(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中に於いてマイクロ波を利用してプラズマを発生させるプラズマ発生装置に於いて、表面の断面形状が凹凸を持つマイクロ波導入窓を持ち、前記マイクロ波導入窓の一部の表面が導電性を持つことを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記マイクロ波導入窓の凸部が導電層を持つことを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
表面に凹凸形状を持ち、表面突起の凹部の幅が５ｍｍ以上であるマイクロ波導入窓を用いた請求項１または２記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマ発生装置を用いた薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中に於いて基体上にプラズマを照射して基体の表面をエッチングまたは薄膜を形成するプラズマ発生装置及び薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の薄膜製造方法としては真空蒸着法、スパッタ法などが多く用いられてきたが、これら従来の薄膜製造方法に加えて近年プラズマＣＶＤを用いた薄膜の製造方法が多く用いられるようになってきた。特に、プラズマＣＶＤを用いた製造方法によれば化学反応による複雑な組成の薄膜や、スパッタ法と同等の薄膜を高速で形成することが可能となる。
【０００３】
中でも最も多くプラズマＣＶＤが用いられてきたのは半導体の製造プロセスであり、個別のディスク状のウェハー毎に処理を行っている。ここで、プラズマの発生方法としては様々な手法が考えられているが、磁場とマイクロ波の組み合わせにより強いプラズマを発生させ、生産性を高める技術が普及しつつあり、このプラズマＣＶＤ技術を薄膜型磁気テープに用いて、特開平７−２５４１４５号公報に示されるように半連続処理を行うことが検討されている。同公報では真空チャンバー内でマイクロ波プラズマを発生させて、薄膜型磁気テープの表面にダイアモンド状カーボン保護膜を形成している。
【０００４】
以下、図面に基づいて従来の薄膜の製造方法及び製造装置を説明する。図２は従来のプラズマ発生装置の正面図である。図２において、１は真空槽、２はベースフィルム、３はガス導入口、４はマイクロ波電源、５はマイクロ波導入窓、６は放電管、７は磁石、８は冷却ドラムである。
【０００５】
マイクロ波はマイクロ波電源４で発生し、マイクロ波導入窓５を通って放電管６の内部に導入される。放電管６の内部にはガス導入口３からガスが導入されており、磁石７の発生する磁界とマイクロ波により高密度プラズマが発生する。高密度プラズマにより重合反応が起こり、冷却ドラム８上でベースフィルム２上に薄膜を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例はディスクを処理する技術を用いたものであり、大量の薄膜形成を想定していない。つまり、ディスクを処理する場合は個別のディスクに対する処理となるので、プロセスサイクルが短くマイクロ波導入窓５への薄膜の付着量は少なく、また、プロセスサイクルの中にマイクロ波導入窓５のクリーニングプロセスを導入することが可能であるが、図２に示した様に、大量の薄膜形成を想定した半連続処理においてはベースフィルム２のすべてを処理する間のマイクロ波導入窓５への薄膜の付着量が問題となり、半連続処理でのバッチ処理に大きな制約を生じ生産性を低下させる。
【０００７】
つまり、マイクロ波プラズマ発生装置において、モノマーガスを用いて薄膜形成処理を長時間行うとプラズマ化したモノマーガスは基体上に堆積するだけでなくマイクロ波導入窓５にも堆積し、不活性ガスを用いたエッチングに於いても長時間処理を行なうとエッチングされた基体材料がマイクロ波導入窓５に堆積する。
【０００８】
さらに、マイクロ波導入窓５に前記堆積物が堆積するとマイクロ波導入窓５を通ったマイクロ波が堆積物に吸収されることによりマイクロ波のプラズマ室内への進入を妨げ、プラズマ室内のモノマーガスまたは不活性ガスはマイクロ波が充分に供給されないことから堆積速度またはエッチング速度が低下すると共にプラズマ密度が不均一となる。
【０００９】
また、マイクロ波導入窓５の堆積物が更に堆積してくるとマイクロ波の吸収により温度上昇が発生し、マイクロ波導入窓５と真空槽１との間に設けられた真空を保持する為のパッキンが変形や変質を起こし真空漏れを発生する。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、堆積物の悪影響を除去し、長時間安定で均一な薄膜性能を保持する薄膜の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、マイクロ波プラズマ発生中に堆積物がマイクロ波導入窓に堆積しようとする時、その堆積物がマイクロ波導入窓まで到達できないように構成したものである。
【００１２】
これにより、長時間安定で均一なマイクロ波プラズマ発生装置と薄膜性能が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、真空中に於いてマイクロ波を利用してプラズマを発生させるプラズマ発生装置に於いて、表面の断面形状が凹凸を持つマイクロ波導入窓を持つことにより、マイクロ波導入窓の一部に堆積物が堆積するものの、一部では堆積物の堆積を抑制することが可能となり、長時間の半連続処理を可能とするという作用を有し、導電性堆積物が堆積し易い部分については、あらかじめ導電性を与えることにより、処理中のインピーダンス変化を防止し、安定した条件で処理を行うという作用を有する。請求項２に記載の発明は、さらに堆積物の堆積を抑制する凹凸形状を明確にしたものである。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるプラズマ発生装置のマイクロ波導入窓の断面図で、５はマイクロ波導入窓、９は導電層である。図１における凸部の導電層の横幅、凹部の横幅、凸部の高さを変化させて、製膜速度が３０％低下するまでの処理時間を比較した。導入ガスとしてはメタンガスを用い、３×１０-3torr導入し、１０００Ｗのマイクロ波を導入して、搬送速度を１０ｍ／分でカーボン保護膜を形成した。ベースフィルムとして厚み６ミクロンのポリエチレンテレフタレート上に０．１５ミクロンのコバルト系磁性層を酸素雰囲気中で蒸着し、その上に保護膜を形成したが、処理始めは規定の１０ｎｍの厚みとした。（表１）に、その結果を示す。なお、マイクロ波導入窓の断面形状は（表１）に示したとおりであるが、マイクロ波導入窓の長さは、いずれの場合も６００ｍｍとした。
【００２２】
【表１】
0003546588.tif 000002
【００２３】
（表１）のＡからＧは凸部の高さを一定として、凸部と凹部の横幅による影響を示す。凹部の横幅が５ミリ以上とすることにより初期製膜速度を確保することが可能となる。
【００２４】
ＤとＨからＬは凸部と凹部の横幅寸法を一定として、凸部の高さを比較したものである。凸部の高さを３ミリ以上とすることにより製膜速度の劣化を防ぐことが可能となる。また、凸部の高さを７ミリ以上とすると初期製膜速度が劣化する傾向がみられた。ＭとＤは導電層の効果を調べたものである。導電層を設けることにより初期の製膜速度は低下するが、製膜速度の劣化は大幅に改善される。
【００２５】
なお、ここでは図１に示したように、凹部と凸部の間は９０度傾斜の直線となっているが、傾斜を９０度に制限したり、直線に制限したり、同一の断面形状をした２次元的な加工に制約するものではない。一般に、凹部の幅は凹凸の平均高さでくぼんだ部分をとるべきであり、凸部の高さは凹部と凸部の最大差をとるべきである。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、堆積物の悪影響を除去し、長時間安定で均一な薄膜製造装置と薄膜性能を提供することを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波導入窓の断面図
【図２】従来例におけるプラズマ発生装置の正面図
【符号の説明】
１  真空槽
２  ベースフィルム
３  ガス導入口
４  マイクロ波電源
５  マイクロ波導入窓
６  放電管
７  磁石
８  冷却ドラム
９  導電層
【図１】
0003546588.tif 000003
【図２】
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