JPH0751750B2 - 膜形成装置 - Google Patents
膜形成装置Info
- Publication number
- JPH0751750B2 JPH0751750B2 JP62136536A JP13653687A JPH0751750B2 JP H0751750 B2 JPH0751750 B2 JP H0751750B2 JP 62136536 A JP62136536 A JP 62136536A JP 13653687 A JP13653687 A JP 13653687A JP H0751750 B2 JPH0751750 B2 JP H0751750B2
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- voltage
- substrate
- film forming
- bias
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆるイオンプレーティング法によって
基体の表面に絶縁物被膜を形成する膜形成装置に関し、
特に基体表面における帯電を防止する手段に関する。
基体の表面に絶縁物被膜を形成する膜形成装置に関し、
特に基体表面における帯電を防止する手段に関する。
イオンプレーティング法は、簡単に言えば、基体または
そのホルダにバイアス電圧を印加した状態で、イオン化
された粒子（100％イオン化されている必要はない）を
基体表面に被着させて被膜を形成するものであり、バイ
アス電圧は一般的に負の直流電圧である。
そのホルダにバイアス電圧を印加した状態で、イオン化
された粒子（100％イオン化されている必要はない）を
基体表面に被着させて被膜を形成するものであり、バイ
アス電圧は一般的に負の直流電圧である。
ところが、このようなイオンプレーティング法による膜
形成装置において、絶縁物被膜を基体の表面に形成しよ
うとすると、イオンの電荷によって基体の表面が帯電
（チャージアップ）し、これを放置しておくと、放電が
発生して基体やその表面の被膜が損傷を受けたり、イオ
ンのエネルギーが減殺されて被膜の密着性や膜質が悪化
するという問題が発生していた。
形成装置において、絶縁物被膜を基体の表面に形成しよ
うとすると、イオンの電荷によって基体の表面が帯電
（チャージアップ）し、これを放置しておくと、放電が
発生して基体やその表面の被膜が損傷を受けたり、イオ
ンのエネルギーが減殺されて被膜の密着性や膜質が悪化
するという問題が発生していた。
そこでこの発明は、このような点を改善した膜形成装置
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
前述したようなバイアス電圧として負の直流電圧に104H
z〜108Hzの高周波電圧を重畳させた電圧を供給するバイ
アス電源であって、膜形成の際に当該バイアス電源と基
体またはそのホルダとの間に流れる電流の平均値がほぼ
零になるように前記直流電圧および高周波電圧の大きさ
が設定されたものを備えることを特徴とする。
z〜108Hzの高周波電圧を重畳させた電圧を供給するバイ
アス電源であって、膜形成の際に当該バイアス電源と基
体またはそのホルダとの間に流れる電流の平均値がほぼ
零になるように前記直流電圧および高周波電圧の大きさ
が設定されたものを備えることを特徴とする。
上記バイアス電源を用いることによって、イオンと共に
電子が基体に入射するようになり、しかも基体に供給さ
れるイオンによる正の電荷量と電子による負の電荷量を
互いにほぼ等しくすることができ、それによって基体表
面での帯電が防止される。
電子が基体に入射するようになり、しかも基体に供給さ
れるイオンによる正の電荷量と電子による負の電荷量を
互いにほぼ等しくすることができ、それによって基体表
面での帯電が防止される。
第１図は、この発明の一実施例に係る膜形成装置を示す
概略図である。
概略図である。
この装置は、いわゆる真空アーク蒸着装置と呼ばれるも
のであり、これも前述したイオンプレーティング法によ
るものに属する。
のであり、これも前述したイオンプレーティング法によ
るものに属する。
即ち、真空ポンプ10によって真空排気される真空容器８
内に、基体４の保持用のホルダ32が設けられており、そ
れに対向するようにアーク式蒸発源16が配置されてい
る。
内に、基体４の保持用のホルダ32が設けられており、そ
れに対向するようにアーク式蒸発源16が配置されてい
る。
アーク式蒸発源16は、カソード18、アーク点弧用のトリ
ガ電極20、それをフィードスルー22を介して真空容器８
外から矢印Ａのように往復駆動する駆動装置26を備えて
おり、カソード18と接地された真空容器８間には、両者
間に真空直流アーク放電を行わせるために例えば数＋Ｖ
程度の電圧を印加するアーク電源28が接続されている。
また、トリガ電極20は抵抗器24を介して接地されてい
る。
ガ電極20、それをフィードスルー22を介して真空容器８
外から矢印Ａのように往復駆動する駆動装置26を備えて
おり、カソード18と接地された真空容器８間には、両者
間に真空直流アーク放電を行わせるために例えば数＋Ｖ
程度の電圧を印加するアーク電源28が接続されている。
また、トリガ電極20は抵抗器24を介して接地されてい
る。
また、真空容器８内には、その壁面に設けられたガス導
入口12を介して、ガス源14から反応ガスＧが導入される
ようになっている。
入口12を介して、ガス源14から反応ガスＧが導入される
ようになっている。
一方、ホルダ32と真空容器８（即ちアース）間には、電
圧可変の直流電源36に電圧可変の高周波電源38を直列接
続して成るバイアス電源34が、この例では電流計40を介
して接続されており、このバイアス電源34から基体４に
（当該基体４が絶縁物から成る場合はホルダ32に。以下
同じ）対してバイアス電圧ＶＢとして、直流電圧ＶDCに
104Hz〜108Hzの範囲の高周波電圧ＶACを重畳させた電圧
を印加するようにしている。
圧可変の直流電源36に電圧可変の高周波電源38を直列接
続して成るバイアス電源34が、この例では電流計40を介
して接続されており、このバイアス電源34から基体４に
（当該基体４が絶縁物から成る場合はホルダ32に。以下
同じ）対してバイアス電圧ＶＢとして、直流電圧ＶDCに
104Hz〜108Hzの範囲の高周波電圧ＶACを重畳させた電圧
を印加するようにしている。
その場合、当該バイアス電圧ＶＢは、その直流電圧ＶDC
および高周波電圧ＶACの大きさの少なくとも一方を調整
して、例えば第２図に示すように正になる期間（斜線部
参照）を含むようにする。
および高周波電圧ＶACの大きさの少なくとも一方を調整
して、例えば第２図に示すように正になる期間（斜線部
参照）を含むようにする。
膜形成に際しては、ホルダ32に基体４（これは絶縁性の
ものでも導電性のものでも良い）を装着し、真空容器８
内を例えば10-5〜10-7Torr程度に排気した後、当該真空
容器８内に所定の反応ガスＧを導入し、そしてバイアス
電源34から基体４に前述したようなバイアス電圧ＶＢを
印加した状態で、アーク式蒸発源16においてアーク放電
を行わせる。
ものでも導電性のものでも良い）を装着し、真空容器８
内を例えば10-5〜10-7Torr程度に排気した後、当該真空
容器８内に所定の反応ガスＧを導入し、そしてバイアス
電源34から基体４に前述したようなバイアス電圧ＶＢを
印加した状態で、アーク式蒸発源16においてアーク放電
を行わせる。
即ち、トリガ電極20をカソード18に接触させて最初の火
花を発生させた後トリガ電極20をカソード18より引き離
すと、カソード18と真空容器８間にアーク放電が持続さ
れ、それよってカソード物質が蒸発させられると共に、
カソード18の近傍にプラズマ（図示省略）が生成され
る。即ち、蒸発させられたカソード物質の一部および反
応ガスＧがイオン化され、これらが基体４に引きつけら
れてその表面に、例えばカソード物質と反応ガスＧの化
合物である絶縁物被膜が形成される。
花を発生させた後トリガ電極20をカソード18より引き離
すと、カソード18と真空容器８間にアーク放電が持続さ
れ、それよってカソード物質が蒸発させられると共に、
カソード18の近傍にプラズマ（図示省略）が生成され
る。即ち、蒸発させられたカソード物質の一部および反
応ガスＧがイオン化され、これらが基体４に引きつけら
れてその表面に、例えばカソード物質と反応ガスＧの化
合物である絶縁物被膜が形成される。
その場合、上記のような周波数範囲の高周波電圧ＶACに
対しては、プラズマ中の電子は軽いので応答することが
でき、そのためバイアス電圧ＶＢが正の期間中は電子が
基体４に入射する。これに対して、上記プラズマ中のイ
オンは重いので上記高周波電圧ＶACに応答することがで
きず、ほぼ直流電圧ＶDCで加速されて基体４に入射す
る。
対しては、プラズマ中の電子は軽いので応答することが
でき、そのためバイアス電圧ＶＢが正の期間中は電子が
基体４に入射する。これに対して、上記プラズマ中のイ
オンは重いので上記高周波電圧ＶACに応答することがで
きず、ほぼ直流電圧ＶDCで加速されて基体４に入射す
る。
その場合一般的に、同一プラズマから引き出される電子
電流密度とイオン電流密度とを比べると、バイアス電圧
の大きさが同じ場合は、電子の方が質量が小さいため電
子電流密度の方が大きくなる。
電流密度とイオン電流密度とを比べると、バイアス電圧
の大きさが同じ場合は、電子の方が質量が小さいため電
子電流密度の方が大きくなる。
従って、バイアス電圧ＶＢが正になっている時間的割合
は少なくて良いが、この割合は上記直流電圧ＶDCの大き
さおよび高周波電圧ＶACの大きさ（第２図中のＶACm参
照）の少なくとも一方を調整することによって調整する
ことができる。具体的には、膜形成の際にバイアス電源
34とホルダ32との間に流れる電流の平均値がほぼ零にな
るように直流電圧ＶDCおよび高周波電圧ＶACの大きさを
設定しておく。それによって基体４に供給されるイオン
による正の電荷量と電子による負の電荷量とを互いにほ
ぼ等しくすることができる。
は少なくて良いが、この割合は上記直流電圧ＶDCの大き
さおよび高周波電圧ＶACの大きさ（第２図中のＶACm参
照）の少なくとも一方を調整することによって調整する
ことができる。具体的には、膜形成の際にバイアス電源
34とホルダ32との間に流れる電流の平均値がほぼ零にな
るように直流電圧ＶDCおよび高周波電圧ＶACの大きさを
設定しておく。それによって基体４に供給されるイオン
による正の電荷量と電子による負の電荷量とを互いにほ
ぼ等しくすることができる。
ちなみにそのような状態は、例えばこの列のように、バ
イアス電源34と真空容器８間に平均値指示形の電流計40
を挿入しておいてそれの指示がほぼ零になったことで確
認することができる。
イアス電源34と真空容器８間に平均値指示形の電流計40
を挿入しておいてそれの指示がほぼ零になったことで確
認することができる。
上記のようにすると、基体４に供給される正負の電荷量
がほぼ等しくなって互いに中和されるため、絶縁物被膜
を基体４上に形成する場合に当該基体４上での帯電がほ
ぼ完全に防止される。
がほぼ等しくなって互いに中和されるため、絶縁物被膜
を基体４上に形成する場合に当該基体４上での帯電がほ
ぼ完全に防止される。
ちなみに、高周波電圧ＶACの周波数が104Hzよりも小さ
いと、イオンも電子と同じように当該高周波電圧ＶACに
応答して動くため、イオンによる正電荷の方が多く基体
４に供給され、帯電防止の効果は低下する。これと逆に
高周波電圧ＶACの周波数が108Hzよりも大きいと、電子
が（勿論イオンも）当該高周波電圧ＶACに応答して動く
ことができなくなるため、基体４に電子が供給されなく
なり、帯電防止の効果は得られなくなる。
いと、イオンも電子と同じように当該高周波電圧ＶACに
応答して動くため、イオンによる正電荷の方が多く基体
４に供給され、帯電防止の効果は低下する。これと逆に
高周波電圧ＶACの周波数が108Hzよりも大きいと、電子
が（勿論イオンも）当該高周波電圧ＶACに応答して動く
ことができなくなるため、基体４に電子が供給されなく
なり、帯電防止の効果は得られなくなる。
尚、以上においては真空アーク蒸着装置を例に説明した
が、この発明はそれ以外のイオンプレーティング法によ
る膜形成装置にも広く適用することができるのは勿論で
ある。
が、この発明はそれ以外のイオンプレーティング法によ
る膜形成装置にも広く適用することができるのは勿論で
ある。
以上のようにこの発明によれば、膜形成の際に基体にイ
オンおよび電子を両者の電荷量を互いにほぼ等しくして
入射させることができるため、絶縁物被膜を基体の表面
に形成する場合に基体表面での帯電を防止することがで
きる。その結果、イオンの元々のエネルギーを生かして
基体上に密着性や膜質の良好な被膜を形成することがで
きるようになると共に、放電によって基体やその表面の
被膜が損傷を受けることもなくなる。
オンおよび電子を両者の電荷量を互いにほぼ等しくして
入射させることができるため、絶縁物被膜を基体の表面
に形成する場合に基体表面での帯電を防止することがで
きる。その結果、イオンの元々のエネルギーを生かして
基体上に密着性や膜質の良好な被膜を形成することがで
きるようになると共に、放電によって基体やその表面の
被膜が損傷を受けることもなくなる。
第１図は、この発明の一実施例に係る膜形成装置を示す
概略図である。第２図は、第１図の装置におけるバイア
ス電圧の波形の一例を示す図である。 ４……基体、８……真空容器、16……アーク式蒸発源、
32……ホルダ、34……バイアス電源、36……直流電源、
38……高周波電源、ＶＢ……バイアス電圧、ＶDC……直
流電圧、ＶAC……高周波電圧。
概略図である。第２図は、第１図の装置におけるバイア
ス電圧の波形の一例を示す図である。 ４……基体、８……真空容器、16……アーク式蒸発源、
32……ホルダ、34……バイアス電源、36……直流電源、
38……高周波電源、ＶＢ……バイアス電圧、ＶDC……直
流電圧、ＶAC……高周波電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】真空容器内において、基体またはそのホル
ダにバイアス電圧を印加した状態で、イオン化された粒
子を基体表面に被着させて絶縁物被膜を形成するよう構
成した膜形成装置において、前記バイアス電圧として負
の直流電圧に104Hz〜108Hzの高周波電圧を重畳させた電
圧を供給するバイアス電源であって、膜形成の際に当該
バイアス電源と基体またはそのホルダとの間に流れる電
流の平均値がほぼ零になるように前記直流電圧および高
周波電圧の大きさが設定されたものを備えることを特徴
とする膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136536A JPH0751750B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136536A JPH0751750B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63297552A JPS63297552A (ja) | 1988-12-05 |
| JPH0751750B2 true JPH0751750B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=15177483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62136536A Expired - Fee Related JPH0751750B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751750B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0430873A3 (en) * | 1989-11-22 | 1991-11-06 | Balzers Aktiengesellschaft | Roller with a friction- and wear-reducing hard coating and process for producing the coating |
| ATE120807T1 (de) * | 1989-11-22 | 1995-04-15 | Balzers Hochvakuum | Werkzeug oder instrument mit einer verschleissresistenten hartschicht zum be- oder verarbeiten von organischem material. |
| US5246787A (en) * | 1989-11-22 | 1993-09-21 | Balzers Aktiengesellschaft | Tool or instrument with a wear-resistant hard coating for working or processing organic materials |
| JP5924872B2 (ja) * | 2011-05-11 | 2016-05-25 | ワイエス電子工業株式会社 | プラズマ発生装置による絶縁性窒化層の形成方法およびプラズマ発生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51146183A (en) * | 1975-06-11 | 1976-12-15 | Ulvac Corp | High frequency wave ion plating device |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62136536A patent/JPH0751750B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63297552A (ja) | 1988-12-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |