(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着原料と永久磁石を有するハースが配置されるとともに前記ハースと対向する基板が配置される成膜室と、前記成膜室にプラズマを導入するホローカソード型プラズマガンと、前記プラズマガンを包囲する集束コイルとを備えた真空成膜装置において、前記ハースの蒸着原料から前記基板に向かって蒸着材料が移動する成膜領域と前記プラズマガンが取付けられる成膜室の側壁のプラズマ導入口よりも前記基板側の壁部との間の空間部に、前記プラズマガンが取付けられる成膜室の壁部に向かって開口した断面溝形に形成された磁性材からなる磁場偏向板を配置したことを特徴とする真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力勾配型プラズマガン等のホローカソード型プラズマガンを用いた真空成膜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５および６に示すホローカソード型プラズマガンを備えた真空成膜装置１０Ａおよび１０Ｂが公知である。
真空成膜装置１０Ａは、成膜空間を形成する成膜室１１、その側部に取付けられたホローカソード型プラズマガン１２およびこのプラズマガン１２を包囲する環状の集束コイル１３を備えている。また、成膜室１１の下部には、蒸着原料を上部凹所に収め、下部に永久磁石を内蔵したハース１４が配置され、成膜室１１の上部には基板１５が水平に、かつ垂直軸を中心として回転可能に保持されている。そして、ホローカソード型プラズマガン１２により生成された円柱状のプラズマ１６は集束コイル１３により発生させた磁場の作用下で成膜室１１の側部のプラズマ導入口１７から室内に導入され、前記永久磁石の作用で曲げられ、ハース１４に収められた前記蒸着原料上に集中する。この結果、前記蒸着材料が蒸発し、上方の基板１５に向かって広がりつつ上昇して、即ち図５中二点鎖線で示す成膜領域１８を経て、基板１５上に蒸着し、薄膜が形成される。
【０００３】
一方、真空成膜装置１０Ｂは、成膜室１１の上方に、開口部１９により成膜室１１内に連通し、基板１５を一方向に横移動させる移送空間２０を有するとともに、垂直軸を中心として回転可能に設けられたハース１４とプラズマ導入口１７の出口部の近傍にプラズマ１６を挟むように上下に適宜間隔で配設されたシート化磁石２１とを有している。また、図示しない前記永久磁石は、この真空成膜装置１０Ｂでは、ハース１４の下方の定位置に配置されている。これらの点を除き、真空成膜装置１０Ｂは図５に示す真空成膜装置１０Ａとは実質的に同一であり、この両者の互いに対応する部分については、同一番号を付してある。
【０００４】
そして、この真空成膜装置１０Ｂでは、プラズマガン１２により生成された円柱状のプラズマ１６は集束コイル１３により発生させた磁場の作用下で成膜室１１の側部のプラズマ導入口１７から室内に導入され、さらにシート化磁石２１によりシート状に変形される。このシート化されたプラズマ１６は、回転するハース１４上の蒸着原料上に導かれ、この蒸着原料を満遍なく均一に蒸発させ、前記同様基板１５上に蒸着し、薄膜が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した真空成膜装置１０Ａおよび１０Ｂでは、プラズマ１６を集束させて成膜室１１に導入するために集束コイル１３が設けられており、この集束コイル１３を流れる電流の周囲には図５および６において一点鎖線の楕円で示すように磁場が発生する。垂直断面で見た場合、プラズマガン１２の下方に形成される磁場の他に、ブラズマガン１２の上方にも磁場が形成される。このため、プラズマガン１２にて生成されたプラズマ１６の一部は、前記上方の磁場に引付けられて、基板１５の方に向きを変えられる。この結果、この向きを変えられたプラズマからの輻射熱により基板１５が異常加熱され、基板１５の割れ或いは反りが発生し、正常な成膜処理ができないという問題が生じていた。
本発明は、斯る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、プラズマからの輻射熱による基板への影響をなくし、良好な成膜処理を可能とした真空成膜装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、蒸着原料と永久磁石を有するハースが配置されるとともに前記ハースと対向する基板が配置される成膜室と、前記成膜室にプラズマを導入するホローカソード型プラズマガンと、前記プラズマガンを包囲する集束コイルとを備えた真空成膜装置において、前記ハースの蒸着原料から前記基板に向かって蒸着材料が移動する成膜領域と前記プラズマガンが取付けられる成膜室の側壁のプラズマ導入口よりも前記基板側の壁部との間の空間部に、前記プラズマガンが取付けられる成膜室の壁部に向かって開口した断面溝形に形成された磁性材からなる磁場偏向板を配置した構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１および２は、本発明の第一実施形態に係る真空成膜装置１Ａを示し、図５に示す真空成膜装置１０Ａとは、新たに磁場偏向板２を設けた点を除き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分については同一番号を付して説明を省略する。
磁場偏向板２は、成膜領域１８とホローカソード型プラズマガン１２が取付けられる成膜室１１の側壁におけるプラズマ導入口１７の上方の壁部３との間の空間部４に配置され、SUS430のような磁性材により、壁部３に向かって開口した断面略コ字形状の溝形に形成されている。
【０００９】
このように、磁場偏向板２を設けることにより、プラズマガン１２の上方の集束コイル１３による磁場の広がりが制限され、この磁場偏向板２に達した磁力線は磁場偏向板２により向きを変え、この内部に集中的に形成されるようになる。したがって、プラズマ１６の一部がプラズマガン１２の上方の磁場により基板１５側に向きを変えられることもなくなり、その輻射熱による基板１５の異常加熱およびこれによる基板１５の割れおよび反りが解消される。しかも、磁場偏向板２は成膜領域１８と干渉することのない位置に設けられているため、蒸着原料の基板１５上への蒸着は阻害されることはなく、良好な成膜処理がなされるようになっている。
【００１０】
図３は、磁場偏向板２の形状を図２に示ように断面略コ字形に代えて、断面Ｕ字形にした場合の磁場の状態を示したもので、真空成膜装置１Ａにこの断面Ｕ字形の磁場偏向板２を用いても前述したのと同様の磁場偏向作用が生じ、良好な成膜処理がなされるようになる。
【００１１】
図４は、本発明の第二実施形態に係る真空成膜装置１Ｂを示し、図６に示す真空成膜装置１０Ｂとは、新たに磁場偏向板２を設けた点を除き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分については同一番号を付して説明を省略する。
この磁場偏向板２も、前記同様、成膜室１１へのプラズマ導入口７の上方に延びる成膜室１１の壁部３と成膜領域１８との間の空間部４に配置され、SUS430のような磁性材により、壁部３に向かって開口した断面略コ字形状の溝形に形成されている。
【００１２】
そして、前記同様、磁場偏向板２により、プラズマ１６の一部がプラズマガン１２の上方の磁場により基板１５側に向きを変えられるのを防止し、その輻射熱による基板１５の異常加熱およびこれによる基板１５の割れおよび反りが解消される。また、この真空成膜装置１０Ｂにおいても、磁場偏向板２は成膜領域１８と干渉することのない位置に設けられているため、蒸着原料の基板１５上への蒸着は阻害されることはなく、良好な成膜処理がなされるようになっている。
【００１３】
なお、プラズマ導入口１７の出口部の周囲に絶縁管を設け、さらにこの外側に正電位の管状の電子帰還電極を設け、これによりハース１４上の蒸着原料に到達後、反射した電子を飛散させることなく、プラズマに沿って帰還させるようにする場合には（特開平11-269636号公報）、磁場偏向板２を電気的にフローティング状態にする。
また、本発明は、磁場偏向板２の形状を何等限定するものではなく、磁性材からなる磁場偏向板が、前述した空間部４に設けられれば足り、これにより磁場偏向作用による成膜処理の改善が可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第一発明によれば、真空成膜装置において、
ハースの蒸着原料から基板に向かって蒸着材料が移動する成膜領域とプラズマガンが取付けられる成膜室の側壁のプラズマ導入口よりも基板側の壁部との間の空間部に、成膜室の壁部に向かって開口した断面溝形に形成された磁性材からなる磁場偏向板を配置した構成とした構成となっているため、前述した磁場偏向作用により、プラズマの一部が基板側に延びることがなくなり、プラズマの輻射熱による基板の異常加熱、これによる基板の割れ或いは反りを防止でき、成膜処理の改善が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態に係る真空成膜装置の概略を示す図である。
【図２】  図１に示す装置における磁場の状態を拡大して示す図である。
【図３】  図１における磁場偏向板に代えて、他の形状の磁場偏向板を適用した場合における磁場の状態を拡大して示す図である。
【図４】  本発明の第二実施形態に係る真空成膜装置の概略を示す図である。
【図５】  従来の真空成膜装置の概略を示す図である。
【図６】  従来の他の真空成膜装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ  真空成膜装置
２  磁場偏向板
３  壁部
４  空間部
１１  成膜室
１２  プラズマガン
１３  集束コイル
１４  ハース
１５  基板
１６  プラズマ
１７  プラズマ導入口
１８  成膜領域
【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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