(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー（１）内で、電子源であるフィラメント（９）から不活性ガスに対して電子を放出することによりイオンを発生させ、この発生したイオンをワーク（７）の表面に衝突させて、ワーク（７）の表面を清浄化するようにしたワークの清浄方法において、
前記ワーク（７）を回転軸心廻りに回転するように回転テーブル（６）上に載置しておくと共に、真空チャンバー（１）内に、前記フィラメント（９）を、ワーク（７）に対向して長い範囲に設け、前記ワーク（７）の回転軸心方向と一致する前記ワーク（７）の長手方向に長く配置しておき、真空チャンバー（１）内で前記フィラメント（９）から不活性ガスに対して電子を放出することにより、真空チャンバー（１）内にイオンを均一に発生させるようにしたことを特徴とするワークの清浄方法。
【請求項２】
真空チャンバー（１）内で、電子源であるフィラメント（９）から不活性ガスに対して電子を放出することによりイオンを発生させ、この発生したイオンをワーク（７）の表面に衝突させて、ワーク（７）の表面を清浄化するようにしたワークの清浄装置において、
前記ワーク（７）は回転軸心廻りに回転するように回転テーブル（６）上に載置され、真空チャンバー（１）内に発生するイオンを均一にするように、真空チャンバー（１）内に、前記フィラメント（９）が、前記ワーク（７）に対向して長い範囲に設けられ、前記ワーク（７）の回転軸心方向と一致する前記ワーク（７）の長手方向に長く配置されていることを特徴とするワークの清浄装置。
【請求項３】
前記フィラメント（９）が、ワーク（７）の周囲を取り囲むように長い範囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のワークの清浄装置。
【請求項４】
前記フィラメント（９）が、直線状であり、かつ前記フィラメント（９）に交流電流を流すことにより電子を放出するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のワークの清浄装置。
【請求項５】
前記フィラメント（９）が、前記ワーク（７）の周囲を螺旋状に取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のワークの清浄装置。
【請求項６】
前記フィラメント（９）が、前記ワーク（７）に対向させてジグザグ状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のワークの清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンをワークの表面に衝突させてワークの表面を削り取って清浄化するようにしたワークの清浄方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば真空成膜装置によりワークの表面に被膜を形成する前に使用されるワークの清浄方法及びその装置には、アルゴンガス等の不活性ガスに対して電子源であるフィラメントから電子を放出することにより、イオンを発生させ、この発生したイオンを、真空チャンバー内でワークの表面に衝突させて、ワークの表面を清浄化するようにしたものがある。
この種の従来のワークの清浄方法及びその装置では、真空チャンバーの処理ゾーンから外れた真空チャンバー内の隅部に、電子源であるフィラメントを設け、このフィラメントに直流電流を流してフィラメントから電子を放出させると共に、該フィラメント側にアルゴンガスを供給することにより、アルゴンイオンを発生させ、この発生したイオンを、負の電位にバイアスしたワークの表面に衝突させるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の場合、電子源であるフィラメントが真空チャンバーの外部又は真空チャンバーの隅部に設けられていたため、真空チャンバー内に対して又は真空チャンバー内のワークに対してイオンが局所的に発生して、イオンが不均一になり、このためボンパー効果の均一化が図れず、ワークの表面を均一に削り取ることができなくて、ワーク表面の良好な清浄化がなし得なくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、ワークに衝突するイオンを、真空チャンバー内乃至ワークに対して均一に発生させて、ワークを良好に清浄できるようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、真空チャンバー１内で、電子源であるフィラメント９から不活性ガスに対して電子を放出することによりイオンを発生させ、この発生したイオンをワーク７の表面に衝突させて、ワーク７の表面を清浄化するようにしたワークの清浄方法において、
前記ワーク７を回転軸心廻りに回転するように回転テーブル６上に載置しておくと共に、真空チャンバー１内に、前記フィラメント９を、ワーク７に対向して長い範囲に設け、前記ワーク７の回転軸心方向と一致する前記ワーク７の長手方向に長く配置しておき、真空チャンバー１内で前記フィラメント９から不活性ガスに対して電子を放出することにより、真空チャンバー１内にイオンを均一に発生させるようにした
点にある。
【０００６】
本発明の他の技術的手段は、真空チャンバー１内で、電子源であるフィラメント９から不活性ガスに対して電子を放出することによりイオンを発生させ、この発生したイオンをワーク７の表面に衝突させて、ワーク７の表面を清浄化するようにしたワークの清浄装置において、
前記ワーク７は回転軸心廻りに回転するように回転テーブル６上に載置され、真空チャンバー１内に発生するイオンを均一にするように、真空チャンバー１内に、前記フィラメント９が、前記ワーク７に対向して長い範囲に設けられ、前記ワーク７の回転軸心方向と一致する前記ワーク７の長手方向に長く配置されている点にある。
【０００７】
本発明の他の技術的手段は、前記フィラメント９が、ワーク７の周囲を取り囲むように長い範囲に配置されている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記フィラメント９が、直線状であり、かつ前記フィラメント９に交流電流を流すことにより電子を放出するように構成されている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記フィラメント９が、前記ワーク７の周囲を螺旋状に取り囲むように配置されている点にある。
【０００８】
本発明の他の技術的手段は、前記フィラメント９が、前記ワーク７に対向させてジグザグ状に配置されている点にある。
【０００９】
【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において、１は金属性の真空チャンバーで、真空排気口２とガス導入口３が設けられ、ガス導入口３から真空チャンバー１内に不活性ガスであるアルゴンガスが導入され、真空排気口２から図示省略の真空ポンプによって排気できるようになっている。
６は回転テーブルで、真空チャンバー１内の底面側に回転自在に設けられ、回転テーブル６上にワーク７が載置固定され、回転テーブル６と共に回転されるようになっている。このワーク７は、真空成膜装置によりその表面に被膜を形成する前のもので、上下方向と一致する回転軸心方向に長い柱状であり、真空チャンバー１内の略中央に配置されている。
【００１０】
９は電子源であるフィラメントで、ワーク７に対してガス導入口３とは反対側に位置するように真空チャンバー１内に配置されている。
１１はバイアス電源で、バイアス電源１１の出力端子の＋側を真空チャンバー１に接続すると共に、出力端子の−側を回転テーブル６に接続することにより、真空チャンバー１に対して真空チャンバー１内のワーク７を負電位に保っている。
１３は交流電源で、トランス１４を介してフィラメント９に交流電流を流すようになっている。１５はフィラメント放電電源で、出力端子の＋側を真空チャンバー１に接続すると共に、出力端子の−側を前記トランス１４の二次巻線の中途部に接続することにより、真空チャンバー１に対して真空チャンバー１内のフィラメント９を負電位に保っており、交流電源１３によりフィラメント９に交流電流を流すと、フィラメント９が加熱されてフィラメント９から熱電子が放出され、この電子がアルゴンガスに衝突してアルゴンイオンを生じさせるように構成されている。
【００１１】
前記フィラメント９は、真空チャンバー１内にワーク７に対向して長い範囲に設けられ、ワーク７の回転軸心方向と一致するワーク７の長手方向に長く配置されている。
上記実施の形態によれば、真空チャンバー１内において、交流電源１３によりフィラメント９に交流電流を流すと、フィラメント９が加熱されてフィラメント９から熱電子が放出され、放電電源１５により加速されたこの電子がアルゴンガスに衝突して真空チャンバー１内にアルゴンイオンが生じる。真空チャンバー１内に生じたアルゴンイオンはワーク７の表面に衝突して、ワーク７の表面を削り取って（エッチング）ワーク７の表面を清浄化する。
【００１２】
上記真空チャンバー１内にアルゴンイオンが生じるとき、フィラメント９が、真空チャンバー１内にワーク７に対向して長い範囲に設けられ、フィラメント９が、ワーク７の長手方向及びワーク７の回転軸心方向に長く配置されているため、フィラメント９から電子が広い範囲に放出されてアルゴンガスに広い範囲で衝突するため、イオン真空チャンバー１内にアルゴンイオンが均一に発生する。
しかも、後述する実験結果により確認できるように、真空チャンバー１内に発生したアルゴンイオンはフィラメント電流の方向に流されるため、フィラメント９に直流電流を流すと、フィラメント９に流れる直流電流によってアルゴンイオンが真空チャンバー１内で一定方向に流れて、アルゴンイオンの分布に不均一を生じることとなるが、フィラメント９に交流電流を流しているため、フィラメント電流によりアルゴンイオンの均一性が損なわれることもなくなり、この点からも真空チャンバー１内にアルゴンイオンをより一層均一に生じさせることができる。
【００１３】
従って、発生したアルゴンイオンが真空チャンバー１内乃至ワーク７に対して均一に生じ、このためボンバード効果の均一化が図られ、アルゴンイオンがワーク９の表面に均一に衝突して、ワーク９の表面を均一に削り取ってワークの表面を良好に清浄化する。
【００１４】
【表１】
0003930662.tif 000002
【００１５】
上記表１及び図２は、フィラメント電流の向きの影響で真空チャンバー１内のアルゴンイオンによる電流分布が変化することを確認した実験結果を示すものであって、図３に示すように、真空チャンバー１内の位置１、位置２、位置３、位置４、位置５、位置６にそれぞれイオン電流プローブ１９を設け、実線で示す如く縦方向にフィラメント９ａを配置し、鎖線で示す如く横方向にフィラメント９ｂを配置し、縦方向のフィラメント９ａに矢印（↑及び↓）方向に直流電流を順次流すと共に、横方向のフィラメント９ｂに矢印（→及び←）方向に順次直流電流を流し、それぞれの場合について、各イオン電流プローブ１９でイオン電流（ｍＡ）を検出したものである。
【００１６】
この実験結果から、真空チャンバー１内のアルゴンイオンがフィラメント電流の方向に流れることが確認された。即ち、鎖線で示す如く横方向に配置したフィラメント９ｂに矢印←方向に直流電流を流した場合（フィラメント電流をイオン電流プローブ１９がある方向に向けて流した場合）に、最も多くのイオン電流が検出されている。しかも、この場合フィラメント９ｂの位置に近い位置６、位置５、位置４、位置３、位置２、位置１の順に大きなイオン電流が検出されている。その結果、アルゴンイオンがフィラメント電流の方向に流れることが分かった。従って、上記実施の形態の如く、フィラメント９に交流電流を流すことにより、アルゴンイオンの分布の偏りをなくすことができ、上述の如く真空チャンバー１内に発生するアルゴンイオンをより一層均一にすることができるのである。
【００１７】
【表２】
0003930662.tif 000003
【００１８】
上記表２及び図４は、前記実施の形態において、フィラメント９の長さ；６００ｍｍ、アルゴンガス；１．３３Ｐａ、フィラメント９への電流及び電圧；５７Ａ／４０Ｖ、バイアス電源；６００Ｖ、処理時間；３０分の条件の下で、長さ４００ｍｍのワーク７についてピッチ２５ｍｍでエッチング量を測定した結果を示すものであり、この結果から、従来ではアルゴンイオンの分布の偏りから、ワーク７のエッチング量の分布に大きな偏りが見られていたものが、ワーク７のエッチング量の分布に偏りが極めて少なくなり、良好なボンバード処理ができるようになったことが分かった。
【００１９】
図５は他の実施の形態を示し、真空チャンバー１内において電子源であるフィラメント９を、円柱状のワーク７の周囲を螺旋状に取り囲むように長く配置している。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。この場合、フィラメント９がワーク７の周囲を螺旋状に取り囲んでいるため、ワーク７の全表面に対してアルゴンイオンが略均一に発生し、このためボンバード効果の均一化が図られ、アルゴンイオンがワーク９の表面に均一に衝突して、ワーク９の表面を均一に削り取ってワークの表面を良好に清浄化する。なお、この場合、フィラメント９が螺旋状になっているため、フィラメント９に直流電流を流しても、フィラメント電流によって、アルゴンイオンが真空チャンバー１内で一定方向に流れることはなくて、フィラメント電流によりアルゴンイオンの均一性が損なわれることが少なくなるため、フィラメント９に交流電流に代えて直流電流を流すようにしてもよい。
【００２０】
図６は参考形態を示し、真空チャンバー１内において電子源であるフィラメント９を、板状のワーク７に対してワーク７の板面に沿ってフィラメント９をジグザグ状に長く配置している。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。この場合、板状のワーク７の表面に対してアルゴンイオンが略均一に発生し、このためワーク７の表面に対するボンバード効果の均一化が図られ、アルゴンイオンがワーク９の表面に均一に衝突して、ワーク９の表面を均一に削り取ってワークの表面を良好に清浄化する。なお、この場合、フィラメント９がジグザグ状になっているため、フィラメント９に直流電流を流しても、フィラメント電流によって、アルゴンイオンが真空チャンバー１内で一定方向に流れることはなくて、フィラメント電流によりアルゴンイオンの均一性が損なわれることが少なくなるため、フィラメント９に交流電流に代えて直流電流を流すようにしてもよい。
【００２１】
図７は他の実施の形態を示し、真空チャンバー１内において電子源であるフィラメント９を、回転駆動される円柱状のワーク７に対向させてフィラメント９をジグザグ状に長く配置している。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。この場合、ワーク７に対してアルゴンイオンが略均一に発生し、このためボンバード効果の均一化が図られ、アルゴンイオンがワーク９の表面に均一に衝突して、ワーク９の表面を均一に削り取ってワークの表面を良好に清浄化する。なお、この場合も、フィラメント９がジグザグ状になっているため、フィラメント９に直流電流を流しても、フィラメント電流によって、アルゴンイオンが真空チャンバー１内で一定方向に流れることはなくて、フィラメント電流によりアルゴンイオンの均一性が損なわれることが少なくなるため、フィラメント９に交流電流に代えて直流電流を流すようにしてもよい。
【００２２】
なお、前記実施の形態では、真空チャンバー１内に不活性ガスとしてアルゴンガスを導入するようにしているが、アルゴンガスに代えて、キセノンその他の不活性ガスを真空チャンバー１内に導入するようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、ワーク７を該ワーク７の軸心廻りに回転させるようにしているが、これに代え、ワーク７を該ワーク７から外れた回転軸心廻りに回転させるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ワーク７に衝突するイオンを、真空チャンバー１内乃至ワーク７に対して均一に発生させて、ワーク７を良好に清浄できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】  同作用説明用のグラフである。
【図３】  同イオン電流プローブ及びフィラメントの配置を示す真空チャンバーの概略の平面図、正面図及び側面図である。
【図４】  同作用効果説明用のグラフである。
【図５】  他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】  他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】  他の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      真空チャンバー
７      ワーク
９      フィラメント（電子源）
【図１】
0003930662.tif 000004
【図２】
0003930662.tif 000005
【図３】
0003930662.tif 000006
【図４】
0003930662.tif 000007
【図５】
0003930662.tif 000008
【図６】
0003930662.tif 000009
【図７】
0003930662.tif 000010