JP3041133B2 - イオン化蒸着装置 - Google Patents
イオン化蒸着装置Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/503—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using dc or ac discharges
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械部品の表面処理や
半導体製造に使用するイオン化蒸着装置に関するもので
ある。
半導体製造に使用するイオン化蒸着装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】イオン化蒸着装置は、成膜原料の固体を
溶融して蒸発させ、この成膜原料ガスをプラズマ化し、
高電圧を印加した被蒸着体に、プラズマ中の荷電粒子イ
オンを高エネルギで衝突させることによって、被蒸着体
表面に高い付着力の薄膜を成膜する装置である。
溶融して蒸発させ、この成膜原料ガスをプラズマ化し、
高電圧を印加した被蒸着体に、プラズマ中の荷電粒子イ
オンを高エネルギで衝突させることによって、被蒸着体
表面に高い付着力の薄膜を成膜する装置である。
【０００３】近年、高品質な膜を成膜するために、成膜
原料として気体を使用したＣＶＤ法が半導体製造プロセ
スその他に使用されており、イオン化蒸着においても、
成膜原料として気体を使用した成膜が可能である。
原料として気体を使用したＣＶＤ法が半導体製造プロセ
スその他に使用されており、イオン化蒸着においても、
成膜原料として気体を使用した成膜が可能である。
【０００４】先ず、イオン化蒸着装置の従来例の構成を
図２に基づいて説明する。
図２に基づいて説明する。
【０００５】図２において、従来例のイオン化蒸着装置
は、内部の気体を排出する真空排気口２を有する真空チ
ャンバー１内に、成膜原料ガス３を導入するガス導入口
３′とフィラメント電流によって熱電子を発生するフィ
ラメント４とこの熱電子を加速して成膜原料ガス分子に
衝突させて成膜原料ガス分子をプラズマ化するアノード
電極５とを有するイオン源部Ａと、このイオン源部Ａに
対向する位置に配置され基材（被蒸着体）７を保持し回
転すると共に前記プラズマ内のイオンを吸引する電圧印
加可能な基材ホルダー（被蒸着体ホルダー）６とを有す
る。この場合、フィラメント４はフィラメント電源８を
有し、アノード電極５はアノード電源９を有し、被蒸着
体ホルダー６は高電圧のバイアス電源１０を有する。
は、内部の気体を排出する真空排気口２を有する真空チ
ャンバー１内に、成膜原料ガス３を導入するガス導入口
３′とフィラメント電流によって熱電子を発生するフィ
ラメント４とこの熱電子を加速して成膜原料ガス分子に
衝突させて成膜原料ガス分子をプラズマ化するアノード
電極５とを有するイオン源部Ａと、このイオン源部Ａに
対向する位置に配置され基材（被蒸着体）７を保持し回
転すると共に前記プラズマ内のイオンを吸引する電圧印
加可能な基材ホルダー（被蒸着体ホルダー）６とを有す
る。この場合、フィラメント４はフィラメント電源８を
有し、アノード電極５はアノード電源９を有し、被蒸着
体ホルダー６は高電圧のバイアス電源１０を有する。
【０００６】次に、イオン化蒸着装置の従来例の動作を
図２に基づいて説明する。
図２に基づいて説明する。
【０００７】図２において、真空チャンバー１内を真空
排気口２から真空ポンプ（図示せず）によって高真空
（１０-7Ｔｏｒｒ程度）に排気する。ガス導入口３′か
ら一定流量の成膜原料ガス３を真空チャンバー１内に供
給し、真空チャンバー１内の成膜原料ガス３の圧力を１
０-4〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に維持する。そして、フィラ
メント電源８によってフィラメント４に２０Ａ〜４０Ａ
程度の電流を流してフィラメント４から熱電子を発生さ
せる。そこで、アノード電源９によってアノード電極５
に正の電圧を印加することによって、前記の熱電子をア
ノード電極５に向かって加速させ、イオン源部Ａ内の成
膜原料ガス３の分子に衝突させてこの分子を正負のイオ
ンに分解し、イオン源部Ａ内に成膜原料ガス３のプラズ
マを発生させる。この状態で、高電圧のバイアス電源１
０によって被蒸着体ホルダー６に負の高電圧を印加し
て、イオン源部Ａ内の、プラズマ内の、正電荷を有する
成膜原料ガス３のイオンのみを加速して、基材（被蒸着
体）７に高い運動エネルギで衝突させて、基材（被蒸着
体）７の表面上に成膜原料ガス３の前記正イオン成分か
らなる薄膜が形成される。この時にイオン源部Ａから引
き出されたイオンは、バイアス電源１０に流れる電流
（バイアス電流）として検出できる。
排気口２から真空ポンプ（図示せず）によって高真空
（１０-7Ｔｏｒｒ程度）に排気する。ガス導入口３′か
ら一定流量の成膜原料ガス３を真空チャンバー１内に供
給し、真空チャンバー１内の成膜原料ガス３の圧力を１
０-4〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に維持する。そして、フィラ
メント電源８によってフィラメント４に２０Ａ〜４０Ａ
程度の電流を流してフィラメント４から熱電子を発生さ
せる。そこで、アノード電源９によってアノード電極５
に正の電圧を印加することによって、前記の熱電子をア
ノード電極５に向かって加速させ、イオン源部Ａ内の成
膜原料ガス３の分子に衝突させてこの分子を正負のイオ
ンに分解し、イオン源部Ａ内に成膜原料ガス３のプラズ
マを発生させる。この状態で、高電圧のバイアス電源１
０によって被蒸着体ホルダー６に負の高電圧を印加し
て、イオン源部Ａ内の、プラズマ内の、正電荷を有する
成膜原料ガス３のイオンのみを加速して、基材（被蒸着
体）７に高い運動エネルギで衝突させて、基材（被蒸着
体）７の表面上に成膜原料ガス３の前記正イオン成分か
らなる薄膜が形成される。この時にイオン源部Ａから引
き出されたイオンは、バイアス電源１０に流れる電流
（バイアス電流）として検出できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の上記
の構成では、フィラメント４が設置された位置の真上方
向に集中して多くのイオンが発生し引き出されるので、
フィラメント４に対向する基材（被蒸着体）７の面積が
大きな場合には、フィラメント４が設置された位置の真
上方向にある基材（被蒸着体）７の部分の膜厚が大きく
なり、膜厚分布にバラツキが発生し、均一な成膜が困難
になるという問題点がある。又、フィラメント４からの
輻射熱のために基材（被蒸着体）７が加熱され、アモル
ファス状の膜を成膜する場合、基材（被蒸着体）７と膜
との付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという問題
点がある。更に、生産工程では、フィラメント４の表面
にも時間と共に膜が付着していくために、フィラメント
４に流れる電流を一定に維持しても、熱電子の発生量が
低下し、バイアス電流量も経時的に低下し、成膜ロット
間に膜厚のバラツキが発生するという問題点がある。
の構成では、フィラメント４が設置された位置の真上方
向に集中して多くのイオンが発生し引き出されるので、
フィラメント４に対向する基材（被蒸着体）７の面積が
大きな場合には、フィラメント４が設置された位置の真
上方向にある基材（被蒸着体）７の部分の膜厚が大きく
なり、膜厚分布にバラツキが発生し、均一な成膜が困難
になるという問題点がある。又、フィラメント４からの
輻射熱のために基材（被蒸着体）７が加熱され、アモル
ファス状の膜を成膜する場合、基材（被蒸着体）７と膜
との付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという問題
点がある。更に、生産工程では、フィラメント４の表面
にも時間と共に膜が付着していくために、フィラメント
４に流れる電流を一定に維持しても、熱電子の発生量が
低下し、バイアス電流量も経時的に低下し、成膜ロット
間に膜厚のバラツキが発生するという問題点がある。
【０００９】本発明は、上記の問題点を解決し、大きな
面積の基材（被蒸着体）７にも、均一な膜厚で、膜付着
強度が大きな膜を、長時間安定して成膜できるイオン化
蒸着装置を提供することを課題としている。
面積の基材（被蒸着体）７にも、均一な膜厚で、膜付着
強度が大きな膜を、長時間安定して成膜できるイオン化
蒸着装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン化蒸着装
置は、上記の課題を解決するために、真空チャンバー内
に、成膜原料ガスを供給するガス導入口とフィラメント
電流で加熱されて熱電子を発生するフィラメントとこの
熱電子を加速して成膜原料ガス分子に衝突させて成膜原
料ガス分子をプラズマ化するアノード電極とを有するイ
オン源部と、このイオン源部に対向する位置に配置され
被蒸着体を保持すると共にバイアス電源に接続されて前
記プラズマ内のイオンを吸引する被蒸着体ホルダーとを
有するイオン化蒸着装置において、前記イオン源部内
で、前記熱電子を発生するフィラメントが、電流量を個
々に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されてい
ることを特徴とする。
置は、上記の課題を解決するために、真空チャンバー内
に、成膜原料ガスを供給するガス導入口とフィラメント
電流で加熱されて熱電子を発生するフィラメントとこの
熱電子を加速して成膜原料ガス分子に衝突させて成膜原
料ガス分子をプラズマ化するアノード電極とを有するイ
オン源部と、このイオン源部に対向する位置に配置され
被蒸着体を保持すると共にバイアス電源に接続されて前
記プラズマ内のイオンを吸引する被蒸着体ホルダーとを
有するイオン化蒸着装置において、前記イオン源部内
で、前記熱電子を発生するフィラメントが、電流量を個
々に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されてい
ることを特徴とする。
【００１１】又、本発明のイオン化蒸着装置は、上記の
課題を解決するために、各フィラメントに流す電流を、
個々に設定することでイオン源部のプラズマ密度分布を
均一に設定し、さらに、バイアス電源に流れるバイアス
電流をモニタリングし、バイアス電流を一定に維持する
ように前記フィラメント電流を制御することを特徴とす
る。
課題を解決するために、各フィラメントに流す電流を、
個々に設定することでイオン源部のプラズマ密度分布を
均一に設定し、さらに、バイアス電源に流れるバイアス
電流をモニタリングし、バイアス電流を一定に維持する
ように前記フィラメント電流を制御することを特徴とす
る。
【００１２】又、本発明のイオン化蒸着装置は、上記の
課題を解決するために、被蒸着体ホルダーは、冷却可能
であることが好適である。
課題を解決するために、被蒸着体ホルダーは、冷却可能
であることが好適である。
【００１３】
【作用】本発明のイオン化蒸着装置は、イオン源部内
で、前記熱電子を発生するフィラメントが、電流を個々
に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されている
ので、各フィラメント毎に真上方向に集中して多くのイ
オンが発生し、その結果、複数の独立フィラメントが分
布している範囲内全体に均一にイオンが発生することに
なり、大きな面積の被蒸着体に対しても、均一な膜厚で
成膜できる。
で、前記熱電子を発生するフィラメントが、電流を個々
に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されている
ので、各フィラメント毎に真上方向に集中して多くのイ
オンが発生し、その結果、複数の独立フィラメントが分
布している範囲内全体に均一にイオンが発生することに
なり、大きな面積の被蒸着体に対しても、均一な膜厚で
成膜できる。
【００１４】又、本発明のイオン化蒸着装置は、バイア
ス電源に流れるバイアス電流をモニタリングし、バイア
ス電流を一定に維持するように前記フィラメント電流を
制御することによって、成膜レートを一定に維持できる
ので、従来例の成膜ロット間の膜厚のバラツキ問題を解
決し、成膜時間の管理だけで、安定した膜厚の薄膜形成
が可能となる。
ス電源に流れるバイアス電流をモニタリングし、バイア
ス電流を一定に維持するように前記フィラメント電流を
制御することによって、成膜レートを一定に維持できる
ので、従来例の成膜ロット間の膜厚のバラツキ問題を解
決し、成膜時間の管理だけで、安定した膜厚の薄膜形成
が可能となる。
【００１５】又、本発明のイオン化蒸着装置は、被蒸着
体ホルダーを、冷却可能にすることによって、フィラメ
ントからの輻射熱を外部にヒートシンクできるので、フ
ィラメントからの輻射熱のために被蒸着体が加熱され、
アモルファス状の膜を成膜する場合、被蒸着体と膜との
付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという従来例の
問題点を解決できる。
体ホルダーを、冷却可能にすることによって、フィラメ
ントからの輻射熱を外部にヒートシンクできるので、フ
ィラメントからの輻射熱のために被蒸着体が加熱され、
アモルファス状の膜を成膜する場合、被蒸着体と膜との
付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという従来例の
問題点を解決できる。
【００１６】
【実施例】本発明のイオン化蒸着装置の一実施例を図１
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１７】図１において、本実施例のイオン化蒸着装
置は、内部の気体を排出する真空排気口２を有する真空
チャンバー１内に、成膜原料ガス３を導入する複数のガ
ス導入口３ａ、３ｂ、３ｃと各ガス導入口３ａ、３ｂ、
３ｃ近傍に配置されてフィラメント電流によって熱電子
を発生するフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃとこの熱電子
を加速して成膜原料ガス分子に衝突させて成膜原料ガス
分子をプラズマ化するメッシュ状のアノード電極５とを
有するイオン源部Ａと、このイオン源部Ａに対向する位
置に配置され基材（被蒸着体）７を保持し回転すると共
に前記プラズマ内のイオンを吸引する電圧印加可能な基
材ホルダー（被蒸着体ホルダー）６とを有する。この場
合、フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃは夫々フィラメント
電源８ａ、８ｂ、８ｃを有し、アノード電極５はアノー
ド電源９を有し、被蒸着体ホルダー６は高電圧のバイア
ス電源１０を有する。そして、制御部１１はフィラメン
ト電源８ａ、８ｂ、８ｃとアノード電源９とバイアス電
源１０とを制御する。又、基材ホルダー（被蒸着体ホル
ダー）６は、内部に設けた循環冷却構造１３を流れる冷
却水１２によって冷却される。
置は、内部の気体を排出する真空排気口２を有する真空
チャンバー１内に、成膜原料ガス３を導入する複数のガ
ス導入口３ａ、３ｂ、３ｃと各ガス導入口３ａ、３ｂ、
３ｃ近傍に配置されてフィラメント電流によって熱電子
を発生するフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃとこの熱電子
を加速して成膜原料ガス分子に衝突させて成膜原料ガス
分子をプラズマ化するメッシュ状のアノード電極５とを
有するイオン源部Ａと、このイオン源部Ａに対向する位
置に配置され基材（被蒸着体）７を保持し回転すると共
に前記プラズマ内のイオンを吸引する電圧印加可能な基
材ホルダー（被蒸着体ホルダー）６とを有する。この場
合、フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃは夫々フィラメント
電源８ａ、８ｂ、８ｃを有し、アノード電極５はアノー
ド電源９を有し、被蒸着体ホルダー６は高電圧のバイア
ス電源１０を有する。そして、制御部１１はフィラメン
ト電源８ａ、８ｂ、８ｃとアノード電源９とバイアス電
源１０とを制御する。又、基材ホルダー（被蒸着体ホル
ダー）６は、内部に設けた循環冷却構造１３を流れる冷
却水１２によって冷却される。
【００１８】次に、イオン化蒸着装置の本実施例の動作
を図１に基づいて説明する。
を図１に基づいて説明する。
【００１９】図１において、真空チャンバー１内を真空
排気口２から真空ポンプ（図示せず）によって高真空
（１０-7Ｔｏｒｒ程度）に排気する。ガス導入口３ａ、
３ｂ、３ｃから一定流量の成膜原料ガス３を真空チャン
バー１内に供給し、真空チャンバー１内の成膜原料ガス
３の圧力を１０-4〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に維持する。そ
して、フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃによってフィ
ラメント４ａ、４ｂ、４ｃに夫々２０Ａ〜４０Ａ程度の
電流を流してフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃから熱電子
を発生させる。そこで、アノード電源９によってアノー
ド電極５に正の電圧を印加することによって、前記の熱
電子をアノード電極５に向かって加速させ、イオン源部
Ａ内の成膜原料ガス３の分子に衝突させてこの分子を正
負のイオンに分解し、イオン源部Ａ内に成膜原料ガス３
のプラズマを発生させる。このとき、成膜原料ガス３
は、各フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃの真下から同流量
ずつ供給されているため、各フィラメント４ａ、４ｂ、
４ｃの位置から同密度のプラズマが発生する。そして、
各フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃのフィラメント電流を
フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃを個々に制御するこ
とによって、大きな面積を有するイオン源部Ａのプラズ
マ密度分布を制御して、プラズマ密度分布を均一にする
ことができる。この状態で、高電圧のバイアス電源１０
によって被蒸着体ホルダー６に負の高電圧を印加して、
イオン源部Ａ内の、プラズマ内の正電荷を有する成膜原
料ガス３のイオンのみを加速して、基材（被蒸着体）７
に高い運動エネルギで衝突させて、大きな面積を有する
基材（被蒸着体）７の表面上に成膜原料ガス３の前記正
イオン成分からなる均一な膜厚の薄膜が形成される。
排気口２から真空ポンプ（図示せず）によって高真空
（１０-7Ｔｏｒｒ程度）に排気する。ガス導入口３ａ、
３ｂ、３ｃから一定流量の成膜原料ガス３を真空チャン
バー１内に供給し、真空チャンバー１内の成膜原料ガス
３の圧力を１０-4〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に維持する。そ
して、フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃによってフィ
ラメント４ａ、４ｂ、４ｃに夫々２０Ａ〜４０Ａ程度の
電流を流してフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃから熱電子
を発生させる。そこで、アノード電源９によってアノー
ド電極５に正の電圧を印加することによって、前記の熱
電子をアノード電極５に向かって加速させ、イオン源部
Ａ内の成膜原料ガス３の分子に衝突させてこの分子を正
負のイオンに分解し、イオン源部Ａ内に成膜原料ガス３
のプラズマを発生させる。このとき、成膜原料ガス３
は、各フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃの真下から同流量
ずつ供給されているため、各フィラメント４ａ、４ｂ、
４ｃの位置から同密度のプラズマが発生する。そして、
各フィラメント４ａ、４ｂ、４ｃのフィラメント電流を
フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃを個々に制御するこ
とによって、大きな面積を有するイオン源部Ａのプラズ
マ密度分布を制御して、プラズマ密度分布を均一にする
ことができる。この状態で、高電圧のバイアス電源１０
によって被蒸着体ホルダー６に負の高電圧を印加して、
イオン源部Ａ内の、プラズマ内の正電荷を有する成膜原
料ガス３のイオンのみを加速して、基材（被蒸着体）７
に高い運動エネルギで衝突させて、大きな面積を有する
基材（被蒸着体）７の表面上に成膜原料ガス３の前記正
イオン成分からなる均一な膜厚の薄膜が形成される。
【００２０】又、本実施例のイオン化蒸着装置は生産工
程で連続生産した場合、時間の経過に伴って、フィラメ
ント４ａ、４ｂ、４ｃの表面にも膜が付着するので、フ
ィラメント電流が同じであれば、熱電子の発生量が低下
しバイアス電源１０に流れるバイアス電流が低下する。
本実施例では、成膜作業中に、制御部１１によってこの
バイアス電流の低下をモニタリングし、その結果をフィ
ードバックして、常時一定のバイアス電流が流れるよう
に、フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃの電流を制御し
ている。その結果、連続作業中にフィラメント４ａ、４
ｂ、４ｃの表面に膜が付着しても、各ロット間で、常に
安定した成膜レートで薄膜を形成することができ、作業
者は、成膜時間を管理するだけで、均一な膜厚の薄膜を
形成できる。
程で連続生産した場合、時間の経過に伴って、フィラメ
ント４ａ、４ｂ、４ｃの表面にも膜が付着するので、フ
ィラメント電流が同じであれば、熱電子の発生量が低下
しバイアス電源１０に流れるバイアス電流が低下する。
本実施例では、成膜作業中に、制御部１１によってこの
バイアス電流の低下をモニタリングし、その結果をフィ
ードバックして、常時一定のバイアス電流が流れるよう
に、フィラメント電源８ａ、８ｂ、８ｃの電流を制御し
ている。その結果、連続作業中にフィラメント４ａ、４
ｂ、４ｃの表面に膜が付着しても、各ロット間で、常に
安定した成膜レートで薄膜を形成することができ、作業
者は、成膜時間を管理するだけで、均一な膜厚の薄膜を
形成できる。
【００２１】又、本実施例のイオン化蒸着装置の基材ホ
ルダー（被蒸着体ホルダー）６は、内部に設けた循環冷
却構造１３を流れる冷却水１２によって冷却されている
ので、基材（被蒸着体）７と基材ホルダー（被蒸着体ホ
ルダー）６とが、複数のフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃ
からの輻射熱を受けても、この輻射熱の熱エネルギを冷
却水１２の循環によってヒートシンクさせて、基材（被
蒸着体）７の温度上昇を抑制し、アモルフアス膜等を成
膜する場合に、基材（被蒸着体）７と膜との付着強度を
向上することができる。
ルダー（被蒸着体ホルダー）６は、内部に設けた循環冷
却構造１３を流れる冷却水１２によって冷却されている
ので、基材（被蒸着体）７と基材ホルダー（被蒸着体ホ
ルダー）６とが、複数のフィラメント４ａ、４ｂ、４ｃ
からの輻射熱を受けても、この輻射熱の熱エネルギを冷
却水１２の循環によってヒートシンクさせて、基材（被
蒸着体）７の温度上昇を抑制し、アモルフアス膜等を成
膜する場合に、基材（被蒸着体）７と膜との付着強度を
向上することができる。
【００２２】尚、実施例では、フィラメントを３個にし
たが３個に限らない。又、実施例では、基材ホルダー
（被蒸着体ホルダー）６を、イオン源部Ａに対して平行
方向に回転する構造にしたが、半導体のウエハー等に成
膜する場合には、イオン源部Ａに垂直方向に回転する構
造にしても良い。又、基材ホルダー（被蒸着体ホルダ
ー）６は回転させずにイオン源部Ａに静止対向させても
良い。
たが３個に限らない。又、実施例では、基材ホルダー
（被蒸着体ホルダー）６を、イオン源部Ａに対して平行
方向に回転する構造にしたが、半導体のウエハー等に成
膜する場合には、イオン源部Ａに垂直方向に回転する構
造にしても良い。又、基材ホルダー（被蒸着体ホルダ
ー）６は回転させずにイオン源部Ａに静止対向させても
良い。
【００２３】
【発明の効果】本発明のイオン化蒸着装置は、イオン源
部内で、熱電子を発生するフィラメントが、電流を個々
に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されている
ので、各フィラメント毎に真上方向に集中して多くのイ
オンが発生し、その結果、複数の独立フィラメントが分
布している範囲内全体に均一にイオンが発生することに
なり、大きな面積の被蒸着体に対しても、均一な膜厚で
成膜できるという効果を奏する。
部内で、熱電子を発生するフィラメントが、電流を個々
に制御可能な複数の独立フィラメントに分割されている
ので、各フィラメント毎に真上方向に集中して多くのイ
オンが発生し、その結果、複数の独立フィラメントが分
布している範囲内全体に均一にイオンが発生することに
なり、大きな面積の被蒸着体に対しても、均一な膜厚で
成膜できるという効果を奏する。
【００２４】又、本発明のイオン化蒸着装置は、バイア
ス電源に流れるバイアス電流をモニタリングして、バイ
アス電流を一定に維持するようにフィラメント電流を制
御することによって、成膜レートを一定に維持できるの
で、従来例の成膜ロット間の膜厚のバラツキ問題を解決
し、成膜時間の管理だけで、安定した膜厚の薄膜形成が
可能となるという効果を奏する。
ス電源に流れるバイアス電流をモニタリングして、バイ
アス電流を一定に維持するようにフィラメント電流を制
御することによって、成膜レートを一定に維持できるの
で、従来例の成膜ロット間の膜厚のバラツキ問題を解決
し、成膜時間の管理だけで、安定した膜厚の薄膜形成が
可能となるという効果を奏する。
【００２５】又、本発明のイオン化蒸着装置は、被蒸着
体ホルダーを、冷却可能にすることによって、フィラメ
ントからの輻射熱を外部にヒートシンクできるので、フ
ィラメントからの輻射熱のために被蒸着体が加熱され、
アモルファス状の膜を成膜する場合、被蒸着体と膜との
付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという従来例の
問題点を解決できるという効果を奏する。
体ホルダーを、冷却可能にすることによって、フィラメ
ントからの輻射熱を外部にヒートシンクできるので、フ
ィラメントからの輻射熱のために被蒸着体が加熱され、
アモルファス状の膜を成膜する場合、被蒸着体と膜との
付着力が低下して、膜が剥がれてしまうという従来例の
問題点を解決できるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】従来例の構成図である。
Ａ イオン源部 １ 真空チャンバー ２ 真空排気口 ３ 成膜原料ガス ３ａ〜３ｃ ガス導入口 ４ａ〜４ｃ 独立フィラメント ５ アノード電極 ６ 基材ホルダー（被蒸着体ホルダー） ７ 基材（被蒸着体） ８ａ〜８ｃ フイラメント電源 ９ アノード電極 １０ バイアス電源 １１ 制御部 １２ 冷却水 １３ 循環冷却構造
フロントページの続き (72)発明者 大西 陽一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−17860（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72061（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−41467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−290263（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175862（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバー内に、成膜原料ガスを供
給するガス導入口とフィラメント電流で加熱されて熱電
子を発生するフィラメントとこの熱電子を加速して成膜
原料ガス分子に衝突させて成膜原料ガス分子をプラズマ
化するアノード電極とを有するイオン源部と、このイオ
ン源部に対向する位置に配置され被蒸着体を保持すると
共にバイアス電源に接続されて前記プラズマ内のイオン
を吸引する被蒸着体ホルダーとを有するイオン化蒸着装
置において、前記イオン源部内で、前記熱電子を発生す
る複数の独立フィラメントを有するとともに、各フィラ
メントに流す電流を、個々に設定することでイオン源部
のプラズマ密度分布を均一に設定し、さらに、バイアス
電源に流れるバイアス電流をモニタリングし、バイアス
電流を一定に維持するように前記フィラメント電流を制
御することを特徴とするイオン化蒸着装置。 - 【請求項２】 被蒸着体ホルダーは、冷却可能である請
求項１に記載のイオン化蒸着装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140653A JP3041133B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | イオン化蒸着装置 |
| US08/501,698 US5554222A (en) | 1992-06-01 | 1995-07-12 | Ionization deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140653A JP3041133B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | イオン化蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05331640A JPH05331640A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3041133B2 true JP3041133B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=15273653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140653A Expired - Fee Related JP3041133B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | イオン化蒸着装置 |
Country Status (2)
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|---|---|
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| JP (1) | JP3041133B2 (ja) |
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| ATE546824T1 (de) * | 2004-06-08 | 2012-03-15 | Dichroic Cell S R L | System zur plasmaunterstützten chemischen aufdampfung bei niedrigen energien |
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| CN110468379A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 中国科学院金属研究所 | 一种配置热丝的电弧离子镀膜装置 |
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| JPH03134937A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-07 | Hitachi Ltd | イオン源 |
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-
1992
- 1992-06-01 JP JP4140653A patent/JP3041133B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-12 US US08/501,698 patent/US5554222A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5554222A (en) | 1996-09-10 |
| JPH05331640A (ja) | 1993-12-14 |
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