(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が真空雰囲気とされる真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され基板を保持するための基板ホルダと、前記基板に成膜される膜の原料をプラズマ化させるとともに該プラズマ化した原料を基板上に膜として析出させる電力を前記基板ホルダを介して真空チャンバ内に供給する電力供給ユニットとを有し、
該電力供給ユニットは、ファンクションジェネレータとリニアアンプを有し、所定の負電圧及び出力時間からなる負バイアスの部分と、一定時間正電圧をなすパルス状の出力であるパルスバイアスの部分とを含んでなるバイアス電圧を、１ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下の範囲で自在に設定された周期で出力できるとともに、高周波電力を出力することもでき、
前記バイアス電圧の負バイアスの部分にかかる波形と前記バイアス電圧のパルスバイアスの部分にかかる波形と前記高周波電力の高周波にかかる波形とを前記ファンクションジェネレータにより合成し、該ファンクションジェネレータにより合成された波形に基づいて前記リニアアンプで出力を増幅して供給するように構成されている、イオンプレーティング成膜装置。
【請求項２】
前記バイアス電圧の一つの周期における前記パルスバイアスの一定時間の割合が４０％以下とされることを特徴とする請求項１に記載のイオンプレーティング成膜装置。
【請求項３】
前記パルスバイアスのパルス状の出力が、前記一定時間のパルス幅及び所定の電圧値からなる方形波パルスであることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオンプレーティング成膜装置。
【請求項４】
前記真空チャンバ内を６．７×１０-3Ｐａ以上６．７×１０-1Ｐａ以下の真空雰囲気とし、所定の負電圧及び出力時間からなる負バイアスの部分と一定時間正電圧をなすパルス状の出力であるパルスバイアスの部分とを含み、前記パルスバイアスの電圧の絶対値が前記負バイアスの電圧の絶対値より小さい前記バイアス電圧を１ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下の周期で出力することにより予備プラズマを生成させる予備プラズマ生成プロセスを実行した後に、
膜の原料物質を蒸散させて成膜を行うための成膜プラズマを生成させることができる真空雰囲気とするとともに、前記バイアス電圧に加えて前記高周波電力を出力することにより、前記成膜プラズマを生成させて前記基板に成膜を行う成膜プロセスを実行できるように構成された請求項１乃至３のいずれかに記載のイオンプレーティング成膜装置。
【請求項５】
前記成膜プロセスを実行するに際して前記高周波電力とともに印加される前記バイアス電圧の周期が１０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下とされることを特徴とする請求項４に記載のイオンプレーティング成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンプレーティング成膜装置、及びイオンプレーティング成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオンプレーティングによる成膜は、真空チャンバ内に一定の電力を供給して膜の原料による放電プラズマを生成させ、このプラズマを真空チャンバ内に配置された基板に作用させて膜として析出させることにより行われる。
【０００３】
このイオンプレーティングによる成膜は、ミラーに対する反射膜のコーティング等、各種の基板への成膜に用いられている。図４は、かかるイオンプレーティングによる成膜を行うための成膜装置の一例の構成の概略を示す模式図である。
【０００４】
図４に示されるイオンプレーティング成膜装置６０は、真空チャンバ６１と、真空チャンバ６１内に配設され基板６５を保持するための基板ホルダ６２と膜の原料物質を保持し真空チャンバ６１内に蒸発させるための蒸発源６３と、基板ホルダ６２を介して真空チャンバ６１内に所定の電力を供給するための高周波電源６６及び一定の負のバイアス電圧を出力する直流電源６７とを有している。
【０００５】
そして、蒸発源６３によって蒸発された原料物質が高周波電源６６及び直流電源６７より供給される電力によってプラズマ化（６８）されるとともに、イオン化した原料物質が基板６５に付着して膜として析出され、基板６５への成膜が行われる。
【０００６】
このように、直流電源６７によりバイアス電圧を印加するようにすると、プラズマ中のイオンをより強く加速することができ、膜の構造が緻密にされるとともに基板６５への付着力がより強められた膜に形成することができる。特に、直流電源６７より出力される電圧をより強くすると、膜の構造を一層緻密にしたり、基板６５に対する付着力の一層強い膜にすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上のようにバイアス電圧を印加すると、真空チャンバ６１内にアーク放電を生じ易いという問題があり、特にバイアス電圧を強くした場合に一層アーク放電を生じ易いという問題があることが判った。このアーク放電は、以下のようにして生ずると考えられる。
【０００８】
即ち、バイアス電圧を印加すると、プラズマ６８中のイオンが基板ホルダ６２の方向に向かって引きつけられ易く、イオンの存在が空間的に偏り易くなる。そして、蒸発源６３と基板ホルダ６２の間に存在する基板６５や基板６５に形成された膜、あるいは膜の原料物質が絶縁物質からなる場合には、上記イオンが絶縁物質に捕捉されて電気的に中和されず局所的に大きな電界が形成され、かかる絶縁物質の絶縁破壊を引き起こしてアーク放電に移行すると考えられる。
【０００９】
特に基板６５や基板６５上の膜が絶縁物質からなる場合には、基板６５周辺や膜上にイオンが捕捉され易く、この周辺でアーク放電を発生させ易いと考えられる。そして、アーク放電を生ずると、基板６５に膜を形成する際に不純物が混入し易く、膜の均一性や緻密さを損なう原因となる。また、アーク放電を生ずる経路が、基板６５上に形成された膜を通過する場合には、膜が損傷を受けるという問題を生ずる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記バイアス電圧を用いることによる膜の緻密さや付着力を損なわないようにする一方、上記アーク放電の発生を防ぐことによって、膜に不純物が混入することなく、基板や膜が損傷を受けることもないイオンプレーティング成膜装置、及びイオンプレーティング成膜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】
上記課題を解決するため、本発明にかかるイオンプレーティング成膜装置は、内部が真空雰囲気とされる真空チャンバと、該真空チャンバ内に配置され基板を保持するための基板ホルダと、前記基板に成膜される膜の原料をプラズマ化させるとともに該プラズマ化した原料を基板上に膜として析出させる電力を前記基板ホルダを介して真空チャンバ内に供給する電力供給ユニットとを有しており、該電力供給ユニットは、ファンクションジェネレータとリニアアンプを有し、所定の負電圧及び出力時間からなる負バイアスの部分と、一定時間正電圧をなすパルス状の出力であるパルスバイアスの部分とを含んでなるバイアス電圧を、１ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下の範囲で自在に設定された周期で出力できるとともに、高周波電力を出力することもでき、前記バイアス電圧の負バイアスの部分にかかる波形と前記バイアス電圧のパルスバイアスの部分にかかる波形と前記高周波電力の高周波にかかる波形とをファンクションジェネレータにより合成し、該ファンクションジェネレータにより合成された波形に基づいてリニアアンプで出力を増幅して供給するように構成されている（請求項１）。
【００１２】
これにより、本発明のイオンプレーティング装置によると、前記バイアス電圧における負バイアスによって、プラズマ中のイオンを基板に向かって加速することができるので、基板に形成される膜を緻密で基板に対する付着力の強いものにできる。これに加えて、前記バイアス電圧におけるパルスバイアスの部分によって、基板や基板に形成された膜、プラズマ中に混在する膜の原料物質等が絶縁物質からなる場合であっても、該絶縁物質に捕捉された正電荷を中和させることができる。これにより、基板に形成される膜に不純物が混入したり、膜にピンホールが生ずる等の損傷を受けることを防ぐことができる。これにより、フィルタが不要になるので、フィルタの調整も不要になる。また、前記負バイアス及びパルスバイアスからなるバイアス電圧や高周波の出力管理を一元化でき、出力バランスの調整が容易となる。
【００１３】
そして、前記バイアス電圧の一つの周期における前記パルスバイアスの一定時間の割合を４０％以下とするのが望ましい（請求項２）。即ち、バイアス電圧の一つの周期におけるパルスバイアスを出力する時間を相対的に大きくしすぎると、プラズマの減衰を招き成膜の効率を損なうからである。
【００１４】
また、前記パルスバイアスのパルス状の出力を、前記一定時間のパルス幅及び所定の電圧値からなる方形波パルスとすることができる（請求項３）。かかる方形波パルスによれば、バイアス電圧における所要のパルスバイアスを得ることが容易であり、前記基板周辺等の正電荷を中和するための所要の電圧値とパルス幅からなるパルスバイアスを与え易い。
【００２２】
また、前記高周波電力も供給できるイオンプレーティング成膜装置について、前記真空チャンバ内を６．７×１０-3Ｐａ以上６．７×１０-1Ｐａ以下の真空雰囲気とし、所定の負電圧及び出力時間からなる負バイアスの部分と一定時間正電圧をなすパルス状の出力であるパルスバイアスの部分とを含み、前記パルスバイアスの電圧の絶対値が負バイアスの電圧の絶対値より小さい前記バイアス電圧を１ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下の周期で出力することにより予備プラズマを生成させる予備プラズマ生成プロセスを実行した後に、膜の原料物質を蒸散させて成膜を行うための成膜プラズマを生成させることができる真空雰囲気とするとともに、前記バイアス電圧に加えて前記高周波電力を出力することにより、前記成膜プラズマを生成させて前記基板に成膜を行う成膜プロセスを実行できるように構成することができる（請求項４）。そして、この成膜装置において、前記成膜プロセスを実行するに際して前記高周波電力とともに印加される前記バイアス電圧の周期を１０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下とすることができる（請求項５）。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態であるイオンプレーティング成膜装置１０の構成の概略を示す模式図である。成膜装置１０は真空チャンバ１と電力供給ユニット８とを備えており、電力供給ユニット８は高周波電源ユニット１１とバイアス電源ユニット１２とを備えて構成されている。
【００２８】
真空チャンバ１内の上部には、成膜される基板５を保持するための基板ホルダ２が配設されている。基板ホルダ２は導電性の材質によって形成されており、高周波電源ユニット１１及びバイアス電源ユニット１２からの電力を基板ホルダ２を介して真空チャンバ１内に供給できるようになっている。また、基板ホルダ２は図示されないモータによって回転駆動されるようにされており、基板ホルダ２を回転させつつ成膜できるようにされている。
【００２９】
チャンバ１内の下部には、成膜しようとする膜の原料物質を保持しつつチャンバ１内の空間に蒸散させるための蒸発源３が配置されている。この蒸発源３には、膜の原料物質を加熱用電源により抵抗加熱して蒸散させるものや、電子銃で加熱して蒸散させるものの他、スパッタにより原料物質を蒸散させるもの、アーク放電により蒸散させるもの等、膜の原料物質をチャンバ１内の空間に蒸散させることができる各種の蒸発源を用いることができる。
【００３０】
また、真空チャンバ１は、特に図示されない真空ポンプ等の排気手段及びガス供給手段によりチャンバ１内を所要の真空雰囲気とできるようにされている。即ち、成膜するための一連の工程における各プロセスに応じて、前段階として予備プラズマを生成するための所定のガスによる所要の真空度としたり、膜の原料物質をプラズマ化して成膜可能な成膜プラズマを生成することができる真空度とする等、必要に応じて所要の真空雰囲気に自在に調整できるようにされている。
【００３１】
また、真空チャンバ１は、導電性の材質によって形成されており、そのチャンバ壁は接地されている。
【００３２】
高周波電源ユニット１１は、真空チャンバ１内に高周波電力を供給し、蒸発源３より蒸散した膜の原料物質をプラズマ化させることができる。高周波電源ユニットは、その出力端子の一端がハイパスフィルター１５を介して基板ホルダ２側に接続されており、その出力端子の他端は接地されている。そして、高周波電源ユニット１１より出力された高周波電力が基板ホルダ２に印加される。
【００３３】
また、ハイパスフィルタ１５は、高周波電源ユニット１１と基板ホルダ２との間に設けられており、高周波電源ユニット１１からの出力を基板ホルダ２側へ通過させるとともに、バイアス電源ユニット１２からの出力が高周波電源ユニット１１側へ入力されることを阻止する。
【００３４】
高周波電源ユニット１１の出力について、その具体的な電力値や周波数は、成膜しようとする膜の原料物質の種類等、成膜条件に応じて必要な電力値や周波数が選択される。
【００３５】
バイアス電源ユニット１２は、波形生成器１３とバイアス電源１４とを備えて構成されている。波形生成器１３は、バイアス電源ユニット１２より出力されるバイアス電圧の波形を生成するものである。この波形生成器１３は、定常的に一定値を取る直流成分や各周波数の交流成分、方形波や三角波等の各種の波形を基本成分として発生させることができ、また、複数の基本成分に基づき基本波形に合成することもできる。そして、波形生成器１３により生成された基本波形に基づき、バイアス電源１４によって所定の大きさの出力のバイアス電圧に増幅される。
【００３６】
バイアス電源１４は、その出力端子の一端がローパスフィルタ１６を介して基板ホルダ２側に接続されており、その出力端子の他端は接地されている。そして、バイアス電源１４より出力されたバイアス電圧は基板ホルダ２に印加され、真空チャンバ１内にバイアスが供給される。
【００３７】
また、ローパスフィルタ１６は、バイアス電源１４と基板ホルダ２との間に設けられており、バイアス電源１４からの出力を基板ホルダ２側へ通過させるとともに、高周波電源ユニット１１からの出力がバイアス電源ユニット１２側へ入力されることを阻止する。このローパスフィルタ１６は第一のローパスフィルタにあたる。
【００３８】
次に、バイアス電源ユニット１２より出力されるバイアス電圧について説明する。図１（ｂ）は、バイアス電圧の波形の一例を示している。図１（ｂ）において、横軸は時間（ｓｅｃ．）に対応しており、縦軸は電圧値（Ｖ）の大きさに対応している。また、横軸より上側は正電圧を意味し、横軸より下側は負電圧を意味する。
【００３９】
バイアス電圧は、図１（ｂ）に示されるように、一定の負の電圧値（−ＶB1 ）をとる直流電圧からなる負バイアスの部分と、一定時間（Ｔw1）にわたって一定の正の電圧値（ＶP1）をとる方形波パルスからなるパルスバイアスの部分とにより形成されている。
【００４０】
負バイアスの部分は、成膜を行うにあたり、プラズマ中のイオンにこの負バイアスによる加速を与えて、目的とする緻密な膜とでき、また基板に対して目的とする付着力の膜とできる電圧値ＶB1及び出力時間Ｔ1が選ばれる。負バイアスの具体的な電圧値（−ＶB1）については、０Ｖ以下で−２０００Ｖ以上の範囲で選択される。
【００４１】
また、パルスバイアスの部分は、基板５や基板５に形成された膜、プラズマ中に混在する原料物質に蓄積された正電荷を中和させるために十分な電圧値ＶP1とパルス幅（Ｔw1）であって、プラズマを減衰させない程度の条件が選ばれる。電圧値ＶP1については、０Ｖ以上で２０００Ｖ以下の範囲で選択される。
【００４２】
そして、この図１（ｂ）に示される例では、バイアス電圧の一つの周期における上記パルス幅Ｔw1及び出力時間Ｔ1 の各時間が占める割合として、パルス幅Ｔw1の占める割合（即ち、Ｔw1／（Ｔw1＋Ｔ1））を４０％とし、負バイアスの出力時間Ｔ1 が占める割合を６０％としている。バイアス電圧の一周期における上記パルス幅Ｔw1 の占める割合は、４０％以下とするのが望ましく、これ以上大きくなると、プラズマを減衰させるおそれがあり、成膜の効率を低下させるおそれがあるからである。
【００４３】
図２は、バイアス電圧の他の波形の例を示している。この図２に示される波形についても、負の電圧値（−ＶB2 ）をとる負バイアスの部分と、一定時間（Ｔw2）にわたって正の電圧値（ＶP2）をとる部分とにより形成されている。この図２に示されるバイアス電圧は、交流電圧に負の一定電圧値をとる直流電圧を加えることによって得られる。
【００４４】
そして、負バイアスの部分については、目的とする緻密な膜とでき、また基板に対して目的とする付着力の膜とできる電圧値−ＶB2及び出力時間Ｔ2 が選ばれる（電圧の大きさＶB2は、時間Ｔ2にわたる平均値である）。
【００４５】
また、正の電圧値の部分については、基板５やその周辺等に蓄積される正電荷を中和させるために十分な電圧値ＶP2と一定時間（Ｔw2）であって、チャンバ１内のプラズマを減衰させない程度の条件が選ばれる（電圧の大きさＶP2は、時間Ｔw2にわたる平均値である）。
【００４６】
また、ＶB2及びＶP2の具体的な大きさについては、０Ｖ以上で２０００Ｖ以上の範囲となるように選択される。
【００４７】
また、以上の図１（ｂ）、図２に示されるバイアス電圧について、この繰り返される周期を、１ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下とするのが望ましい。１ｋＨｚ以下では、パルスバイアスを印加する頻度が少ないため、基板５周辺等に捕捉されたイオンの電荷を中和するより早く絶縁破壊を起こす電界が形成されてしまうからである。一方、１ＧＨｚ以上とすると、パルスバイアスを印加するタイミングの調整等が困難となるからである。
【００４８】
上記バイアス電圧の周期を、特に１０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下とするのがより望ましい。
【００４９】
以上に説明したイオンプレーティング成膜装置１０にあっては、所定の負電圧からなる負バイアスを与えることによりプラズマ中のイオンをより強く加速して基板５に成膜できるので、緻密で付着力の強い膜に成膜することが可能である。そして、このことに加えて、正電圧のパルスバイアスを印加することにより、基板５や基板５に形成された膜等、基板５も含めた周辺の領域に絶縁物質からなる物質が存在する場合に、かかる絶縁物質に捕捉された正電荷を中和させることができる。これにより、アーク放電の発生を防ぐことができるので、基板５に形成される膜に不純物が混入することを防ぎ、また膜の構造が不均一となることを防ぐことができ、また膜や基板等の損傷を防ぐことができる。
【００５０】
次に、電力供給ユニットの他の例について、図３に基づいて説明する。図３（ａ）に示されるバイアス電源ユニット２２にあっては、負バイアスを形成するための一定の負の直流電圧を出力できる直流電源２４と、パルスバイアスを形成するための一定の正電圧のパルス電圧を出力できるパルス電源２３とを備えて構成されている。そして、直流電源２４からの出力とパルス電源２３からの出力によりバイアス電圧が形成される。このバイアス電圧はローパスフィルタ２１を介して基板ホルダ２側に出力される。
【００５１】
ローパスフィルタ２１は、直流電源２４及びパルス電源２３より出力されたバイアス電圧を基板ホルダ２側へ通過させるとともに、高周波電源ユニット１１からの出力がバイアス電源ユニット２２側へ入力されることを阻止している。このローパスフィルタ２１は、第一のローパスフィルタにあたる。
【００５２】
この図３（ａ）のように、バイアス電源ユニットを構成すると、負バイアスを形成するための直流電源２４と、パルスバイアスを形成するためのパルス電源２３とが独立に設けられるので、負バイアス及びパルスバイアスを個別に調整し易い。
【００５３】
図３（ｂ）はバイアス電源ユニットのさらに異なる例を示す。図３（ｂ）に示されるバイアス電源ユニット２６にあっては、負バイアスを形成するするための一定の負の直流電圧を出力できる直流電源２７と、パルスバイアスを形成するためのインパルス列電源２８とを備えている。そして、直流電源２７からの出力がローパスフィルタ２９を介して基板ホルダ２側に出力され、インパルス列電源２８からの出力がバンドパスフィルタ３０を介して基板ホルダ２側に出力され、これらの出力により形成されたバイアス電圧が基板ホルダ２に印加される。
【００５４】
ローパスフィルタ２９は、直流電源２７と基板ホルダ２との間に設けられ、直流電源２７の出力を基板ホルダ２側へ通過させるとともに、高周波電源ユニット１１からの出力及びインパルス列電源２８からの出力が直流電源２７側へ入力されることを阻止している。このローパスフィルタ２９は、第二のローパスフィルタにあたる。
【００５５】
バンドパスフィルタ３０は、インパルス列電源２８と基板ホルダ２との間に設けられ、インパルス列電源２８からのパルス出力を基板ホルダ２側へ通過させるとともに、高周波電源ユニット１１や直流電源２７からの出力が、インパルス列電源２８側へ入力することを阻止している。
【００５６】
この図３（ｂ）に示されるバイアス電源ユニット２６によると、負バイアスを形成するための直流電源２７と、パルスバイアスを形成するためのインパルス列電源２８とが独立であり、また、これら電源の基板ホルダ２側への出力に関係するフィルタ２９、３０も独立であるので、バイアス電圧の調整がより容易となる。
【００５７】
図３（ｃ）は、電力供給ユニットのさらに異なる例を示している。図３（ｃ）に示される例では、電力供給ユニットを、リニアアンプ３１とファンクションジェネレータ３２とによって構成している。そして、ファンクションジェネレータ３２によって高周波電力にかかる高周波の波形と、上記バイアス電圧の負バイアス部分にかかる波形と、バイアス電圧のパルスバイアス部分にかかる波形とを合成した波形を生成し、この合成された波形をリニアアンプ３１で増幅して所要の出力として基板ホルダ２側へ出力させる。
【００５８】
この図３（ｃ）に示されるように電力供給ユニットを構成すると、フィルタを設ける必要がなくなるのでフィルタの調整を不要にできる。そして、高周波の出力や、バイアス電圧における負バイアス及びパルスバイアスの出力の管理を一元化でき、出力バランスの調整が容易となる。
【００５９】
なお、図３に示されるバイアス電源ユニット２２、２６のように、負バイアスの部分とパルスバイアスの部分を各々に独立に出力させる場合は、これらの出力を合成して形成されるバイアス電圧が、所定の電圧値の負バイアス及び所定の電圧値のパルスバイアスとなるように、直流電源２４、２７やパルス電源２３、インパルス列電源２８の出力が相互に調整される。
【００６０】
なお、以上に説明したイオンプレーティング成膜装置には、特に図示されないコントローラが設けられている。そして、このコントローラによる制御の下、前記高周波電源ユニット１１を所定の電力や周波数からなる高周波電力を出力するように動作させ、また前記バイアス電源ユニット１２、２２、２６を所定の負バイアスやパルスバイアスを出力するように動作させることができ、また前記ファンクションジェネレータ３２やリニアアンプ３１に所要の動作を行わせることもできる。また、前記コントローラによって、真空ポンプ等の排気手段及びガス供給手段を動作させ、チャンバ１内を所要の真空雰囲気とすることもできる。
【００６１】
以下に、イオンプレーティング成膜装置１０を用いて成膜を行うための、その成膜装置１０を運転する例について説明する。成膜するための原料物質として絶縁物質の例であるフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）を用い、フッ化マグネシウムの膜を基板に成膜するものとする。
［運転例１］
蒸発源３にフッ化マグネシウムをセットして真空チャンバ１を閉じ成膜装置１０の運転を開始する。まず、前段階として予備プラズマ生成プロセスが実行される。プロセスガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを真空チャンバ１内に導入し、６．７×１０-3Ｐａ（５×１０-5Ｔｏｒｒ）〜６．７×１０-1Ｐａ（５×１０-3Ｔｏｒｒ）の範囲の真空度とする。そして、電源のうちバイアス電源ユニット１２のみを動作させ、前記バイアス電圧の印加により放電プラズマを生成する。このときのバイアス電源ユニット１２からの出力について、正電圧であるパルスバイアスの電圧値（絶対値）が、負電圧である負バイアスの電圧値（絶対値）より小さくなるようにする。また、周期を１ｋＨｚ〜１ＧＨｚの範囲とする。
【００６２】
次に、成膜プラズマ生成プロセスが実行される。高周波電源ユニット１１を動作させ高周波電力の印加も開始する。このときの高周波電源ユニット１２の出力は、成膜を行う上での所要の濃度のプラズマを生成させ得る程度の出力とされる。次に、蒸発源３によりフッ化マグネシウムを加熱してチャンバ１内に蒸散させるとともに、成膜を行うことができる所要の真空度とする。
【００６３】
このように、上記パルスバイアスを用いることにより予備プラズマ生成プロセスとしてプラズマを生成しておき、その後に成膜プラズマ生成プロセスを実行することは、以下の意義がある。即ち、当初より高周波電源ユニット１１の出力を成膜に必要なプラズマを生成させ得る程度の出力とするとアーク放電を生ずるおそれがあるが、予備プラズマ生成プロセスを実行した後に、段階的に成膜プラズマ生成プロセスを実行することで、アーク放電の発生を抑制することができる。
【００６４】
なお、上記予備プラズマ生成プロセスについて、上記パルスバイアスを用いて行うかわりに、高周波電源ユニット１１の出力及び真空チャンバ１内の真空度をアーク放電を生じない程度の条件のプラズマを生成させ、高周波電源ユニット１１を動作させて行うのであってもよい。
［運転例２］
蒸発源３にフッ化マグネシウムをセットして真空チャンバ１を閉じ成膜装置１０の運転を開始する。まず、予備プラズマ生成プロセスが実行される。プロセスガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを真空チャンバ１内に導入し、６．７×１０-3Ｐａ（５×１０-5Ｔｏｒｒ）〜６．７×１０-1Ｐａ（５×１０-3Ｔｏｒｒ）の範囲の真空度とする。そして、電源のうちバイアス電源ユニット１２のみを動作させ、前記バイアス電圧の印加により放電プラズマを生成する。このときのバイアス電源ユニット１２の出力について、パルスバイアスの電圧値（絶対値）が負バイアスの電圧値（絶対値）より小さくなるようにする。また、周期を１ｋＨｚ〜１ＧＨｚの範囲とする。
【００６５】
次に、成膜プラズマ生成プロセスが実行される。バイアス電源ユニット１２の出力について、周期を１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲とする。そして、蒸発源３によりフッ化マグネシウムを加熱してチャンバ１内に蒸散させるとともに、成膜に必要な所要の真空度とする。
【００６６】
この例のように、高周波電源ユニット１１を動作させることなく、バイアス電源ユニットの出力のみによって成膜を行うことも可能である。
【００６７】
なお、以上に説明したイオンプレーティング成膜装置１０について、イオンプレーティングの方式については各種の方式を用いることができる。即ち、アルゴン等の不活性ガスを介在させて成膜を行う方式や、不活性ガスを用いることのないイオンプレーティング法、反応性ガスを用いるイオンプレーティング法等、各種のイオンプレーティングの方式を用いることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によると、イオンプレーティングによる成膜を行うにあたり、一定の負バイアスとパルスバイアスからなるバイアス電圧を基板ホルダに印加して行うので、プラズマ中のイオンを基板に向かって強く加速できるとともに、アーク放電の発生を防止することもできる。
【００６９】
これにより、基板に形成される膜を緻密で付着力の強いものにしつつ、膜への不純物の混入を防ぐことができ、膜の構造を均一とでき、基板や膜が損傷を受けることを防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明にかかるイオンプレーティング成膜装置の構成の概略を示す模式図である。図１（ｂ）は、本発明にかかるバイアス電圧の例を示す図である。
【図２】本発明にかかるバイアス電圧の他の例を示す図である。
【図３】本発明にかかるバイアス電源ユニットの構成例を示す図である。
【図４】従来のイオンプレーティング成膜装置の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
１    真空チャンバ
２    基板ホルダ
３    蒸発源
５    基板
８    電力供給ユニット
１１    高周波電源ユニット
１２    バイアス電源ユニット
１３    波形生成器
１４    バイアス電源
１５    ハイパスフィルタ
１６    ローパスフィルタ
２１    ローパスフィルタ
２２    バイアス電源ユニット
２３    パルス電源
２４    直流電源
２６    バイアス電源ユニット
２７    直流電源
２８    インパルス列電源
２９    ローパスフィルタ
３０    バンドパスフィルタ
３１    リニアアンプ
３２    ファンクションジェネレータ
６１    真空チャンバ
６２    基板ホルダ
６３    蒸発源
６５    基板
６６    高周波電源
６７    直流電源
６８    プラズマ
【図１】
0004334723.tif 000002
【図２】
0004334723.tif 000003
【図３】
0004334723.tif 000004
【図４】
0004334723.tif 000005