(57)【要約】  プラズマを発生させ、被処理物に対して所定の処理を行なうカソードに係り、さらに詳しくは、カソードを中心として３６０°の範囲で全方位的にプラズマを発生させることができるカソードに関し、伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、
前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、を備える
ことを特徴とするプラズマ処理装置用カソード。
【請求項２】
前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、
前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させる
請求項１に記載のプラズマ処理装置用カソード。
【請求項３】
前記磁石を中心しとしてドーナッツ状のプラズマが形成される
請求項１に記載のプラズマ処理装置用カソード。
【請求項４】
前記磁石を往復移動させる移動手段をさらに備える
請求項１に記載のプラズマ処理装置用カソード。
【請求項５】
前記移動手段は、前記磁石の厚さと同一のストロークで前記磁石を往復移動させる
請求項４に記載のプラズマ処理装置用カソード。
【請求項６】
スパッタリング装置においてプラズマを生成するために設けられるスパッタ用カソードにおいて、
伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、
前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、
内部に前記電極管が取り付けられ、ターゲット物質で形成されるターゲットと、を備える
ことを特徴とするスパッタ用カソード。
【請求項７】
前記ターゲットを一定に消耗させるために、前記磁石またはターゲットのうちいずれか一つを往復移動させる移動手段をさらに備える
請求項６に記載のスパッタ用カソード。
【請求項８】
前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、
前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させる
請求項６に記載のスパッタ用カソード。
【請求項９】
ＰＥＣＶＤ装置においてプラズマを生成するために設けられるＰＥＣＶＤ用カソードにおいて、
伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、
前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、を備える
ことを特徴とするＰＥＣＶＤ用カソード。
【請求項１０】
前記電極管の外周面を取り囲む電極保護管が設けられる
請求項９に記載のＰＥＣＶＤ用カソード。
【請求項１１】
均一な薄膜形成のために、前記磁石または電極保護管のうちいずれか一つを往復移動させる移動手段をさらに備える
請求項１０に記載のＰＥＣＶＤ用カソード。
【請求項１２】
前記電極管の表面にアルミナ（Ａｌ２О３）コーティング層を形成する
請求項９に記載のＰＥＣＶＤ用カソード。
【請求項１３】
前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、
前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させる
請求項９に記載のＰＥＣＶＤ用カソード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを発生させ、被処理物に対して所定の処理を行なうカソードに係り、さらに詳しくは、カソードを中心として３６０°の範囲で全方位的にプラズマを発生させることができるプラズマ処理装置用カソードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラズマ処理としては、スパッタリングとＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が挙げられる。
【０００３】
スパッタリングは、プラズマを発生させて得たイオンが、高いエネルギーを持ってターゲット物質に衝突することにより、ターゲット物質をたたき出す方式であって、実際の半導体等の素子工程に多く適用される技術である。
【０００４】
スパッタリング装置は、真空容器内に、イオン化が生じやすい最適のガス圧を保ちながら、「＋」、「−」の両極を設置し、両端の電極に直流または交流の電圧をかけてプラズマを発生させる容量性低温プラズマを用いた薄膜製造装置である。
常識的に考えると、プラズマ中に存在する「＋」イオンは「−」印加電極側に引き寄せられ、それに対して、「−」イオンは「＋」印加電極側に突進する。
【０００５】
このとき、「＋」イオンは、質量が大きく、高い電気的エネルギーを有するので、「−」のターゲット面に衝突する瞬間、ターゲット物質を弾き飛ばし、たたき出されたターゲット物質を対向した「＋」電極の被処理物に蒸着させるようになる。
【０００６】
これに対して、プラズマ中に存在する「−」イオンは、ターゲットではなく、「＋」電極の被処理物方向に突進し、ようやく堆積した薄膜物質を再びたたき出す再スパッタリング（ｒｅ−ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）現象を引き起こすことになる。
【０００７】
発生したプラズマに磁場を印加すると、プラズマ中の電子にローレンツ力を加えることができ、スパッタターゲットの裏面に付着した磁石の配列形態により、所望のプラズマ密度分布が得られる。これをマグネトロンスパッタリングという。
したがって、マグネトロンスパッタリングは、再スパッタリングが防がれ、プラズマ密度を高めるという長所を有している。
【０００８】
実際的に最も多く応用されている形態は、直径約２〜３インチの丸い円板形のスパッタ用カソードであって、ターゲットの裏面中央に一つの磁極を置き、周囲に反対極を配置し、２つの磁極間に均一な磁場を形成させ、プラズマを作って用いる。
【０００９】
このとき、ターゲット面においてエッチングされるエッチング部分は、ターゲット面と平行に形成される磁場の領域で集中して発生するので、エッチングが起こる。
【００１０】
通常のスパッタ用カソードは、ターゲットのうち、被処理物に対向した部分のみを用いており、被処理物に対向していない部分は用いられず、高価のターゲットの使用率が顕著に低い。
【００１１】
このような問題を解決するため、従来も、ターゲットを回転（移動）させて、ターゲットが使われていない部分を被処理物に対向して位置させ、ターゲットの使用率を高めるための努力があったが、ターゲットを回転する機構構成が複雑であり、工程を連続的に行うことができず、工程時間が長くなるという問題があった。
【００１２】
一方、化学気相蒸着（ＣＶＤ）では、電子素子や導線の形成のための導電膜や絶縁膜を作るために、被処理物が配置された空間にソースガスを投入し、被処理物の表面にソースガスの化学作用により作り出される物質の薄膜を形成することになる。
【００１３】
ＰＥＣＶＤ装置は、被処理物処理の効率を高めるために、プラズマを形成して、薄膜を形成すべきソースの活性度を高める装置である。ところが、従来のＰＥＣＶＤ装置は、プラズマが発生する領域が局限されており、被処理物処理領域も限定されるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、カソードを中心として３６０°の範囲で全方位的にプラズマを発生し、被処理物をプラズマ処理することができるカソードを提供することにある。
本発明の他の目的は、磁石またはターゲットを往復移動させ、ターゲットの使用率を極大化することができるカソードを提供することにある。
本発明のまた他の目的は、磁石または電極保護管を往復移動させ、均一な薄膜を形成することができるカソードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、を備える。
【００１６】
また、前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させることが好ましい。
また、前記磁石を中心しとしてドーナッツ状のプラズマが形成されることが好ましい。
【００１７】
また、前記磁石を往復移動させる移動手段をさらに備えることが好ましいが、このとき、前記移動手段は、前記磁石の厚さと同一のストロークで前記磁石を往復移動させることがさらに好ましい。
【００１８】
本発明は、スパッタリング装置においてプラズマを生成するために設けられるスパッタ用カソードにおいて、伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、内部に前記電極管が取り付けられ、ターゲット物質で形成されるターゲットと、を備える。
また、前記ターゲットを一定に消耗させるために、前記磁石またはターゲットのうちいずれか一つを往復移動させる移動手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
また、前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させることが好ましい。
【００２０】
本発明は、ＰＥＣＶＤ装置においてプラズマを生成するために設けられるＰＥＣＶＤ用カソードにおいて、伝導性材質で形成され、内部が中空である電極管と、前記電極管の内部に複数個設けられ、同じ極同士で対向して配列された磁石と、を備える。
【００２１】
また、前記電極管の外周面を取り囲む電極保護管が設けられ、または電極保護管の代わりに、前記電極管の表面にアルミナ（Ａｌ２О３）コーティング層を形成することが好ましい。
また、均一な薄膜形成のために、前記磁石または電極保護管のうちいずれか一つを往復移動させる移動手段をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
また、前記磁石は、中心に貫通孔が形成され、前記貫通孔を貫通する磁石固定軸により、相互斥力が発生するように配列された磁石を固定させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、カソードを中心としてドーナッツ状（環形）のプラズマを発生させることができる。
【００２４】
したがって、カソードを中心として３６０°の範囲で全方位的にプラズマ処理を行うことができる。これにより、被処理物の形態にかかわらず、カソードを中心として複数の被処理物を放射状に配置した状態で同時に処理することができるのみならず、スパッタリングにおけるターゲットの使用率を極大化することができるという効果がある。
【００２５】
また、電極に複数の磁石を設けているが、斥力が発生するように配列することにより、同一の条件で、表面ガウスを顕著に上昇させることができるという効果がある。このように、表面ガウスが上昇することにより、プラズマ密度が高くなり、特に、高真空雰囲気でもプラズマを生成することができるという長所がある。
また、磁石またはターゲットを往復移動（スキャン）し、被処理物に対してターゲットの使用率を極大化し、均一な薄膜を形成することができる。
また、一つのチェンバにおいて、スパッタリングとＰＥＣＶＤ工程を順次行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施例の全体的構成図
【図２】本発明に係るスパッタ用カソードを示す説明図
【図３】本発明に係るスパッタ用カソードを示す説明図
【図４】本発明に係るスパッタ用カソードを示す説明図
【図５】本発明に係るスパッタ用カソードを示す説明図
【図６】本発明に係るスパッタ用カソードを示す説明図
【図７】本発明に係るスパッタ用カソードにおけるターゲットの消耗した状態を示す縦断面図
【図８】本発明に係る移動手段を示す説明図
【図９】本発明に係る移動手段を示す説明図
【図１０】本発明に係るスパッタ用カソードにおけるターゲットの消耗した状態を示す縦断面図
【図１１】本発明に係るシャッタを示す説明図
【図１２】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１３】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１４】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１５】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１６】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１７】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【図１８】本発明に係るＰＥＣＶＤ用カソードを示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係る実施例の構成及び効果について詳述する。
【００２８】
図１は、本発明の構成を概略的に示す平面図である。これを参照すると、本発明に係る実施例（１）は、被処理物に対して所定のプラズマ処理を行う空間を提供する円筒状のチェンバ４０と、前記チェンバ４０の内部中心に設けられるスパッタ用カソード１０と、前記スパッタ用カソード１０を取り囲むシャッタ８０と、前記チェンバの周縁に複数個設けられるＰＥＣＶＤ用カソード１００と、を備える。
前記チェンバ４０は、真空手段（図示せず）が連結され、工程により真空度を調節する。
【００２９】
図示のように、スパッタ用カソード１０は、全体的に円筒状に形成され、被処理物Ｌは、前記スパッタ用カソード１０を中心として放射状に配置される。被処理物Ｌは、据置台（図示せず）を用いて複数個が据え置きされる。前記被処理物Ｌは、多様な形態であってもよく、均一な処理のために、工程中、チェンバ４０の内部において回転しまたはスキャンすることもできる。
【００３０】
特に、本発明に係る実施例（１）は、被処理物Ｌに対して、一つのチェンバ４０の内部において、スパッタリング工程のみならず、ＰＥＣＶＤ工程をも行うように、チェンバ４０の内部にＰＥＣＶＤ用カソード１００を備えている。
【００３１】
ＰＥＣＶＤ工程の際に、スパッタ用カソード１０に蒸着物質が蒸着することを防ぐために、シャッタ８０が設けられる。前記シャッタ８０は、ＰＥＣＶＤ工程中、スパッタ用カソード１０を覆い隠し、スパッタリング工程時は、前記シャッタ８０が逃げられる構成である。
【００３２】
また、前記ＰＥＣＶＤ用カソード１００を用いてプラズマを発生させ、被処理物の表面を前処理するときは、別途の工程ガスが不要であるが、被処理物の表面に絶縁膜や保護膜等をコートするときは、工程ガスが必要である。工程ガスをチェンバの内部に均一に供給するために、本実施例では、マニホールド１２０が、チェンバの内部に複数個設けられる。前記マニホールド１２０は、円筒状であり、外周面に工程ガスが噴出する噴出口が形成される。
【００３３】
図２は、スパッタ用カソード１０を示す図である。スパッタ用カソード１０は、複数の磁石１１と、磁石固定管１２と、電極管１３と、ターゲット１４と、を備える。
【００３４】
特に、本発明によると、前記複数の磁石１１は、同じ極同士で対向して設置されることが分かる。したがって、組立てが終わった状態で、隣接した磁石同士で斥力が発生するように配列することである。このように配列するのは、磁石１１の表面ガウスを増加させるためのことである。測定の結果、同一の条件で、複数の磁石１１を異なる極同士で対向して配列したときよりも、本実施例のように、同じ極同士で対向して配列したとき、表面ガウスが２倍以上画期的に増加すると測定された。
【００３５】
このように表面ガウスが増加すると、プラズマ密度が高くなるのみならず、特に、高真空雰囲気でプラズマを生成することができるという極めて有利な長所がある。高真空雰囲気では、プラズマの生成が極めて難しいので、本発明のように高真空雰囲気でプラズマが生成できるというのは、いろんな長所を有する。すなわち、スパッタリングにおいて、チェンバの雰囲気が高真空であればあるほど、蒸着速度が速くなり、自由行程距離が長くなるので、被処理物に形成される膜が均一に成膜され、膜質の物性が改善されるというのは、周知の事実である。したがって、本発明のように、磁石を同じ極同士で対向して配列すると、高真空雰囲気でプラズマを生成し、上記した効果を期待することができる。
【００３６】
このように表面ガウスを増加させるために、本発明は、磁石を斥力が発生するように配列するので、磁石固定手段が必要である。本発明に係る磁石固定手段の一例として磁石固定軸がある。
【００３７】
図３及び図４を参照すると、磁石１１は、円柱状に形成されるが、その中心に貫通孔１１ａを形成し、前記貫通孔１１ａを通じて磁石固定軸３１を貫通させる。最後に、前記磁石固定軸３１の端部に締付部材３２であるナットを締め付け、磁石１１を同じ極同士で対向配列して固定する。このように磁石固定軸３１と締付部材３２を用いることにより、磁石１１を、同じ極同士で対向するように容易に配列して固定可能になる。
【００３８】
したがって、前記磁石固定軸３１の端部には、ナット等の締付部材３２を締め付けるようにタップが形成されるのは当然である。さらには、前記磁石固定軸３１の中心には、冷却水が流れる流路１６が形成されてもよい。また、磁石固定軸３１に流路１６を形成せず、磁石の中心に形成された貫通孔１１ａに直接冷却水を供給してもよい。
磁石固定手段の他の例として、磁石固定管がある。
【００３９】
前記磁石固定管（図２の「１２」）は、上下部が開放した管に形成され、複数の磁石１１を挿入した状態で、上部と下部をカバーでシールし、磁石を同じ極同士で対向して固定する。
前記電極管１３は、本実施例では、電源が供給され、プラズマを発生させる構成要素であって、銅またはアルミニウム材質で形成される。
【００４０】
前記ターゲット１４は、軸方向に内部が中空である円筒状に形成され、内部に前記電極管１３と磁石１１を内蔵する。前記ターゲットから物質がたたき出され、被処理物に蒸着されるものである。
【００４１】
図５を参照すると、スパッタ用カソード１０の上部と下部には、冷却水が供給、排出される冷却水供給口lａと冷却水排出口lｂが形成され、これらの間には流路が形成されており、前記磁石固定軸３１の中心に形成された流路１６または貫通孔１１ａに冷却水が流れるものである。また、電源１７が連結される。
【００４２】
この状態で。前記電源１７を供給すると、前記磁石１１の周囲にドーナッツ状のプラズマＰが形成されることが確認される。前記ドーナッツ状のプラズマＰは、磁石１１の数だけ形成される。
【００４３】
図６を参照すると、前記プラズマＰは、環形として立体的に形成されるので、スパッタ用カソード１０を中心として３６０°のスパッタリングが可能であることが分かる。すなわち、スパッタ用カソード１０を中心として被処理物を放射状に配置して、同時に多くの被処理物をスパッタリング工程に付することができる。
【００４４】
また、四角状の被処理物（例えば、ガラス基板）の場合、１対の被処理物を対向して配置し、１対の被処理物を同時にスパッタリング工程に付することができる。
【００４５】
一方、本発明は、磁石の周囲に環形のプラズマを発生させ、スパッタリングを通じて被処理物の表面に対して金属膜等を成膜することができるが、環形のプラズマは、磁石の数だけ発生する。このようにスパッタリング工程を行うと、ターゲット１４ａが一定に消耗せず、縦断面が波状の波形が形成されながら消耗する（図７参照）。すなわち、ターゲットに一定の間隔で円周方向に複数個の溝１４Ｍが形成されるものである。これは、本発明では、環形のプラズマが磁石の数だけ形成され、プラズマが形成される位置のターゲットが主に消耗するからである。
このような現象を考慮して、本発明は、移動手段を備える。
前記移動手段は、磁石またはターゲットのうちいずれか一方が固定された状態で、他方を往復移動させる構成要素である。
【００４６】
図８を参照すると、本発明による移動手段７０の一実施例は、前記ターゲット１４を固定した状態で、磁石１１を上下に往復移動させるものである。前記移動手段７０による前記磁石の移動ストロークは、磁石の厚さｔである。すなわち、磁石の厚さｔに該当する距離だけ前記磁石を上下に往復運動させる。
前記移動手段７０は、モータまたはエアシリンダ等の公知の駆動手段であって、蒸着工程中、磁石１１を上下に一定に往復運動させるものである。
【００４７】
図９は、本発明による移動手段７０の他の実施例を示す図である。図示のように、磁石１１が固定した状態で、ターゲット１４を上下に一定に往復運動させるものである。このため、前記ターゲット１４を把持し、前記移動手段７０に連結する治具７１が設けられる。
【００４８】
このように、スパッタリング中、磁石１１またはターゲット１４をスキャンすると、ターゲット（図１０の「１４ｂ」参照）が全範囲にわたって一定に消耗して均一に用いることができ、これにより、高価のターゲットの使用率が顕著に高くなる（図１０参照）。
【００４９】
図１１は、シャッタ８０を示す図である。ＰＥＣＶＤ工程を行うとき、スパッタ用カソード１０、特に、ターゲット１４に蒸着物質が成膜されることを防ぐためのものである。具体的に、前記シャッタ８０は、チェンバ４０の上部に形成されるリード４１に固定され、上下方向に伸縮するベローズで構成される。これにより、ＣＶＤ工程時は、シャッタ８０が伸長され、スパッタ用カソードを取り囲んで汚染を防ぎ、スパッタリング工程時は、前記シャッタ８０が収縮しながら上昇し、スパッタ用カソード１０をオープンさせる。
【００５０】
本発明に係る実施例は、チェンバの内部に、被処理物への蒸着のためのＰＥＣＶＤ用カソードをさらに備える（図１参照）。
【００５１】
図１２は、ＰＥＣＶＤ用カソードを示す図である。ＰＥＣＶＤ用カソード１００は、磁石１１１と、磁石固定管１１２と、電極管１１３と、電極保護管と、を備える。本実施例では、電極保護管として、クォーツ管（Ｑｕａｒｔｚ−ｐｉｐｅ）１１４を備える。
【００５２】
特に、本発明によると、前記複数の磁石１１１は、同じ極同士で対向して設置されることが分かる。したがって、組立てが終わった状態で、隣接した磁石同士で斥力が発生するように配列する。このように配列するのは、磁石１１の表面ガウスを増加させるためのことである。したがって、蒸着速度が速くなり、自由行程距離が長くなるので、被処理物に形成される膜が均一に成膜され、膜質の物性が改善される。
【００５３】
このように表面ガウスを増加させるために、本発明は、磁石を斥力が発生するように配列するので、磁石固定手段が必要である。本発明に係る磁石固定手段の一例として磁石固定軸がある。
【００５４】
図１３及び図１４を参照すると、磁石１１１は、円柱状に形成されるが、その中心に貫通孔１１１ａを形成し、前記貫通孔１１１ａを通じて磁石固定軸１３１を貫通させる。最後に、前記磁石固定軸１３１の端部に締付部材１３２であるナットを締め付け、磁石１１１を同じ極同士で対向配列して固定する。このように磁石固定軸１３１と締付部材１３２を用いることにより、磁石１１１を、同じ極同士で対向するように容易に配列して固定可能になる。
【００５５】
したがって、前記磁石固定軸１３１の端部には、締付部材１３２を締め付けるようにタップが形成されるのは当然である。さらには、前記磁石固定軸１３１の中心には、冷却水が流れる流路１１６が形成されてもよい。
磁石固定手段の他の例として、磁石固定管がある。
前記電極管１１３は、本実施例では、電源が供給され、プラズマを発生させる構成要素であって、銅またはアルミニウム材質で形成される。
【００５６】
一方、チェンバの内部においてプラズマを発生させ、被処理物Ｌに対してＰＥＣＶＤ工程を実施すると、電極管１１３の表面に物質が付着する。このため、電極管１１３を周期的に洗浄しなければならない。したがって、電極管１１３外側にクォーツ管１１４を施して製造することにより、異物が、電極管１１３ではなく、クォーツ管１１４に付着するようにして電極を保護する構成要素である。もちろん、クォーツ管１１４を排除した構成も可能であり、特に、クォーツ管１１４の代わりに、電極管１１３の表面をアノダイズ処理することにより、異物が付着する問題を解決することもできる。
【００５７】
また、クォーツ管１１４の表面が滑らかであり、膜がついておらず取れてしまい、パーティクルが発生し得る。これを防止するために、クォーツ管１１４を除去し、電極管１１３の表面にアルミナ（Ａｌ２О３）コーティング層を形成することも考えられる。すなわち、銅材質の電極管１１３の表面にアルミナ（Ａｌ２О３）コーティング層を形成すると、電極管の表面が粗くなるので、工程中、付着した膜が取れず、パーティクルが発生しない。
【００５８】
図１５を参照すると、ＰＥＣＶＤ用カソード１００の上部と下部には、冷却水が供給、排出される冷却水供給口lａと冷却水排出口lｂが形成され、これらの間には流路が形成されており、前記磁石固定軸１３１の中心に形成された流路１１６または貫通孔１１１ａに冷却水が流れるものである。また、電源１１７が連結される。
【００５９】
この状態で、前記電源１１７を供給すると、前記磁石１１１の周囲にドーナッツ状（環形）のプラズマＰが形成されることが確認される。前記ドーナッツ状のプラズマＰは、磁石１１１の数だけ形成される。
【００６０】
図１６を参照すると、前記プラズマＰは、環形として立体的に形成されるので、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を中心として３６０°のＰＥＣＶＤ工程が可能であることが分かる。すなわち、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を中心として被処理物を放射状に配置して、同時に多くの被処理物をＰＥＣＶＤ工程に付することができる。
また、四角状の被処理物（例えば、ガラス基板）の場合、１対の被処理物を対向して配置し、１対の被処理物を同時にＰＥＣＶＤ工程に付することができる。
【００６１】
一方、本発明は、磁石を中心として環形のプラズマを発生させ、ＰＥＣＶＤ工程を通じて被処理物の表面に対して絶縁膜や保護膜等を成膜することができるが、環形のプラズマは、磁石の数だけ発生する。このようにＰＥＣＶＤ工程を行うと、クォーツ管１１４の外周面にも物質が成膜され、問題となり得る。若し、クォーツ管１１４のない実施例であれば、電極管１１３の外周面に物質が成膜される。特に、前記蒸着物質は、クォーツ管１１４または電極管１１３に均一に成膜されるものではなく、環形のプラズマＰにより一部の区間が厚く成膜され、クォーツ管１１４には断面が波状である膜が形成される。このように、クォーツ管１１４に蒸着物質が成膜されることも問題であるが、蒸着物質が均一な厚さではなく、断面が波状（波形）をなして成膜されることがさらに大きな問題となる。この場合、被処理物に対する蒸着が不均一になるからである。蒸着物質は、磁石の中心部分においてさらに厚く蒸着され、断面形状が波形に蒸着される。
このような現象を考慮して、本発明は、移動手段を備える。
前記移動手段は、磁石を往復移動する構成要素である。
【００６２】
図１７を参照すると、本発明による移動手段１７０の一実施例は、前記クォーツ管１１４を固定した状態で、磁石１１１を上下にスキャンするものである。すなわち、前記移動手段１７０は、モータまたはエアシリンダ等の公知の駆動手段であって、蒸着工程中、磁石を上下に一定に往復運動させるものである。
【００６３】
図１８は、本発明による移動手段１７０の他の実施例を示す図である。図示のように、磁石１１１が固定した状態で、クォーツ管１１４を上下に一定に往復運動させるものである。このため、前記クォーツ管１１４を把持し、前記移動手段１７０に連結する治具１７１が設けられる。
前記移動手段１７０が磁石１１１またはクォーツ管１１４を往復移動するとき、そのストロークは、磁石１１１の厚さに該当する長さだけ往復運動させる。
【００６４】
このように、ＰＥＣＶＤ工程中、磁石またはクォーツ管１１４を往復移動すると、クォーツ管１１４に蒸着物質が成膜されても、均一な厚さに成膜されることになる。したがって、被処理物のプラズマ処理における均一性が向上する。
以下、本発明に係る実施例の作動状態について説明する。
図１を参照すると、チェンバ４０の内部に被処理物Ｌをロードする。図示のように、被処理物Ｌは、スパッタ用カソード１０を中心として放射状に配置する。
この状態で、先ず、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を用いてプラズマを発生させ、被処理物の表面を前処理する。前処理時は、工程ガスは不要である。
次に、シャッタ８０を逃げさせ、スパッタ用カソード１０を開放し、スパッタ用カソード１０を用いて被処理物Ｌの表面に金属膜をスパッタリングする。
【００６５】
それから、シャッタ８０でスパッタ用カソード１０を覆い隠し、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を用いて金属膜上に保護膜を成膜する。このとき、移動手段（図１７及び図１８の「１７０」）を用いて、磁石１１１またはクォーツ管１１４を上下にスキャンする。また、このとき、マニホールド１２０では、所定の工程ガスを供給するのは当然である。
【００６６】
すなわち、本発明は、スパッタ用カソード１０を中心として３６０°のスパッタリングが可能であるのみならず、ＰＥＣＶＤ工程とスパッタリング工程を一つのチェンバにおいて順次進行することができるようになる。
【００６７】
特に、スパッタ用カソード１０またはＰＥＣＶＤ用カソード１００の磁石１１、１１１を同じ極同士で対向して配列することにより、表面ガウスを顕著に上昇させることができ、これにより、プラズマ密度が高くなり、特に、高真空雰囲気でもプラズマを形成することができるようになる。
あるいは、本発明に係る実施例を他の工程に用いることもできる。
【００６８】
例えば、チェンバの内部に被処理物Ｌをロードしてから、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を用いて、被処理物Ｌの表面にプラズマを発生させて保護膜を形成する。このとき、マニホールド１２０では、所定の工程ガスを供給する。また、スパッタ用カソード１０に蒸着物質が成膜されることを防ぐために、シャッタ８０でスパッタ用カソード１０を覆い隠す。
次に、シャッタ８０を収縮（上昇）させて、スパッタ用カソード１０を開放し、スパッタ用カソード１０を用いて保護膜上に金属膜をスパッタリングする。
【００６９】
それから、またシャッタ８０でスパッタ用カソード１０を覆い隠し、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を用いて金属膜上に保護膜を成膜する順序で工程を行うことができる。
【００７０】
本実施例では、チェンバの内部に、スパッタ用カソード１０を覆い隠し、ＰＥＣＶＤ用カソード１００を全て備えたものを説明しているが、これとは異なり、チェンバの内部に、スパッタ用カソード１０のみを備えてもよく、ＰＥＣＶＤ用カソード１００のみを備えてもよい。いずれの場合も、プラズマをドーナッツ状に形成するので、３６０°範囲で全方位的にプラズマ処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、スパッタリング装置やＰＥＣＶＤ装置において、プラズマを発生させ、膜膜形成やコーティング等の多様な形態で産業上の利用が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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