(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、膜が形成される基板を前記真空チャンバ内で保持する基板ホルダと、膜の原料を蒸発させるための蒸発源と、
前記蒸発源により蒸発された膜の原料をプラズマ化させる電力を前記真空チャンバ内に供給できるプラズマ生成電極とを有し、
前記プラズマ生成電極が真空チャンバ内における基板ホルダに対する内側に配置されており、前記膜の原料からなるプラズマを前記プラズマ生成電極に対する内側の空間に生成させることができ、
前記プラズマ生成電極の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させることにより、
前記基板と前記プラズマ生成電極の内側の空間とが、前記プラズマ生成電極の相対的移動にかかる前記基板に対向する部分に形成された空間により連通されて前記基板がプラズマ生成電極の内側の空間を臨む状態と、
前記基板と前記プラズマ生成電極の内側の空間とがプラズマ生成電極により遮断された状態と、の間で切り替えられるように構成された真空成膜装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成電極には一部が切り欠かれてなる第一の開口部が形成されており、
前記プラズマ生成電極と基板ホルダとを相対的に回転させるようにされており、
該プラズマ生成電極と基板ホルダとの相対的な回転により、
前記基板の位置が前記第一の開口部の位置に一致すると、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とされ、
前記基板の位置が前記第一の開口部の位置に一致しない場合に、基板がプラズマ生成電極によってプラズマ生成電極の内側の空間より遮断された状態となるように構成された請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記プラズマ生成電極が中心軸回りに回転するようにされており、前記基板ホルダが固定して支持される請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
接地電位とされる接地体が前記プラズマ生成電極と前記基板ホルダとの間に設けられており、
前記プラズマ生成電極の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させるとともに、前記接地体の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させることにより、
前記基板と前記プラズマ生成電極に対する内側の空間とが、前記プラズマ生成電極の相対的移動にかかる基板に対向する部分及び前記接地体の相対的移動にかかる基板に対向する部分に形成された空間により連通され、前記基板が前記プラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とできるように構成された、請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
接地電位とされる接地体が前記プラズマ生成電極と前記基板ホルダとの間に設けられ、該接地体にはその一部が切り欠かれてなる第二の開口部が形成されており、
該接地体は、前記基板に対してプラズマ生成電極とともに相対的に回転するようにされており、
前記基板の位置が前記プラズマ生成電極の第一の開口部の位置に一致すると、前記接地体の第二の開口部の位置にも一致し、前記基板が前記プラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とできるように構成された請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記プラズマ生成電極と接地体とがともに一の中心軸の回りに回転するようにされており、前記基板ホルダが固定して支持される請求項５に記載の真空成膜装置。
【請求項７】
前記真空成膜装置が、一の側が前記プラズマ生成電極に接続されるとともに、該一の側に対する他の側が前記真空チャンバに接続されてコンデンサをなす絶縁部材と、
前記プラズマ生成に必要な電力を供給するための高周波電源及び前記コンデンサをなす絶縁部材とともにマッチング動作するマッチング回路とを備えて構成される、請求項１乃至６のいずれかに記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板への成膜に用いることができる真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に成膜するにあたって真空成膜装置が用いられるが、この真空成膜装置には各種の真空成膜の方式が採用されており、各種の基板に各種の膜を成膜することが行われている。
【０００３】
そして、成膜を行うにあたり、電子デバイス等の分野では、より膜厚の薄い薄膜が要望されることがあり、かかる薄膜が応用された付加価値の高い製品が要請されることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の真空成膜装置にあっては、必ずしも膜質を均一にすることができず、特に、膜厚をより薄くする場合には、膜質が不均一となることの影響を受け易い。従って、膜厚のより薄い膜に成膜する場合には、特に膜質を均一にできることが望まれる。
【０００５】
また、イオンプレーティングと呼ばれる真空成膜の方式があり、イオンプレーティングによると、真空チャンバ内にプラズマを生成させ、膜の原料を励起もしくはイオン化させて基板に膜を形成するので、基板への密着性の高い緻密で強固な膜に成膜することができ、膜厚を薄くする場合でも安定した膜を得ることができる。
【０００６】
しかし、このイオンプレーティングにより成膜する場合でも、必ずしも膜質を均一にできるとは限らない。また、このイオンプレーティングにより成膜する場合に、成膜しようとする膜の原料や基板等に絶縁物質が含まれると、プラズマによる電気的な影響によって基板周辺に電荷が蓄積され、アーク放電を生ずることがある。そして、このアーク放電を生ずると、膜に損傷を招く原因となり好ましくない。特に、膜が薄い場合には、アーク放電によってピンホールを生ずる等の損傷を受け易く、製品化された場合における膜に対する要求を満たさないことがある。
【０００７】
そこで、本発明は、膜厚を均一にすることができ、アーク放電を防いで欠陥のない薄膜を形成することができる真空成膜装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の真空成膜装置は、真空チャンバと、膜が形成される基板を前記真空チャンバ内で保持する基板ホルダと、膜の原料を蒸発させるための蒸発源と、
前記蒸発源により蒸発された膜の原料をプラズマ化させる電力を前記真空チャンバ内に供給できるプラズマ生成電極とを有しており、
前記プラズマ生成電極が真空チャンバ内における基板ホルダに対する内側に配置されており、前記膜の原料からなるプラズマを前記プラズマ生成電極に対する内側の空間に生成させることができ、
前記プラズマ生成電極の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させることにより、
前記基板と前記プラズマ生成電極の内側の空間とが、前記プラズマ生成電極の相対的移動にかかる前記基板に対向する部分に形成された空間により連通されて前記基板がプラズマ生成電極の内側の空間を臨む状態と、
前記基板と前記プラズマ生成電極の内側の空間とがプラズマ生成電極により遮断された状態と、の間で切り替えられるように構成されている（請求項１）。
【０００９】
これにより、この発明にかかる真空成膜装置によると、比較的に膜厚の薄い膜を形成する場合であっても、膜質の均一性に対する影響を受け難く、膜質が不均一となることを防ぐことができる。
【００１０】
例えば、プラズマが生成される空間を常に基板が臨むようにしておき、蒸発源近傍に設けたシャッターの開閉によって基板をプラズマに晒す時間を制御するようにすると、膜質が不均一となり易い。即ち、このようにして膜厚の薄い膜を成膜しようとすると、シャッターを開いた初期のプラズマの変動による影響を受け易く、膜の均一性に影響を受け易いため、膜の化学組成が不均一になる等、膜質が不均一となり易い。
【００１１】
この発明の真空成膜装置にあっては、前記プラズマ生成電極に対する内側の空間に膜の原料のプラズマを生成しておき、上述のごとく、プラズマ生成電極の少なくとも一部と基板とを相対的に移動させ、基板がプラズマ生成電極の内側のプラズマが生成される空間を臨む状態とすることによって成膜するので、薄い膜に成膜する場合であっても、膜質の不均一を防ぐことができる。
【００１２】
また、この発明の真空成膜装置にあっては、以下のようにしてアーク放電の発生を防ぐことができる。即ち、この発明の真空成膜装置にあっては、前記プラズマ生成電極の相対的移動にかかる基板に対向する部分に空間が形成される一定時間に限って、該基板に対向する部分に形成された空間をとおして基板とプラズマ生成電極の内側の空間とを連通させ、基板がプラズマ生成電極の内側のプラズマが生成される空間を臨むようにしている。これにより、基板が恒常的にプラズマに晒されないので、基板周辺に対するプラズマによる不要な影響が低減される。従って、基板周辺の電荷の蓄積が低減されることにより、アーク放電の発生を抑制することができる。これにより、アーク放電によって膜が損傷を受けることを防ぐことができる。
【００１３】
さらに、この発明の真空成膜装置にあっては、主にプラズマが生成される空間は電極と蒸発源との間の電極に対する内側の空間である。従って、基板は、電極に対する外側に位置しており、プラズマが生成される空間より離隔されることになるので、基板周辺に対するプラズマによる不要な電気的影響が低減される。これにより、基板周辺の電荷の蓄積を防ぐことによってアーク放電の発生を防ぎ、該アーク放電により膜が損傷を受けることを防ぐことができる。
【００１４】
そして、前記真空成膜装置について、前記プラズマ生成電極に一部が切り欠かれてなる第一の開口部を形成し、
前記プラズマ生成電極と基板ホルダとを相対的に回転させるようにし、
該プラズマ生成電極と基板ホルダとの相対的な回転により、
前記基板の位置が前記第一の開口部の位置に一致すると、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とし、
前記基板の位置が前記第一の開口部の位置に一致しない場合に、基板がプラズマ生成電極によってプラズマ生成電極の内側の空間より遮断された状態となるように構成することができる（請求項２）。
【００１５】
これにより、切り欠きにより形成された第一の開口部を有するプラズマ生成電極と基板とを相対的に回転させることによって、基板がプラズマ生成電極に対する内側のプラズマが生成される空間を臨む状態と、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間よりプラズマ生成電極によって遮断された状態と、の間での切り替えを行うことができる。従って、プラズマ生成電極と基板との相対的移動によって、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態と、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間より遮断された状態との間での切り替えを行うにあたり、所要の機構に要する部材の占有するスペースが嵩張ることなく、また簡潔な機構によることが可能である。
【００１６】
そして、前記プラズマ生成電極と基板ホルダとを相対的に回転させるにあたり、前記プラズマ生成電極を中心軸回りに回転するようにし、前記基板ホルダを固定して支持するようにできる（請求項３）。
【００１７】
また、前記真空成膜装置（請求項１）について、接地電位とされる接地体を前記プラズマ生成電極と前記基板ホルダとの間に設け、
前記プラズマ生成電極の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させるとともに、前記接地体の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させることにより、
前記基板と前記プラズマ生成電極に対する内側の空間とが、前記プラズマ生成電極の相対的移動にかかる基板に対向する部分及び前記接地体の相対的移動にかかる基板に対向する部分に形成された空間により連通され、前記基板が前記プラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とできるように構成することができる（請求項４）。
【００１８】
これにより、前記接地体に対する外側の空間へのプラズマによる電気的な影響がほぼ遮蔽される。これにより、接地体の外側に位置する基板周辺に対するプラズマによる不要な影響をより確実に低減できるので、基板周辺の電荷の蓄積を防いでアーク放電の発生を防ぐことができる。
【００１９】
また、前記第一の開口部が形成されたプラズマ生成電極と基板とを相対的に回転させるようにした真空成膜装置（請求項２）について、接地電位とされる接地体を前記プラズマ生成電極と前記基板ホルダとの間に設け、該接地体にその一部が切り欠かれてなる第二の開口部を形成し、
該接地体を、前記基板に対してプラズマ生成電極とともに相対的に回転するようにし、
前記基板の位置が前記プラズマ生成電極の第一の開口部の位置に一致すると、前記接地体の第二の開口部の位置にも一致し、前記基板が前記プラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態とできるように構成することもできる（請求項５）。
【００２０】
これにより、上記接地体をプラズマ生成電極とともに基板に対して相対的に移動させることによって、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間を臨む状態と、基板がプラズマ生成電極に対する内側の空間より遮断された状態との間での切り替えを行うにあたり、所要の機構に要する部材の占有するスペースが嵩張ることなく、また簡潔な機構によることが可能である。
【００２１】
そして、かかる第二の開口部が形成された接地体が設けられた真空成膜装置（請求項５）について、該接地体とプラズマ生成電極とをともに一の中心軸の回りに回転させるようにし、前記基板ホルダを固定して支持するようにできる（請求項６）。
【００２２】
また、以上の真空成膜装置について、一の側が前記プラズマ生成電極に接続されるとともに、該一の側に対する他の側が前記真空チャンバに接続されてコンデンサをなす絶縁部材と、
前記プラズマの生成に必要な電力を供給するための高周波電源及び前記コンデンサをなす絶縁部材とともにマッチング動作するマッチング回路とを備えて構成することができる（請求項７）。
これにより、プラズマを生成するにあたり、不活性ガスを用いることなく、真空チャンバ側のインピーダンスと高周波電力を発生する電源のインピーダンスとをマッチングさせることにより、真空チャンバ内に安定した高周波電界を形成することができる。これにより、成膜時に基板の温度上昇を招くことがなく、また、基板に対する付着力の強い、緻密で安定した欠陥のない膜に成膜することができる。
【００２３】
【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５に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態である真空成膜装置２０の構成の概略を示す模式図である。
【００２５】
この真空成膜装置２０は、真空成膜の一つの方式であるイオンプレーティングに基づいて成膜できるように構成されている。即ち、真空チャンバ１内の空間にプラズマが生成され、膜の原料物質が励起もしくはイオン化され、真空チャンバ１内に配置される基板８に膜が形成される。
【００２６】
真空チャンバ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１７が配置されている。この蒸発源１７は、膜の原料物質が内部に保持されるボート２と、ボート２の周囲に巻回されたフィラメント３とによって構成されている。そして、フィラメント３は加熱用電源４に接続されており、ボート２内に保持される原料物質を抵抗加熱によって真空チャンバ１内の空間へ蒸散させ得るようにされている。
【００２７】
真空チャンバ１内の上部には、基板８が保持される基板ホルダ６と、基板ホルダ６に対してチャンバ１内の内側に配置される接地体９と、接地体９に対する内側に配置されるプラズマ生成電極５が設けられる。
【００２８】
接地体９は、それ自体が接地電位に保持されるものであり、特に図示されない接続機構を介して真空チャンバ１外の接地端子と電気的に接続されている。
【００２９】
プラズマ生成電極５は、これを介してプラズマを生成させるための電力を真空チャンバ１内の空間に供給するためのものである。電極５は、直流ブロッキングコンデンサＣ０と、回路ユニット（ＭＮ）１４と、特に図示されない接続機構とを介して高周波電源１５に接続される。高周波電源１５については、２〜４０MHzの高周波電圧を出力する。
【００３０】
回路ユニット１４は、図２に示すように、例えば可変コンデンサＣ１、Ｃ２及びチョークコイルＬ１の接続により構成できる。また、電極５は、チョークコイルＬ０と特に図示されない接続機構とを介して直流電源１６に接続される。
【００３１】
そして、高周波電源１５及び直流電源１６と電極５とを接続するにあたり、導電性の材料からなるチャンバ１が接地されるとともに、高周波電源１５の出力端子のうち電極５側に対する他方側が接地される。また、直流電源１６は、電極５側が負極となるように接続される。なお、基板ホルダ６は接地されている。
【００３２】
そして、高周波電源１５より出力される高周波電力、直流電源１６より出力される直流電力の大きさは、成膜しようとする膜の種類及び基板の形状に応じて適宜設定される。
【００３３】
そして、高周波電源１５より出力される高周波電力及び直流電源１６より出力される直流電力を電極５を介して真空チャンバ１内に供給することによって、チャンバ１内における電極５に対する内側の空間に、前記蒸発源１７により蒸発された膜の原料物質からなるプラズマを生成することができる。なお、プラズマを生成するにあたり、少なくとも高周波電源１５により高周波電力を供給できればよく、必ずしも直流電源１６を設ける必要はない。
【００３４】
また、この真空成膜装置２０にあっては、図１に示されるように、モータ１０が設けられている。このモータ１０は、電極５及び接地体９を回転させるための回転手段にあたる。このモータ１０は、回転速度を一定の範囲で選択できるようにされており、電極５及び接地体９を成膜上の必要な速度で回転させ得るようにされている。モータ１０は腕部材１１に取り付けられており、腕部材１１は、チャンバ１に取り付けられるジョイント１２によって角度を変え得るように支持されている。
【００３５】
そして、モータ１０に基端側で接続されモータ１０により中心軸回りに回転駆動される回転軸７が、腕部材１１を長手方向に挿通するように設けられている。この回転軸７のチャンバ１内における先端には、連結部材１８が付設されている。そして、連結部材１８には、電極５及び接地体９が回転軸７と中心軸が一致するように取り付けられており、電極５と接地体９とを同一の回転角として回転させるようにされている。
【００３６】
また、腕部材１１のチャンバ１内における先端には連結部１１ａが設けられている。連結部１１ａには基板ホルダ６が取り付けられており、基板ホルダ６は固定して支持されるようにされている。
【００３７】
次に、電極５、基板ホルダ６及び接地体９について、図３、図４、図５も参酌しつつ説明する。図３は真空チャンバ１内に配置された状態における電極５のみを表す図であり、図３（ａ）が電極５を斜め上方より眺めた斜視図であり、図３（ｂ）が電極５を下方より眺めた平面図である。
【００３８】
また、図４は真空チャンバ１内に配置された状態における接地体９のみを表す図であり、図４（ａ）は接地体９を斜め上方より眺めた斜視図であり、図４（ｂ）は接地体９を下方より眺めた平面図である。
【００３９】
また、図５は基板８が保持された基板ホルダ６が真空チャンバ１内に配置された状態における該基板ホルダ６のみを表す図であり、図５（ａ）は基板ホルダ６を斜め上方より眺めた斜視図であり、図５（ｂ）は基板ホルダ６を下方より眺めた平面図である。
【００４０】
電極５は、図１及び図３に示されるように、中心軸５Ｅの回りに略回転対称をなす曲面に一定の厚みを与えた形状について、一部が切り欠かれてなる第一の開口部５ｗが形成された構成とされている。そして、電極５はその上端５ｕにより連結部材１８に取り付けられる。
【００４１】
また、接地体９は、図１及び図４に示されるように、中心軸９Ｅの回りに略回転対称をなす曲面に一定の厚みを与えた形状について、一部が切り欠かれてなる第二の開口部９ｗが形成された構成とされている。そして、接地体９はその上端９ｕにより連結部材１８に取り付けられる。また、接地体９は、図１に示されるように、電極５をその内側に略覆うことができる程度の大きさとされている。
【００４２】
そして、基板ホルダ６は、図１及び図５に示されるように、中心軸６Ｅの回りに略回転対称をなす曲面に一定の厚みを与えた形状とされている。また、基板ホルダ６は、図１、図５に一つが例示される基板８を、所定の位置に所定の数だけ設置できるようになっている。また、基板ホルダ６は、その上端６ｕにより腕部材１１の連結部１１ａに取り付けられる。
【００４３】
また、上記電極５及び接地体９が連結部材１８に取り付けられるにあたり、第一の開口部５ｗの位置と第二の開口部９ｗの位置とが水平方向において重なるように取り付けられている。
【００４４】
この真空成膜装置２０にあっては、基板ホルダ６に対して即ち基板ホルダ６に保持される基板８に対して、電極５及び接地体９を回転させるようにしている。これにより、基板８に対向する部分も含めた電極５、及び基板８に対向する部分も含めた接地体９を、基板８に対して相対的に移動させるようにしている。
【００４５】
そして、電極５及び接地体９が所定の回転角の位置となると、第一の開口部５ｗと第二の開口部９ｗとをとおして、基板８と電極５に対する内側の空間とが連通され、基板８が電極５に対する内側のプラズマが生成される空間を臨む状態とされる。即ち、電極５の基板８に対する相対的移動によって基板８に対向する部分となった第一の開口部５ｗと、接地体９の基板８に対する相対的移動によって基板８に対向する部分となった第二の開口部９ｗとをとおして、基板８は電極５に対する内側の空間を臨むことができる。
【００４６】
そして、基板８が電極５に対する内側のプラズマが生成される空間を臨む状態とされると、基板８に膜が形成される。
【００４７】
一方、基板ホルダ６に対する電極５及び接地体９の回転角の位置により、基板８が第一の開口部５ｗと第二の開口部９ｗとをとおして電極５に対する内側の空間を臨むことができない状態にあるとき、即ち基板８が電極５及び接地体９により電極５に対する内側の空間より遮断されている状態にあるときは、基板８に成膜されない。
【００４８】
以上に説明したように、この真空成膜装置２０にあっては、電極５及び接地体９が基板ホルダ６に対して一定の回転角の位置となったときのみ、基板８がプラズマを臨むようにしている。即ち、膜の原料物質のプラズマを定常的に生成しておき、ある特定の一定の時間に限って、基板８がプラズマに晒されるようにしている。これにより、いわゆる、極薄膜と呼ばれる、数１０ｎｍ（ナノメーター）以下程度の膜厚に成膜する場合に、以下の意義を奏することができる。
【００４９】
即ち、プラズマが生成される空間を常に基板が臨むようにしておき、蒸発源近傍に設けたシャッターの開閉により基板をプラズマに晒す時間を制御するようにすると、膜の化学組成が不均一となる等、膜質の不均一を生じ易い。これは、蒸発源近傍のシャッターの開閉によって基板を膜の原料物質のプラズマに晒す時間を制御するようにすると、膜厚を相対的に薄くする場合には、基板をプラズマに晒す時間が相対的に短かくなることから、シャッターを開いた初期のプラズマの変動による影響を受け易いためである。この真空成膜装置２０にあっては、前述のように、膜の原料からなるプラズマを生成しておき、基板８側が一定の時間プラズマを臨むようにするので、膜質の均一性に対する影響を受け難く、膜厚の薄い膜を形成する場合であっても、膜質が不均一となることを防ぐことができる。
【００５０】
また、この真空成膜装置２０にあっては、基板８に対する電極５及び接地体９の回転速度によって成膜の速度を制御でき、また電極５及び接地体９が基板８に対して回転した総数によって膜厚を制御できるので、所望の膜厚に成膜することが容易であるという利点もある。
【００５１】
また、この真空成膜装置２０にあっては、切り欠きにより形成された開口部５ｗを有する電極５を基板８に対して回転させることによって、基板８が電極５に対する内側のプラズマが生成される空間を臨む状態と、基板８が電極５に対する内側の空間より電極５により遮断された状態との間での切り替えが行われる。従って、基板が電極に対する内側の空間を臨む状態と、基板が電極に対する内側の空間より遮断された状態との間での切り替えを、電極の少なくとも一部を基板に対して相対的に移動させて行うにあたり、かかる機構を実現するための部材の占有するスペースが嵩張ることなく、また簡潔な機構により実現できる。
【００５２】
また、本発明の真空成膜装置２０によると、基板８周辺の電荷の蓄積を防ぐことによってアーク放電の発生を防ぎ、該アーク放電により膜が損傷を受けることを防ぐことができる。即ち、この真空成膜装置２０にあっては、主にプラズマが生成される空間は電極５と蒸発源１７との間の電極５に対する内側の空間であり、電極５に対して外側に位置する基板８は、プラズマが生成される空間より離隔されることから、基板８周辺に対するプラズマによる不要な電気的影響が低減される。
【００５３】
また、以上に説明したように、基板８は、成膜に必要な一定の時間に限ってプラズマを臨むようにされており、それ以外の期間は電極５と接地体９とによってプラズマより遮断され、恒常的にプラズマに晒されることがない。これにより、基板８周辺に対するプラズマによる不要な影響が低減される。従って、このことによっても、基板８周辺の電荷の蓄積を防いでアーク放電の発生を防ぐことができる。
【００５４】
特に、この真空成膜装置２０にあっては、接地電位とされる接地体９が設けられるので、接地体９に対する外側の空間へのプラズマによる電気的な影響がほぼ遮蔽される。これにより、接地体９の外側に位置する基板８周辺に対するプラズマによる不要な影響をより確実に低減することができ、基板８周辺の電荷の蓄積を防いでアーク放電の発生を防ぐことができる。なお、この接地体９を設けることは必ずしも必要でないが、基板８に対する不要なプラズマの影響をより確実に低減するためには、接地体９を設けることが望ましい。
【００５５】
以上に説明した真空成膜装置２０について、特に特公平１−４８３４７号公報に開示されるイオンプレーティングの方式に基づく装置に構成できる。即ち、不活性ガスを用いることなく成膜を行うことができる、いわゆる無ガスイオンプレーティングと呼ばれる方式に基づく装置とすることもできる。
【００５６】
この無ガスイオンプレーティングに基づく装置とするにあたり、以上の真空成膜装置２０について、さらに以下のようにすることにより実現できる。前記電極５とチャンバ１（接地されている）との間に、実質的にコンデンサに相当する絶縁部材を接続する。この絶縁部材として、その容量が５０ｐＦより大きい値となるように選ぶのが望ましい。
【００５７】
そして、高周波電源１５を動作させるにあたり、前記回路ユニット１４をマッチング回路として動作させるようにする。即ち、回路ユニット１４を適当に調節し、回路ユニット１４が前記実質的なコンデンサに相当する絶縁部材とともに高周波電源１５に対してマッチング動作するようにする。これにより、真空チャンバ１側のインピーダンスと高周波電源１５のインピーダンスとをマッチングさせることができ、チャンバ１内に安定した高周波電界を形成できるので、アーク放電の発生を防ぐことができる。また、不活性ガスを用いなくともよいので、基板の温度の上昇を招くこともない。
【００５８】
これにより、本発明の真空成膜装置をかかる無ガスイオンプレーティングに基づく装置とすると、基板に対する付着力の強い緻密で安定した欠陥のない膜とすることができ、また、基板が耐熱性の高くない樹脂等であっても成膜することができる。
【００５９】
また、以上の説明では、基板８に対して電極５及び接地体９を相対的に移動させるにあたり、基板ホルダ６を静止させておき、電極５及び接地体９を回転させる例により説明したが、電極５及び接地体９を静止させておき、基板ホルダ６を回転させるようにしてもよい。また、以上の説明では、電極５、基板ホルダ６、接地体９の形状を曲面からなる形状とする例を図示して説明したが、これらを平板状にするのであってもよい。
【００６０】
また、以上の説明では、電極５の一部を切り欠いて開口部５ｗを形成し、接地体９の一部を切り欠いて開口部９ｗを形成し、かかる電極５及び接地体９の全体を回転させ、一定の回転角の位置となったときに、開口部５ｗ、開口部９ｗをとおして基板８が電極５に対する内側の空間を臨むようにした例を挙げて説明した。かかる構成とする以外にも、例えば、電極や接地体を真空チャンバに固定する構造とし、この電極や接地体における基板に対向する部分に開閉自在のシャッター機構を設け、電極と接地体の各々のシャッター機構を同期して開閉するようにするとともに、該シャッターを一定時間開くようにし、該一定時間基板が電極に対する内側の空間を臨む状態とできるようにしてもよい。
【００６１】
かかる電極や接地体にシャッター機構を設ける構成とする場合でも、電極や接地体の少なくとも前記基板に対向する部分を基板に対して相対的に移動させることに基づき、電極に対する外側に配置される基板が、電極に対する内側のプラズマが生成される空間を臨む状態と、かかるプラズマが生成される空間より電極によって遮蔽された状態とを切り替えるようにできる。
【００６２】
さらに、電極や接地体を基板に対して移動させることによって、基板に対向する部分に空間を形成し、この空間をとおして基板とプラズマが生成される空間とを連通させることにより、基板がプラズマが生成される空間を一定時間臨む状態とするようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によると、比較的に膜厚の薄い膜に成膜する場合であっても、膜質が不均一となることを防ぐことができる。また、基板周辺に対する不要なプラズマの影響を低減して、基板周辺に電荷が蓄積されることを低減することができる。これにより、アーク放電の発生を防ぐことができるので、該アーク放電の発生によって膜が損傷を受けることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空成膜装置の構成の概略を示す模式図である。
【図２】図１の真空成膜装置の回路ユニットの構成を示す回路図である。
【図３】（ａ）プラズマ生成用の電極の斜視図である。
（ｂ）プラズマ生成用の電極を下方から眺めた平面図である。
【図４】（ａ）接地体の斜視図である。
（ｂ）接地体を下方から眺めた平面図である。
【図５】（ａ）基板ホルダの斜視図である。
（ｂ）基板ホルダを下方から眺めた平面図である。
【符号の説明】
１    真空チャンバ
２    ボート
３    フィラメント
４    加熱用電源
５    プラズマ生成電極
５ｗ  第一の開口部
６    基板ホルダ
７    回転軸
８    基板
９    接地体
９ｗ  第二の開口部
１０    モータ
１１    腕部材
１１ａ  連結部
１２    ジョイント
１４    回路ユニット
１５    高周波電源
１６    直流電源
１７    蒸発源
１８    連結部材
２０    真空成膜装置
Ｃ０    直流ブロッキング用コンデンサ
Ｃ１    可変コンデンサ
Ｃ２    可変コンデンサ
Ｌ０    チョークコイル
Ｌ１    チョークコイル
【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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