JPS63266065A - 膜作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は質の良い膜を付着可能にした膜作成装置に関す
る。

［従来の技術］ 第４図は基板に膜を作成する装置の一例として示した高
周波イオンブレーティング装置の概略図である。図中１
は被排気室（真空チャンバ）、２は排気装置、３はガス
供給装置、４は坩堝で、蒸発物質が収容されてＪ３す、
蒸発源を成している。

５は電子銃、６は電子銃電源、７は偏向器、８は基板ホ
ルダで導電性材料で作られている。９は基板、１０は直
流電源、１１はＲＦ電極（高周波電極）、１２は整合回
路で、負荷側と電源側のインピーダンスを整合させるも
のである。１３は高周波電源である。

この様な装置において、排気装置２により被排気室１内
を、例えば、１０″５〜１０″６ＴＯｒｒ程度に排気す
る。次に、ガス供給装置３から、例えばＡｒガス（Ｎ２
ガス等でも良い）を、該排気室内が１０→Ｔｏｒｒ程度
になる迄該室内に導入する。次に、九周波電源１３から
整合回路１２を介して、ＲＦ電極１１に高周波電力を印
加すると、該被排気室内にグロー放電が発生する。この
状態にＪ３いて、直流電源１０から基板ホルダ８に負の
直流電圧を印加し、更に、電子銃電源６及び偏向器７を
作動させる事により、電子銃５からの電子ビームをｔｉ
ｔ堝４内の蒸発物質に当てて該蒸発物質を蒸発させる。

該蒸発粒子は、グロー放電によりイオン化する。該イオ
ン化した蒸発粒子は基板ホルグ８に印加された負の直流
電圧により加速されて基板９方向に向かい、該基板上に
膜状に付着する。

［発明が解決しようとする問題点コ さて、この様な装置において、被排気室１内の８１源と
基板９との間にグロー放電を発生させる為のＲＦ電極１
１が配置されているが、グロー放電発生中、該ＲＦ主電
極高周波電源１３から正の電圧が掛った時に該電極に飛
んで来る電子の速度は該高周波電源から負の電圧が掛っ
た時に飛んで来るイオンの速度より可成速い事から、該
電極に飛んで来る電子の数が多くなろうとするが、該電
子の数とイオンの数が等しくなる様に該ＲＦ主電極は、
直流的に見た場合には負の電圧が発生しており、該電圧
以下のエネルギーの電子を追い返している。、該直流的
に見た場合の電圧をセルフバイアス電圧と称しており、
該セルフバイアス電圧は該ＲＦ主電極印加される高周波
電力の大きさに略比例している。従って、放電発生中、
該ＲＦ主電極は数１００■以上のセルフバイアス電圧が
掛っている事になる。

該セルフバイアス電圧が掛る事により、イオン化した粒
子が該ＲＦ主電極衝突する。該衝突により、ＲＦ？ｔ？
極を成す金属材料の粒子がスパッタされて飛出し、基板
９上に付着する。一般に、ＲＦ主電極スデンレススヂー
ル等に限定されて作成されでおり、蒸発材料と同一であ
る事は極めて少ないので、該スパッタによる蒸発材料の
粒子により、基板上に付着した膜が汚染されてしまう。

又、該ＲＦ主電極は高エネルギの荷電粒子（イオン及び
電子）が衝突するので、該ＲＦ電極は加熱され、ガスを
放出する。その為、基板上にｆ＝Ｊ着した膜が汚染され
てしまう。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的としたもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明の膜作成装置は、被排気室内の基板と蒸
発源の間に正の直流電圧を印加した筒状の電極を配置し
、該電極の内壁近傍丈に磁界を発生させる磁界発生手段
を配置し、上記筒状電極内部及び該電極と上記蒸発源の
間にグロー放電を発生さぜ、上記蒸発源からの蒸発粒子
をイオン化する様に成したする様に成した。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した膜作成装置の概略図
である。

図中前記第４図にて使用した番、＠と同一番号の付され
たものは同一構成要素である。

図中１４はイオン化電極で、例えば、基板９の径に対応
した断面径を持つ円筒状に形成されており、該基板９と
蒸発源（坩堝）４の間に配置される。該イオン化電極の
周囲には、第２図に示す様に、該イオン化電極の内壁の
極近傍に丈磁稈Ｈが発生する様に、例えば、８個の磁石
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ，１５０，１５Ｅ、１５Ｆ、１
５Ｇ。

１５）−（が、互いに隣りの磁石のｆ４１極の向きが逆
になる様に配置されている。１６はイオン化電源で、上
記イオン化電極１４に正の電圧を印加するものである。

この様な装置において、排気装置２により被排気室１内
を、例えば、１０−５〜１０（Ｔｏｒｒ稈度に排気する
。次に、ガス供給装置３がら、例えばＡｒガス（ＮＺガ
ス等でも良い）を、該排気室内が１０’Ｔｏｒｒ程度に
なる迄該室内に導入する。次に、イオン化電源１６から
イオン化電極１４に正の電圧（例エバ、１００Ｖ　〜３
００Ｖ＞を印加し、更に、電子銃Ｎ源６及び偏向器７を
作動させる事により、電子銃５からの電子ビームを１＋
１堝４内の蒸発物質に当てる。

而して、該Ｍ発物質表面から発生した２次電子や反射電
子が上記イオン化電極１４に吸引される事により、該上
記坩堝４と該イオン化電極との間の空間及び該電極の内
部において放雷が発生ずる。

該放電が起こると、この間の放電電圧が著しく低下（例
えば、３０ｖ〜６ｏｖｆｌｉ！度）し、該放電中、該低
電圧に保たれる。上記坩堝からの該蒸発粒子は、該放電
空間を通過する間にイオン化する。該イオン化した蒸発
粒子は基板ホルダ８に印加された負の直流電圧により加
速されて基８２９方向に向かい、該基板上に膜状に付着
する。

さて、この様にして発生した放電によるプラズマ中の電
子は上記イオン化電極１４に向って飛ｌυで行くが、該
電磁石１５△、１５８．１５Ｇ、１５Ｄ、１５Ｆ、１５
Ｆ、１５Ｇ、ｔ５Ｈが発生する上記イオン化電極内壁近
傍の各磁界Ｈにより反５１’ｉ６れ、該イオン化電極に
達せずに該イオン化電極内のプラズマ空間中を飛び回る
。その為に、該プラズマ中の電子の上記プラズマ空間で
の飛行時間、ｌ２Ｉｌｌう、平均自由行程が極めて大き
り、その為に、電子のイオン化率が極めて高くなり、そ
の結果、上記イオン化電極内の空間中に高密度のプラズ
マが形成される。又、プラズマは上記イオン化電極１４
の磁界の無い領域、即ち、該電極内壁から極近傍の空間
を除いた空間領域に均一の密度で閉込められる事から、
上記基板９全面に均一な厚さの膜が形成される。

尚、上記イオン化電極１４の周囲に、第２図に示す様に
磁石を配置せずに、例えば、第３図に示す様に、環状の
磁石１７Ａ、１７Ｂ、・・・・・・を軸方向に複数段（
この場合は２段）を配置し、該電極内壁の近傍に時間１
１′を発生させる様に成しても良い。

又、該電磁石は永久磁石でも電磁石でも良い。

［発四の効宋１ 本発明の膜作成装置は、被排気室内の基板と蒸発源の間
に正の直流電圧を印加した円筒状の電極を配置し、該電
極の内壁近傍丈に磁界を発生さぜる磁界発生手段を配置
し、上記筒状′Ｆｉ＋４内部及び該電極と上記蒸発源の
間にグロー放電を発生させ、上記蒸発源からの蒸発粒子
をイオン化する様に成、しているので、従来の様なＲＦ
電極が無く、又、上記筒状電極に正の電圧が印加されて
いる事からイオン化した粒子が飛んで来る数が少なり、
譬え飛んで来ても、該電極内の内の放電電圧が極めて低
いので、そのイオン化した粒子及び電荷交換（ｃｈａｒ
ｇｅ　　ｅｘｃｈａｎｇｅ）　ニより生成された高速中
性粒子のエネルギーが極めて小さく、該電極をスパッタ
するには至らない。又、プラズマ中の電子がイオン化電
極に向って飛／υで来ても、該電極の内壁の近傍に発生
している磁界により反発され、該電極に達しないので、
該電極が加熱される事なく、ガス放出が発生しない。従
って、従来の様な基板上に付着した膜が汚染される問題
は発生しない。

又、プラズマ中の電子のプラズマ空間での飛行時間が極
めて大きくなり（いわゆる封じ込め時間が大となり）、
その為に、電子のイオン化率が極めて高くなり、その結
果、高密度のプラズマが形成される。

更に、この様なプラズマは上記筒状電極の磁界の無い領
域、即ち、該電極内壁から穫近傍の空間を除いた電極内
空間領域に均一の密度で閉込められる。その為、基板上
全面に均質且つ均一な厚さの膜が付着する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した膜作成装置の概略図
、第２図は該装置を成すイオン化電極及び磁界発生手段
の一部詳細図、第３図はイオン化電極及び磁界発生手段
の他の例を示したもの、第４図は従来の膜作成装置の一
例として示した高周波イオンブレーティン装置の概略図
である。 １：被排気室（真空チャンバ）　　２：排気装Ｖ１　３
：ガス供給装置　　４：坩堝　　５：電子銃　　６：電
子銃電源　　７：偏向器　　８：基板ホルダ　　９：基
板　　１０：直流電源１４：イオン化電極　　１５Ａ、
１５Ｂ、１５Ｃ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被排気室内の基板と蒸発源の間に正の直流電圧を印加し
   た筒状の電極を配置し、該電極の内壁近傍丈に磁界を発
   生させる磁界発生手段を配置し、上記筒状電極内部及び
   該電極と上記蒸発源の間にグロー放電を発生させ、上記
   蒸発源からの蒸発粒子をイオン化する様に成した膜作成
   装置。