1及び第2電極2、3による電界と電磁コイル48による磁界により、カソード41から成膜室9側に引き出され、円柱状のプラズマ(円柱プラズマ)CPに成形される。
次に、成形された円柱プラズマCPは、貫通孔50から流出して成膜室9(正確には、成膜空間49)に導かれる。成膜室9に導かれた円柱プラズマCPは、永久磁石56が形成する磁場の磁力線に沿ってZ軸方向からY軸方向に曲がり、ハース55が円柱プラズマCPを受ける。このハース55に照射されるプラズマにより、ハース55に充填されている成膜材料59が蒸発する。蒸発した成膜材料59は、成膜空間49中に存在するプラズマ中を通過し、このとき陽イオンにイオン化される。この陽イオンは、負にバイアスされた基材54上に堆積し、電子を受け取り、基材54上に成膜される。
このように、本実施の形態1に係る成膜装置200では、蓋部材23に設けた第1排気口46から筒体22内の空気を排気することができるため、特に減圧するまでに時間がかかるプラズマガン100の筒体22内の減圧を短時間で行うことができる。また、成膜装置200内を大気開放した状態からの減圧を短時間で行うことができるので、バッチ方式で基材54を成膜するような場合でも、短時間で成膜作業を行うことができる。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係るプラズマガン100の概略構成を模式的に示す断面図である。
図3は、本発明の実施の形態2に係るプラズマガン100の概略構成を模式的に示す断面図である。
図3に示すように、本実施の形態2に係るプラズマガン100は、実施の形態1に係るプラズマガン100と基本的構成は同じであるが、筒体22の外周面に第1排気口46が設けられている点が異なる。具体的には、筒体22の外周面に厚み方向に貫通孔46が設けられており、該貫通孔46が第1排気口46を構成する。そして、第1排気口46には、配管47の下流端が接続されており、その上流端は、第1真空ポンプ5(図示せず)に接続されている。
また、本実施の形態2に係るプラズマガン100では、補助陰極39が、蓋部材23の中心部を気密的に貫通するように配設されており、補助陰極39の基端部は、配管45の下流端と接続されている。また、蓋部材23には、環状の冷却流路60が、補助陰極39の基部を囲むように設けられている。冷却流路60は、図示されない冷却媒体供給装置と適宜な配管により接続されており、冷却媒体供給装置から冷却流路60に冷却媒体(ここでは、水)が供給されることにより、補助陰極39の基部が、冷却される。
このような実施の形態2に係るプラズマガン100においても、実施の形態1に係るプラズマガン100と同様の作用効果を奏し、本実施の形態2に係るプラズマガン100を取り付けた成膜装置においても、本実施の形態1に係る成膜装置200と同様の作用効果を奏する。
なお、上記実施の形態においては、成膜装置として、イオンプレーティング装置を例示したが、これに限定されず、シートプラズマ成膜装置等であってもよい。
本発明のプラズマガン及びそれを備える成膜装置は、プラズマガンの筒体内の減圧が容易に行うことができるので、成膜装置の製造工程時間の短縮化を図ることができるプラズマガン及びプラズマガン成膜装置として有用である。
1 カソードユニット
2 第1中間電極
3 第2中間電極
4 チャンバ(減圧容器)
4a 天井壁
5 第1真空ポンプ(第1減圧装置)
6 仕切り弁
7 第2真空ポンプ(第2減圧装置)
8 仕切り弁
9 成膜室
11 保護筒
12 保護筒
13 永久磁石
14 電磁コイル
15 貫通孔
16 ボルト
17 ねじ孔
18 第2凹部
19 フランジ
20 溝
21 Oリング
22 筒体
23 蓋部材
24 放電空間
25 フランジ
26 固定部材
27 リング部材
28 貫通孔
29 ボルト
30 固定部材
31 リング部材
32 貫通孔
33 ボルト
34 ねじ孔
35 第1凹部
36 溝
37 Oリング
38 ねじ孔
39 補助陰極
40 主陰極
41 カソード
42 保護部材
43 窓部材
44 孔
45 配管(Arガス供給流路)
46 貫通孔(第1排気口)
47 配管(第1排気流路)
48 電磁コイル
49 成膜空間
50 貫通孔
51 貫通孔(第2排気口)
52 配管(第2排気流路)
53 基材ホルダ
53a ホルダ部
53b 回転軸
54 基材
55 ハース
56 永久磁石
57 支持体
58 蒸発源
59 成膜材料
60 冷却流路
61 ねじ孔
62 主電源
63 バイアス電源
100 プラズマガン
200 成膜装置
CP 円柱プラズマ
R1 抵抗体
R2 抵抗体
R3 抵抗体
2 第1中間電極
3 第2中間電極
4 チャンバ(減圧容器)
4a 天井壁
5 第1真空ポンプ(第1減圧装置)
6 仕切り弁
7 第2真空ポンプ(第2減圧装置)
8 仕切り弁
9 成膜室
11 保護筒
12 保護筒
13 永久磁石
14 電磁コイル
15 貫通孔
16 ボルト
17 ねじ孔
18 第2凹部
19 フランジ
20 溝
21 Oリング
22 筒体
23 蓋部材
24 放電空間
25 フランジ
26 固定部材
27 リング部材
28 貫通孔
29 ボルト
30 固定部材
31 リング部材
32 貫通孔
33 ボルト
34 ねじ孔
35 第1凹部
36 溝
37 Oリング
38 ねじ孔
39 補助陰極
40 主陰極
41 カソード
42 保護部材
43 窓部材
44 孔
45 配管(Arガス供給流路)
46 貫通孔(第1排気口)
47 配管(第1排気流路)
48 電磁コイル
49 成膜空間
50 貫通孔
51 貫通孔(第2排気口)
52 配管(第2排気流路)
53 基材ホルダ
53a ホルダ部
53b 回転軸
54 基材
55 ハース
56 永久磁石
57 支持体
58 蒸発源
59 成膜材料
60 冷却流路
61 ねじ孔
62 主電源
63 バイアス電源
100 プラズマガン
200 成膜装置
CP 円柱プラズマ
R1 抵抗体
R2 抵抗体
R3 抵抗体
Claims (4)
- 筒体と、一方の主面が前記筒体の一方の端面を閉鎖するように配置された蓋部材と、前記蓋部材の前記主面に配置されたカソードと、を有するカソードユニットと、
一方の主面が前記筒体の他方の端面を閉鎖するように配置され、通孔を有する板状の中間電極と、を備え、
前記カソードユニットには、前記筒体の内部を排気して減圧する第1減圧装置と接続される第1排気口が設けられている、プラズマガン。 - 前記第1排気口は、前記蓋部材に設けられている、請求項1に記載のプラズマガン。
- 前記第1排気口は、前記筒体に設けられている、請求項1に記載のプラズマガン。
- 請求項1に記載のプラズマガンと、
その内部空間が前記プラズマガンの前記中間電極の通孔と連通するように設けられた成膜室と、
前記成膜室の内部に配置されたアノードと、
前記成膜室に設けられた第2排気口と、
前記第1排気口を通じて、少なくとも前記筒体の内部を排気する第1減圧装置と、
前記第2排気口を通じて、少なくとも前記成膜室の内部を排気する第2減圧装置と、を備える、成膜装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007254901A JP2009087664A (ja) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | プラズマガン及びそれを備える成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007254901A JP2009087664A (ja) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | プラズマガン及びそれを備える成膜装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009087664A true JP2009087664A (ja) | 2009-04-23 |
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ID=40660835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007254901A Pending JP2009087664A (ja) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | プラズマガン及びそれを備える成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009087664A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0368764A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-25 | Ricoh Co Ltd | 薄膜形成用プラズマ処理装置 |
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JPH11256319A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 真空成膜装置のプラズマ源 |
JP2005281825A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Stanley Electric Co Ltd | アーク放電型真空成膜装置および成膜方法 |
-
2007
- 2007-09-28 JP JP2007254901A patent/JP2009087664A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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