(57)【要約】【課題】本発明は、ＰＶＤ装置からＣＶＤ装置への膜付着を防止し、ＣＶＤ装置の動作に影響を与えないようにしたＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置を提供すること、及び、当該装置を用いて生産性を高めた成膜方法を提供することである。【解決手段】真空チャンバ１内に基体２とＰＶＤ装置３とＣＶＤ装置４とが配置され、前記基体２に対してＰＶＤ成膜２８とＣＶＤ成膜２７とを行えるようにしたＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置において、前記ＰＶＤ装置３からの蒸発物質が前記ＣＶＤ装置４に付着することを防止する遮蔽装置９が設けられた。【選択図】      図１
2004190082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に基体とＰＶＤ装置とＣＶＤ装置とが配置され、前記基体に対してＰＶＤ成膜とＣＶＤ成膜とを行えるようにしたＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置において、
前記ＰＶＤ装置からの蒸発物質が前記ＣＶＤ装置に付着することを防止する遮蔽装置が設けられたことを特徴とするＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項２】
前記ＣＶＤ装置は、内部に放電室を形成したホロカソードと、該ホロカソードを覆うアノードと、前記放電室にガスを供給するガス供給手段と、前記放電室で生じたプラズマを前記真空チャンバに放出すべく前記ホロカソードとアノードとを貫通して設けられたプラズマ引出口とを備えたプラズマ源を有し、
前記遮蔽装置は、前記プラズマ引出口以外において前記ホロカソードを覆う遮蔽物を有することを特徴とする請求項１記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項３】
前記遮蔽物は金属製とされていることを特徴とする請求項２記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項４】
前記プラズマ引出口が同一側に位置するように前記ホロカソードの複数個が一列に並べられていることを特徴とする請求項２又は３記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項５】
前記プラズマ引出口が同一側に位置するように前記ホロカソードの複数個が縦横に並べられていることを特徴とする請求項２又は３記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項６】
前記遮蔽物は前記真空チャンバと同電位にされていることを特徴とする請求項３記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項７】
前記遮蔽装置は、前記ＰＶＤ装置と前記ＣＶＤ装置との間に配置された介在物を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項８】
前記ホロカソードは、ＲＦ電源に接続されていることを特徴とする請求項２〜７の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項９】
前記ガス供給手段は、前記ＰＶＤ装置による成膜時に使用されるガスを供給可能としていることを特徴とする請求項２〜８の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項１０】
前記真空チャンバに、ＰＶＤ装置用の高真空排気系と、ＣＶＤ装置用の低真空排気系の２系統を有する排気装置が接続されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置を用いた成膜方法であって、
ＣＶＤ装置により基体を前処理した後、ＰＶＤ装置により成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項１２】
前記前処理は、前記基体の表面のボンバードであることを特徴とする請求項１１記載の成膜方法。
【請求項１３】
前記前処理は、Ｓｉ系有機金属による下地膜を形成するものであることを特徴とする請求項１１記載の成膜方法。
【請求項１４】
前記ＰＶＤ装置による成膜は、ＤＬＣであることを特徴とする請求項１３記載の成膜方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０の何れか一つに記載のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置を用いた成膜方法であって、
ＰＶＤ装置により成膜した後、ＣＶＤ装置により成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項１６】
前記ＰＶＤ装置により成膜される膜は、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃの単体或いはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１５記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタリング法（以下、ＵＢＭＳ（ＵｎＢａｌａｎｃｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）という）やアークイオンプレーティング法（以下、ＡＩＰ（Ａｒｃ  Ｉｏｎ  Ｐｌａｔｉｎｇ）や真空蒸着法に代表される物理的気相成膜法（以下、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）という）と、化学的気相成膜法（以下、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）という）の融合において生産性をたかめるようにしたものである。
【０００２】
即ち、本発明は、ＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置及び当該装置を用いた成膜方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
表面改質技術に係わるものとして、ＰＶＤ装置やＣＶＤ装置はよく知られている。
前記ＰＶＤ装置として、例えば、特開２００２−８８４６５号公報に記載のものが公知である。
前記ＣＶＤ装置として、例えば、ヨーロッパ公開特許公報ＥＰ０８８１８６５Ａ２に記載のものが公知である。
【０００４】
またＰＶＤとＣＶＤの両装置を一つの真空チャンバ内に配置したものとして、例えば、特許第２９８００５８号公報や特開平１０−２０３８９６号公報に記載のものが公知である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８８４６５号公報
【特許文献２】欧州特許庁発行ＥＰ０８８１８６５Ａ２公報
【特許文献３】特許第２９８００５８号公報
【特許文献４】特開平１０−２０３８９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＶＤとＣＶＤの両装置を一つの真空チャンバ内に配置したものにおいては、ＰＶＤ装置の蒸発源からの蒸発物質が、ＣＶＤ装置に付着し、放電が不安定になり、プロセスが安定しなくなるという問題があった。そして、ＣＶＤ装置に付着した膜を定期的に除去しなければならないので、生産性に劣るという問題があった
そこで、本発明は、ＰＶＤ装置からＣＶＤ装置への膜付着を防止し、ＣＶＤ装置の動作に影響を与えないようにしたＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置を提供すること、及び、当該装置を用いて生産性を高めた成膜方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴とするところは、真空チャンバ内に基体とＰＶＤ装置とＣＶＤ装置とが配置され、前記基体に対してＰＶＤ成膜とＣＶＤ成膜とを行えるようにしたＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置において、前記ＰＶＤ装置からの蒸発物質が前記ＣＶＤ装置に付着することを防止する遮蔽装置が設けられた点にある。
このように遮蔽装置を設けることにより、ＰＶＤ装置からの蒸発物のＣＶＤ装置への付着が防止され、ＣＶＤ装置の動作の安定が維持できる。
【０００８】
前記ＣＶＤ装置は、内部に放電室を形成したホロカソード（Ｈｏｌｌｏｗ  Ｃａｔｈｏｄｅ）と、該ホロカソードを覆うアノードと、前記放電室にガスを供給するガス供給手段と、前記放電室で生じたプラズマを前記真空チャンバに放出すべく前記ホロカソードとアノードとを貫通して設けられたプラズマ引出口とを備えたプラズマ源（以下、このプラズマ源をＨＣＤ（Ｈｏｌｌｏｗ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ということがある）を有し、前記遮蔽装置は、前記プラズマ引出口以外において前記ホロカソードを覆う遮蔽物を有するのが好ましい。
【０００９】
このようにプラズマ源を覆う遮蔽物を設けることにより、プラズマ源には蒸発物質は付着せず、遮蔽物表面に付着するので、付着物除去のメンテナンスが容易になる。
前記遮蔽物は金属製とされるのが好ましい。遮蔽物を金属にすることで、遮蔽物の電位を制御できる。遮蔽物の電位を確定することで、プロセスが安定する。そして、不要な帯電を防ぐことができ、マイクロアークなどの発生を抑制できる。
【００１０】
前記プラズマ引出口が同一側に位置するように前記ホロカソードの複数個が一列に並べられているのが好ましい。
この構成においては、プラズマ引出口からホロカソードプラズマジェットが噴出され、このホロカソードプラズマジェットを一列に並べることになり、任意の長さのライン状プラズマジェットを形成することができる。各プラズマジェットの強度が等しいので、ライン状プラズマの長手方向の分布が極めて均一になる。インラインやロールコータのような移動処理をする構成において、処理の均一性が高くできる。
【００１１】
また、前記プラズマ引出口が同一側に位置するように前記ホロカソードの複数個を縦横に並べることができる。このように、同じ強さを持つホロカソードプラズマジェットを二次元平面状に配置することで、任意の面積を持つプラズマを形成することができる。
前記遮蔽物は前記真空チャンバと同電位にされているのが好ましい。このような構成を採用することにより、チャンバ壁との間の電気の授受を抑制することができ、プロセスが安定する。
【００１２】
前記遮蔽装置は、前記ＰＶＤ装置と前記ＣＶＤ装置との間に配置された介在物を有するのが好ましい。
前記遮蔽物だけでもプラズマ源への膜付着を防ぐことができるが、両装置間に介在物を設けることで、メンテナンスがさらに容易になる。従って、この介在物は取り外しが容易なものが好ましい。
前記ホロカソードは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源に接続されているのが好ましい。ＲＦとは、一般には１３．５６ＭＨｚ近傍の周波数の電力のことを示すが、１〜１００ＭＨｚの範囲であれば同じ効果が期待できる。
【００１３】
前記ガス供給手段は、前記ＰＶＤ装置による成膜時に使用されるガスを供給可能としているのが好ましい。ＰＶＤでは、窒素やアルゴンなどのガスを用いることがあるが、これを事前にプラズマ源で活性化してからチャンバへ供給することで、ＰＶＤ成膜の速度や膜質を制御することができるようになる。
前記真空チャンバに、ＰＶＤ装置用の高真空排気系と、ＣＶＤ装置用の低真空排気系の２系統を有する排気装置が接続されているのが好ましい。ＰＶＤとＣＶＤのプロセス圧力が異なるため、両者のプロセスを同じ排気系を用いる場合、広い圧力範囲を持った排気系が必要になる。そこで本発明のように２系統の排気装置とすることにより、例えばＰＶＤ用には高真空用のターボポンプ、ＣＶＤでは油回転ポンプやドライポンプを用意することで、それぞれのポンプに要求される圧力範囲を狭くすることができ、ポンプの選定が容易になり、コストが削減できる。
【００１４】
前記構成のＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置を用いた成膜方法の特徴とするところは、ＣＶＤ装置により基体を前処理した後、ＰＶＤ装置により成膜する点にある。このような方法を採用することにより、ＰＶＤ装置による成膜の密着性を改善することができる。
前記前処理は、前記基体の表面のボンバードであるのが好ましい。ＡＩＰやＵＢＭＳなどでは、成膜前の基体に高電圧で加速したアルゴンや窒素や金属のイオンを衝突させ、表面を清浄化して密着力を向上するプロセスが実施されている。一般には数百ボルトの電圧を基体に印加する。このイオンボンバードのイオン源として、プラズマ源を使うことで、ボンバードでのイオン密度を向上することができ、ボンバード処理時間を短縮できるほか、ボンバードの電圧を小さくすることができるので、ボンバードで生じる表面ダメージを減少させることができる。
【００１５】
前記前処理は、Ｓｉ系有機金属による下地膜を形成するものであるのが好ましい。この場合、プラズマ源に酸素或いはアルゴンを供給し、チャンバにＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）やＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）やＴＭＳ（テトラメチルシラン）などのＳｉ系有機金属を供給することで、有機ＳｉＯｘ膜が成膜できる。有機ＳｉＯｘは、金属や樹脂基体上に低温で成膜できるし、形状追従性の良い下地膜としても使用することができる。
前記ＰＶＤ装置による成膜は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ：硬質炭素膜）であるのが好ましい。下地膜をＣＶＤのＳｉＯｘとして、その上にＤＬＣを成膜することで、下地膜をＰＶＤで成膜するよりも低温で成膜することができる。
【００１６】
本発明においては、ＰＶＤ装置により成膜した後、ＣＶＤ装置により成膜することができる。このようにすることにより、ＣＶＤでは成膜が難しい膜をＰＶＤで下地成膜し、その上にＣＶＤで高速成膜することができる。
前記ＰＶＤ装置により成膜される膜は、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃの単体或いはこれらの混合物であるのが好ましい。ＤＬＣは中間層にＷ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃの単体或いはこれらの混合物を用いると密着力が得られることが知られているが、これらの膜をＣＶＤで成膜することは難しいが、本発明では、ＰＶＤで容易に成膜することができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１の（ａ）は、本発明に係るＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の概略構成図であり、同（ｂ）は、そのＣＶＤ装置の原理図である。
ＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置は、真空チャンバ１を有する。この真空チャンバ１内に基体２とＰＶＤ装置３とＣＶＤ装置４とが配置されている。前記チャンバ１には、排気口５が設けられ、該排気口５に排気装置６が接続されている。
【００１８】
この排気装置６は、ＰＶＤ装置３用の高真空排気系７と、ＣＶＤ装置４用の低真空排気系８の２系統を有するものとされている。
前記ＣＶＤ装置４には、前記ＰＶＤ装置３からの蒸発物質が該ＣＶＤ装置４に付着することを防止する遮蔽装置９が設けられている。
前記ＰＶＤ装置３の形式は、ＵＢＭＳやＡＩＰなど特に限定されないが、蒸発源１０を有している。ＵＢＭＳやＡＩＰ等では、この蒸発源１０はターゲットと呼ばれる。蒸発源１０には図示省略のスパッタ用電源などが接続されている。この蒸発源１０から蒸発した粒子が、基体２表面に付着して薄膜が形成される。
【００１９】
前記ＣＶＤ装置４は、プラズマ源１１を有する。このプラズマ源１１は、図１（ｂ）に示すように、内部に放電室１２を形成したホロカソード１３と、該ホロカソード１３を覆うアノード１４と、前記放電室１２にガスを供給するガス供給手段１５とを有する。前記ホロカソード１３とアノード１４とには、両者を貫通するプラズマ引出口１６が形成され、前記放電室１２で生じたプラズマを前記真空チャンバ１内に放出するように構成されている。
前記ホロカソード１３とアノード１４はアルミニウム製であり、アノード１４は接地され、カソード１３には１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源１７が接続されている。
【００２０】
前記ガス供給手段１５は、アルゴンなどの放電ガスを放電室１２内へ供給する。放電室１２内では、負に帯電した電子の閉じこめ効果が生じ、電離・イオン化が促進され、極めて高密度のプラズマが発生する。このプラズマは新たに供給される放電ガス（ディスチャージガス）により、前記引出口１６からプラズマジェット１８として真空チャンバ１内へ放出される。
前記真空チャンバ１には、前記放電ガスとは別のＨＭＤＳＯなどのプロセスガスを供給する供給管１９が設けられている。
【００２１】
この供給管１９を別途設けることなく、前記ガス供給手段１５からプロセスガスを供給するようにすることもできる。
なお、このプロセスガスは、ＣＶＤ装置４において使用するものに限らず、ＰＶＤ装置３による成膜時に使用されるガスを供給可能とすることもできる。
図１（ａ）に示すように、前記遮蔽装置９は、前記プラズマ引出口１６以外において前記プラズマ源１１を覆う遮蔽物２０により構成されている。
前記遮蔽物２０は金属製とされている。そして前記遮蔽物２０は前記真空チャンバ１と同電位にされている。この遮蔽物２０は、プラズマ源１１に対して着脱自在な構造とするのがよい。
【００２２】
なお、前記遮蔽物２０は、アノード１４を被覆するのみならず、真空チャンバ１内に露出するガス供給手段１５等も覆い、ＲＦ電源１７とカソード１３を接続する電極２１に対しては絶縁体２２を介して被覆している。
このような構成とすることで、蒸発源１０からの付着物は遮蔽物２０に付着するのみで、プラズマ源１１に付着しにくくなる。プラズマ源１１に異物が付着しにくいことから、ホロカソード１３の放電が安定する。
プラズマ引出口１６から付着物の一部がホロカソード１３側に入ってくることが懸念されるが、ガス供給手段１５からのディスチャージガスの量を十分な量にしておけば、プラズマ引出口１６では、ホロカソードからチャンバーに向かって非常に速い速度の流れが発生するため、プラズマ引出口１６を通じてホロカソード１３側に入ろうとする異物は、上記流れに押し流されて、カソード１３内部には進入し難くなる。遮蔽物２０に設けられたプラズマ引出口の開口を小さくするほど、流速が速くなるため、異物の進入防止効果が高くなる。
【００２３】
遮蔽物２０を金属にすることにより遮蔽物２０の電位を制御できる。遮蔽物２０の電位を確定することで、プロセスが安定する。不要な帯電を防ぐことができ、マイクロアークなどの発生を抑制できる。
なお、メンテナンスは、遮蔽物２０に付着した膜を除去するだけでよい。
図２に示すものは、本発明の他の実施の形態であり、プラズマ源１１の形式が前記のものとは異なる。その他の構成は同じである。
このプラズマ源１１においては、プラズマ引出口１６が同一側に位置するようにホロカソード１３の複数個が一列に並べられているる。そして、これら一列配置のホロカソード１３を覆うようにアノード１４が設けられている。そして、このプラズマ源１１は、遮蔽物２０により覆われている。
【００２４】
この実施の形態によれば、同じ強さを持つホロカソードプラズマジェット１８を一列に並べることで、任意の長さのライン状プラズマを形成できる。各プラズマジェット１８の強度が等しいので、ライン状プラズマの長手方向分布が極めて均一になる。
この実施の形態は、基体２の取り付けに自公転テーブルを用いたバッチタイプのプロセスや、シートを搬送するインラインタイプ（特開２００２−２９４４５８号公報参照）やロールコートタイプにおいて、均一性の高いプラズマ処理が可能となる。図２においては、基体２を紙面水平の軸を中心に回転させるなど、紙面に対して手前から奥に移動するようなプロセスに適する。
【００２５】
また図示は省略するが、前記プラズマ源１１を、プラズマ引出口１６が同一側に位置するように、前記ホロカソード１３の複数個を縦横に並べたものとすることができる。
このように、同じ強さを持つホロカソードプラズマジェットを二次元平面状に配置することで、任意の面積を持つプラズマを形成することができる。この二次元配置形式のプラズマ源は、バッチタイプの装置に有用であり、基体の形状に合わせたホロカソードプラズマの配置とすることができる。
【００２６】
図３に示すものは、本発明の他の実施の形態であり、前記遮蔽装置９は、前記ＰＶＤ装置３の蒸発源１０と、前記ＣＶＤ装置４のプラズマ源１１との間に配置された介在物２３を有するものとされている。この介在物２３は、蒸発源１０から飛来する成膜材料がプラズマ源１１に付着することを防止するものである。この介在物２３は、自動や手動による可動式とするのがよい。また、着脱自在な構造とすることができる。
図４に示すものは、前記介在物２３の他の例である。真空チャンバ１内には、基体２を載置する回転テーブル２４が回動自在に設けられ、この回転テーブル２４の中心に、円筒体からなる介在物２３が設けられている。この介在物２３を介した左右両側にＰＶＤ装置３とＣＶＤ装置４とが配置されている。
【００２７】
この回転テーブル２４を回転させながら成膜しても良く、又、図のような状態で停止させて成膜しても良い。
図４の状態において、テーブル２４を回転させることで、蒸発源１０による処理とプラズマ源１１による処理を連続的に、或いは間欠的に実施することが可能になる。回転テーブル２４を高速に回転すれば、蒸発源１０とプラズマ源１１による処理を緻密に繰り返し連続処理することができる。
図４に示す状態では、プラズマ源１１は円筒状の介在物２３によって蒸発源１０から遮断され、蒸発源１０を直視できない位置に設置されているので、蒸発源１０より飛散した成膜材料は、ほぼ直進的に進むので、介在物２３の影に位置しているプラズマ源１１に成膜材料が付着することを防ぐことができる。
【００２８】
この場合、基体２は、図に示すＡ、Ｂのように配置しても良く、又は円周上に連続して配置しても良く、さらに連続した円筒状であっても良い。
図５に示すものは、介在物２３の他の例であり、介在物２３は、回転テーブル２４の中心にされた円筒体２５と、該円筒体２５の両側に設けられた遮蔽板２６とから構成されている。この介在物２３により真空チャンバは二つの部屋に仕切られている。
一般に蒸発源１０を用いたＰＶＤプロセスは、１Ｐａ以下の低圧の領域で実施される。一方、ホロカソードプラズマ源１１では、１Ｐａ以上の比較的高い圧力、好ましくは１０Ｐａ以上の真空下でプロセスが行われる。従って、同じチャンバ１に蒸発源１０とＨＣＤプラズマ源１１を取り付けると、同時に動作させることが難しい場合が生じる。
【００２９】
これを回避するために、チャンバ１内に図５に示すような介在物２３を設け、それぞれの圧力を独立に制御できるようにする。従って、介在物２３はチャンバ内を密閉状に区画するものとされている。なお、この介在物２３は、回転テーブル２４を回転させるとき、回転に支障のないように待避できる構造とされている。
前記構成によれば、蒸発源１０は低い圧力で、プラズマ源１１は高い圧力で動作させることが可能となり、プロセス条件設定の範囲を大きくすることができる。
【００３０】
この実施の形態においては、排気口５を各区画室毎に設けるのがよい。そして、ＰＶＤ装置３に対しては、高真空排気系の排気装置を接続し、ＣＶＤ装置４に対しては、低真空排気系の排気装置を接続するのが好ましい。
この装置は、円筒状の基体２または円筒に巻き付けたシート状の基体２に適するものである。
図６に示すものは、介在物２３の他の実施の形態である。これまでの例は、介在物２３として、蒸発源１０とプラズマ源１１以外の要素を追加するものとしたが、蒸発源１０自体を介在物としたものである。
【００３１】
すなわち、蒸発源１０は、その表面から蒸発粒子が飛び出すが、表面の裏側は、蒸発源（ターゲット）１０を固定する支持材で構成されていることが多い。このような場合、蒸発源１０の裏側には蒸発粒子が飛散することは少ない。このことは言い換えれば、蒸発源１０の裏側の支持材が介在物２３になって裏側に飛散しないものと考えられる。
この場合、蒸発源１０の裏側の蒸発面が見えない位置に、プラズマ源１１を設置することで、プラズマ源１１に蒸発源１０からの蒸発粒子が付着するのを防ぐことができる。
【００３２】
次に前記装置を用いた成膜方法につき説明する。
図７に示すように本発明によれば、ＣＶＤ装置４により基体２にＣＶＤ膜２７を形成し、その後、ＰＶＤ装置３によりＰＶＤ膜２８を成膜する。
具体的には、まず、ＣＶＤ装置４により前処理を行う。このような前処理を実施することで、蒸発源１０で成膜する膜２８の密着性を改善する効果がある。
前記前処理は、前記基体２の表面のボンバードである。
一般にＰＶＤ装置３による成膜では、成膜前の基板２に高電圧で加速したアルゴンや窒素や金属イオンを衝突させ、表面を清浄化して密着力を向上させるボンバードと呼ばれるプロセスが実施されている。通常は数百ボルトの電圧を基体２に印加する。
【００３３】
本発明においては、このイオンボンバードのイオン源として、プラズマ源１１を使うことでボンバードでのイオン密度を向上することができ、ボンバード処理時間を短縮できるほか、ボンバードの電圧を小さくすることができるので、ボンバードで生じる表面欠陥を減少させることができる。
前記前処理は、Ｓｉ系有機金属による下地膜２７を形成するものとすることができる。
プロセスの初期段階においては、プラズマ源１１を用いたＣＶＤプロセスで成膜し、成膜の途中から蒸発源１０でＰＶＤ成膜することで、表面はＰＶＤ膜２８、深層はＣＶＤ膜２７といった積層膜を形成することが可能である。
【００３４】
具体的には、プラズマ源１１にガス供給手段１５により酸素或いはアルゴンを供給し、チャンバ１に供給管１９を介してＨＭＤＳＯやＴＥＯＳやＴＭＳ等のＳｉ系有機金属を供給することで、有機ＳｉＯｘ膜２７が形成できる。有機ＳｉＯｘは金属や樹脂基体２上に低温で成膜でき、熱に弱い基体用の下地膜としても利用できるし、形状追従性の良い下地膜として使用することもできる。ここでは有機ＳｉＯｘを示したが、メタンやアセチレンで成膜可能なＤＬＣでも同様の効果が得られる。
【００３５】
このＣＶＤ装置４による下地膜２７の上に、ＡＩＰやＵＢＭに代表されるＰＶＤ装置３で成膜する。
ＰＶＤ装置３では膜組成の制御が容易であり、非常に硬度の高い膜が得られることが知られている。このように表面をＰＶＤ膜２８とすることで、膜の表面硬さを高く保つことができる。
本発明によれば、このようにＣＶＤの高生産性とＰＶＤの膜質を両得することができる。
【００３６】
前記ＰＶＤ装置３による成膜２８は、ＤＬＣとすることができる。
下地膜２７をＣＶＤのＳｉＯｘとして、その上にＤＬＣ２８を成膜することで、下地膜をＰＶＤで成膜するよりも基体２に与える熱エネルギが小さい条件下で成膜することができる。
図８に示すように、本発明では、前記とは逆に、ＰＶＤ装置３により成膜した後、ＣＶＤ装置４により成膜することもできる。この方法では、高速のＣＶＤ膜２７の密着性をあげることができる。
【００３７】
例として、ＤＣＬの成膜を挙げる。一般に膜の密着力を向上する目的で、中間層と呼ばれる一種のバインダ層を基体と膜との間に形成する方法が知られている。特にＤＬＣの成膜においては、金属を基体上に成膜して、その上に所望のＤＬＣまたはＤＬＣと金属との混合組成の膜を形成することが知られている。
ＤＬＣ自体はプラズマ源によるＣＶＤでも成膜できるが、この金属系の中間層の形成には、ＣＶＤは難点がある。これは、原子番号の大きな金属系元素を含む蒸気圧の高い原料が工業的に生産されていないことや、ＣＶＤ反応によって不純物が混入してしまい、組成制御が難しいことにある。
【００３８】
そこで、本発明では、ＣＶＤが苦手とする金属系の中間層をＰＶＤで成膜した後、ＣＶＤで高速成膜するのである。
まず、ＡＩＰやＵＢＭＳのＰＶＤ装置３により、薄い金属膜２８を中間層として成膜する。その後、プラズマ源１１を用いて、ＤＬＣを成膜２７する。ＤＬＣの成膜には、メタンやアセチレンが原料ガスとして用いられる。
ここではＣＶＤの膜２７の例としてＤＬＣの成膜を挙げているが、Ｔｉやシリコン系の酸化膜や窒化膜についても同様の方法が使える。
【００３９】
前記ＰＶＤ装置３により成膜される中間層の膜２８は、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃの単体或いはこれらの混合物である。中間層にＷ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃの単体或いはこれらの混合物を用いると、ＤＬＣの密着力が高くなることが知られており、金属中間層をＰＶＤで、表面のＤＬＣを高速のＣＶＤで成膜することで、生産性の高いプロセスとなる。
なお、プラズマ源１１の処理として、ＰＶＤで成膜したＤＬＣを、同じチャンバ１や治具を用いて除膜することができる。また、ＰＶＤ処理で治具やチャンバ１に付着したＤＬＣ膜も除膜することができ、チャンバ内部のクリーニングを簡便にすることができる。
【００４０】
図９に示すように、本発明では、ＰＶＤ装置３の蒸発源による成膜時に使用するガスを、ＣＶＤ装置４のガス供給手段１５より供給することができる。
蒸発源１０による成膜のとき、例えば、ＡＩＰやＵＢＭＳでは、アルゴンや窒素などの不活性ガス中で放電させるが、一般にこれらプロセスガスは特に活性化処理をすることなくチャンバ１内に供給することが多い。
この発明では、あらかじめガスをプラズマ源１１で活性化させてチャンバ１に供給することで、チャンバ１内はエネルギを高められたプロセスガスにより、ＡＩＰやＵＢＭＳのアーク放電やグロー放電を容易に開始させることができるなど、制御性を高めることができる。
【００４１】
また、ＡＩＰやＵＢＭＳの放電プラズマを強化する働きももち、成膜レート、成膜品質を制御できる効果がある。なお、この図９の装置においても、図示省略されているが、遮蔽装置は設けられている。
尚、本発明においては、図１（ａ）に示すように、排気装置６として蒸発源用排気系７とプラズマ源用排気系８の２系統が用意されている。これは、蒸発源１０を使用しているときと、プラズマ源１１を使用しているときとでは、プロセス圧力、排気速度などのプロセス条件に違いがあるので、それぞれに適合した排気系を専用とするためである。
【００４２】
表１にプラズマ源１１と蒸発源１０それぞれを使うとき、排気系に要求される項目を挙げた。
【００４３】
【表１】
2004190082.tif 000003
【００４４】
プラズマ源１１は蒸発源１０に比べて高い圧力領域で作動し、使用するガスも腐食性のものを使用する場合もあり、また排気中に含まれるダストも大量に発生する。従って、蒸発源使用時と同じ排気系を用いると、圧力の制御が難しくなり、メンテナンスが大変になったりする。従って、蒸発源１０とプラズマ源１１それぞれに専用の排気系を用意するのが望ましい。
排気系は、図１（ａ）に示すように、チャンバに一つの排気口を設け、排気系を２系統に分岐するものでも良いし、真空チャンバから直接二つの排気口を設けるものであっても良い。
【００４５】
尚、本発明は、前記実施の形態に示すものに限定されるものではなく、遮蔽装置は、遮蔽物と介在物の両方を有するものであっても良い。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ＰＶＤ装置からＣＶＤ装置への膜付着を防止し、ＣＶＤ装置の動作に影響を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図であり、同図（ａ）はその全体図、同図（ｂ）はＣＶＤ装置の原理を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の他の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態を示すＰＶＤ・ＣＶＤ両用成膜装置の構成図である。
【図７】図７は、本発明の一つの方法により成膜した成膜の断面図である。
【図８】図８は、本発明の他の方法により成膜した成膜の断面図である。
【図９】図９は、本発明装置の一使用方法を示す構成図である。
【符号の説明】
１  真空チャンバ
２  基体
３  ＰＶＤ装置
４  ＣＶＤ装置
６  排気装置
７  高真空排気系
８  低真空排気系
９  遮蔽装置
１１  プラズマ源
１２  放電室
１３  ホロカソード
１４  アノード
１５  ガス供給手段
１６  プラズマ引出口
１７  ＲＦ電源
２０  遮蔽物
２３  介在物
２７  ＣＶＤ膜
２８  ＰＶＤ膜
【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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