JPH06251897A - プラズマ発生方法及びその装置 - Google Patents
プラズマ発生方法及びその装置Info
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- JPH06251897A JPH06251897A JP5034985A JP3498593A JPH06251897A JP H06251897 A JPH06251897 A JP H06251897A JP 5034985 A JP5034985 A JP 5034985A JP 3498593 A JP3498593 A JP 3498593A JP H06251897 A JPH06251897 A JP H06251897A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ源の陰極表面が汚染されず、しかも
均一な状態のプラズマを発生し得るプラズマ発生方法及
びその装置を提供するものである。 【構成】 プラズマ源である圧力勾配型プラズマ銃１か
ら真空容器１０内へそれぞれ別個なキャリアガスを供給
するニードルバルブ５ａ，５ｂに対し、これらを独立的
に制御するガス供給制御手段としての流量制御機構９
ａ，９ｂを備えている。流量制御機構９ｂは、放電開始
時に副ガス供給手段としてのニードルバルブ５ｂを介し
て圧力勾配型プラズマ銃１のガス導入口Ｄよりヘリウム
キャリアガスを真空容器１０内へ供給してグロー放電を
行わせる。流量制御機構９ａは、グロー放電からアーク
放電へ移行した後の放電進行時に、主ガス供給手段とし
てのニードルバルブ５ａを介してガス導入口Ｄよりヘリ
ウムキャリアガスに代えてアルゴンキャリアガスを真空
容器１０内へ供給する。
均一な状態のプラズマを発生し得るプラズマ発生方法及
びその装置を提供するものである。 【構成】 プラズマ源である圧力勾配型プラズマ銃１か
ら真空容器１０内へそれぞれ別個なキャリアガスを供給
するニードルバルブ５ａ，５ｂに対し、これらを独立的
に制御するガス供給制御手段としての流量制御機構９
ａ，９ｂを備えている。流量制御機構９ｂは、放電開始
時に副ガス供給手段としてのニードルバルブ５ｂを介し
て圧力勾配型プラズマ銃１のガス導入口Ｄよりヘリウム
キャリアガスを真空容器１０内へ供給してグロー放電を
行わせる。流量制御機構９ａは、グロー放電からアーク
放電へ移行した後の放電進行時に、主ガス供給手段とし
てのニードルバルブ５ａを介してガス導入口Ｄよりヘリ
ウムキャリアガスに代えてアルゴンキャリアガスを真空
容器１０内へ供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ源から真空容
器内にアルゴンキャリアガスを導入し、真空容器内でプ
ラズマ源によりプラズマを発生するプラズマ発生方法及
びその装置に関する。
器内にアルゴンキャリアガスを導入し、真空容器内でプ
ラズマ源によりプラズマを発生するプラズマ発生方法及
びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマ発生装置には、例えば特
開昭５９−２７４９９号公報に開示されている如く、圧
力勾配型プラズマ源から得られるプラズマビームを永久
磁石等の磁界により偏平化させてシートプラズマを生成
するものがある。この圧力勾配型プラズマ源は、放電開
始時（初期点火時）にはグロー放電を行い、その後の放
電進行時にはアーク放電へと移行して定常運転に至るも
のである。
開昭５９−２７４９９号公報に開示されている如く、圧
力勾配型プラズマ源から得られるプラズマビームを永久
磁石等の磁界により偏平化させてシートプラズマを生成
するものがある。この圧力勾配型プラズマ源は、放電開
始時（初期点火時）にはグロー放電を行い、その後の放
電進行時にはアーク放電へと移行して定常運転に至るも
のである。
【０００３】図２は、圧力勾配型のプラズマ源である圧
力勾配型プラズマ銃の陰極部１ａを拡大して断面図によ
り示したものである。この陰極部１ａは、ガス吸入孔と
冷却水貯溜部とが設けられたハウジング１１にＭｏ製チ
ューブ１２を取り付けて構成されている。Ｍｏ製チュー
ブ１２内にはＬａＢ6 製円板１４及びＭｏ製円板１５が
取り付けられる他、Ｔａ製パイプ１３が設けられてい
る。Ｔａ製パイプ１３は、一端側がＭｏ製円板１５の中
心付近に設けられた装着孔を介してハウジング１１のガ
ス吸入孔に装着されると共に、他端側がＬａＢ6 製円板
１４の中心付近に設けられた貫通孔内に配置されてい
る。又、Ｍｏ製チューブ１２の他端側には、Ｔａ製パイ
プ１３の他端とは接触せずにビームの放射を行い得るよ
うに、Ｗ製窓部１６が設けられている。
力勾配型プラズマ銃の陰極部１ａを拡大して断面図によ
り示したものである。この陰極部１ａは、ガス吸入孔と
冷却水貯溜部とが設けられたハウジング１１にＭｏ製チ
ューブ１２を取り付けて構成されている。Ｍｏ製チュー
ブ１２内にはＬａＢ6 製円板１４及びＭｏ製円板１５が
取り付けられる他、Ｔａ製パイプ１３が設けられてい
る。Ｔａ製パイプ１３は、一端側がＭｏ製円板１５の中
心付近に設けられた装着孔を介してハウジング１１のガ
ス吸入孔に装着されると共に、他端側がＬａＢ6 製円板
１４の中心付近に設けられた貫通孔内に配置されてい
る。又、Ｍｏ製チューブ１２の他端側には、Ｔａ製パイ
プ１３の他端とは接触せずにビームの放射を行い得るよ
うに、Ｗ製窓部１６が設けられている。
【０００４】放電の点火は、先ずＭｏ製チューブ１２に
係るグロー放電から行われ、次にＴａ製パイプ１３に係
るホロカソード放電に移行する。この状態で放電電流が
増加し、Ｔａ製パイプ１３の先端の温度が十分に上昇す
ると、この熱でＬａＢ6 製円板１４が高温になって熱電
子放出が盛んになる。この結果、放電の主体がＬａＢ6
製円板１４に移行する為、安定したアーク放電が得られ
る。
係るグロー放電から行われ、次にＴａ製パイプ１３に係
るホロカソード放電に移行する。この状態で放電電流が
増加し、Ｔａ製パイプ１３の先端の温度が十分に上昇す
ると、この熱でＬａＢ6 製円板１４が高温になって熱電
子放出が盛んになる。この結果、放電の主体がＬａＢ6
製円板１４に移行する為、安定したアーク放電が得られ
る。
【０００５】このような圧力勾配型プラズマ銃を備えた
プラズマ発生装置の一例としては、例えば真空容器内で
蒸気化された材料蒸気をプラズマによりイオン化し、こ
の成膜材料粒子を真空容器内に設けられた基板の表面に
付着させ、金属膜や合金膜を成膜するイオンプレーティ
ング装置が挙げられる。このイオンプレーティング装置
にて使用される圧力勾配型プラズマ銃方式は、基本的に
ホローカソード（ＨＣＤ）方式と同様であり、陰極のガ
ンと陽極のルツボ又はハースとの間でアーク放電を行わ
せ、材料の蒸気化，イオン化を同時に行わせるものであ
る。
プラズマ発生装置の一例としては、例えば真空容器内で
蒸気化された材料蒸気をプラズマによりイオン化し、こ
の成膜材料粒子を真空容器内に設けられた基板の表面に
付着させ、金属膜や合金膜を成膜するイオンプレーティ
ング装置が挙げられる。このイオンプレーティング装置
にて使用される圧力勾配型プラズマ銃方式は、基本的に
ホローカソード（ＨＣＤ）方式と同様であり、陰極のガ
ンと陽極のルツボ又はハースとの間でアーク放電を行わ
せ、材料の蒸気化，イオン化を同時に行わせるものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧力勾配型プ
ラズマ銃の場合、放電に供するキャリアガスとしてアル
ゴンキャリアガスを使用すると、放電初期時のグロー放
電の最中に陰極がスパッタリングされ、ＬａＢ6 製円板
１４の表面が周囲の金属に対するスパッタリングによっ
て汚染されてしまうという問題がある。
ラズマ銃の場合、放電に供するキャリアガスとしてアル
ゴンキャリアガスを使用すると、放電初期時のグロー放
電の最中に陰極がスパッタリングされ、ＬａＢ6 製円板
１４の表面が周囲の金属に対するスパッタリングによっ
て汚染されてしまうという問題がある。
【０００７】具体的に云えば、グロー放電による点火の
後、アーク放電になって電圧が降下されるまでの間、陰
極部全体は放電しているガスイオンによってスパッタリ
ングされ続け、これにより削られたＭｏ，Ｔａ，Ｗが一
部ＬａＢ6 製円板１４の表面に堆積する。これにより、
ＬａＢ6 製円板１４が汚染されると、アーク放電を行う
際の放電ムラを生じる原因となる。
後、アーク放電になって電圧が降下されるまでの間、陰
極部全体は放電しているガスイオンによってスパッタリ
ングされ続け、これにより削られたＭｏ，Ｔａ，Ｗが一
部ＬａＢ6 製円板１４の表面に堆積する。これにより、
ＬａＢ6 製円板１４が汚染されると、アーク放電を行う
際の放電ムラを生じる原因となる。
【０００８】このように汚れたＬａＢ6 製円板１４を使
用してシートプラズマを生成すると、シートプラズマが
均一にならず、例えばイオンプレーティング装置におい
ては、金属膜や合金膜の成膜を均一に行い得ないという
不都合を生じる。
用してシートプラズマを生成すると、シートプラズマが
均一にならず、例えばイオンプレーティング装置におい
ては、金属膜や合金膜の成膜を均一に行い得ないという
不都合を生じる。
【０００９】一般に、ガスイオンの質量が大きい程、或
いは放電電圧が高い程、スパッタリングによるエッチン
グ作用が大きくなる。
いは放電電圧が高い程、スパッタリングによるエッチン
グ作用が大きくなる。
【００１０】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、プラズマ源の陰極表面
が汚染されず、しかも均一な状態のプラズマを発生し得
るプラズマ発生方法及びその装置を提供することにあ
る。
れたもので、その技術的課題は、プラズマ源の陰極表面
が汚染されず、しかも均一な状態のプラズマを発生し得
るプラズマ発生方法及びその装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、プラズ
マ源から真空容器内にアルゴンキャリアガスを供給し、
該真空容器内で該プラズマ源によりプラズマを発生する
プラズマ発生方法において、プラズマ源による放電開始
時には水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスをプ
ラズマ源から真空容器内へ供給することによりグロー放
電を行わせ、該グロー放電からアーク放電に移行した後
には、水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスに代
えてアルゴンキャリアガスを供給するプラズマ発生方法
が得られる。
マ源から真空容器内にアルゴンキャリアガスを供給し、
該真空容器内で該プラズマ源によりプラズマを発生する
プラズマ発生方法において、プラズマ源による放電開始
時には水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスをプ
ラズマ源から真空容器内へ供給することによりグロー放
電を行わせ、該グロー放電からアーク放電に移行した後
には、水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスに代
えてアルゴンキャリアガスを供給するプラズマ発生方法
が得られる。
【００１２】又、本発明によれば、プラズマ源から真空
容器内に主ガス供給手段によりアルゴンキャリアガスを
供給し、該真空容器内で該プラズマ源によりプラズマを
発生するプラズマ発生装置において、水素キャリアガス
又はヘリウムキャリアガスをプラズマ源から真空容器内
へ供給する副ガス供給手段と、主ガス供給手段及び副ガ
ス供給手段の動作を制御するガス供給制御手段とを備え
たプラズマ発生装置が得られる。
容器内に主ガス供給手段によりアルゴンキャリアガスを
供給し、該真空容器内で該プラズマ源によりプラズマを
発生するプラズマ発生装置において、水素キャリアガス
又はヘリウムキャリアガスをプラズマ源から真空容器内
へ供給する副ガス供給手段と、主ガス供給手段及び副ガ
ス供給手段の動作を制御するガス供給制御手段とを備え
たプラズマ発生装置が得られる。
【００１３】更に、本発明によれば、上記プラズマ発生
装置において、プラズマ源は圧力勾配型のものであり、
プラズマはシートプラズマとして生成されるプラズマ発
生装置が得られる。
装置において、プラズマ源は圧力勾配型のものであり、
プラズマはシートプラズマとして生成されるプラズマ発
生装置が得られる。
【００１４】
【作用】本発明のプラズマ発生装置においては、プラズ
マ源から真空容器内への主ガス供給手段と副ガス供給手
段とに区別される２系統のニードルバルブによりそれぞ
れ別個なキャリアガスを供給し、これら２系統のニード
ルバルブをガス供給制御手段としての流量制御機構（マ
スフローコントローラ）によりそれぞれ独立的に制御し
ている。一方の流量制御機構は、放電開始時にそれに接
続された副ガス供給手段としてのニードルバルブを介し
てプラズマ源としての圧力勾配型プラズマ銃のガス導入
口より軽質量ガスである水素キャリアガス又はヘリウム
キャリアガスを真空容器内へ供給してグロー放電を行わ
せる。これらの水素キャリアガスやヘリウムキャリアガ
スはスパッタリング作用が少ないため、陰極部は汚染さ
れ難くなる。他方の流量制御機構は、放電進行時のグロ
ー放電からアーク放電へと移行した後、十分に放電電圧
が低下した時点でそれに接続された主ガス供給手段とし
てのニードルバルブを介して圧力勾配型プラズマ銃のガ
ス導入口より水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガ
スに代えて重質量ガスであるアルゴンキャリアガスを真
空容器内へ供給する。
マ源から真空容器内への主ガス供給手段と副ガス供給手
段とに区別される２系統のニードルバルブによりそれぞ
れ別個なキャリアガスを供給し、これら２系統のニード
ルバルブをガス供給制御手段としての流量制御機構（マ
スフローコントローラ）によりそれぞれ独立的に制御し
ている。一方の流量制御機構は、放電開始時にそれに接
続された副ガス供給手段としてのニードルバルブを介し
てプラズマ源としての圧力勾配型プラズマ銃のガス導入
口より軽質量ガスである水素キャリアガス又はヘリウム
キャリアガスを真空容器内へ供給してグロー放電を行わ
せる。これらの水素キャリアガスやヘリウムキャリアガ
スはスパッタリング作用が少ないため、陰極部は汚染さ
れ難くなる。他方の流量制御機構は、放電進行時のグロ
ー放電からアーク放電へと移行した後、十分に放電電圧
が低下した時点でそれに接続された主ガス供給手段とし
てのニードルバルブを介して圧力勾配型プラズマ銃のガ
ス導入口より水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガ
スに代えて重質量ガスであるアルゴンキャリアガスを真
空容器内へ供給する。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明のプラズマ発生
方法及びその装置について図面を参照して詳細に説明す
る。
方法及びその装置について図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１６】最初に、プラズマ発生方法の概要を簡単に
説明する。本発明では、プラズマ源から真空容器内にア
ルゴンキャリアガスを供給し、真空容器内でプラズマ源
によりプラズマを発生する既成のプラズマ発生方法にお
いて、プラズマ源による放電開始時（初期点火時）には
水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスをプラズマ
源から真空容器内へ供給してグロー放電を行わせ、この
グロー放電からアーク放電に移行した後の十分に放電電
圧が低下した時点で、水素キャリアガス又はヘリウムキ
ャリアガスに代えてアルゴンキャリアガスをプラズマ源
から真空容器内へ供給するものである。ここで、放電開
始時に供給される水素キャリアガスやヘリウムキャリア
ガスは放電の点火を容易にする。
説明する。本発明では、プラズマ源から真空容器内にア
ルゴンキャリアガスを供給し、真空容器内でプラズマ源
によりプラズマを発生する既成のプラズマ発生方法にお
いて、プラズマ源による放電開始時（初期点火時）には
水素キャリアガス又はヘリウムキャリアガスをプラズマ
源から真空容器内へ供給してグロー放電を行わせ、この
グロー放電からアーク放電に移行した後の十分に放電電
圧が低下した時点で、水素キャリアガス又はヘリウムキ
ャリアガスに代えてアルゴンキャリアガスをプラズマ源
から真空容器内へ供給するものである。ここで、放電開
始時に供給される水素キャリアガスやヘリウムキャリア
ガスは放電の点火を容易にする。
【００１７】従って、このプラズマ発生方法は、イオン
プレーティング装置等のプラズマ発生装置に適用でき
る。
プレーティング装置等のプラズマ発生装置に適用でき
る。
【００１８】そこで、図１に示す本発明のプラズマ発生
装置の一実施例であるイオンプレーティング装置の側面
断面図を参照し、更に具体的に説明する。
装置の一実施例であるイオンプレーティング装置の側面
断面図を参照し、更に具体的に説明する。
【００１９】このイオンプレーティング装置は、内部が
真空雰囲気に保たれ、反応ガスを供給するガス供給口Ｅ
が設けられた真空容器１０と、この真空容器１０内に設
けられ、充填された材料を溶解，蒸発させるルツボ２
と、真空容器１０内の所定位置に配置され、材料の蒸
発，イオン化により生成される成膜材料粒子が付着され
る基板４とを備えている。
真空雰囲気に保たれ、反応ガスを供給するガス供給口Ｅ
が設けられた真空容器１０と、この真空容器１０内に設
けられ、充填された材料を溶解，蒸発させるルツボ２
と、真空容器１０内の所定位置に配置され、材料の蒸
発，イオン化により生成される成膜材料粒子が付着され
る基板４とを備えている。
【００２０】又、真空容器１０には装着口Ｆが設けら
れ、この装着口Ｆには所定間隔を有して対向配置された
陰極部１ａ、及び永久磁石１ｂとリング状の電磁コイル
１ｃとが備えられると共に、陰極部１ａで生成したプラ
ズマビームを永久磁石１ｂ及び電磁コイル１ｃ間で収束
させ、一対の磁石３，３´にてビームをシート状に成形
し、ルツボ２上に出射させて真空容器１０内のルツボ２
との間にシートプラズマＰを生成する圧力勾配型プラズ
マ銃１が装着されている。尚、真空容器１０外の装着口
Ｆ近傍にはシートプラズマＰをガイドするための電磁コ
イル６が設けられている。
れ、この装着口Ｆには所定間隔を有して対向配置された
陰極部１ａ、及び永久磁石１ｂとリング状の電磁コイル
１ｃとが備えられると共に、陰極部１ａで生成したプラ
ズマビームを永久磁石１ｂ及び電磁コイル１ｃ間で収束
させ、一対の磁石３，３´にてビームをシート状に成形
し、ルツボ２上に出射させて真空容器１０内のルツボ２
との間にシートプラズマＰを生成する圧力勾配型プラズ
マ銃１が装着されている。尚、真空容器１０外の装着口
Ｆ近傍にはシートプラズマＰをガイドするための電磁コ
イル６が設けられている。
【００２１】更に、ルツボ２と圧力勾配型プラズマ銃１
との間には、電源部を備え、これらルツボ２及び圧力勾
配型プラズマ銃１に電力を供給する放電回路１００が接
続されている。尚、真空容器１０にはガス排気口Ｈが設
けられている。ここでは、ルツボ２は電気的に陽極に形
成されている。
との間には、電源部を備え、これらルツボ２及び圧力勾
配型プラズマ銃１に電力を供給する放電回路１００が接
続されている。尚、真空容器１０にはガス排気口Ｈが設
けられている。ここでは、ルツボ２は電気的に陽極に形
成されている。
【００２２】加えて、圧力勾配型プラズマ銃１は、軽質
量ガスであるヘリウムキャリアガスと重質量ガスである
アルゴンキャリアガスとを導入するためのガス導入口Ｄ
を備えている。アルゴンキャリアガスとヘリウムキャリ
アガスとは、アルゴンガスタンク７とヘリウムガスタン
ク８とに蓄えられている。これらのガスは、それぞれガ
ス供給制御手段としての流量制御機構９ａ，９ｂとガス
供給手段としてのニードルバルブ５ａ，５ｂとを介して
圧力勾配型プラズマ銃１のガス導入口Ｄから真空容器１
０内へと供給される。
量ガスであるヘリウムキャリアガスと重質量ガスである
アルゴンキャリアガスとを導入するためのガス導入口Ｄ
を備えている。アルゴンキャリアガスとヘリウムキャリ
アガスとは、アルゴンガスタンク７とヘリウムガスタン
ク８とに蓄えられている。これらのガスは、それぞれガ
ス供給制御手段としての流量制御機構９ａ，９ｂとガス
供給手段としてのニードルバルブ５ａ，５ｂとを介して
圧力勾配型プラズマ銃１のガス導入口Ｄから真空容器１
０内へと供給される。
【００２３】即ち、本発明のプラズマ発生装置の一例で
あるイオンプレーティング装置においては、プラズマ源
としての圧力勾配型プラズマ銃１から真空容器１０内へ
２系統のニードルバルブ５ａ，５ｂによりそれぞれ別個
なキャリアガスを供給し、これら２系統のニードルバル
ブ５ａ，５ｂをマスフローコントローラ等の流量制御機
構９ａ，９ｂによりそれぞれ独立的に制御する。
あるイオンプレーティング装置においては、プラズマ源
としての圧力勾配型プラズマ銃１から真空容器１０内へ
２系統のニードルバルブ５ａ，５ｂによりそれぞれ別個
なキャリアガスを供給し、これら２系統のニードルバル
ブ５ａ，５ｂをマスフローコントローラ等の流量制御機
構９ａ，９ｂによりそれぞれ独立的に制御する。
【００２４】このイオンプレーティング装置における放
電の移行状態を具体的に説明すると、先ず放電開始時に
は、一方の流量制御機構９ｂがそれに接続された副ガス
供給手段としてのニードルバルブ５ｂを介して圧力勾配
型プラズマ銃１のガス導入口Ｄからヘリウムキャリアガ
スを真空容器１０内へ供給する。これにより、圧力勾配
型プラズマ銃１にてグロー放電を行わせる。但し、この
ときニードルバルブ５ａは閉じられ、アルゴンキャリア
ガスは供給されずに止められている。
電の移行状態を具体的に説明すると、先ず放電開始時に
は、一方の流量制御機構９ｂがそれに接続された副ガス
供給手段としてのニードルバルブ５ｂを介して圧力勾配
型プラズマ銃１のガス導入口Ｄからヘリウムキャリアガ
スを真空容器１０内へ供給する。これにより、圧力勾配
型プラズマ銃１にてグロー放電を行わせる。但し、この
ときニードルバルブ５ａは閉じられ、アルゴンキャリア
ガスは供給されずに止められている。
【００２５】次に、放電が進行してグロー放電からアー
ク放電へと移行し始めると、他方の流量制御機構９ａは
それに接続された主ガス供給手段としてのニードルバル
ブ５ａを介してガス導入口Ｄよりヘリウムキャリアガス
に代えてアルゴンキャリアガスを真空容器１０内へ徐々
に供給する。こうして、完全にアーク放電へと移行した
後には、アルゴンキャリアガスのみが供給される。この
状態では、ニードルバルブ５ｂは閉じられ、ヘリウムキ
ャリアガスは供給されずに止められる。
ク放電へと移行し始めると、他方の流量制御機構９ａは
それに接続された主ガス供給手段としてのニードルバル
ブ５ａを介してガス導入口Ｄよりヘリウムキャリアガス
に代えてアルゴンキャリアガスを真空容器１０内へ徐々
に供給する。こうして、完全にアーク放電へと移行した
後には、アルゴンキャリアガスのみが供給される。この
状態では、ニードルバルブ５ｂは閉じられ、ヘリウムキ
ャリアガスは供給されずに止められる。
【００２６】このように、グロー放電からアーク放電へ
と移行する状態にある場合、流量制御機構９ｂはヘリウ
ムキャリアガスの供給を徐々に停止し始めるのに対し、
流量制御機構９ａはアルゴンキャリアガスの供給を徐々
に開始してヘリウムキャリアガスからアルゴンキャリア
ガスに切り替えてアーク放電が安定されるようにする。
と移行する状態にある場合、流量制御機構９ｂはヘリウ
ムキャリアガスの供給を徐々に停止し始めるのに対し、
流量制御機構９ａはアルゴンキャリアガスの供給を徐々
に開始してヘリウムキャリアガスからアルゴンキャリア
ガスに切り替えてアーク放電が安定されるようにする。
【００２７】このような構成によるイオンプレーティン
グ装置は、放電回路１００によりルツボ２及び圧力勾配
型プラズマ銃１に電力を供給すると、真空容器１０内で
シートプラズマＰが生成され、材料の蒸気化された蒸気
がこのシートプラズマＰ中にてイオン化されて成膜材料
粒子が生成される。これにより、基板４の表面には成膜
材料粒子が付着され、薄膜が形成される。
グ装置は、放電回路１００によりルツボ２及び圧力勾配
型プラズマ銃１に電力を供給すると、真空容器１０内で
シートプラズマＰが生成され、材料の蒸気化された蒸気
がこのシートプラズマＰ中にてイオン化されて成膜材料
粒子が生成される。これにより、基板４の表面には成膜
材料粒子が付着され、薄膜が形成される。
【００２８】ところで、このイオンプレーティング装置
の場合、上述した如く、圧力勾配型プラズマ銃１のガス
導入口Ｄより放電点火時にはヘリウムキャリアガスを供
給してグロー放電を行わせ、放電進行時にはアルゴンキ
ャリアガスに切り替えてアーク放電を行わせているの
で、シートプラズマＰの形状は常時安定して均一に調整
される。この結果、陰極部１ａが放電状態のガスイオン
でスパッタリングされ難くなると共に、放電ムラを生じ
ないので、基板４の表面に均一な膜厚の薄膜を形成でき
る。
の場合、上述した如く、圧力勾配型プラズマ銃１のガス
導入口Ｄより放電点火時にはヘリウムキャリアガスを供
給してグロー放電を行わせ、放電進行時にはアルゴンキ
ャリアガスに切り替えてアーク放電を行わせているの
で、シートプラズマＰの形状は常時安定して均一に調整
される。この結果、陰極部１ａが放電状態のガスイオン
でスパッタリングされ難くなると共に、放電ムラを生じ
ないので、基板４の表面に均一な膜厚の薄膜を形成でき
る。
【００２９】尚、実施例のイオンプレーティング装置
は、圧力勾配型プラズマ銃方式によるものとしたが、こ
れに代えてＨＣＤ方式にしても同等な効果が得られる。
又、ヘリウムキャリアガスに代えて水素キャリアガスを
使用しても同等な効果が得られる。更に、ルツボ２に代
えてハースを使用することもできる。加えて、イオンプ
レーティング装置以外のプラズマ発生装置においても、
本発明の構成は適用可能である。従って、本発明は実施
例に限定されない。
は、圧力勾配型プラズマ銃方式によるものとしたが、こ
れに代えてＨＣＤ方式にしても同等な効果が得られる。
又、ヘリウムキャリアガスに代えて水素キャリアガスを
使用しても同等な効果が得られる。更に、ルツボ２に代
えてハースを使用することもできる。加えて、イオンプ
レーティング装置以外のプラズマ発生装置においても、
本発明の構成は適用可能である。従って、本発明は実施
例に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放電開
始時（初期点火時）にはプラズマ源から真空容器内へ軽
質量のヘリウムキャリアガスや水素キャリアガスを供給
してグロー放電を行わせ、グロー放電からアーク放電へ
移行した放電進行時には、重質量のアルゴンキャリアガ
スに切り替えているので、圧力勾配型プラズマ銃による
放電開始時のグロー放電が安定して得られ、陰極部が汚
染されることが無くなる。又、放電進行時のアーク放電
も安定して得られるので、真空容器内では均一な状態の
プラズマが得られる。結果として、プラズマ源の耐久性
を優れたものにできると共に、安定して均一な状態のプ
ラズマを生成し得るプラズマ発生方法とその発生装置と
が実現される。特に、陰極部が放電状態のガスイオンで
スパッタリングされ難くなると、放電ムラを生じること
なくプラズマが生成されるので、このプラズマ発生装置
をイオンプレーティング装置として使用すると、基板の
表面に均一な膜厚の薄膜を形成できるという格別の効果
を奏する。
始時（初期点火時）にはプラズマ源から真空容器内へ軽
質量のヘリウムキャリアガスや水素キャリアガスを供給
してグロー放電を行わせ、グロー放電からアーク放電へ
移行した放電進行時には、重質量のアルゴンキャリアガ
スに切り替えているので、圧力勾配型プラズマ銃による
放電開始時のグロー放電が安定して得られ、陰極部が汚
染されることが無くなる。又、放電進行時のアーク放電
も安定して得られるので、真空容器内では均一な状態の
プラズマが得られる。結果として、プラズマ源の耐久性
を優れたものにできると共に、安定して均一な状態のプ
ラズマを生成し得るプラズマ発生方法とその発生装置と
が実現される。特に、陰極部が放電状態のガスイオンで
スパッタリングされ難くなると、放電ムラを生じること
なくプラズマが生成されるので、このプラズマ発生装置
をイオンプレーティング装置として使用すると、基板の
表面に均一な膜厚の薄膜を形成できるという格別の効果
を奏する。
【図１】本発明のプラズマ発生装置の一実施例であるイ
オンプレーティング装置の基本構成を示した側面断面図
である。
オンプレーティング装置の基本構成を示した側面断面図
である。
【図２】従来のプラズマ発生装置に備えられる圧力勾配
型プラズマ銃の陰極部を拡大して示した断面図である。
型プラズマ銃の陰極部を拡大して示した断面図である。
１ 圧力勾配型プラズマ銃 １ａ 陰極部 １ｂ 永久磁石 １ｃ，６ 電磁コイル ２ ルツボ ３，３´ 磁石 ４ 基板 ５ａ，５ｂ ニードルバルブ ７ アルゴンガスタンク ８ ヘリウムガスタンク ９ａ，９ｂ 流量制御機構 １０ 真空容器 １００ 放電回路 Ｄ ガス導入口 Ｅ ガス供給口 Ｆ 装着口 Ｈ ガス排気口 Ｐ シートプラズマ
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマ源から真空容器内にアルゴンキ
ャリアガスを供給し、該真空容器内で該プラズマ源によ
りプラズマを発生するプラズマ発生方法において、前記
プラズマ源による放電開始時には水素キャリアガス又は
ヘリウムキャリアガスを前記プラズマ源から前記真空容
器内へ供給することによりグロー放電を行わせ、該グロ
ー放電からアーク放電に移行した後には、前記水素キャ
リアガス又は前記ヘリウムキャリアガスに代えて前記ア
ルゴンキャリアガスを供給することを特徴とするプラズ
マ発生方法。 - 【請求項２】 プラズマ源から真空容器内に主ガス供給
手段によりアルゴンキャリアガスを供給し、該真空容器
内で該プラズマ源によりプラズマを発生するプラズマ発
生装置において、水素キャリアガス又はヘリウムキャリ
アガスを前記プラズマ源から前記真空容器内へ供給する
副ガス供給手段と、前記主ガス供給手段及び前記副ガス
供給手段の動作を制御するガス供給制御手段とを備えた
ことを特徴とするプラズマ発生装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のプラズマ発生装置におい
て、前記プラズマ源は圧力勾配型のものであり、前記プ
ラズマはシートプラズマとして生成されることを特徴と
するプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034985A JP2916972B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | プラズマ発生方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034985A JP2916972B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | プラズマ発生方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251897A true JPH06251897A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2916972B2 JP2916972B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=12429444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5034985A Expired - Fee Related JP2916972B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | プラズマ発生方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916972B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100595114B1 (ko) * | 1999-02-01 | 2006-07-03 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 진공성막장치 |
| KR100852114B1 (ko) * | 2007-02-22 | 2008-08-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 건 |
| JP2008243492A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Univ Nagoya | 光源 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP5034985A patent/JP2916972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100595114B1 (ko) * | 1999-02-01 | 2006-07-03 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 진공성막장치 |
| KR100852114B1 (ko) * | 2007-02-22 | 2008-08-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 건 |
| JP2008243492A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Univ Nagoya | 光源 |
| WO2008123196A1 (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-16 | Nu Eco Engineering Co., Ltd. | 光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2916972B2 (ja) | 1999-07-05 |
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