JP3229312B2 - 加工物の互いに表裏をなす表面領域に化学的にコーティングを施す方法及びそのための装置 - Google Patents
加工物の互いに表裏をなす表面領域に化学的にコーティングを施す方法及びそのための装置Info
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一つの加工物の互いに表裏をなす表面領域に
プラズマを用いてほぼ同様に化学的にコーティングを施
す方法、及びそのための装置に関する。
プラズマを用いてほぼ同様に化学的にコーティングを施
す方法、及びそのための装置に関する。
プラズマを用いた蒸着法及びそれに使用される装置は
公知であって、それに関してはたとえば“Plasma depos
ition of inorganic thin films",Alan R.Reinberg,An
n.Rev.Mater.Sci.1979年,P.341〜372を参照されたい。
公知であって、それに関してはたとえば“Plasma depos
ition of inorganic thin films",Alan R.Reinberg,An
n.Rev.Mater.Sci.1979年,P.341〜372を参照されたい。
プラズマを発生させるために、二つの電極間に電場を
発生させて、真空チャンバ内のガス混合気にプラズマ形
成に必要なエネルギを供給することも知られている。電
極間に存在する空間は、原則的に直接電極の領域にある
二つの暗黒部と暗黒部間に位置するプラズマ室とに分け
ることができる。暗黒部とは、各電極に隣接し、蒸着勾
配が電極からの距離の関数で変化し、且つ空間電荷密度
ρ（ｘ）が消滅しない領域を示す。プラズマ室内には高
密度の電荷担体が存在するが、単位空間当りの電荷収支
から生じる空間電荷密度は零であって、暗黒部は明らか
な空間電荷密度を有する。
発生させて、真空チャンバ内のガス混合気にプラズマ形
成に必要なエネルギを供給することも知られている。電
極間に存在する空間は、原則的に直接電極の領域にある
二つの暗黒部と暗黒部間に位置するプラズマ室とに分け
ることができる。暗黒部とは、各電極に隣接し、蒸着勾
配が電極からの距離の関数で変化し、且つ空間電荷密度
ρ（ｘ）が消滅しない領域を示す。プラズマ室内には高
密度の電荷担体が存在するが、単位空間当りの電荷収支
から生じる空間電荷密度は零であって、暗黒部は明らか
な空間電荷密度を有する。
暗黒部内では電荷収支が消滅しないことによってプラ
ズマ室はプラズマ電位をとる。プラズマ室内では電位は
ほぼ一定である。プラズマ室は当業者には明確に定義さ
れた空間であってこれについてはたとえば“Glow Disch
arge Processes",Brian Chapman,John Wiley ＆ Sons
（1980）,P.77〜80を参照されたい。
ズマ室はプラズマ電位をとる。プラズマ室内では電位は
ほぼ一定である。プラズマ室は当業者には明確に定義さ
れた空間であってこれについてはたとえば“Glow Disch
arge Processes",Brian Chapman,John Wiley ＆ Sons
（1980）,P.77〜80を参照されたい。
上述の方法（以下ではPECVD,plasma−enhanced chemi
cal vapor deposition,プラズマを用いた化学蒸着法と
称する。）を用いて加工物のコーティングを行う場合
に、加工物を一方の電極上に配置するのが一般的であ
る。導電層でコーティングするためには、電極は直流あ
るいは交流電圧で駆動され、絶縁材料でコーティングす
るためには交流電圧の供給が行われる。
cal vapor deposition,プラズマを用いた化学蒸着法と
称する。）を用いて加工物のコーティングを行う場合
に、加工物を一方の電極上に配置するのが一般的であ
る。導電層でコーティングするためには、電極は直流あ
るいは交流電圧で駆動され、絶縁材料でコーティングす
るためには交流電圧の供給が行われる。
米国特許US−PS 3,847,652にはPECVD法の適当な装置
を用いて浸透膜を形成することが記載されている。プラ
ズマは一方側から膜をコーティングすべき支持体に向か
って流れ、モノマーガスが反対側から供給される。プラ
ズマの発生は支持体から離れて、一対の電極の高周波に
よって行われる。
を用いて浸透膜を形成することが記載されている。プラ
ズマは一方側から膜をコーティングすべき支持体に向か
って流れ、モノマーガスが反対側から供給される。プラ
ズマの発生は支持体から離れて、一対の電極の高周波に
よって行われる。
膜のコーティングは支持体プレートの一方側で所望ど
おり行われ、その際に支持体の面が異なるように形成さ
れている場合にはどちらの面がコーティングにより適し
ているかが説明されている。
おり行われ、その際に支持体の面が異なるように形成さ
れている場合にはどちらの面がコーティングにより適し
ているかが説明されている。
さらにドイツ特許DE−PS 33,21,906には、プラズマを
用いた化学蒸着によって金属粉末に合成フイルムをコー
ティングすることが記載されており、回転する真空容器
内の電極間で金属粉末が攪拌されてプラズマを発生さ
せ、それによって粉末の全面にコーティングが行われ
る。
用いた化学蒸着によって金属粉末に合成フイルムをコー
ティングすることが記載されており、回転する真空容器
内の電極間で金属粉末が攪拌されてプラズマを発生さ
せ、それによって粉末の全面にコーティングが行われ
る。
すでに説明したように、PECVDにおいては一般にコー
ティングすべき加工物は粉末と異なりプロセス室内で攪
拌することはできず、一方の電極上に配置される。それ
による欠点は、加工物は一方側からしかコーティングさ
れず、従って両側にコーティングする場合には後で向き
を変えなければならないことである。さらに高さの異な
る加工物あるいは後述するように湾曲した面を有する加
工物を同一ないし同様にコーティングすることは困難で
ある。ドイツ特許DE−PS 33,21,906に記載されている粉
末粒子の３次元コーティングにおいては、粉末粒子は反
応容器の回転動作によってプラズマ室内及び暗黒部内で
あちこちと攪拌される。この３次元コーティングはレン
ズやフィルタガラスなどの加工物のコーティングについ
ては明らかに不可能である。
ティングすべき加工物は粉末と異なりプロセス室内で攪
拌することはできず、一方の電極上に配置される。それ
による欠点は、加工物は一方側からしかコーティングさ
れず、従って両側にコーティングする場合には後で向き
を変えなければならないことである。さらに高さの異な
る加工物あるいは後述するように湾曲した面を有する加
工物を同一ないし同様にコーティングすることは困難で
ある。ドイツ特許DE−PS 33,21,906に記載されている粉
末粒子の３次元コーティングにおいては、粉末粒子は反
応容器の回転動作によってプラズマ室内及び暗黒部内で
あちこちと攪拌される。この３次元コーティングはレン
ズやフィルタガラスなどの加工物のコーティングについ
ては明らかに不可能である。
米国出願US−A 4,361,595には、ガス真空容器内の二
つの電極間で直流あるいは交流放電を発生させることが
記載されている。PECVD法を用いてプラスチックディス
ク上にそれぞれSiOxからなる研磨材層を形成するため
に、ある実施例においてはコーティングすべき二つのプ
ラスチックディスクを直接重ね合わせて、電極間に形成
された放電室内に挿入している。
つの電極間で直流あるいは交流放電を発生させることが
記載されている。PECVD法を用いてプラスチックディス
ク上にそれぞれSiOxからなる研磨材層を形成するため
に、ある実施例においてはコーティングすべき二つのプ
ラスチックディスクを直接重ね合わせて、電極間に形成
された放電室内に挿入している。
しかしよく知られているように、種々のディスクのそ
れぞれの表面に設けられる研磨材層の均一性に対しては
要請はなされるにしても、最少の要請しかなされない。
れぞれの表面に設けられる研磨材層の均一性に対しては
要請はなされるにしても、最少の要請しかなされない。
本発明の課題は加工物の表裏をなす表面に合理的かつ
ほぼ同一にコーティングを施すことのできる上述の種類
の方法ないし装置を提供することである。
ほぼ同一にコーティングを施すことのできる上述の種類
の方法ないし装置を提供することである。
この課題は冒頭で述べた種類の方法において、請求項
第１項の特徴部分に記載された方法によって解決され
る。
第１項の特徴部分に記載された方法によって解決され
る。
本発明は公知の次のような知識に基づいている。すな
わち電極に隣接する空間領域、すなわち暗黒部において
は、コーティングすべき加工物を直接一方の電極上に配
置するなどして、この空間に配置する場合には最大の蒸
着率が得られるが、電極に隣接するこの空間においては
蒸着勾配は観察される電極からの距離の関数の形で変化
し、それによって前述のような問題が生じる。
わち電極に隣接する空間領域、すなわち暗黒部において
は、コーティングすべき加工物を直接一方の電極上に配
置するなどして、この空間に配置する場合には最大の蒸
着率が得られるが、電極に隣接するこの空間においては
蒸着勾配は観察される電極からの距離の関数の形で変化
し、それによって前述のような問題が生じる。
しかしまた、電極から見て増大する距離の関数におい
て蒸着率勾配がプラズマ室内では少くともほぼ零になる
ことが知られており、すなわちプラズマ室内では蒸着率
は暗黒部におけるそれよりは小さいが、距離に対してほ
とんど無関係であり、それによって従来のこの種のプロ
セスにおける上述の問題は、プロセスの経済性を考えて
暗黒部における最大の蒸着率を利用しようとする明らか
な判断基準を捨てればきわめて容易に解決することがで
きる。
て蒸着率勾配がプラズマ室内では少くともほぼ零になる
ことが知られており、すなわちプラズマ室内では蒸着率
は暗黒部におけるそれよりは小さいが、距離に対してほ
とんど無関係であり、それによって従来のこの種のプロ
セスにおける上述の問題は、プロセスの経済性を考えて
暗黒部における最大の蒸着率を利用しようとする明らか
な判断基準を捨てればきわめて容易に解決することがで
きる。
本発明により“straight fowrards"の最適化、すなわ
ち単位時間当たり最大可能なコーティングということか
ら目を転じることによって、他の最高に好ましい可能性
がひらける。
ち単位時間当たり最大可能なコーティングということか
ら目を転じることによって、他の最高に好ましい可能性
がひらける。
また、本発明の知識によれば、原則的にプラズマ室を
利用して、加工物を立体的にずらせて配置することが可
能となり、それによって加工物の配置を一方の電極の使
用できる２次元の面に限定する場合に比べて、きわめて
多数の加工物を同時に加工することができる。
利用して、加工物を立体的にずらせて配置することが可
能となり、それによって加工物の配置を一方の電極の使
用できる２次元の面に限定する場合に比べて、きわめて
多数の加工物を同時に加工することができる。
直流放電を用いてPECVD法を行うことは物理的には全
く可能であるが、このことは絶縁材料でコーティングを
行う場合には電極のコーティングが問題となり、誘電体
として形成される層によって容量が形成される場合にも
問題が生じる。
く可能であるが、このことは絶縁材料でコーティングを
行う場合には電極のコーティングが問題となり、誘電体
として形成される層によって容量が形成される場合にも
問題が生じる。
もちろん本発明方法は絶縁材料のコーティングに限定
されるものではなく、すでに説明したように直流電圧放
電を用いて加工できる場合には、導電性材料によるコー
ティングにも用いることができる。
されるものではなく、すでに説明したように直流電圧放
電を用いて加工できる場合には、導電性材料によるコー
ティングにも用いることができる。
しかし好ましくは、特に、絶縁材料でコーティングを
行う場合には、コーティングはマイクロ波領域までの高
周波で行われる。
行う場合には、コーティングはマイクロ波領域までの高
周波で行われる。
多くの場合に、コーティング中に面を移動させること
が指示されているが、本発明の主要な部材によれば、プ
ロセスの間面を固定的に保持することができ、しかもほ
ぼ同一かつ同時にコーティングが行われる。
が指示されているが、本発明の主要な部材によれば、プ
ロセスの間面を固定的に保持することができ、しかもほ
ぼ同一かつ同時にコーティングが行われる。
また、プラズマの特性（ここで関係のあるのは特にそ
の拡散である）を、反応室内に誘電磁場を印加するこ
とによって変化させることができることも知られてい
る。これについてはたとえば、“Magnetic field effec
ts in the plasma・enhanced chemical uapor depositi
on of boron nitride"T.H.Yuzuriha他,J.Vac.Sci.Techn
ol.A 3（６）,Nov./Dec.1985の記事を参照されたい。
の拡散である）を、反応室内に誘電磁場を印加するこ
とによって変化させることができることも知られてい
る。これについてはたとえば、“Magnetic field effec
ts in the plasma・enhanced chemical uapor depositi
on of boron nitride"T.H.Yuzuriha他,J.Vac.Sci.Techn
ol.A 3（６）,Nov./Dec.1985の記事を参照されたい。
本発明によってすでに、プラズマ室内でのコーティン
グがいずれかの暗黒部内のコーティングに比べてどのよ
うな利点を有するかが明らかにされているので、プラズ
マ室の構成特にその空間的な広がりを最適化することに
よって本発明によれば次の段階に進むことができる。
グがいずれかの暗黒部内のコーティングに比べてどのよ
うな利点を有するかが明らかにされているので、プラズ
マ室の構成特にその空間的な広がりを最適化することに
よって本発明によれば次の段階に進むことができる。
これはプラズマ室内の磁場によって行われる。それに
よってプラズマ室を反応空間のより広い領域に拡大させ
ることができ、それによってコーティングすべき加工物
を配置するのに使用できる空間が拡大される。
よってプラズマ室を反応空間のより広い領域に拡大させ
ることができ、それによってコーティングすべき加工物
を配置するのに使用できる空間が拡大される。
本発明装置は、請求項第７項の文言に示す特徴によっ
て前述の課題を解決する。
て前述の課題を解決する。
具体的にテスト済みで最も適していることが明らかに
なった方法が請求項第12項に記載されており、同様にテ
スト済みの方法ないし装置の使用法が請求項第13項に記
載されている。
なった方法が請求項第12項に記載されており、同様にテ
スト済みの方法ないし装置の使用法が請求項第13項に記
載されている。
以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図にプラズマを用いた化学蒸着（PECVD）を行う
公知のプロセスチャンバ１の概略断面図を示す。プロセ
スチャンバ１にはチャンバハウジング３が設けられてお
り、このチャンバハウジング３を通して絶縁された通路
５によってプレート電極として示される一方の電極９に
給電線７が導かれている。電極９と対向して第２の電極
11が設けられており、この電極11はたとえばハウジング
３と共に接地されている。
公知のプロセスチャンバ１の概略断面図を示す。プロセ
スチャンバ１にはチャンバハウジング３が設けられてお
り、このチャンバハウジング３を通して絶縁された通路
５によってプレート電極として示される一方の電極９に
給電線７が導かれている。電極９と対向して第２の電極
11が設けられており、この電極11はたとえばハウジング
３と共に接地されている。
特に絶縁性の層材料でコーティングを行うために給電
線７は適応ネットワーク13を介して交流発電機15と接続
されており、交流発電機は本実施例においては好ましく
は高周波信号を発生する。プロセスに適している場合、
特にコーティング材料に適している場合には交流信号発
生器15の代わりに点線で示すように直流電圧発生器15a
を設けることも可能であるが、そのときは場合によって
は適応ネットワーク13を省くことができる。
線７は適応ネットワーク13を介して交流発電機15と接続
されており、交流発電機は本実施例においては好ましく
は高周波信号を発生する。プロセスに適している場合、
特にコーティング材料に適している場合には交流信号発
生器15の代わりに点線で示すように直流電圧発生器15a
を設けることも可能であるが、そのときは場合によって
は適応ネットワーク13を省くことができる。
PECVDプロセスを実施するために一つあるいは多数の
ガスタンクから供給されるガスインレット17が設けら
れ、それによって概略図示するインレット19によってプ
ロセスチャンバ３の電極間にある反応室3aへ反応ガスが
供給される。図示の実施例においてはプロセスチャンバ
は円筒状に形成されており、円筒軸Ａに対して同軸に排
気スリーブ21が設けられており、公知のように真空ポン
プ並びにプロセスの間ポンプアウトしたガスを浄化する
浄化装置と接続されている。すでに述べたように、PECV
D法を行うこの種の公知のチャンバを公知のように駆動
する場合に、電極９と11の間にただ質的に斜線で示すプ
ラズマ室が形成され、このプラズマ室は電荷担体の密度
が大きいという特徴を有し、空間電荷密度ρは、少くと
もほぼ零である。
ガスタンクから供給されるガスインレット17が設けら
れ、それによって概略図示するインレット19によってプ
ロセスチャンバ３の電極間にある反応室3aへ反応ガスが
供給される。図示の実施例においてはプロセスチャンバ
は円筒状に形成されており、円筒軸Ａに対して同軸に排
気スリーブ21が設けられており、公知のように真空ポン
プ並びにプロセスの間ポンプアウトしたガスを浄化する
浄化装置と接続されている。すでに述べたように、PECV
D法を行うこの種の公知のチャンバを公知のように駆動
する場合に、電極９と11の間にただ質的に斜線で示すプ
ラズマ室が形成され、このプラズマ室は電荷担体の密度
が大きいという特徴を有し、空間電荷密度ρは、少くと
もほぼ零である。
第１図には、電極11の表面上に零点を有するｘ軸が示
されており、それに関して第２図が示されている。
されており、それに関して第２図が示されている。
第２図においては第１図に示すｘ座標の関数として純
粋に定性的に空間電荷密度ρ（ｘ）が点線で示されてい
る。この空間電荷密度はすでに述べたように、電極近傍
の領域すなわち暗黒部では消滅せず、特にプラズマ室で
消滅する。しかしプラズマ室では空間電荷密度ρ（ｘ）
は消滅するので、電位は一定である。
粋に定性的に空間電荷密度ρ（ｘ）が点線で示されてい
る。この空間電荷密度はすでに述べたように、電極近傍
の領域すなわち暗黒部では消滅せず、特にプラズマ室で
消滅する。しかしプラズマ室では空間電荷密度ρ（ｘ）
は消滅するので、電位は一定である。
第２図にはさらにPECVD法で蒸着された層材料の観察
されたコーティング率Ｒがｘの関数として示されてい
る。図から明らかなようにコーティング率Ｒは暗黒部内
では電極からの距離が減少するにつれて著しく増大する
ので、コーティング率のみを最適化量として考えると、
従来知られている方法、すなわちコーティングすべき加
工物を暗黒部に配置する方法が得られる。もちろんこの
暗黒部においてはコーティング率勾配dR/dxが大きいの
で、電気的に導通しない多数の面を同時にコーティング
しなければならない場合にはこれらの面が同一のｘ座標
値上に来るように入念に配慮しなければならない。
されたコーティング率Ｒがｘの関数として示されてい
る。図から明らかなようにコーティング率Ｒは暗黒部内
では電極からの距離が減少するにつれて著しく増大する
ので、コーティング率のみを最適化量として考えると、
従来知られている方法、すなわちコーティングすべき加
工物を暗黒部に配置する方法が得られる。もちろんこの
暗黒部においてはコーティング率勾配dR/dxが大きいの
で、電気的に導通しない多数の面を同時にコーティング
しなければならない場合にはこれらの面が同一のｘ座標
値上に来るように入念に配慮しなければならない。
また、第２図から明らかなように、コーティング率Ｒ
はプラズマ室では消滅しないが勾配dR/dxがなくなる。
従ってここではコーティング率はｘ座標にほとんど関係
がなく、すなわちここでは面をｘ方向に任意にずらして
配置することができ、それにもかかわらず同様にコーテ
ィングされる。
はプラズマ室では消滅しないが勾配dR/dxがなくなる。
従ってここではコーティング率はｘ座標にほとんど関係
がなく、すなわちここでは面をｘ方向に任意にずらして
配置することができ、それにもかかわらず同様にコーテ
ィングされる。
さらに、第１図に示す加工物を従来のように配置する
のに用いられる電極11の表面23を考えて、それを本発明
により加工物を配置するのに用いられるプラズマ室と比
較すると、本発明の基礎になっている知識、すなわちPE
CVDコーティングにプラズマ室を用いることによって、
同時にかつ同様にコーティングすべき面を配置するのに
使用される空間は、特に加工物をＸ方向にずらせて、横
方向にも重なるような向きに配置できることを考える
と、著しく大きくなる。というのはそうすればコーティ
ングに対して覆われることがないからである。
のに用いられる電極11の表面23を考えて、それを本発明
により加工物を配置するのに用いられるプラズマ室と比
較すると、本発明の基礎になっている知識、すなわちPE
CVDコーティングにプラズマ室を用いることによって、
同時にかつ同様にコーティングすべき面を配置するのに
使用される空間は、特に加工物をＸ方向にずらせて、横
方向にも重なるような向きに配置できることを考える
と、著しく大きくなる。というのはそうすればコーティ
ングに対して覆われることがないからである。
第３図には、第１図の図示と第２図に関連する説明に
基づいて、本発明方法の実施例において、プラズマ室内
でコーティング率の勾配が放電方向に消滅するという特
性をどのように利用するかが示されている。光学レン
ズ、フィルタガラスなどPECVD法によってコーティング
しようとする加工物は、プラズマ室内に保持装置によっ
て、特に電極９、チャンバ及び対向電極３ないし11など
電位を印加される装置部分に対して電気的に絶縁されて
配置されている。
基づいて、本発明方法の実施例において、プラズマ室内
でコーティング率の勾配が放電方向に消滅するという特
性をどのように利用するかが示されている。光学レン
ズ、フィルタガラスなどPECVD法によってコーティング
しようとする加工物は、プラズマ室内に保持装置によっ
て、特に電極９、チャンバ及び対向電極３ないし11など
電位を印加される装置部分に対して電気的に絶縁されて
配置されている。
そのために保持部材24に絶縁区間25とそれぞれ加工物
に応じて形成された保持機構27が設けられており、それ
によって両側ないし全面側をコーティングすべき加工物
の同時かつ同様にコーティングすべき少くとも二つの面
をプラズマ室内で自由に位置決めすることができる。第
３図にはただ一つの加工物29が配置されている。しか
し、チャンバ内へ半径方向に突出する保持部材24によっ
てきわめて多数の加工物29を配置して一つのプロセスの
間に同時に両側をコーティングできることは言うまでも
ない。
に応じて形成された保持機構27が設けられており、それ
によって両側ないし全面側をコーティングすべき加工物
の同時かつ同様にコーティングすべき少くとも二つの面
をプラズマ室内で自由に位置決めすることができる。第
３図にはただ一つの加工物29が配置されている。しか
し、チャンバ内へ半径方向に突出する保持部材24によっ
てきわめて多数の加工物29を配置して一つのプロセスの
間に同時に両側をコーティングできることは言うまでも
ない。
第４図にも、第１図に例示したチャンバに同時かつ同
様にコーティングすべき多数の加工物が設けられること
が示されている。参照符号29で概略図示するように、電
位を印加される装置部分に関して絶縁されて、たとえば
ネット構造31を有する保持装置が設けられており、その
上に全面及び特に両側を同時にコーティングされ、場合
によってはさらに湾曲されあるいは屈曲され、ないしは
任意の形状にされたレンズなどの加工物33が載置されて
いる。
様にコーティングすべき多数の加工物が設けられること
が示されている。参照符号29で概略図示するように、電
位を印加される装置部分に関して絶縁されて、たとえば
ネット構造31を有する保持装置が設けられており、その
上に全面及び特に両側を同時にコーティングされ、場合
によってはさらに湾曲されあるいは屈曲され、ないしは
任意の形状にされたレンズなどの加工物33が載置されて
いる。
下方のネット状の構造35上にはたとえば多数の平坦な
加工物37が載置されており、ネット状の構造は、平坦な
加工物37の一方の表面が構造上に載置され、従ってコー
ティングされないように形成されている。場合によって
は二つのネット構造が絶縁材料から形成され、参照符号
39で概略図示するように少くとも互いに絶縁されてお
り、それによってプラズマ室内の電位の分布がガルバニ
ック過渡電流によって乱されることがないようになって
いる。
加工物37が載置されており、ネット状の構造は、平坦な
加工物37の一方の表面が構造上に載置され、従ってコー
ティングされないように形成されている。場合によって
は二つのネット構造が絶縁材料から形成され、参照符号
39で概略図示するように少くとも互いに絶縁されてお
り、それによってプラズマ室内の電位の分布がガルバニ
ック過渡電流によって乱されることがないようになって
いる。
ｘ方向だけではなく、横方向（第１図に点線で示すｙ
方向）においても比較的大きい領域で同時に均一なコー
ティングを保証しようとする場合には、プラズマの分布
を均質化して広がるように変化させて、それによって本
発明により利用可能なできるだけ大きい空間が得られる
ようにすることが必要であろう。このことは原則的に、
かつ第１図に概略図示するように誘導磁場を印加する
ことによって得られる。この種の磁界は永久磁石装置
および／または電磁石装置を、好ましくはチャンバの外
部に設けることによって発生せしめられる。
方向）においても比較的大きい領域で同時に均一なコー
ティングを保証しようとする場合には、プラズマの分布
を均質化して広がるように変化させて、それによって本
発明により利用可能なできるだけ大きい空間が得られる
ようにすることが必要であろう。このことは原則的に、
かつ第１図に概略図示するように誘導磁場を印加する
ことによって得られる。この種の磁界は永久磁石装置
および／または電磁石装置を、好ましくはチャンバの外
部に設けることによって発生せしめられる。
第５図に示すように、永久磁石43がチャンバ３の外側
において電極11の領域に軸Ａに対して均一に分配されて
設けられている。
において電極11の領域に軸Ａに対して均一に分配されて
設けられている。
例： 図に示すような種類の容量的に結合されたHf反応容器
内の電極９と11間に7cmのプレート間隔で50×50×2mmの
ガラスプレートが真空吸引部21のほぼ上方でかつ電極９
間のほぼ中央に位置決めされ、31sccmのガス流、600ワ
ットのHf出力、7mTorr圧力で30分間ジメチルジエトキシ
ルシラン（Dimethyl diaethoxylsilan）によるプラズマ
重合によってコーティングされた。それによってガラス
プレートの両側には550nm厚さの層がコーティングされ
た。
内の電極９と11間に7cmのプレート間隔で50×50×2mmの
ガラスプレートが真空吸引部21のほぼ上方でかつ電極９
間のほぼ中央に位置決めされ、31sccmのガス流、600ワ
ットのHf出力、7mTorr圧力で30分間ジメチルジエトキシ
ルシラン（Dimethyl diaethoxylsilan）によるプラズマ
重合によってコーティングされた。それによってガラス
プレートの両側には550nm厚さの層がコーティングされ
た。
同じ反応容器において、φ65mmで0.013cm-1の曲率1/
R′を有するプラスチックレンズが、電極9,11の半径の
半分まで偏心して、すなわちｙ方向に横にずらして位置
決めされた。第５図に示すように永久磁石が設けられて
いるので、基板ないしプラスチックレンズの領域に10〜
100ガウスの磁場が発生する。7mTorrの圧力、31sccmの
ガス流、600ワットかつ13.56MHzのHf出力で両側に38nm/
分の蒸着率でコーティングが行われた。湾曲によって生
じるレンズの中央領域と周辺部とにおける層厚のちがい
は確認されなかった。
R′を有するプラスチックレンズが、電極9,11の半径の
半分まで偏心して、すなわちｙ方向に横にずらして位置
決めされた。第５図に示すように永久磁石が設けられて
いるので、基板ないしプラスチックレンズの領域に10〜
100ガウスの磁場が発生する。7mTorrの圧力、31sccmの
ガス流、600ワットかつ13.56MHzのHf出力で両側に38nm/
分の蒸着率でコーティングが行われた。湾曲によって生
じるレンズの中央領域と周辺部とにおける層厚のちがい
は確認されなかった。
さらに同じ反応容器内で5cmのプレート間隔で１×１
×1cmの稜の長さを有するポリカーボネート製の立方体
が同軸に位置決めされて、30sccmのガス流、0.15mbarの
圧力と1000ワットのHf出力（13.56MHz）で45分間ジメチ
ルジエトキシルシランによるプラズマ重合によってコー
ティングされた。立方体の全面に700nmのコーティング
が設けられた。
×1cmの稜の長さを有するポリカーボネート製の立方体
が同軸に位置決めされて、30sccmのガス流、0.15mbarの
圧力と1000ワットのHf出力（13.56MHz）で45分間ジメチ
ルジエトキシルシランによるプラズマ重合によってコー
ティングされた。立方体の全面に700nmのコーティング
が設けられた。
決して本発明方法に限定して証明するものではない
が、当業者はまず本発明の種類のプロセスを1mTorr〜1T
orrの試験済みの圧力値で行うとよいと思われる。
が、当業者はまず本発明の種類のプロセスを1mTorr〜1T
orrの試験済みの圧力値で行うとよいと思われる。
第１図は第２図に関連して異なるコーティング率の関係
を証明するために示す、PECVD法を実施する公知のプロ
セスチャンバの概略断面図、 第２図は、第１図に例示するように一方の電極に対して
垂直な空間軸ｘに関しコーティング率Ｒの定性的な関係
を示す線図、 第３図は、第１図に示すプロセスチャンバにおいて、同
時に両側および／または多数の側をコーティングすべき
加工物の本発明による配置を示す断面図、 第４図は第１図に示すチャンバに本発明により同時にか
つ均一にコーティングされるように加工物を配置した例
を示す断面図、 第５図はプラズマ分布を所望に変化させる誘導磁場を
発生させる磁石の配置を示す断面図である。 １……プロセスチャンバ、9,11……電極、 15……交流発電機、27……保持部分（保持機構）、 25……保持機構（絶縁区間）、29……加工物、 31……保持機構（ネット構造）、 43……磁場発生手段（電磁石または永久磁石）、 Ａ……対称軸（軸）、B1……磁場、１ ……誘導磁場。
を証明するために示す、PECVD法を実施する公知のプロ
セスチャンバの概略断面図、 第２図は、第１図に例示するように一方の電極に対して
垂直な空間軸ｘに関しコーティング率Ｒの定性的な関係
を示す線図、 第３図は、第１図に示すプロセスチャンバにおいて、同
時に両側および／または多数の側をコーティングすべき
加工物の本発明による配置を示す断面図、 第４図は第１図に示すチャンバに本発明により同時にか
つ均一にコーティングされるように加工物を配置した例
を示す断面図、 第５図はプラズマ分布を所望に変化させる誘導磁場を
発生させる磁石の配置を示す断面図である。 １……プロセスチャンバ、9,11……電極、 15……交流発電機、27……保持部分（保持機構）、 25……保持機構（絶縁区間）、29……加工物、 31……保持機構（ネット構造）、 43……磁場発生手段（電磁石または永久磁石）、 Ａ……対称軸（軸）、B1……磁場、１ ……誘導磁場。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−84374（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−228250（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−83067（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56
Claims (16)
- 【請求項１】加工物の互いに表裏をなす表面領域にプラ
ズマ強化した化学的コーティングによって被膜を施す方
法において、 加工物を真空処理チャンバに挿入して２つの電極間の中
央に位置決めして、前記二つの電極の面を前記加工物の
互いの面から等距離に位置決めし、 前記加工物を電位で懸架して電気的に絶縁して保持し、 前記二つの電極の面間で前記加工物の回り全体に均一に
プラズマ放電を発生し、 反応ガスを前記真空処理チャンバに供給し、 磁場によって前記加工物の互いに表裏をなす各表面に沿
ってプラズマ密度を調整して、且つ前記加工物の互いに
表裏をなす各表面を均一にコーティングする、ことを特
徴とする加工物の互いに表裏をなす表面領域にプラズマ
強化した化学的コーティングによって被膜を施す方法。 - 【請求項２】前記加工物の互いに表裏をなす各表面が、
湾曲していることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記加工物の互いに表裏をなす一面が凹面
であり、もう一方の面が凸面に湾曲されていることを特
徴とする請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】一団となる複数の加工物を前記真空処理チ
ャンバに挿入して前記２つの電極間の中央に位置決めす
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項５】金属有機化合物の蒸気を前記チャンバ内に
発生させ、重合によって前記被膜を蒸着させることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】機械的及び化学的な影響に対する防御膜を
蒸着することを特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】プラスチック材料加工物を挿入することを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】前記プラスチック加工物を光学的透明で且
つ耐磨耗性の被膜でコーティングすることを特徴とする
請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】交流プラズマ放電のような前記プラズマ放
電を発生させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜
８のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１０】高周波プラズマ放電のような前記プラズ
マ放電を発生させることを特徴とする請求項１〜９のい
ずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１１】互いに等距離にある少なくとも二つの電
極と、真空処理チャンバへの反応ガス入り口と、加工物
の保持機構とを備えた真空処理チャンバを含むプラズマ
で強化した化学的コーティングを行う装置において、 前記加工物の保持機構が、２つの電極間の中央に位置決
めされて電気的に絶縁された状態で装備され、さらに前
記二つの電極間の領域に磁場を発生させる手段を備え、
且つ 前記電極間にプラズマ放電を発生させるための電源に、
前記電極が接続される、 ことを特徴とするプラズマで強化した化学的コーティン
グを行う装置。 - 【請求項１２】前記電源が、交流電源であることを特徴
とする請求項11に記載の装置。 - 【請求項１３】前記交流電源が、高周波電源であること
を特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項１４】前記加工物の保持機構が、二つ以上の加
工物を保持することを特徴とする請求項11〜13のいずれ
か１項に記載の装置。 - 【請求項１５】前記磁場を発生させる手段を、前記真空
処理チャンバの外側に配置することを特徴とする請求項
11〜14のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１６】前記加工物の保持機構が、移動可能であ
ることを特徴とする請求項11〜15のいずれか１項に記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3931713A DE3931713C1 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120375A JPH03120375A (ja) | 1991-05-22 |
| JP3229312B2 true JP3229312B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=6390011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24414590A Expired - Fee Related JP3229312B2 (ja) | 1989-09-22 | 1990-09-17 | 加工物の互いに表裏をなす表面領域に化学的にコーティングを施す方法及びそのための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0424620B1 (ja) |
| JP (1) | JP3229312B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19608158C1 (de) * | 1996-03-04 | 1997-08-28 | Dresden Vakuumtech Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Hochfrequenz-Plasmapolymerisation |
| DE19744060C2 (de) | 1997-10-06 | 1999-08-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Substraten |
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| SE527351C2 (sv) | 2003-07-10 | 2006-02-14 | Seco Tools Ab | Metod att belägga skär |
| DE102004018435A1 (de) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Carl Zeiss | Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten von Substraten mit einer hydrophoben Schicht |
| CN102796993B (zh) * | 2011-05-27 | 2014-05-28 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Cvd设备和该cvd设备的控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4289598A (en) * | 1980-05-03 | 1981-09-15 | Technics, Inc. | Plasma reactor and method therefor |
| US4361595A (en) * | 1981-01-28 | 1982-11-30 | Rca Corporation | Method for preparing an abrasive lapping disc |
| US4418473A (en) * | 1982-03-26 | 1983-12-06 | International Business Machines Corp. | Method of making edge protected ferrite core |
| DE3321906A1 (de) * | 1982-06-18 | 1983-12-22 | TDK Corporation, Tokyo | Magnetisches pulver mit verbesserter dispergierbarkeit |
| US4512284A (en) * | 1983-12-19 | 1985-04-23 | Rca Corporation | Glow discharge apparatus for use in coating a disc-shaped substrate |
| GB8516537D0 (en) * | 1985-06-29 | 1985-07-31 | Standard Telephones Cables Ltd | Pulsed plasma apparatus |
| FR2587729B1 (fr) * | 1985-09-24 | 1988-12-23 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif de traitement chimique, notamment de traitement thermochimique et de depot chimique dans un plasma homogene de grand volume |
| CA1264025A (en) * | 1987-05-29 | 1989-12-27 | James A.E. Bell | Apparatus and process for coloring objects by plasma coating |
| US4827870A (en) * | 1987-10-05 | 1989-05-09 | Honeywell Inc. | Apparatus for applying multilayer optical interference coating on complex curved substrates |
| US4991542A (en) * | 1987-10-14 | 1991-02-12 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of forming a thin film by plasma CVD and apapratus for forming a thin film |
-
1989
- 1989-09-22 DE DE3931713A patent/DE3931713C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-11 AT AT90115447T patent/ATE127536T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-08-11 EP EP90115447A patent/EP0424620B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-11 DE DE59009618T patent/DE59009618D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-17 JP JP24414590A patent/JP3229312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03120375A (ja) | 1991-05-22 |
| ATE127536T1 (de) | 1995-09-15 |
| EP0424620A2 (de) | 1991-05-02 |
| DE3931713C1 (ja) | 1991-03-14 |
| EP0424620A3 (en) | 1991-10-02 |
| DE59009618D1 (de) | 1995-10-12 |
| EP0424620B1 (de) | 1995-09-06 |
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