JPH062121A - イオンプレーティング装置 - Google Patents
イオンプレーティング装置Info
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- JPH062121A JPH062121A JP16498792A JP16498792A JPH062121A JP H062121 A JPH062121 A JP H062121A JP 16498792 A JP16498792 A JP 16498792A JP 16498792 A JP16498792 A JP 16498792A JP H062121 A JPH062121 A JP H062121A
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- coil
- frequency coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波コイルを用いたイオンプレーティング装
置においてプラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止
する。 【構成】真空容器１内の下面にはるつぼ２があり、るつ
ぼ２内には蒸着材３が収容されている。るつぼ２内の蒸
着材３は加熱器４により加熱蒸発される。真空容器１内
の被蒸着基板５とるつぼ２との間には高周波コイル６が
配置されている。高周波コイル６はマッチングボックス
７を介して高周波電源８に接続されている。高周波コイ
ル６は高周波電源８からの供給電力により高周波発振
し、るつぼ２から蒸発した蒸着材が高周波コイル６の高
周波発振によりプラズマ化し、その中のイオンが被蒸着
基板５に薄膜として堆積する。高周波コイル６とマッチ
ングボックス７との間にはフィルタコイル９が接続さ
れ、フィルタコイル９にはバイアス抵抗１０が直列接続
されている。
置においてプラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止
する。 【構成】真空容器１内の下面にはるつぼ２があり、るつ
ぼ２内には蒸着材３が収容されている。るつぼ２内の蒸
着材３は加熱器４により加熱蒸発される。真空容器１内
の被蒸着基板５とるつぼ２との間には高周波コイル６が
配置されている。高周波コイル６はマッチングボックス
７を介して高周波電源８に接続されている。高周波コイ
ル６は高周波電源８からの供給電力により高周波発振
し、るつぼ２から蒸発した蒸着材が高周波コイル６の高
周波発振によりプラズマ化し、その中のイオンが被蒸着
基板５に薄膜として堆積する。高周波コイル６とマッチ
ングボックス７との間にはフィルタコイル９が接続さ
れ、フィルタコイル９にはバイアス抵抗１０が直列接続
されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空室内に設けられた
被蒸着基板に蒸着材を蒸発送給する蒸発源と、蒸発した
蒸着材蒸気をイオン化する高周波コイルと、高周波コイ
ルに電力を供給するための高周波電源と、高周波コイル
と高周波電源との間に介在するマッチングボックスとを
備えたイオンプレーティング装置に関するものである。
被蒸着基板に蒸着材を蒸発送給する蒸発源と、蒸発した
蒸着材蒸気をイオン化する高周波コイルと、高周波コイ
ルに電力を供給するための高周波電源と、高周波コイル
と高周波電源との間に介在するマッチングボックスとを
備えたイオンプレーティング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のイオンプレーティング装
置を図５に示す。１は真空容器であり、真空容器１内の
ガスは排気口１ａから排気される。真空容器１内の下部
にはるつぼ２があり、るつぼ２内にはＩＴＯあるいはＳ
ｉＯといった蒸着材３が収容されている。るつぼ２の傍
らには電子銃といった加熱器４があり、るつぼ２内の蒸
着材３が加熱器４により加熱蒸発される。真空容器１内
の上部には被蒸着基板５が取り付けられており、被蒸着
基板５とるつぼ２との間には高周波コイル６が配置され
ている。高周波コイル６はマッチングボックス７を介し
て高周波電源８に接続されている。高周波コイル６は高
周波電源８からの供給電力により高周波電圧を発生し、
るつぼ２から蒸発した蒸着材が高周波コイル６の高周波
電圧により生成されたプラズマ中を通過してイオン化さ
れ、被蒸着基板５に薄膜として堆積する。
置を図５に示す。１は真空容器であり、真空容器１内の
ガスは排気口１ａから排気される。真空容器１内の下部
にはるつぼ２があり、るつぼ２内にはＩＴＯあるいはＳ
ｉＯといった蒸着材３が収容されている。るつぼ２の傍
らには電子銃といった加熱器４があり、るつぼ２内の蒸
着材３が加熱器４により加熱蒸発される。真空容器１内
の上部には被蒸着基板５が取り付けられており、被蒸着
基板５とるつぼ２との間には高周波コイル６が配置され
ている。高周波コイル６はマッチングボックス７を介し
て高周波電源８に接続されている。高周波コイル６は高
周波電源８からの供給電力により高周波電圧を発生し、
るつぼ２から蒸発した蒸着材が高周波コイル６の高周波
電圧により生成されたプラズマ中を通過してイオン化さ
れ、被蒸着基板５に薄膜として堆積する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオンプレーテ
ィング装置では高周波コイル６に異常放電が起こり、被
蒸着基板５に堆積する薄膜の膜質が低下する。高周波コ
イル６における異常放電は、高周波電源８からの供給電
力による高周波電圧以外に直流電圧である自己バイアス
電圧が高周波コイル６に生じて高周波コイル６が高電圧
になっているために起こる。
ィング装置では高周波コイル６に異常放電が起こり、被
蒸着基板５に堆積する薄膜の膜質が低下する。高周波コ
イル６における異常放電は、高周波電源８からの供給電
力による高周波電圧以外に直流電圧である自己バイアス
電圧が高周波コイル６に生じて高周波コイル６が高電圧
になっているために起こる。
【０００４】自己バイアス電圧が生じる原理を以下に説
明する。高周波電源８からの供給電力により高周波コイ
ル６には高周波電圧が印加され、プラズマが発生する。
高周波電圧が正のときにはプラズマ中の電子が高周波コ
イル６に流入し、高周波電圧が負のときにはプラズマ中
のイオンが高周波コイル６に流入する。電子とイオンと
の移動度が異なるため、高周波コイル６に流入する電子
の量は高周波コイル６に流入するイオンの量よりも多
い。高周波コイル６の電位はマッチングボックス７内の
マッチング用コンデンサ７ａによって直流的に浮遊して
いるため、定常状態では電子の流入量とイオンの流入量
とが等しくなるように高周波コイル６が負電位に自己バ
イアスされる。以上が自己バイアス電圧が生じる原理で
ある。
明する。高周波電源８からの供給電力により高周波コイ
ル６には高周波電圧が印加され、プラズマが発生する。
高周波電圧が正のときにはプラズマ中の電子が高周波コ
イル６に流入し、高周波電圧が負のときにはプラズマ中
のイオンが高周波コイル６に流入する。電子とイオンと
の移動度が異なるため、高周波コイル６に流入する電子
の量は高周波コイル６に流入するイオンの量よりも多
い。高周波コイル６の電位はマッチングボックス７内の
マッチング用コンデンサ７ａによって直流的に浮遊して
いるため、定常状態では電子の流入量とイオンの流入量
とが等しくなるように高周波コイル６が負電位に自己バ
イアスされる。以上が自己バイアス電圧が生じる原理で
ある。
【０００５】本発明は、堆積薄膜の膜質を低下させるこ
となく高周波コイルの異常放電を防止することを目的と
する。
となく高周波コイルの異常放電を防止することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
真空室内に設けられた被蒸着基板に蒸着材を蒸発送給す
る蒸発源と、蒸発した蒸着材蒸気をイオン化する高周波
コイルと、高周波コイルに電力を供給する高周波電源
と、高周波コイルと高周波電源との間に介在するマッチ
ングボックスとを備えたイオンプレーティング装置にお
いて、高周波コイルとマッチングボックスとの間に高周
波コイルにかかる電圧のうち自己バイアス電圧のみを低
減するためのフィルタコイルを接続し、自己バイアス電
圧設定器をフィルタコイルに直列接続した。
真空室内に設けられた被蒸着基板に蒸着材を蒸発送給す
る蒸発源と、蒸発した蒸着材蒸気をイオン化する高周波
コイルと、高周波コイルに電力を供給する高周波電源
と、高周波コイルと高周波電源との間に介在するマッチ
ングボックスとを備えたイオンプレーティング装置にお
いて、高周波コイルとマッチングボックスとの間に高周
波コイルにかかる電圧のうち自己バイアス電圧のみを低
減するためのフィルタコイルを接続し、自己バイアス電
圧設定器をフィルタコイルに直列接続した。
【０００７】
【作用】フィルタコイルは高周波電圧をカットするた
め、高周波コイルに生じる高周波電圧は従来と変わらな
い。一方で、フィルタコイルは直流電圧をカットしない
ため、高周波コイルに生じる自己バイアス電圧は自己バ
イアス電圧設定器によって設定される値に低減される。
自己バイアス電圧設定器は電気抵抗あるいは直流電源で
あり、自己バイアス電圧設定器が電気抵抗の場合には自
己バイアス電圧は高周波コイルに流入する電子電流の電
流値と電気抵抗の抵抗値との積となる。自己バイアス電
圧設定器が直流電源の場合には自己バイアス電圧は、直
流電源によって定められる値になる。
め、高周波コイルに生じる高周波電圧は従来と変わらな
い。一方で、フィルタコイルは直流電圧をカットしない
ため、高周波コイルに生じる自己バイアス電圧は自己バ
イアス電圧設定器によって設定される値に低減される。
自己バイアス電圧設定器は電気抵抗あるいは直流電源で
あり、自己バイアス電圧設定器が電気抵抗の場合には自
己バイアス電圧は高周波コイルに流入する電子電流の電
流値と電気抵抗の抵抗値との積となる。自己バイアス電
圧設定器が直流電源の場合には自己バイアス電圧は、直
流電源によって定められる値になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１及
び図２に基づいて説明する。図１に示すように高周波コ
イル６とマッチングボックス７との間にフィルタコイル
９を接続し、フィルタコイル９にバイアス抵抗１０を直
列接続したことが本実施例の構成上の特徴である。バイ
アス抵抗１０はアースされている。その他の構成は図５
の従来装置と同じであるので、その構成説明は省略す
る。
び図２に基づいて説明する。図１に示すように高周波コ
イル６とマッチングボックス７との間にフィルタコイル
９を接続し、フィルタコイル９にバイアス抵抗１０を直
列接続したことが本実施例の構成上の特徴である。バイ
アス抵抗１０はアースされている。その他の構成は図５
の従来装置と同じであるので、その構成説明は省略す
る。
【０００９】フィルタコイル９のインピーダンスは高周
波電圧をカットできる大きさであり、バイアス抵抗１０
は可変抵抗であり、抵抗値の大きさを調整できる。図１
の状態からバイアス抵抗１０を除いた場合、高周波コイ
ル６は直流的にアース接続される。従って、高周波コイ
ル６に生じる高周波電圧と自己バイアス電圧のうち、交
流電圧である高周波電圧はフィルタコイル９でカットさ
れて従来と同じ大きさであるが、直流電圧である自己バ
イアス電圧の値は零となる。即ち、高周波コイル６に生
じる電圧は従来の自己バイアス電圧分だけ低減し、異常
放電が防止される。
波電圧をカットできる大きさであり、バイアス抵抗１０
は可変抵抗であり、抵抗値の大きさを調整できる。図１
の状態からバイアス抵抗１０を除いた場合、高周波コイ
ル６は直流的にアース接続される。従って、高周波コイ
ル６に生じる高周波電圧と自己バイアス電圧のうち、交
流電圧である高周波電圧はフィルタコイル９でカットさ
れて従来と同じ大きさであるが、直流電圧である自己バ
イアス電圧の値は零となる。即ち、高周波コイル６に生
じる電圧は従来の自己バイアス電圧分だけ低減し、異常
放電が防止される。
【００１０】この状態では供給電力は従来と変わらない
ため、プラズマの発生量は従来と同じてある。しかしな
がら、プラズマ中の電子が高周波コイル６に大量に流入
して真空容器１から流出し、プラズマ密度が低下する。
そのため、堆積薄膜の膜質が低下するという好ましくな
い事態が生じる。
ため、プラズマの発生量は従来と同じてある。しかしな
がら、プラズマ中の電子が高周波コイル６に大量に流入
して真空容器１から流出し、プラズマ密度が低下する。
そのため、堆積薄膜の膜質が低下するという好ましくな
い事態が生じる。
【００１１】図１のようにフィルタコイル９にバイアス
抵抗１０が直列接続されている場合、高周波コイル６に
生じる高周波電圧と自己バイアス電圧のうち、交流電圧
である高周波電圧はフィルタコイル９でカットされて従
来と同じ大きさである。これに対して自己バイアス電圧
はバイアス抵抗１０の抵抗値と高周波コイル６から流入
する電子電流の電流値との積値となる。従って、自己バ
イアス電圧は零にはならず、このバイアス抵抗１０の抵
抗値を変えれば自己バイアス電圧を変えることができ
る。そこで、自己バイアス電圧を調整することによって
高周波コイル６への電子の流入を適当に抑え、この流入
抑制によりプラズマ密度を高く保ちつつ自己バイアス電
圧を低減することができる。即ち、バイアス抵抗１０の
抵抗値を適正に設定することによってプラズマ密度を高
く保ちつつ異常放電を防止することができる。
抵抗１０が直列接続されている場合、高周波コイル６に
生じる高周波電圧と自己バイアス電圧のうち、交流電圧
である高周波電圧はフィルタコイル９でカットされて従
来と同じ大きさである。これに対して自己バイアス電圧
はバイアス抵抗１０の抵抗値と高周波コイル６から流入
する電子電流の電流値との積値となる。従って、自己バ
イアス電圧は零にはならず、このバイアス抵抗１０の抵
抗値を変えれば自己バイアス電圧を変えることができ
る。そこで、自己バイアス電圧を調整することによって
高周波コイル６への電子の流入を適当に抑え、この流入
抑制によりプラズマ密度を高く保ちつつ自己バイアス電
圧を低減することができる。即ち、バイアス抵抗１０の
抵抗値を適正に設定することによってプラズマ密度を高
く保ちつつ異常放電を防止することができる。
【００１２】本実施例の効果を確かめるため、本実施例
装置と従来装置との比較実験を行なった。図２のグラフ
はその比較結果であり、横軸はプラズマ密度を示す電子
電流値（単位ｍＡ）を表し、縦軸は自己バイアス電圧
（単位Ｖ）を表す。△印は従来装置を用いた実測値であ
り、○印は本実施例装置を用いた実測値である。図２の
比較結果から明らかなように、本実施例装置によれば従
来装置に比べて同じプラズマ密度で自己バイアス電圧を
大きく低減することがわかる。
装置と従来装置との比較実験を行なった。図２のグラフ
はその比較結果であり、横軸はプラズマ密度を示す電子
電流値（単位ｍＡ）を表し、縦軸は自己バイアス電圧
（単位Ｖ）を表す。△印は従来装置を用いた実測値であ
り、○印は本実施例装置を用いた実測値である。図２の
比較結果から明らかなように、本実施例装置によれば従
来装置に比べて同じプラズマ密度で自己バイアス電圧を
大きく低減することがわかる。
【００１３】又、異常放電回数の調査を行なった結果、
本実施例装置によれば従来装置に比べて異常放電回数を
１／５以下に減らすことができた。本発明は勿論前記実
施例にのみ限定されるものではなく、例えば図３に示す
ように高周波コイル６の電圧及びプラズマ密度をモニタ
してフィードバック制御を行なう制御装置１１を用いれ
ば、プラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止するた
めの細かい制御を行なうことができる。
本実施例装置によれば従来装置に比べて異常放電回数を
１／５以下に減らすことができた。本発明は勿論前記実
施例にのみ限定されるものではなく、例えば図３に示す
ように高周波コイル６の電圧及びプラズマ密度をモニタ
してフィードバック制御を行なう制御装置１１を用いれ
ば、プラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止するた
めの細かい制御を行なうことができる。
【００１４】又、図４に示すようにバイアス抵抗１０の
代わりに可変式の直流電源１２を用いてもよい。この場
合、直流電源１２のマイナス側がフィルタコイル９に接
続される。この直流電源１２によっても自己バイアス電
圧を低減することができ、直流電源１２の大きさを適正
に設定することによってプラズマ密度を高く保ちつつ異
常放電を防止することができる。
代わりに可変式の直流電源１２を用いてもよい。この場
合、直流電源１２のマイナス側がフィルタコイル９に接
続される。この直流電源１２によっても自己バイアス電
圧を低減することができ、直流電源１２の大きさを適正
に設定することによってプラズマ密度を高く保ちつつ異
常放電を防止することができる。
【００１５】なお、特開平１−１０８３７１号公報に
は、試料電極と対向電極との間の放電によってプラズマ
を発生させ、試料電極上の試料にイオンを当てて薄膜を
形成する装置が開示されている。この装置の中で整合部
（マッチングボックス）と対向電極との間にＬ結合（フ
ィルタコイル）が接続されており、Ｌ結合には直流電源
が直列接続されている。この構成は本発明の図４の実施
例構成に似ているが、Ｌ結合に対する直流電源の直列接
続は直流電源のプラス側を介して行われている。即ち、
特開平１−１０８３７１号公報の従来装置ではプラズマ
の電位を正電位にシフトするためであり、本発明の技術
思想とは明らかに異なる。
は、試料電極と対向電極との間の放電によってプラズマ
を発生させ、試料電極上の試料にイオンを当てて薄膜を
形成する装置が開示されている。この装置の中で整合部
（マッチングボックス）と対向電極との間にＬ結合（フ
ィルタコイル）が接続されており、Ｌ結合には直流電源
が直列接続されている。この構成は本発明の図４の実施
例構成に似ているが、Ｌ結合に対する直流電源の直列接
続は直流電源のプラス側を介して行われている。即ち、
特開平１−１０８３７１号公報の従来装置ではプラズマ
の電位を正電位にシフトするためであり、本発明の技術
思想とは明らかに異なる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、高周波コ
イルとマッチングボックスとの間にフィルタコイルを接
続すると共に、自己バイアス電圧設定器をフィルタコイ
ルに直列接続したので、フィルタコイルが高周波コイル
における電圧のうちの高周波電圧は従来と変えぬままで
自己バイアス電圧のみを低減すると共に、自己バイアス
電圧設定器が自己バイアス電圧の低減程度を規制し、こ
れによりプラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止し
得るという優れた効果を奏する。
イルとマッチングボックスとの間にフィルタコイルを接
続すると共に、自己バイアス電圧設定器をフィルタコイ
ルに直列接続したので、フィルタコイルが高周波コイル
における電圧のうちの高周波電圧は従来と変えぬままで
自己バイアス電圧のみを低減すると共に、自己バイアス
電圧設定器が自己バイアス電圧の低減程度を規制し、こ
れによりプラズマ密度を高く保ちつつ異常放電を防止し
得るという優れた効果を奏する。
【図１】 本発明を具体化した一実施例を示す正断面図
である。
である。
【図２】 本発明装置と従来装置との自己バイアス電圧
低減の比較を示すグラフである。
低減の比較を示すグラフである。
【図３】 別例を示す正断面図である。
【図４】 別例を示す正断面図である。
【図５】 従来装置を示す正断面図である。
６…高周波コイル、７…マッチングボックス、８…高周
波電源、９…フィルタコイル、１０…バイアス抵抗、１
２…直流電源。
波電源、９…フィルタコイル、１０…バイアス抵抗、１
２…直流電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 達彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】真空室内に設けられた被蒸着基板に蒸着材
を蒸発送給する蒸発源と、蒸発した蒸着材蒸気をイオン
化する高周波コイルと、高周波コイルに電力を供給する
ための高周波電源と、高周波コイルと高周波電源との間
に介在するマッチングボックスとを備えたイオンプレー
ティング装置において、 高周波コイルとマッチングボックスとの間に高周波コイ
ルにかかる電圧のうち自己バイアス電圧のみを低減する
ためのフィルタコイルを接続し、自己バイアス電圧設定
器をフィルタコイルに直列接続したことを特徴とするイ
オンプレーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16498792A JPH062121A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | イオンプレーティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16498792A JPH062121A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | イオンプレーティング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062121A true JPH062121A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15803686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16498792A Withdrawn JPH062121A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | イオンプレーティング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062121A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001524251A (ja) * | 1997-04-16 | 2001-11-27 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ加工処理システムのイオンエネルギーとプラズマ密度を制御するための方法と装置 |
| JP2010273601A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | 棚栽培用のハウスの送風システム |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP16498792A patent/JPH062121A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001524251A (ja) * | 1997-04-16 | 2001-11-27 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ加工処理システムのイオンエネルギーとプラズマ密度を制御するための方法と装置 |
| JP2010273601A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | 棚栽培用のハウスの送風システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |