JPH0665466U - イオンプレーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の表面に形成される薄膜の形成速度の向
上を図る。 【構成】 基板１０を円筒用器状の蒸発原料坩堝５の中
心軸を中心とする上方に同心円上に配置し、蒸発原料坩
堝５の下方に配置される永久磁石８を、蒸発原料坩堝５
の有効内径の２分の１以上の直径を有する円柱状とし、
これを蒸発原料坩堝５の中心軸を中心として、蒸発原料
坩堝５の有効内径からはみ出すことなく旋回移動するよ
うに設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プラズマガンからの円柱状のプラズマ流を空芯コイルの発生する磁 場によって真空室内に引き出した後、該蒸発原料坩堝上に導いて蒸発原料を蒸発 させ、該蒸発原料坩堝に隣接して配置された負電位の基板表面に薄膜を形成する イオンプレーティング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、イオンプレーティング装置として、図４に示すように、真空室１の上部 にたとえば、圧力勾配型プラズマガン２を取り付け、該プラズマガン２から発生 した円柱状のプラズマ流３を空芯コイル９の発生する磁場によって、１０^−２〜 １０⁻⁴Ｔｏｒｒの圧力状態とされた真空室１に引き出し、このプラズマ流３を 蒸発原料坩堝５の下方に設置された１個の永久磁石６によって形成された磁場に より蒸発原料坩堝５に集束させて蒸発原料４を蒸発させ、該蒸発原料坩堝５に隣 接して配置された負電位の基板１０の表面に薄膜を形成するものがある。なお、 反応ガス導入口１２より窒素ガス、酸素ガス等の反応ガスを導入してもよい。

【０００３】 また、特開平２−２２８４６９号公報には、図５に示すように、イオンプレー ティング装置は、真空室１の側部にプラズマガン２を取り付け、該プラズマガン ２からの円柱状のプラズマ流３’を一対の永久磁石８によってシート状に変形し 、該シート状プラズマ流３を、その幅方向に設けた細長い蒸発原料坩堝５’の下 方に設置された細長い直方体の永久磁石６’によって蒸発原料４’上に導いて蒸 発原料４’を蒸発させ、該蒸発原料４’上方に設置された基板１０の表面に薄膜 を形成させるものが記載されている。

【０００４】 そして、このイオンプレーティング装置では、蒸発原料坩堝５’に対して直方 体の永久磁石６’を基板１０と平行な面内で矢印方向に往復運動させることによ り、蒸発原料坩堝５’から蒸発した蒸発原料４’を基板１０に均一に薄膜形成す ることもできる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記図４の構成を有するイオンプレーティング装置では、蒸発 原料坩堝５に集束するプラズマ流３の集束範囲は、空芯コイル９によって形成さ れる磁場と、蒸発原料坩堝５の下方に設置された１個の固定された永久磁石６に よって形成される磁場によって決定されるが、これらの磁場は常に一定状態であ り、プラズマ流３の集束範囲も常に一定である。したがって、蒸発原料４の溶融 面積と温度もプラズマガン２の出力が一定である限り常に一定である。

【０００６】 ところで、周知の通り、基板１０に形成される薄膜の形成速度は、プラズマガ ン２から発生したプラズマ流３によって溶融された蒸発原料４の温度と溶融面積 、そして真空室１内の真空度で規定される飽和蒸気圧などで決定されるが、前述 の通り、プラズマガン２の出力が一定である限り蒸発原料４の温度と溶融面積は 一定であり、また真空室１内の真空度はイオンプレーティングにふさわしい真空 度に限定されるため、その形成速度を向上させようとする場合、プラズマガン２ の出力を向上させる以外に手段が無いという問題を有する。

【０００７】 また、前記図５の構成を有するイオンプレーティング装置では、細長い蒸発原 料坩堝５’に対しては、細長い直方体の永久磁石６’を基板１０と平行な面内で 図５の矢印方向に往復運動させ、シート状プラズマ流３’を図５に示す矢印方向 に往復移動させて蒸発原料４の溶融面積を有効に拡大させることはできるが、円 筒容器状の蒸発原料坩堝５の周囲に基板１０を該蒸発原料坩堝５の中心軸を中心 とする円周上に配置して、円柱状のプラズマでイオンプレーティングを実施する 場合には、図７に示すように、四角形状にしか蒸発原料４の溶融面積を拡大する ことができず、有効に蒸発原料４の溶融面積を拡大させることができないという 問題を有する。

【０００８】 また、図８に示すように、円筒容器状の蒸発原料坩堝５の直径と同一寸法以上 の長辺を有する直方体の永久磁石６’’を使用した場合には、円柱状のプラズマ 流３が蒸発原料坩堝５上で、ある程度広がるため、蒸発原料４の溶融面積は図７ の場合よりは拡大させることが可能であるが、プラズマが蒸発原料坩堝５の淵や 外に飛散する危険性があり、さらにプラズマのエネルギ利用効率の点でも問題を 有する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案は前記の問題点を解決するためになされたもので、プラズマガン からの円柱状のプラズマ流を空芯コイルの発生する磁場によって真空室内に引き 出した後、該プラズマ流を蒸発原料坩堝上に導いて蒸発原料を蒸発させ、該蒸発 原料坩堝に隣接して配置された負電位の基板表面に薄膜を形成するイオンプレー ティング装置において、前記蒸発原料坩堝を円筒容器状とするとともに、前記基 板を該蒸発原料坩堝の中心軸を中心とする同心円上に配置し、さらに前記蒸発原 料坩堝の下方に配置される永久磁石を、該蒸発原料坩堝の有効内径の２分の１以 上の直径を有する円柱状とし、これを前記蒸発原料坩堝の中心軸を中心として、 該蒸発原料坩堝の有効内径からはみ出すことなく旋回移動するようにしたことを 特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案においては、円筒容器状の蒸発原料坩堝の下方に配置される永久磁石を 、該蒸発原料坩堝の有効内径の２分の１以上の直径を有する円柱状とし、これを 前記蒸発原料坩堝の中心軸を中心として、該蒸発原料坩堝の有効内径からはみ出 すことなく旋回移動可能としたため、プラズマ流が照射されない領域が蒸発原料 表面上にないようにプラズマ流は旋回移動し、プラズマ流は蒸発原料坩堝の淵や 外に飛散することなく、蒸発原料の全表面を溶融することができる。 また、これにより、蒸発原料坩堝の中心軸を中心とする上方に同心円上に配置 された基板の表面に形成される薄膜の形成速度の向上を図ることができる。

【００１１】

【実施例】 図１は、本考案にかかるイオンプレーティング装置の実施例を示し、蒸発原料 坩堝５は、図２に示すように、上方を開放した円筒状の容器であり、基板１０は 図３に示すように、該蒸発原料坩堝５の中心軸を中心とする上方に等間隔に同心 円上に配置される。

【００１２】 また、蒸発原料坩堝５の下方に配置される永久磁石６は、図２に示すように、 該蒸発原料坩堝５の有効内径の２分の１以上の直径を有する円柱状をしており、 磁極面を蒸発原料坩堝５に対向して配置されている。

【００１３】 前記円柱状永久磁石６は、モータ７により回転する回転テーブル１１上に前記 蒸発原料坩堝５の有効内径に囲まれた領域からはみ出すことなく旋回移動するよ うに、その中心が回転テーブル１１の中心に対して偏心して取り付けられている 。 なお、本実施例では、円柱状永久磁石６、モータ７、回転テーブル１１を真空 室１内に配置したが、これに限らず、蒸発原料坩堝５のみを真空室１内に配置し 、円柱状永久磁石６、モータ７、回転テーブル１１は真空室１外に配置してもよ い。

【００１４】 以上の構成を有するイオンプレーティング装置では、図２に示すように、円柱 状永久磁石６の上方に収束する円柱状プラズマ流３は、蒸発原料坩堝５の下方で 回転する該円柱状永久磁石６の旋回移動に伴って蒸発原料４上を旋回移動する。

【００１５】 また、前記円柱状永久磁石６は該蒸発原料坩堝５の有効内径の２分の１以上の 直径を有し、該蒸発原料坩堝５の有効内径からはみ出すことなく旋回移動するた めに、プラズマ流３を蒸発原料坩堝５の淵や外に飛散させることなく、該蒸発原 料４の全表面をプラズマ流３が照射移動し、蒸発原料４を溶融し、蒸発させる。 したがって、蒸発原料坩堝５の周囲に等間隔に配置された複数の基板１０に充 分な薄膜形成原料を供給でき、かつ、基板１０の表面に形成される薄膜の形成速 度の向上が図れる。

【００１６】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案にかかるイオンプレーティング装置では 、蒸発原料坩堝の下方に配置する永久磁石を該蒸発原料坩堝の有効内径の２分の １以上の直径を有する円柱状とし、これを前記蒸発原料坩堝の中心軸を中心とし て、該蒸発原料坩堝の有効内径からはみ出すことなく旋回移動可能としたため、 円筒容器状の蒸発原料坩堝内に設置された蒸発原料の全表面を、プラズマ流を蒸 発原料坩堝の淵や外に飛散させることなく、溶融することができ、蒸発原料坩堝 の中心軸を中心とする上方に同心円上に配置された基板の表面に形成される薄膜 の形成速度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例を示すイオンプレーティング
装置の概略図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線の詳細拡大図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線の詳細拡大図である。

【図４】 従来のイオンプレーティング装置の概略図で
ある。

【図５】 従来の他のイオンプレーティング装置の概略
図である。

【図６】 図５のＣ−Ｃ線の断面図である。

【図７】 従来のイオンプレーティング装置による蒸発
原料の溶融範囲を示す概略図である。

【図８】 従来のイオンプレーティング装置による永久
磁石の配置例を示す概略図である。

【符号の説明】

１…真空室、２…プラズマガン、３…プラズマ流、４…
蒸発原料、５…蒸発原料坩堝、６…永久磁石、７…モー
タ、９…空芯コイル、１０…基板、１１…回転テーブ
ル、１２…反応ガス導入口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマガンからの円柱状のプラズマ流
   を空芯コイルの発生する磁場によって真空室内に引き出
   した後、該プラズマ流を蒸発原料坩堝上に導いて蒸発原
   料を蒸発させ、該蒸発原料坩堝に隣接して配置された負
   電位の基板表面に薄膜を形成するイオンプレーティング
   装置において、前記蒸発原料坩堝を円筒容器状とすると
   ともに、前記基板を該蒸発原料坩堝の中心軸を中心とす
   る同心円上に配置し、さらに前記蒸発原料坩堝の下方に
   配置される永久磁石を、該蒸発原料坩堝の有効内径の２
   分の１以上の直径を有する円柱状とし、これを前記蒸発
   原料坩堝の中心軸を中心として、該蒸発原料坩堝の有効
   内径からはみ出すことなく旋回移動するようにしたこと
   を特徴とするイオンプレーティング装置。