JPH07150360A - プラズマビーム式薄膜生成方法 - Google Patents
プラズマビーム式薄膜生成方法Info
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- JPH07150360A JPH07150360A JP5301540A JP30154093A JPH07150360A JP H07150360 A JPH07150360 A JP H07150360A JP 5301540 A JP5301540 A JP 5301540A JP 30154093 A JP30154093 A JP 30154093A JP H07150360 A JPH07150360 A JP H07150360A
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- Japan
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- plasma beam
- plasma
- magnetic field
- thin film
- gun
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多数の被成膜材料に、均一膜厚成膜を短時間
で行なうことのできるプラズマビーム式薄膜生成方法を
提供する。 【構成】 プラズマガン１で発生したプラズマビームＰ
を真空処理室内３に導入し、プラズマガンと対向配置し
た陽極４に集束させ、真空処理室内に導入した反応ガス
により前記プラズマビームの周囲に配設した被成膜材料
Ｗに薄膜を生成する方法において、前記真空処理室内に
引き出されたプラズマビームに、その進行方向に対して
直交方向に磁束を作用させる少なくとも一対の対向する
電磁石９ａ〜９ｄ，１０ｃ、あるいは永久磁石１０ａ，
１０ｂを設け、この磁石からの磁束を前記プラズマガン
の軸線を中心に回転させるようにした。
で行なうことのできるプラズマビーム式薄膜生成方法を
提供する。 【構成】 プラズマガン１で発生したプラズマビームＰ
を真空処理室内３に導入し、プラズマガンと対向配置し
た陽極４に集束させ、真空処理室内に導入した反応ガス
により前記プラズマビームの周囲に配設した被成膜材料
Ｗに薄膜を生成する方法において、前記真空処理室内に
引き出されたプラズマビームに、その進行方向に対して
直交方向に磁束を作用させる少なくとも一対の対向する
電磁石９ａ〜９ｄ，１０ｃ、あるいは永久磁石１０ａ，
１０ｂを設け、この磁石からの磁束を前記プラズマガン
の軸線を中心に回転させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマビーム式薄膜
生成方法に関するものである。
生成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記プラズマビーム式薄膜生成方
法は、図１２に示すように、たとえば、圧力勾配型プラ
ズマガン１で発生したプラズマビームＰを第１中空コイ
ル２で形成される磁界によって、１０-1Ｐａ〜１０-2Ｐ
ａに真空排気された真空処理室３内に導入し、このプラ
ズマビームＰを陽極４の下部に設置された永久磁石５と
第２中空コイル６とで形成される磁場によって前記陽極
４に集束させ、前記真空処理室３内に導入した、たとえ
ば、ＳｉＨ4，Ｏ2等の反応ガスを前記プラズマビームＰ
により電離，反応させ、前記プラズマビームＰの周囲に
配設した被成膜材料Ｗに、ＳｉＯ2を付着させて成膜を
行なうものである。なお、前記反応ガスの種類によって
は、被成膜材料Ｗにバイアス電源によって−１０〜−１
００Ｖ程度のバイアス電圧を印加してもよく、また、接
地電位としてもよい。
法は、図１２に示すように、たとえば、圧力勾配型プラ
ズマガン１で発生したプラズマビームＰを第１中空コイ
ル２で形成される磁界によって、１０-1Ｐａ〜１０-2Ｐ
ａに真空排気された真空処理室３内に導入し、このプラ
ズマビームＰを陽極４の下部に設置された永久磁石５と
第２中空コイル６とで形成される磁場によって前記陽極
４に集束させ、前記真空処理室３内に導入した、たとえ
ば、ＳｉＨ4，Ｏ2等の反応ガスを前記プラズマビームＰ
により電離，反応させ、前記プラズマビームＰの周囲に
配設した被成膜材料Ｗに、ＳｉＯ2を付着させて成膜を
行なうものである。なお、前記反応ガスの種類によって
は、被成膜材料Ｗにバイアス電源によって−１０〜−１
００Ｖ程度のバイアス電圧を印加してもよく、また、接
地電位としてもよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記プラズ
マビーム式薄膜生成方法において、成膜速度は、被成膜
材料ＷがプラズマビームＰに曝されない範囲において出
来るだけプラズマビームＰに近接して配置させることに
より上げることができる。しかしながら、前記従来の成
膜方法では、被成膜材料Ｗは所定位置に形成されたプラ
ズマビームＰの周囲に近接して配置するため、処理数が
限られ、処理効率が悪い。また、被成膜材料Ｗの形状に
よっては、プラズマビームＰと被成膜材料Ｗとの距離に
大きなバラツキが生じ、膜厚の均一な成膜が得られにく
い。更に、これらを改善するためには、プラズマビーム
Ｐの径を大きくすることが考えられるが、装置上限界が
あり、現実的には対応できないという課題を有してい
た。したがって、本発明は、前記プラズマガンは従来の
ものと同一とするにもかかわらず、実質的にプラズマビ
ームの径を大きくすることにより、前記課題を解決する
ことを目的とする。
マビーム式薄膜生成方法において、成膜速度は、被成膜
材料ＷがプラズマビームＰに曝されない範囲において出
来るだけプラズマビームＰに近接して配置させることに
より上げることができる。しかしながら、前記従来の成
膜方法では、被成膜材料Ｗは所定位置に形成されたプラ
ズマビームＰの周囲に近接して配置するため、処理数が
限られ、処理効率が悪い。また、被成膜材料Ｗの形状に
よっては、プラズマビームＰと被成膜材料Ｗとの距離に
大きなバラツキが生じ、膜厚の均一な成膜が得られにく
い。更に、これらを改善するためには、プラズマビーム
Ｐの径を大きくすることが考えられるが、装置上限界が
あり、現実的には対応できないという課題を有してい
た。したがって、本発明は、前記プラズマガンは従来の
ものと同一とするにもかかわらず、実質的にプラズマビ
ームの径を大きくすることにより、前記課題を解決する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、プラズマガンで発生したプラズマビーム
を真空処理室内に導入し、プラズマガンと対向配置した
陽極に集束させ、真空処理室内に導入した反応ガスによ
り前記プラズマビームの周囲に配設した被成膜材料に薄
膜を生成する方法において、前記真空処理室内に引き出
されたプラズマビームに、その進行方向に対して直交方
向に磁束を作用させる磁場発生手段を設け、この磁場発
生手段からの磁束を前記プラズマガンの軸線を中心に回
転させるようにしたものである。
成するために、プラズマガンで発生したプラズマビーム
を真空処理室内に導入し、プラズマガンと対向配置した
陽極に集束させ、真空処理室内に導入した反応ガスによ
り前記プラズマビームの周囲に配設した被成膜材料に薄
膜を生成する方法において、前記真空処理室内に引き出
されたプラズマビームに、その進行方向に対して直交方
向に磁束を作用させる磁場発生手段を設け、この磁場発
生手段からの磁束を前記プラズマガンの軸線を中心に回
転させるようにしたものである。
【０００５】
【実施例】つぎに、本発明を実施例にしたがって説明す
る。図１は、本発明を実施するプラズマビーム式薄膜形
成装置の概略図を示し、図１２と比較すれば明らかなよ
うに、図１２に示す従来のプラズマビーム式薄膜形成装
置において、前記第１中空コイル２と真空処理室３との
間に磁場発生手段７を配設したものである。前記磁場発
生手段７は、図２に示すように、たとえば、ＳＳ材等の
磁性材料で作られたリング８の内側に、巻き方向、巻
数、寸法が同一の４個のコイル９ａ〜９ｄを同一間隔で
前記プラズマガン１の軸線と同心円上に設けたものであ
る。
る。図１は、本発明を実施するプラズマビーム式薄膜形
成装置の概略図を示し、図１２と比較すれば明らかなよ
うに、図１２に示す従来のプラズマビーム式薄膜形成装
置において、前記第１中空コイル２と真空処理室３との
間に磁場発生手段７を配設したものである。前記磁場発
生手段７は、図２に示すように、たとえば、ＳＳ材等の
磁性材料で作られたリング８の内側に、巻き方向、巻
数、寸法が同一の４個のコイル９ａ〜９ｄを同一間隔で
前記プラズマガン１の軸線と同心円上に設けたものであ
る。
【０００６】そして、コイル９ａ，９ｂおよびコイル９
ｃ，９ｄとは図示しない異なる電源および電源制御装置
に直列に接続され、これら電源および電源制御装置によ
り通電されると、対向するコイル間にはほぼ直線的な磁
場が形成されるようになっている。なお、前記電源およ
び電源制御装置は各コイル９ａ〜９ｄにそれぞれ設けて
もよい。したがって、図３に示すように、時刻Ｔ0〜Ｔ1
において、コイル９ａと９ｂとに電流Ｉ1を投入する
と、この時の磁束の方向が、コイル９ｂからコイル９ａ
に向かう方向とすると、コイル９ａと９ｂの作る磁場と
前記第１，第２コイル２，６の作る磁場とは、図４に示
すように互いに直交するため、合成された磁場分布は、
図５に示すように途中で偏向した状態となる。つまり、
図５に示す磁場分布があるところに、プラズマビームＰ
が存在すると、このプラズマビームＰは、磁場分布に沿
って途中で屈曲する軌跡を描く。なお、プラズマビーム
Ｐの偏向巾Ｄは、コイル９ａと９ｂとで形成される直交
磁場の強さに比例する。なお、通電電流の大きさはプラ
ズマビームＰと被成膜材料Ｗ間の距離に応じて調節す
る。したがって、プラズマビームＰが、前記リング８を
通過する際、このプラズマビームＰは、図６において、
Ｐ0の位置からＰａの位置に偏向する。すなわち、プラ
ズマビームＰと被成膜材料Ｗ間の距離が、この部分にお
いてＬ1からＬ2（Ｌ1＞Ｌ2）に変化することになる（図
１参照）。
ｃ，９ｄとは図示しない異なる電源および電源制御装置
に直列に接続され、これら電源および電源制御装置によ
り通電されると、対向するコイル間にはほぼ直線的な磁
場が形成されるようになっている。なお、前記電源およ
び電源制御装置は各コイル９ａ〜９ｄにそれぞれ設けて
もよい。したがって、図３に示すように、時刻Ｔ0〜Ｔ1
において、コイル９ａと９ｂとに電流Ｉ1を投入する
と、この時の磁束の方向が、コイル９ｂからコイル９ａ
に向かう方向とすると、コイル９ａと９ｂの作る磁場と
前記第１，第２コイル２，６の作る磁場とは、図４に示
すように互いに直交するため、合成された磁場分布は、
図５に示すように途中で偏向した状態となる。つまり、
図５に示す磁場分布があるところに、プラズマビームＰ
が存在すると、このプラズマビームＰは、磁場分布に沿
って途中で屈曲する軌跡を描く。なお、プラズマビーム
Ｐの偏向巾Ｄは、コイル９ａと９ｂとで形成される直交
磁場の強さに比例する。なお、通電電流の大きさはプラ
ズマビームＰと被成膜材料Ｗ間の距離に応じて調節す
る。したがって、プラズマビームＰが、前記リング８を
通過する際、このプラズマビームＰは、図６において、
Ｐ0の位置からＰａの位置に偏向する。すなわち、プラ
ズマビームＰと被成膜材料Ｗ間の距離が、この部分にお
いてＬ1からＬ2（Ｌ1＞Ｌ2）に変化することになる（図
１参照）。
【０００７】時刻Ｔ1〜Ｔ2においては、コイル９ａ，９
ｂに対する電流Ｉの投入をオフとし、コイル９ｃ，９ｄ
に電流Ｉ1を投入する。この時の磁束の方向はコイル９
ｄからコイル９ｃに向かう方向とすると、前記同様、プ
ラズマビームＰはＰｂの位置に偏向する。
ｂに対する電流Ｉの投入をオフとし、コイル９ｃ，９ｄ
に電流Ｉ1を投入する。この時の磁束の方向はコイル９
ｄからコイル９ｃに向かう方向とすると、前記同様、プ
ラズマビームＰはＰｂの位置に偏向する。
【０００８】同様にして、時刻Ｔ2〜Ｔ3においては、コ
イル９ａ，９ｂに、時刻Ｔ3〜Ｔ4においては、コイル９
ｃ，９ｄに、それぞれ電流−Ｉ1を投入すると、プラズ
マビームＰは、Ｐｃ，Ｐｄの位置へと偏向する。なお、
偏向位置での滞留時間は投入電流の波形を変更すること
で調節することができる。すなわち、前述の時刻Ｔ0〜
Ｔ4までのサイクルを繰り返すことにより、プラズマビ
ームＰは、見掛上、大径の円筒状となる。したがって、
被成膜材料Ｗを従来より外方に配設させても、プラズマ
ビームＰが見掛上大径化しているため、プラズマビーム
Ｐから所定距離内となり、均一な成膜が可能となるばか
りか、プラズマビームＰの回りに被成膜材料Ｗを多数配
設することができる。
イル９ａ，９ｂに、時刻Ｔ3〜Ｔ4においては、コイル９
ｃ，９ｄに、それぞれ電流−Ｉ1を投入すると、プラズ
マビームＰは、Ｐｃ，Ｐｄの位置へと偏向する。なお、
偏向位置での滞留時間は投入電流の波形を変更すること
で調節することができる。すなわち、前述の時刻Ｔ0〜
Ｔ4までのサイクルを繰り返すことにより、プラズマビ
ームＰは、見掛上、大径の円筒状となる。したがって、
被成膜材料Ｗを従来より外方に配設させても、プラズマ
ビームＰが見掛上大径化しているため、プラズマビーム
Ｐから所定距離内となり、均一な成膜が可能となるばか
りか、プラズマビームＰの回りに被成膜材料Ｗを多数配
設することができる。
【０００９】なお、前記の場合、プラズマビームＰは陽
極４付近で陽極方向に偏向させられるため、陽極４の大
きさは少なくとも、プラズマビームＰが形成する見掛上
の円筒軌跡径以上とすることが好ましく、この場合、永
久磁石５も大きくする。また、永久磁石５をプラズマビ
ームＰの移動（偏向）と同期させて位置を変化させるよ
うにしてもよい。さらに、前記コイル９ａ〜９ｄに代え
て、図７に示すように、リング８に永久磁石１０ａを、
異極が対向するように設け、あるいは一対のコイル９
ａ，９ｂで構成し、リング８自体を回転させるようにし
てもよい。
極４付近で陽極方向に偏向させられるため、陽極４の大
きさは少なくとも、プラズマビームＰが形成する見掛上
の円筒軌跡径以上とすることが好ましく、この場合、永
久磁石５も大きくする。また、永久磁石５をプラズマビ
ームＰの移動（偏向）と同期させて位置を変化させるよ
うにしてもよい。さらに、前記コイル９ａ〜９ｄに代え
て、図７に示すように、リング８に永久磁石１０ａを、
異極が対向するように設け、あるいは一対のコイル９
ａ，９ｂで構成し、リング８自体を回転させるようにし
てもよい。
【００１０】図８は、本発明の第２実施例を実施するプ
ラズマビーム式薄膜形成装置を示し、図７におけるリン
グ８に設ける永久磁石１０ａを、Ｎ極が対向する一対の
永久磁石１０ｂで構成した点である。すなわち、プラズ
マガン１から発生したプラズマビームＰは、真空処理室
３に導入される前に、図９に示すように、Ｎ極の対向し
た永久磁石１０ｂ間に発生する磁場によりシート化され
る。このシート化されたプラズマビームＰの厚みおよび
巾は、前記永久磁石１０ｂの発生する磁力および磁石間
距離によって決定される。
ラズマビーム式薄膜形成装置を示し、図７におけるリン
グ８に設ける永久磁石１０ａを、Ｎ極が対向する一対の
永久磁石１０ｂで構成した点である。すなわち、プラズ
マガン１から発生したプラズマビームＰは、真空処理室
３に導入される前に、図９に示すように、Ｎ極の対向し
た永久磁石１０ｂ間に発生する磁場によりシート化され
る。このシート化されたプラズマビームＰの厚みおよび
巾は、前記永久磁石１０ｂの発生する磁力および磁石間
距離によって決定される。
【００１１】そして、リング８は、図示しない回転駆動
されるため、シート化されたプラズマビームＰは、図１
０に示すように、偏向し、見掛上、点線で描くように、
大径の円柱状となり、前記第１実施例と同様作用効果を
奏する。また、図１１に示すように、永久磁石に代え
て、磁性材料からなるリング８の内側に磁場発生方向が
対向するコイル１０ｃを用いてもよい。さらに、コイル
１０ｃを用いる場合、コイル対を複数とし、リング８を
回転することなく、通電するコイル対を順次切り替える
ようにしてもよい。
されるため、シート化されたプラズマビームＰは、図１
０に示すように、偏向し、見掛上、点線で描くように、
大径の円柱状となり、前記第１実施例と同様作用効果を
奏する。また、図１１に示すように、永久磁石に代え
て、磁性材料からなるリング８の内側に磁場発生方向が
対向するコイル１０ｃを用いてもよい。さらに、コイル
１０ｃを用いる場合、コイル対を複数とし、リング８を
回転することなく、通電するコイル対を順次切り替える
ようにしてもよい。
【００１２】前記各実施例では、プラズマビームＰを円
筒状あるいは円柱状で説明したが、プラズマビームＰの
回転時における偏向量を異にすることで、見掛上、楕円
筒状あるいは楕円柱状にしてもよい。
筒状あるいは円柱状で説明したが、プラズマビームＰの
回転時における偏向量を異にすることで、見掛上、楕円
筒状あるいは楕円柱状にしてもよい。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、プラズマビームは大径の見掛上、円状あるいは
楕円状となるため、プラズマビームの周囲に配設する被
成膜材料を従来方法より外方に配設でき、その結果、従
来方法に比べて一度に多数の被成膜材料を成膜処理する
ことができる。また、プラズマビームも見掛上径が大き
いため、被成膜材料に対して最適位置に近付く範囲が大
きく、均一膜厚成膜を短時間で行なうことが可能とな
る。
よれば、プラズマビームは大径の見掛上、円状あるいは
楕円状となるため、プラズマビームの周囲に配設する被
成膜材料を従来方法より外方に配設でき、その結果、従
来方法に比べて一度に多数の被成膜材料を成膜処理する
ことができる。また、プラズマビームも見掛上径が大き
いため、被成膜材料に対して最適位置に近付く範囲が大
きく、均一膜厚成膜を短時間で行なうことが可能とな
る。
【図１】 本発明の第１実施例を実施するプラズマビー
ム式薄膜形成装置の概略図。
ム式薄膜形成装置の概略図。
【図２】 図１の第３中空コイルの断面図。
【図３】 図２のコイルの通電方法を示す図。
【図４】 第１〜第３中空コイルが形成する磁場の説明
図。
図。
【図５】 図４における合成された磁場分布およびプラ
ズマビームの状態を示す図。
ズマビームの状態を示す図。
【図６】 第３中空コイルによるプラズマビームの偏向
状態の説明図。
状態の説明図。
【図７】 プラズマビームの偏向方法の他の手段を示す
断面図。
断面図。
【図８】 本発明の第２実施例を実施するプラズマビー
ム式薄膜形成装置の概略図。
ム式薄膜形成装置の概略図。
【図９】 図８におけるプラズマビームのシート化を行
なう原理図。
なう原理図。
【図１０】 図８における永久磁石の回転とプラズマビ
ームの関係を示す図。
ームの関係を示す図。
【図１１】 変形例を示す断面図。
【図１２】 従来のプラズマビーム式薄膜形成装置の概
略図。
略図。
１…プラズマガン、２…第１中空コイル、３…真空処理
室、４…陽極、５…永久磁石、６…第２中空コイル、７
…磁場発生手段、８…リング、９ａ〜９ｄ，１０ｃ…コ
イル、１０ａ，１０ｂ…永久磁石、Ｐ…プラズマビー
ム、Ｐａ〜Ｐｄ…偏向プラズマビーム、Ｗ…被成膜材
料。
室、４…陽極、５…永久磁石、６…第２中空コイル、７
…磁場発生手段、８…リング、９ａ〜９ｄ，１０ｃ…コ
イル、１０ａ，１０ｂ…永久磁石、Ｐ…プラズマビー
ム、Ｐａ〜Ｐｄ…偏向プラズマビーム、Ｗ…被成膜材
料。
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマガンで発生したプラズマビーム
を真空処理室内に導入し、プラズマガンと対向配置した
陽極に集束させ、真空処理室内に導入した反応ガスによ
り前記プラズマビームの周囲に配設した被成膜材料に薄
膜を生成する方法において、前記真空処理室内に引き出
されたプラズマビームに、その進行方向に対して直交方
向に磁束を作用させる磁場発生手段を設け、この磁場発
生手段からの磁束を前記プラズマガンの軸線を中心に回
転させるようにしたことを特徴とするプラズマビーム式
薄膜生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301540A JPH07150360A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | プラズマビーム式薄膜生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301540A JPH07150360A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | プラズマビーム式薄膜生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150360A true JPH07150360A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=17898172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301540A Pending JPH07150360A (ja) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | プラズマビーム式薄膜生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07150360A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6095084A (en) * | 1996-02-02 | 2000-08-01 | Applied Materials, Inc. | High density plasma process chamber |
| US6478924B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-11-12 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber support having dual electrodes |
| JP2009228011A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Shinmaywa Industries Ltd | シートプラズマ成膜装置、及びシートプラズマ調整方法 |
-
1993
- 1993-12-01 JP JP5301540A patent/JPH07150360A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6095084A (en) * | 1996-02-02 | 2000-08-01 | Applied Materials, Inc. | High density plasma process chamber |
| US6478924B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-11-12 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber support having dual electrodes |
| JP2009228011A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Shinmaywa Industries Ltd | シートプラズマ成膜装置、及びシートプラズマ調整方法 |
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