JP2012097328A - 薄膜製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】十分緻密な薄膜を成膜することが可能な薄膜製造方法および装置を提供する。求める成膜特性、あるいはプロセス条件に応じた薄膜を成膜することが可能な薄膜製造方法および装置を提供する。
【解決手段】原料ガスからプラズマを生成し、該プラズマ中からイオンを抽出し、該イオンにより被成膜基板の片面または両面に薄膜を成膜する薄膜製造方法である。該方法は、該プラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有する装置内で実施される。該イオン以外の原料ガスを該分岐管から排気しながら薄膜を形成する。
【選択図】図２
【解決手段】原料ガスからプラズマを生成し、該プラズマ中からイオンを抽出し、該イオンにより被成膜基板の片面または両面に薄膜を成膜する薄膜製造方法である。該方法は、該プラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有する装置内で実施される。該イオン以外の原料ガスを該分岐管から排気しながら薄膜を形成する。
【選択図】図２
Description
本発明は、被成膜基板上への薄膜製造方法および装置、特にコンピュータなどの情報処理機器の情報記録装置または民生機器に搭載される記録装置（特にハードディスク装置）等に用いられる薄膜製造方法および装置に関する。
近年、コンピュータなどの情報処理機器で取り扱う情報量の増加および情報処理機器の小型化に伴って、情報記録装置の記録容量の増大が図られ、情報記録装置に使用される磁気記録媒体に求められる記録容量は増加の一途を辿っている。磁気記録媒体の記録容量を増加させ記録性能を向上させるには、磁気ヘッドの読み出し・書き込み素子と磁気記録媒体の磁性層との距離、すなわち磁気的スペーシングを極限まで低下させる必要がある。磁気的スペーシングは、磁気ヘッドの保護層厚さ、磁気ヘッドの浮上量、磁気記録媒体の保護層・潤滑層厚さ等により決定されている。
磁気記録媒体側の開発課題は、保護層の厚さの低減である。磁気記録媒体の保護層は、一般的にＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）が適用されており、主に化学気相蒸着法（以下ＣＶＤ）等の技術により形成されている。磁気記録媒体の保護層の膜厚は、３ｎｍ程度まで薄膜化されているが、将来的にはこれをさらに低減させることが必要とされている。
ＤＬＣ保護層を形成するための別法として、フィルタードカソーディックアーク（以下ＦＣＡ）法の改良法が提案されている（特許文献１参照）。ＦＣＡ法においては、アーク放電によって生成された炭素イオンのみをマスフィルタを用いて選択して被成膜基板に導き、ＤＬＣ膜が形成される。前述の改良法においては、アーク放電に代えて、気相プラズマを発生させることによって炭素イオンを生成している。ＦＣＡ法において大量に発生するパーティクルを、イオン輸送路の途中で捕捉する方法もまた提案されている（非特許文献１参照）。
Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｃｏａｔｉｎｇｓ １６３‐１６４（２００３）Ｐ．３６８‐３７３
磁気記録媒体の保護層の厚さを低減するには、従来の初期成長層に関する問題点を解決する必要がある。以下に説明する。
磁気記録媒体では、磁性層の上にＤＬＣからなる保護層を成膜する。このように異種材料の下地界面に成膜する場合、その初期成長過程では、まず下地界面に点状に複数の核が生成され、その後これらの複数の核が島状に成長する。この段階までを初期成長層と呼び、その膜厚は０．５〜１．０ｎｍ程度と考えられている。やがてこれらの島状の核が連なり一様な定常層になってゆく。初期成長層は、定常層と比較すると緻密性に劣る。前述のように、磁気記録媒体の保護層の場合、その膜厚は３ｎｍ程度と非常に薄い。例えば膜厚を現状の２／３、すなわち２ｎｍ程度まで薄膜化すると、現状の初期成長層が１ｎｍ程度のとき、保護層の半分が緻密性に劣る初期成長層となる。この場合、保護層として耐食性および耐摩耗性を満たすことが出来ない。
ところで上記のような薄膜が成膜されるとき、そこには主に２種類のメカニズムが存在する。１つはラジカルによる成膜であり、もう１つはイオンによる成膜である。前者のラジカル成膜の場合、ラジカルが大きなエネルギを持たないため、いわゆる表面反応により膜が構成され、先に述べた島状成長となる。一方で後者のイオン成膜の場合、電場などより付与されるエネルギによりイオンが被成膜基板表面内部に打ち込まれ、いわゆるイオンボンバードメント効果により表面下で析出という形で膜を形成する。すなわち、イオン成膜の場合は島状成長のような初期成長層がなく、エネルギを適切に与えることにより、例えばＤＬＣの場合にダイアモンド構造であるｓｐ3構造成分リッチな緻密な膜を形成することが可能である。イオンによる成膜を行えば、保護層を緻密化することにより、その膜厚を低減することが可能となるのである。
しかしながら、通常のプラズマＣＶＤ法では、生成されるプラズマ中にイオンの他にラジカルも多く含まれるため、純粋なイオン成膜とならずイオン成膜とラジカル成膜とが混在する混成的成膜状態となり、結果的に初期成長層が形成される。そのため薄膜化が難しかった。またＦＣＡ法は、純粋なイオン成膜により初期成長層を含まないＤＬＣ層を形成する方法として既に知られているものの、アーク放電に伴う大量のパーティクルが発生するため、磁気記録媒体の保護層の成膜に適用することが難しかった。
本発明の課題は、十分緻密な薄膜を成膜することが可能な薄膜製造方法および装置を提供することにある。本発明の他の課題は、求める成膜特性、あるいはプロセス条件に応じて薄膜を成膜することが可能な薄膜製造方法および装置を提供することにある。
（１） 原料ガスからプラズマを生成し、該プラズマ中からイオンを抽出し、該イオンにより被成膜基板の片面または両面に薄膜を成膜する薄膜製造方法であって、該方法は、該プラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有する装置内で実施され、該イオン以外の原料ガスを該分岐管から排気しながら薄膜を形成する。
（２） 好ましくは、該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管で構成されている。
（３） また、好ましくは該イオン輸送路に磁界発生手段が取り付けられており、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束が形成される。
（４） さらに、好ましくは該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側あるいは内側に配置された電磁コイルまたは磁石である。
（５） さらに、好ましくは該分岐管は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されている。
（６） また、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜する。
（７） あるいは、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜する。
（８） そしてこの時、好ましくは該イオン輸送路のそれぞれに同一方向の磁束が形成される。
（９） あるいは、好ましくは該イオン輸送路のそれぞれに逆方向の磁束が形成される。
（１０） また、好ましくは該プラズマが１０10／ｃｍ3以上の密度を有する。
（１１） また、好ましくは１回あるいは複数回の成膜毎に、酸素、窒素酸化物、アルゴンまたはヘリウムからなる群から選択されるガスのプラズマを発生させ、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管および該成膜室の堆積物および塵埃を除去する。
（１２） あるいは、原料ガスからプラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有することを特徴とする薄膜製造装置である。
（１３） このとき、好ましくは該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管によって構成されている。
（１４） また、好ましくは該イオン輸送路に、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束を発生させるための磁界発生手段が取り付けられている。
（１５） また、好ましくは該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側あるいは内側に電磁コイルまたは磁石である。
（１６） また、好ましくは該分岐路は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されている。
（１７） この時、好ましくは該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜する。
（１８） あるいは、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜する。
（２） 好ましくは、該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管で構成されている。
（３） また、好ましくは該イオン輸送路に磁界発生手段が取り付けられており、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束が形成される。
（４） さらに、好ましくは該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側あるいは内側に配置された電磁コイルまたは磁石である。
（５） さらに、好ましくは該分岐管は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されている。
（６） また、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜する。
（７） あるいは、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜する。
（８） そしてこの時、好ましくは該イオン輸送路のそれぞれに同一方向の磁束が形成される。
（９） あるいは、好ましくは該イオン輸送路のそれぞれに逆方向の磁束が形成される。
（１０） また、好ましくは該プラズマが１０10／ｃｍ3以上の密度を有する。
（１１） また、好ましくは１回あるいは複数回の成膜毎に、酸素、窒素酸化物、アルゴンまたはヘリウムからなる群から選択されるガスのプラズマを発生させ、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管および該成膜室の堆積物および塵埃を除去する。
（１２） あるいは、原料ガスからプラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有することを特徴とする薄膜製造装置である。
（１３） このとき、好ましくは該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管によって構成されている。
（１４） また、好ましくは該イオン輸送路に、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束を発生させるための磁界発生手段が取り付けられている。
（１５） また、好ましくは該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側あるいは内側に電磁コイルまたは磁石である。
（１６） また、好ましくは該分岐路は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されている。
（１７） この時、好ましくは該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜する。
（１８） あるいは、好ましくは該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜する。
上述の発明の構成により、被成膜基板にイオンを主体とする成膜を行うことができるので、十分緻密な保護層を得ることができる。本発明と異なり、従来技術におけるように排気系統が分岐管を介してイオン輸送路に接続されていない場合、あるいは該イオン以外の原料ガスを該分岐管から排気しながら薄膜を形成していない場合は、パーティクルが壁面に付着して、長期の使用により付着したパーティクルが剥がれて被成膜基板に付着し、表面欠陥を生じる。そのため、本発明によれば、従来技術と比較して表面欠陥をより少なく成膜できる。
なお、本発明の装置においては、分岐管に排気系統が接続されている点が特に重要である。また、本発明の方法においては、抽出されたイオン以外の原料ガスを分岐管から排気しながら薄膜を形成する点が特に重要である。典型的には、プラズマ室からイオンを抽出する方向と同じ方向で直進的に、抽出されたイオン以外の原料ガス（特にラジカルおよびパーティクル）を排気する。そのため、例えばＤＬＣ層を成膜する場合、ラジカル成膜に起因した島状成長のような初期成長層が排除され、緻密な膜を形成することができ、その分保護層の薄膜化を実現することができる。また、ラジカルおよびパーティクルが少ない状態でＤＬＣ層の成膜を行うことができる。
また、該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ（すなわち一対）有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜することにより、被成膜基板の両面で、求める成膜特性、あるいはプロセス条件に応じた成膜状態を得ることができる。
ここで、該イオン輸送路のそれぞれに同一方向の磁束が形成されることにより、輸送されたイオンは被成膜基板に高い効率で届き、高い成膜レートを得ることができる。
あるいはまた、該イオン輸送路のそれぞれに逆方向の磁束が形成されることにより、被成膜基板で磁束が広がり、成膜分布の改善が期待できる。
該プラズマが１０10／ｃｍ3以上の密度を有することにより、プラズマ中に十分なイオンが存在し、十分な膜質、成膜レートを得ることができる。
さらに、１回あるいは複数回の成膜毎に、酸素、窒素酸化物、アルゴンまたはヘリウムからなる群から選択されるガスのプラズマを発生させ、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管および該成膜室の堆積物および塵埃を除去すれば、パーティクルのさらに少ない成膜を行うことができる。
図１に本発明の方法に好適に用いられる成膜装置の第１の例を示す。
成膜装置は、プラズマが発生するプラズマ室１、成膜室２、および該プラズマ室１と成膜室２とを繋ぐ屈曲したイオン輸送路３を有する。イオン輸送路３は、屈曲または湾曲した管によって構成されている。
プラズマ室１には、原料ガスＧが導入される。ＤＬＣの成膜であれば、例えばエチレン、アセチレン等の炭化水素系のガスが導入される。プラズマ室１には、図示しない適当な励起手段によりプラズマ１１が生成される。励起手段は、用途に応じて熱フィラメント方式、誘導結合型方式、ＥＣＲ方式等適当な方式を選択することができる。
成膜室２には被成膜基板５が設置され、プラズマ１１中のイオンがイオン輸送路３を通って輸送され、被成膜基板５の表面上に成膜される。
イオン輸送路３は、例えば円形、矩形等の断面を持つ管構造で形成されており、その屈曲部に分岐した分岐管７が取り付けられている。分岐管７の一方の端部はイオン輸送路３に、分岐管７の他方の端部は図示しない排気ポンプ等の排気装置を含む排気系統Ｐに繋がっている。分岐管７は、プラズマ室１からイオンを抽出する方向と直線的に配置されている。排気系統Ｐは、プラズマ室１から、イオンを抽出する方向と同じ方向で直進的に、該イオン以外の原料ガス（特にラジカルおよびパーティクル）を排気する。抽出されたイオンは、分岐管７内に導入されずに成膜室２に誘導される。このときエネルギーを持ったイオンを効率良く成膜室まで到達させるには、圧力は例えば０．０１〜０．４Ｐａ程度とすることが望ましい。
イオン輸送路３の管外側には管断面を囲むように磁界発生手段としての電磁コイル４１〜４４が配設されている。電磁コイル４１〜４４は、イオン輸送路３の管内部にプラズマ室１から成膜室２に至る磁束を作り出している。このとき電磁コイル４１〜４４は、例えば互いの磁束が打ち消し合うことなく、強めあうように、同じ流れの向きに磁束を生じさせている。磁束の大きさは例えば、数ｍＴ〜数百ｍＴとすることができる。高密度の磁束を適用するため電磁コイルに大きな電流を投入する場合、電磁コイルには水冷等の強制冷却機構を適用してもよい。設置する電磁コイルの数については本例では４としているが、装置構成、取り出すイオンの種類、量、電磁コイルの性能などに応じて適宜決めることができる。
次に図２を参照してイオンの輸送原理について説明する。
４つの電磁コイルに同じ回転方向に電流を流せば、図２のようにプラズマ室１から成膜室２に至る屈曲した磁束４をイオン輸送路３内に形成することができる。イオン輸送路３は、全体として直角に屈曲して（又は直角に折り曲げられて）いるが、本発明は方法および装置の構成に応じて好適な角度でイオン輸送路３が屈曲している構成を含む。イオン輸送路３を構成する管のうち、プラズマ室１から延在する管部分の中心軸線と、成膜室２から延在する管部分の中心軸線との間の角度が、直角又は好適な角度で屈曲している構成が好ましい。
プラズマ１１中からイオン輸送路３に流入したイオン１１１は、磁束に沿ってローレンツ力によりラーマ円運動を伴いながら被成膜基板５に輸送される。詳細には、プラズマ室２からイオンを抽出する方向と同じ方向で直進的に抽出されたイオン１１１は、イオン輸送路３内を直進し、分岐管７のところで直角に屈曲し、成膜室２内の被成膜基板５に到達する。このとき、流入するイオンの（運動）エネルギが不十分であると、被成膜基板５への到着時間が長くなり、壁面への衝突、粒子同士の衝突によりイオン消失の可能性が高まる。このため例えばプラズマ室１とイオン輸送路３との間に、例えば格子状の電極６を配置し、通常の正イオンの場合にプラズマ１１の電位よりも低い例えば０〜−２００Ｖ程度の電位を与えることにより、プラズマ１１中よりイオンを引き出し、十分な運動エネルギを持った状態でイオン輸送路３に供給することができる。
一方プラズマ１１中にはイオン１１１だけでなく、ラジカル１１２も存在する。ラジカル１１２は電荷を持たないため屈曲路を磁束４に導かれて被成膜基板５に到達することは基本的にできない。ラジカル１１２のうち、ダクトとしての分岐管７内に流入し直進するラジカル１１２１は、そのまま排気系統（具体的には排気ポンプ）Ｐより排出される。また活性なラジカルは、壁面に衝突すると基本的にはその場で堆積し、反射して被成膜基板５まで到達するものは少ないと考えられるので、イオンを主体とする成膜が可能となる。
なおイオンを主体とした成膜を行う場合、十分な膜質、成膜レートを得るためには、プラズマ１１中には十分なイオンが存在する必要があり、プラズマ密度としては１０10／ｃｍ3以上あることが望ましい。
以上の例では、プラズマ室１から被成膜基板５に至るイオン輸送路３の形状を屈曲形状としているが、イオン輸送路３の形状は、曲率を持った一部又は全部の湾曲形状であっても良い。イオン輸送路３を構成する管の少なくとも一部の中心軸線が、湾曲していて、あるいは曲率を持って曲がっていて、あるいは弓形に曲がっている構成が好ましい。
図３に本発明の方法に好適に用いられる成膜装置の第２の例を示す。
図３に示されているように、例えばイオン輸送路３０の内壁に多数のフィン３１を配設し、フィン３１間で余分なラジカルを捕らえ吸着すれば、前例と同様ラジカルを排したイオン成膜を行うことが可能である。なお、図３は、トラップ用のフィンを付加した例であり、例えば屈曲したイオン輸送路の管内壁にもトラップ用のフィンを付加することもできる。
図４および図５に、本発明の方法に好適に用いられる成膜装置の第３の例を示す。
被成膜基板５の両側にイオン輸送路（ここでは第１イオン輸送路３ａと第２イオン輸送路３ｂ）を設けた場合、目的に応じて、第１イオン輸送路３ａの第１磁束４ａの方向と、第２イオン輸送路３ｂの第２磁束４ｂの方向の組み合わせを選択することができる。図４の例は第１磁束４ａと第２磁束４ｂの向きを揃えた場合であり、第１磁束４ａと第２磁束４ｂは一方向に流れ、被成膜基板５での磁束の広がりが少ないので、輸送されたイオンは被成膜基板５に高い効率で届き、高い成膜レートを得ることができる。
しかしながら、例えば磁束密度が高い場合などは、被成膜基板５の中央付近にイオンが集まり成膜分布が不均一になる場合がある。このような場合、図５に示すように第１磁束４ａと第２磁束４ｂの方向が逆向きになるように電磁コイル４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂに電流を印加すれば、被成膜基板５で磁束が大きく広がり、成膜分布の改善が期待できる。
このように、図４および５に示された例に依れば、求める成膜特性や、プロセス条件に応じて２つのイオン輸送路に流れる磁束の向きを適宜選択することにより、望む成膜状態を得ることができる。
以上のように、本発明の成膜方法および装置に依れば、発生したプラズマからイオン粒子を選択的に取り出し成膜できる。本発明と異なり、従来技術におけるように排気系統が分岐管を介してイオン輸送路に接続されていない場合は、直進したパーティクルが壁面に付着して、長期の使用により付着したパーティクルが剥がれて被成膜基板に付着し、表面欠陥を生じるため、本発明によれば、従来技術と比較して表面欠陥をより少なく成膜できる。例えばＤＬＣ膜を成膜する場合、ラジカルに起因した島状成長のような初期成長層を排除し、緻密な膜を形成することができるので、その分保護層の薄膜化を実現することができる。またＦＣＡ法のようにドロップレット等の塵埃が発生し易いアーク放電を使うことなく、ガス原料よりプラズマを生成するので、パーティクルが少ない状態で媒体成膜を行うことができる。さらに、１回あるいは複数回の成膜毎に定期的に酸素、窒素酸化物、あるいはアルゴン、ヘリウム等のガスでプラズマを発生させれば、装置内に堆積した膜、塵埃を除去し、よりパーティクルが出難い環境を作ることができる。
１ プラズマ室
１１ プラズマ
１１１ イオン粒子
１１２、１１２１ ラジカル粒子
２ 成膜室
３、３ａ、３ｂ イオン輸送路
３１ フィン
４、４ａ、４ｂ 磁束
４１、４１ａ、４１ｂ、４２、４２ａ、４２ｂ、４３、４３ａ、４３ｂ、４４、４４ａ、４４ｂ 電磁コイル
５ 被成膜基板
６ 電極
７、７ａ、７ｂ 分岐管
Ｇ、Ｇ1、Ｇ2 原料ガス
Ｐ、Ｐ1、Ｐ2 排気ポンプ（排気系統）
１１ プラズマ
１１１ イオン粒子
１１２、１１２１ ラジカル粒子
２ 成膜室
３、３ａ、３ｂ イオン輸送路
３１ フィン
４、４ａ、４ｂ 磁束
４１、４１ａ、４１ｂ、４２、４２ａ、４２ｂ、４３、４３ａ、４３ｂ、４４、４４ａ、４４ｂ 電磁コイル
５ 被成膜基板
６ 電極
７、７ａ、７ｂ 分岐管
Ｇ、Ｇ1、Ｇ2 原料ガス
Ｐ、Ｐ1、Ｐ2 排気ポンプ（排気系統）
Claims (18)
- 原料ガスからプラズマを生成し、該プラズマ中からイオンを抽出し、該イオンにより被成膜基板の片面または両面に薄膜を成膜する薄膜製造方法であって、該方法は、該プラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有する装置内で実施され、該イオン以外の原料ガスを該分岐管から排気しながら薄膜を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
- 該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造方法。
- 該イオン輸送路に磁界発生手段が取り付けられており、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束が形成されることを特徴とする請求項２に記載の薄膜製造方法。
- 該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側あるいは内側に配置された電磁コイルまたは磁石であることを特徴とする請求項３に記載の薄膜製造方法。
- 該分岐管は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の薄膜製造方法。
- 該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の薄膜製造方法。
- 該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の薄膜製造方法。
- 該イオン輸送路のそれぞれに同一方向の磁束が形成されることを特徴とする請求項７に記載の薄膜製造方法。
- 該イオン輸送路のそれぞれに逆方向の磁束が形成されることを特徴とする請求項７に記載の薄膜製造方法。
- 該プラズマが１０10／ｃｍ3以上の密度を有することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の薄膜製造方法。
- １回あるいは複数回の成膜毎に、酸素、窒素酸化物、アルゴンまたはヘリウムからなる群から選択されるガスのプラズマを発生させ、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管および該成膜室の堆積物および塵埃を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の薄膜製造方法。
- 原料ガスからプラズマを発生させるプラズマ室と、被成膜基板を収容する成膜室と、該プラズマ室から該成膜室まで該イオンを輸送するためのイオン輸送路と、該イオン輸送路から分岐する分岐管と、該分岐管に接続された排気系統とを有することを特徴とする薄膜製造装置。
- 該イオン輸送路は、屈曲または湾曲した管で構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の薄膜製造装置。
- 該イオン輸送路に、該プラズマ室から該成膜室に至る磁束を発生させるための磁界発生手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の薄膜製造装置。
- 該磁界発生手段が、該イオン輸送路を構成する管の断面を囲むように該管の外側または内側に配置された電磁コイルまたは磁石であることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜製造装置。
- 該分岐路は、該プラズマ室からイオンを抽出する方向と直線的に配置されていることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の薄膜製造装置。
- 該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを１つ有し、該イオン輸送路が該成膜室の１つの面に接続され、被成膜基板の片面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の薄膜製造装置。
- 該装置が、該プラズマ室、該イオン輸送路、該分岐管の組み合わせを２つ有し、該イオン輸送路のそれぞれが該成膜室の対向する面に接続され、被成膜基板の両面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の薄膜製造装置。
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