JPH08176807A - 電磁気的に制御された環境中で高度にイオン化された媒体を真空蒸着するための方法および装置 - Google Patents
電磁気的に制御された環境中で高度にイオン化された媒体を真空蒸着するための方法および装置Info
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- JPH08176807A JPH08176807A JP7149563A JP14956395A JPH08176807A JP H08176807 A JPH08176807 A JP H08176807A JP 7149563 A JP7149563 A JP 7149563A JP 14956395 A JP14956395 A JP 14956395A JP H08176807 A JPH08176807 A JP H08176807A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 中程度のサイズの基板上にあらゆる原子の蒸
発物を蒸着する。 【構成】 真空加工室１４の磁気的に画成された蒸着領
域中に蒸発物を導入し、その蒸発物をイオン化してプラ
ズマ２２を形成させ、その蒸着領域を画成しかつ蒸着領
域にプラズマ２２を閉じ込めるために“磁気ボトル”の
磁界形状を発生させ、さらに高度にイオン化された媒体
を形成するためにプラズマ２２のイオン化パーセントを
増加させ、蒸着領域中の磁界に対して全体的に直交しか
つ基板の平面に対して平行な直流の静電解を生成させ、
および次にその基板のへおよびその移動の方向を全体と
して磁力線４０に平行するようにしてその基板を高度に
イオン化された媒体中を移動させることを含む基板上へ
コーティングを真空蒸着するための方法。
発物を蒸着する。 【構成】 真空加工室１４の磁気的に画成された蒸着領
域中に蒸発物を導入し、その蒸発物をイオン化してプラ
ズマ２２を形成させ、その蒸着領域を画成しかつ蒸着領
域にプラズマ２２を閉じ込めるために“磁気ボトル”の
磁界形状を発生させ、さらに高度にイオン化された媒体
を形成するためにプラズマ２２のイオン化パーセントを
増加させ、蒸着領域中の磁界に対して全体的に直交しか
つ基板の平面に対して平行な直流の静電解を生成させ、
および次にその基板のへおよびその移動の方向を全体と
して磁力線４０に平行するようにしてその基板を高度に
イオン化された媒体中を移動させることを含む基板上へ
コーティングを真空蒸着するための方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は全体として真空蒸着に関
し、かつ特に制御された環境中で荷電された粒子を基板
上にメッキするための改良された方法および装置に関す
る。
し、かつ特に制御された環境中で荷電された粒子を基板
上にメッキするための改良された方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】基板上に有機および無機材料を蒸着する
ために種々の真空プロセスが利用できる。例えば、金属
コーティングのための真空蒸着は装身具から自動車にま
で亙る種々の物品の製造に広く使われている。電子およ
び極小電子部品の製造は特にこの真空蒸着に依存してい
る。
ために種々の真空プロセスが利用できる。例えば、金属
コーティングのための真空蒸着は装身具から自動車にま
で亙る種々の物品の製造に広く使われている。電子およ
び極小電子部品の製造は特にこの真空蒸着に依存してい
る。
【０００３】近年真空蒸着プロセスはハイテクに対する
中レベル技術のための製造技術として湿式の化学的金属
化技術に代わる技術的に優れたかつ安価なものとして提
案されてきた。過去に於いて、この湿式の化学的金属化
技術は誘電体基板（即ち被加工片）上に金属を蒸着する
ため中レベル技術のための製造技術の中でずっと利用さ
れて来た。典型的にはこれらの基板は中間サイズのパネ
ル（例えば６００ｍｍ×８００ｍｍ）として形成され
る。誘電体基板を湿式の化学的金属化法でコーティング
する際の一つの問題は金属の蒸着に先立って表面の前処
理および触媒化を必要としプロセスが高価になるという
ことである。さらに、この湿式の化学的金属化プロセス
は大気および地下水汚染を最少限にするように使用およ
び処分しなければならない有毒な化学物質を含んでい
る。
中レベル技術のための製造技術として湿式の化学的金属
化技術に代わる技術的に優れたかつ安価なものとして提
案されてきた。過去に於いて、この湿式の化学的金属化
技術は誘電体基板（即ち被加工片）上に金属を蒸着する
ため中レベル技術のための製造技術の中でずっと利用さ
れて来た。典型的にはこれらの基板は中間サイズのパネ
ル（例えば６００ｍｍ×８００ｍｍ）として形成され
る。誘電体基板を湿式の化学的金属化法でコーティング
する際の一つの問題は金属の蒸着に先立って表面の前処
理および触媒化を必要としプロセスが高価になるという
ことである。さらに、この湿式の化学的金属化プロセス
は大気および地下水汚染を最少限にするように使用およ
び処分しなければならない有毒な化学物質を含んでい
る。
【０００４】一般的に真空蒸着プロセスは３つのカテゴ
リーに：真空蒸着、スパッタリングおよびイオンメッ
キ、の３つに分けることができる。真空蒸発は基板およ
びガス状の蒸着種を含んでいる真空室中に於いて行われ
る熱プロセスである。加熱要素（例えば、フィラメン
ト、電子ビーム、ホットプレート）が蒸発物の雲を形成
するために固体材料を加熱し、かつ気化する。基板への
蒸発物の接近および真空の影響によって蒸発物の分子が
基板をたたき、そしてコーティングを形成するためにそ
こで固体化する。
リーに：真空蒸着、スパッタリングおよびイオンメッ
キ、の３つに分けることができる。真空蒸発は基板およ
びガス状の蒸着種を含んでいる真空室中に於いて行われ
る熱プロセスである。加熱要素（例えば、フィラメン
ト、電子ビーム、ホットプレート）が蒸発物の雲を形成
するために固体材料を加熱し、かつ気化する。基板への
蒸発物の接近および真空の影響によって蒸発物の分子が
基板をたたき、そしてコーティングを形成するためにそ
こで固体化する。
【０００５】この真空蒸発プロセスの一つの欠点は基板
へのコーティングの接着力の不足である。これは蒸発物
が単に蒸着種を気化することによって形成され、従って
蒸発物の粒子は比較的低い運動エネルギーしか持ってい
ないことによる。さらに基板に向けて粒子を加速するも
のが無く、その結果蒸発物粒子は非常に小さなモーメン
トで基板に衝突し、基板への接着力は不十分なものとな
る。さらにまた真空蒸発プロセスは蒸発物雲と基板間に
障害物の無い“見通し線”を必要とする。均一性もまた
一つの問題である。何故ならば、蒸着したコーティング
の質および厚さは蒸発物雲から基板への蒸発物粒子の入
射角によって変わるからである。コーティングを均一な
厚さで蒸着するためには、その基板を回転する必要があ
る。典型的には、このことは基板がソースに対して回
転、直線あるいは惑星運動が出来るようにその基板を支
持する移送機構の使用を必要とする。
へのコーティングの接着力の不足である。これは蒸発物
が単に蒸着種を気化することによって形成され、従って
蒸発物の粒子は比較的低い運動エネルギーしか持ってい
ないことによる。さらに基板に向けて粒子を加速するも
のが無く、その結果蒸発物粒子は非常に小さなモーメン
トで基板に衝突し、基板への接着力は不十分なものとな
る。さらにまた真空蒸発プロセスは蒸発物雲と基板間に
障害物の無い“見通し線”を必要とする。均一性もまた
一つの問題である。何故ならば、蒸着したコーティング
の質および厚さは蒸発物雲から基板への蒸発物粒子の入
射角によって変わるからである。コーティングを均一な
厚さで蒸着するためには、その基板を回転する必要があ
る。典型的には、このことは基板がソースに対して回
転、直線あるいは惑星運動が出来るようにその基板を支
持する移送機構の使用を必要とする。
【０００６】真空蒸着プロセスのもう一つのタイプであ
るスパッタリングは、広範囲の基板上に種々の金属およ
び誘電体材料を蒸着するために使用できる物理的なプロ
セスである。スパッタリングに於いては、プラズマのボ
ンバードによってソースあるいはターゲット（即ちカソ
ード）から材料が移動する。この材料はカソードに対し
てプラスであるかあるいは浮いている基板の表面に蒸着
される。このプラズマは不活性ガス、典型的にはアルゴ
ンから形成され、そして移動可能な正および負に荷電さ
れた粒子を含んでいる。このプラズマは外殻の電子を移
動しかつ別々の正および負に荷電された粒子を生成する
ために不活性ガスにエネルギーを供給する直流あるいは
高周波の電界を外部から加えることによっても発生でき
る。磁界がターゲットから材料を移動する際にアルゴン
イオンの効果を高めるために、また利用出来る（即ち、
マグネトロンスパッタリング）。
るスパッタリングは、広範囲の基板上に種々の金属およ
び誘電体材料を蒸着するために使用できる物理的なプロ
セスである。スパッタリングに於いては、プラズマのボ
ンバードによってソースあるいはターゲット（即ちカソ
ード）から材料が移動する。この材料はカソードに対し
てプラスであるかあるいは浮いている基板の表面に蒸着
される。このプラズマは不活性ガス、典型的にはアルゴ
ンから形成され、そして移動可能な正および負に荷電さ
れた粒子を含んでいる。このプラズマは外殻の電子を移
動しかつ別々の正および負に荷電された粒子を生成する
ために不活性ガスにエネルギーを供給する直流あるいは
高周波の電界を外部から加えることによっても発生でき
る。磁界がターゲットから材料を移動する際にアルゴン
イオンの効果を高めるために、また利用出来る（即ち、
マグネトロンスパッタリング）。
【０００７】スパッタリングは最も一般的な真空蒸発の
代わりをするものである。一般的には、スパッタリング
は基板へのコーティングの接着力を改善する。それはボ
ンバードによってターゲットから引き離された原子は蒸
発ソースからのそれに比べてより大きい運動エネルギー
を持っているからである。これら高エネルギーの粒子
は、基板中にそれら自身を埋め込み、そして良好な接着
特性を持ってコーティングを形成するに十分なエネルギ
ーでその基板をたたく。スパッタリングの欠点はプラズ
マを形成する不活性ガスが蒸着されたコーティング中に
しばしば混入し、そしてこれがコーティングの特性に悪
い影響を与えると云うことである。さらにスパッタリン
グを使った蒸着速度は真空蒸発よりも低くかつその装置
は高価で複雑である。
代わりをするものである。一般的には、スパッタリング
は基板へのコーティングの接着力を改善する。それはボ
ンバードによってターゲットから引き離された原子は蒸
発ソースからのそれに比べてより大きい運動エネルギー
を持っているからである。これら高エネルギーの粒子
は、基板中にそれら自身を埋め込み、そして良好な接着
特性を持ってコーティングを形成するに十分なエネルギ
ーでその基板をたたく。スパッタリングの欠点はプラズ
マを形成する不活性ガスが蒸着されたコーティング中に
しばしば混入し、そしてこれがコーティングの特性に悪
い影響を与えると云うことである。さらにスパッタリン
グを使った蒸着速度は真空蒸発よりも低くかつその装置
は高価で複雑である。
【０００８】真空蒸着プロセスの第３のタイプであるイ
オンメッキでは、蒸発物が直流の不活性ガスプラズマ、
典型的にはアルゴンを通過しイオン化される。イオン化
された蒸発物のほんの一部が直流プラズマ放電のカソー
ド（陰極）である基板の表面に加速される。典型的には
プラズマに対して数千ボルトの負のバイヤスが基板に印
加されている。スパッタリングと同様にイオンメッキは
障害物の無い見通し線蒸着に限定されず、かつ真空蒸発
に比べて優れた接着力を与える。さらに多くの応用に際
して、適度なコーティングの均一性を達成するために基
板は回転する必要が無く、かつ広範囲に亙る材料が蒸着
可能である。
オンメッキでは、蒸発物が直流の不活性ガスプラズマ、
典型的にはアルゴンを通過しイオン化される。イオン化
された蒸発物のほんの一部が直流プラズマ放電のカソー
ド（陰極）である基板の表面に加速される。典型的には
プラズマに対して数千ボルトの負のバイヤスが基板に印
加されている。スパッタリングと同様にイオンメッキは
障害物の無い見通し線蒸着に限定されず、かつ真空蒸発
に比べて優れた接着力を与える。さらに多くの応用に際
して、適度なコーティングの均一性を達成するために基
板は回転する必要が無く、かつ広範囲に亙る材料が蒸着
可能である。
【０００９】イオンメッキの欠点はその費用、蒸着イオ
ンから一部をマスクすることの困難性および加速された
イオンの連続的なボンバードによる基板およびコーティ
ングへの損傷である。
ンから一部をマスクすることの困難性および加速された
イオンの連続的なボンバードによる基板およびコーティ
ングへの損傷である。
【００１０】“ガス無しイオンメッキ”と呼ばれるもう
一つの真空蒸着プロセスは、蒸発とイオンメッキの組み
合わせである。そのようなプロセスはGerald, W. White
に与えられた米国特許番号4,039,416 ；4,420,386 およ
び再発行特許Re 30,401 に開示されている。この蒸着プ
ロセスを使うと、メッキ材料は気化され、かつ同時に真
空環境中でイオン化される。基板は外部の直流ソースに
よってバイヤスがかけられている。“見かけ上の”カソ
ードが高周波電源を使って基板の近くに形成される。こ
の高周波電源は蒸発物からイオン化された原子のプラズ
マを形成するために基板に接続されている。蒸発中のイ
オン化は基板上への蒸着を高める。この技術はガス無し
と名付けられる。それはこのプラズマが蒸発物からのみ
形成され保持されねばならない不活性ガスを必要としな
いからである。
一つの真空蒸着プロセスは、蒸発とイオンメッキの組み
合わせである。そのようなプロセスはGerald, W. White
に与えられた米国特許番号4,039,416 ；4,420,386 およ
び再発行特許Re 30,401 に開示されている。この蒸着プ
ロセスを使うと、メッキ材料は気化され、かつ同時に真
空環境中でイオン化される。基板は外部の直流ソースに
よってバイヤスがかけられている。“見かけ上の”カソ
ードが高周波電源を使って基板の近くに形成される。こ
の高周波電源は蒸発物からイオン化された原子のプラズ
マを形成するために基板に接続されている。蒸発中のイ
オン化は基板上への蒸着を高める。この技術はガス無し
と名付けられる。それはこのプラズマが蒸発物からのみ
形成され保持されねばならない不活性ガスを必要としな
いからである。
【００１１】White の特許に開示されているこの真空蒸
着プロセスは高い蒸着を与えるが、大きな領域に亙って
の蒸着されたコーティングの均一性に関して今だに問題
がある。さらに、基板で使われる磁界の形状が基板上に
蒸着不均一でかつ過度に熱せられた局部的な領域を発生
する。これらの不均一性は蒸着されたコーティングの質
および特性に悪い影響を与える。感熱性の基板は特にこ
の局部的な加熱の悪影響を受け易い。
着プロセスは高い蒸着を与えるが、大きな領域に亙って
の蒸着されたコーティングの均一性に関して今だに問題
がある。さらに、基板で使われる磁界の形状が基板上に
蒸着不均一でかつ過度に熱せられた局部的な領域を発生
する。これらの不均一性は蒸着されたコーティングの質
および特性に悪い影響を与える。感熱性の基板は特にこ
の局部的な加熱の悪影響を受け易い。
【００１２】一般的には、従来の真空蒸着プロセスは中
間サイズの被加工片をメッキするに際して湿式の化学的
金属化プロセスにうまく置き代わることが出来なかっ
た。この失敗は、一つにはコスト主導の中レベルの金属
化技術のマーケットで入手可能な真空プロセス装置中へ
のシステムの統合および最適化が不足であったことによ
る。さらに、誘電体の被加工物に対する最近の真空金属
化プロセスは資本集約型の加工装置を必要としている。
真空金属化装置は典型的にはその湿式の化学的装置の５
〜１０倍のコストがかかる。以上のことを考えると、中
レベル技術の製造技術のニーズを経済的に満たす真空金
属化の方法および装置についての必要が依然として高い
ことが分かる。
間サイズの被加工片をメッキするに際して湿式の化学的
金属化プロセスにうまく置き代わることが出来なかっ
た。この失敗は、一つにはコスト主導の中レベルの金属
化技術のマーケットで入手可能な真空プロセス装置中へ
のシステムの統合および最適化が不足であったことによ
る。さらに、誘電体の被加工物に対する最近の真空金属
化プロセスは資本集約型の加工装置を必要としている。
真空金属化装置は典型的にはその湿式の化学的装置の５
〜１０倍のコストがかかる。以上のことを考えると、中
レベル技術の製造技術のニーズを経済的に満たす真空金
属化の方法および装置についての必要が依然として高い
ことが分かる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の一つの
目的は、高い均一性と接着性を持って基板をコーティン
グするのに適した電気磁気的に制御された環境中で高度
にイオン化された媒体を真空蒸着するための改良された
方法および装置を提供することである。本発明のもう一
つの目的は、大規模に中レベル技術の製造技術に適用で
きる電気磁気的に制御された環境中で高度にイオン化さ
れた媒体を真空蒸着するための改良された方法および装
置を提供することである。本発明のもう一つの目的は中
間サイズの基板に対して従来の湿式の化学的金属化プロ
セスに比べて安価でかつより効率の良い電気磁気的に制
御された環境中で高度にイオン化された媒体を真空蒸着
するための改良された方法および装置を提供することで
ある。
目的は、高い均一性と接着性を持って基板をコーティン
グするのに適した電気磁気的に制御された環境中で高度
にイオン化された媒体を真空蒸着するための改良された
方法および装置を提供することである。本発明のもう一
つの目的は、大規模に中レベル技術の製造技術に適用で
きる電気磁気的に制御された環境中で高度にイオン化さ
れた媒体を真空蒸着するための改良された方法および装
置を提供することである。本発明のもう一つの目的は中
間サイズの基板に対して従来の湿式の化学的金属化プロ
セスに比べて安価でかつより効率の良い電気磁気的に制
御された環境中で高度にイオン化された媒体を真空蒸着
するための改良された方法および装置を提供することで
ある。
【００１４】
【発明を解決するための手段】本発明によると、電気磁
気的に制御された環境中で高度にイオン化された媒体を
真空蒸着するための改良された方法および装置が提供さ
れる。
気的に制御された環境中で高度にイオン化された媒体を
真空蒸着するための改良された方法および装置が提供さ
れる。
【００１５】本発明の方法は大まかに表現すると、次の
ようなステップを含んでいる：“磁気ボトル”の形をし
た磁界形状によって画成される蒸着領域を発生するステ
ップ、なおここで“磁気ボトル”の中央領域に於いては
この磁界は基板の面に対して本質的には平行である；
“磁気ボトル”の中央領域を横切る媒体を形成するため
に真空室内に蒸着種を発生するステップ；“磁気ボト
ル”内に閉じ込められた高度にイオン化された媒体を生
成するために外部の電源を使って媒体が中央領域を横切
る時その媒体をイオン化するステップ；蒸着速度および
高度にイオン化された媒体が基板に衝突するエネルギー
を制御するために“磁気ボトル”の中央領域に磁力線と
直交する電界を形成するステップ；およびその次に“磁
気ボトル”の中央領域の磁力線に対して基板の移動の方
向および平面が本質的に平行な状態で“磁気ボトル”中
に閉じ込められたプラズマ中に基板を移動するステップ
を含んでいる。
ようなステップを含んでいる：“磁気ボトル”の形をし
た磁界形状によって画成される蒸着領域を発生するステ
ップ、なおここで“磁気ボトル”の中央領域に於いては
この磁界は基板の面に対して本質的には平行である；
“磁気ボトル”の中央領域を横切る媒体を形成するため
に真空室内に蒸着種を発生するステップ；“磁気ボト
ル”内に閉じ込められた高度にイオン化された媒体を生
成するために外部の電源を使って媒体が中央領域を横切
る時その媒体をイオン化するステップ；蒸着速度および
高度にイオン化された媒体が基板に衝突するエネルギー
を制御するために“磁気ボトル”の中央領域に磁力線と
直交する電界を形成するステップ；およびその次に“磁
気ボトル”の中央領域の磁力線に対して基板の移動の方
向および平面が本質的に平行な状態で“磁気ボトル”中
に閉じ込められたプラズマ中に基板を移動するステップ
を含んでいる。
【００１６】蒸着種の発生および“磁気ボトル”中でそ
の種をイオン化するステップはその大部分が“磁気ボト
ル”中に閉じ込められている高度にイオン化された媒体
を生成する。“磁気ボトル”の磁界に対して本質的に直
交しかつ基板の平面に対して平行の電界の印加によって
基板に向かう高度にイオン化された媒体の濃度および方
向性の動きが制御され蒸着プロセスを向上する。さらに
プラズマを通過する基板の経路、それと同時に電界およ
び磁界に対するおよび媒体のソースに対するその配置が
また蒸着プロセスを制御する。本発明の方法を使うこと
によって高い接着性と均一性を持って基板の両側に同時
にコーティングが施される。本発明の方法は特に中レベ
ル技術の製造技術における多くの被加工片の金属化に適
している。一例として、この方法は中間サイズの矩形誘
電体パネルを導電性の金属でコーティングするのに適し
ている本発明によって構成された装置は、大まかに表現
すると、次のものを含んでいる：非磁性材料から作られ
た真空加工室；蒸発物を生成するためのソース；高度に
イオン化された媒体を生成するために蒸発物をイオン化
するための外部電源に接続された水冷の電極；“磁気ボ
トル”型の磁界形状を発生するため加工室を包囲する磁
界コイル（あるいは永久磁石）；および“磁気ボトル”
の中央領域の磁力線に全体として平行な方向で高度にイ
オン化された媒体中におよびそれを通して被加工片を移
動するためのキャリアを備えている。
の種をイオン化するステップはその大部分が“磁気ボト
ル”中に閉じ込められている高度にイオン化された媒体
を生成する。“磁気ボトル”の磁界に対して本質的に直
交しかつ基板の平面に対して平行の電界の印加によって
基板に向かう高度にイオン化された媒体の濃度および方
向性の動きが制御され蒸着プロセスを向上する。さらに
プラズマを通過する基板の経路、それと同時に電界およ
び磁界に対するおよび媒体のソースに対するその配置が
また蒸着プロセスを制御する。本発明の方法を使うこと
によって高い接着性と均一性を持って基板の両側に同時
にコーティングが施される。本発明の方法は特に中レベ
ル技術の製造技術における多くの被加工片の金属化に適
している。一例として、この方法は中間サイズの矩形誘
電体パネルを導電性の金属でコーティングするのに適し
ている本発明によって構成された装置は、大まかに表現
すると、次のものを含んでいる：非磁性材料から作られ
た真空加工室；蒸発物を生成するためのソース；高度に
イオン化された媒体を生成するために蒸発物をイオン化
するための外部電源に接続された水冷の電極；“磁気ボ
トル”型の磁界形状を発生するため加工室を包囲する磁
界コイル（あるいは永久磁石）；および“磁気ボトル”
の中央領域の磁力線に全体として平行な方向で高度にイ
オン化された媒体中におよびそれを通して被加工片を移
動するためのキャリアを備えている。
【００１７】真空加工室は真空ソースに接続されており
かつ中間サイズの矩形被加工片を収容するのに適した矩
形断面形状を有している。蒸発物を高い流量で与えるよ
うに蒸発物ソースが加工室内に設けられるかあるいは蒸
発物がその室内に移送される。加工室内の蒸発物ソース
の両側に設けられた水冷の電極は蒸発物（プラズマ）を
イオン化するために外部の電源に接続されている。この
プラズマは“磁気ボトル”の中央領域によって画成され
る蒸着空間内に留められている。この水冷電極は蒸着空
間内に設けられており、またこのプラズマの磁気的な閉
じ込めによってイオン化パーセンテージが増加し、高度
なイオン化媒体を生成している。“磁気ボトル”の磁界
に対して直交する電界の印加は高度にイオン化された媒
体の方向付けされた動きおよび濃度を制御し蒸着プロセ
スを向上する。別々の駆動ユニットが“磁気ボトル”の
中央領域の電界および磁界に全体として平行な所定の通
路に沿って被加工片のキャリアおよび被加工片を蒸着空
間中におよび蒸着空間を通して支持および駆動をする。
これらの駆動ユニットは高度にイオン化された媒体の被
加工片上への蒸着を干渉するような構造物がないように
配置される。
かつ中間サイズの矩形被加工片を収容するのに適した矩
形断面形状を有している。蒸発物を高い流量で与えるよ
うに蒸発物ソースが加工室内に設けられるかあるいは蒸
発物がその室内に移送される。加工室内の蒸発物ソース
の両側に設けられた水冷の電極は蒸発物（プラズマ）を
イオン化するために外部の電源に接続されている。この
プラズマは“磁気ボトル”の中央領域によって画成され
る蒸着空間内に留められている。この水冷電極は蒸着空
間内に設けられており、またこのプラズマの磁気的な閉
じ込めによってイオン化パーセンテージが増加し、高度
なイオン化媒体を生成している。“磁気ボトル”の磁界
に対して直交する電界の印加は高度にイオン化された媒
体の方向付けされた動きおよび濃度を制御し蒸着プロセ
スを向上する。別々の駆動ユニットが“磁気ボトル”の
中央領域の電界および磁界に全体として平行な所定の通
路に沿って被加工片のキャリアおよび被加工片を蒸着空
間中におよび蒸着空間を通して支持および駆動をする。
これらの駆動ユニットは高度にイオン化された媒体の被
加工片上への蒸着を干渉するような構造物がないように
配置される。
【００１８】装置の動作中に、被加工片は被加工片キャ
リアにロードされる。これらのキャリアは加工室の蒸着
空間中におよび蒸着空間を通して単独に供給されそして
その次にアンロードされる。このことは、被加工片キャ
リアをローディングステーションあるいはマガジン中で
ロードすることによって達成され、その結果加工室はシ
ールされかつガス抜きされる。この被加工片キャリアは
次に被加工片の両側に希望の厚さの高度にイオン化され
た媒体を蒸着するために単独で所定の期間蒸着領域を通
して進められる。代案としてこの加工室はいくつかの蒸
着領域を持つように構成されても良い。そうすると被加
工片は全体として希望する厚さを有する層状にコートさ
れるかあるいはスループッツを増加させることが出来
る。このコーティングの蒸着に続いて蒸着プロセスは終
了され、そして残りの被加工片キャリアが加工されてい
る間にその被加工片キャリアは同一の（あるいはもう一
つの）マガジン中に移動される。
リアにロードされる。これらのキャリアは加工室の蒸着
空間中におよび蒸着空間を通して単独に供給されそして
その次にアンロードされる。このことは、被加工片キャ
リアをローディングステーションあるいはマガジン中で
ロードすることによって達成され、その結果加工室はシ
ールされかつガス抜きされる。この被加工片キャリアは
次に被加工片の両側に希望の厚さの高度にイオン化され
た媒体を蒸着するために単独で所定の期間蒸着領域を通
して進められる。代案としてこの加工室はいくつかの蒸
着領域を持つように構成されても良い。そうすると被加
工片は全体として希望する厚さを有する層状にコートさ
れるかあるいはスループッツを増加させることが出来
る。このコーティングの蒸着に続いて蒸着プロセスは終
了され、そして残りの被加工片キャリアが加工されてい
る間にその被加工片キャリアは同一の（あるいはもう一
つの）マガジン中に移動される。
【００１９】本発明のその他の目的利点および可能性は
説明が進むにつれてより一層明らかになるであろう。
説明が進むにつれてより一層明らかになるであろう。
【００２０】
【実施例】さて、図１および図２には、本発明に従って
構成された真空蒸着装置１０が示されている。この真空
蒸着装置１０は、高度にイオン化された媒体を使って被
加工片１２をコートするように構成されている。被加工
片１２は全体として矩形の周辺形状を有する１ないしそ
れ以上の平板のパネルである。一例としてこれに限定さ
れる訳ではないが、この被加工片は中レベル技術の金属
化技術プロセス（例えば、ＭＣＭ−Ｌ，ＰＣＢ）で使用
され得る中間的なサイズ（例えば一辺が１００ｍｍ〜１
４００ｍｍ）である被加工片キャリア２８中にマウント
される。さらに、被加工片１２は誘電体あるいは導電材
料あるいは両者の複合体であっても良い。この真空蒸着
装置１０は被加工片を金属あるいは非金属の蒸着種でコ
ートするように使うことが出来る。一般的には、気化可
能な全ての蒸着種が蒸着可能である。
構成された真空蒸着装置１０が示されている。この真空
蒸着装置１０は、高度にイオン化された媒体を使って被
加工片１２をコートするように構成されている。被加工
片１２は全体として矩形の周辺形状を有する１ないしそ
れ以上の平板のパネルである。一例としてこれに限定さ
れる訳ではないが、この被加工片は中レベル技術の金属
化技術プロセス（例えば、ＭＣＭ−Ｌ，ＰＣＢ）で使用
され得る中間的なサイズ（例えば一辺が１００ｍｍ〜１
４００ｍｍ）である被加工片キャリア２８中にマウント
される。さらに、被加工片１２は誘電体あるいは導電材
料あるいは両者の複合体であっても良い。この真空蒸着
装置１０は被加工片を金属あるいは非金属の蒸着種でコ
ートするように使うことが出来る。一般的には、気化可
能な全ての蒸着種が蒸着可能である。
【００２１】この真空蒸着装置１０は、大まかに表現す
ると、次のものを含む：真空加工室１４；蒸発物を生成
するための金属化ソース１６；プラズマ２２（図２）を
生成するために蒸発物をイオン化するため真空加工室１
４のそれぞれの側に設けられた一対の水冷電極１８、２
０；プラズマ２２を閉じ込めかつプラズマ２２のイオン
化レベルを増加する“磁気ボトル”の形状中の磁力線４
０（図３）を発生するための加工室１４を包囲する一組
の磁界コイル２４、２６；磁力線４０に関して所定の方
向に加工室１４を通して被加工片１２を移動するための
被加工片キャリア２８（図２）；および被加工片キャリ
ア２８を加工室１４中へあるいは加工室１４中からの容
易な移送を可能にするためのロードおよびアンロードス
テーションあるいはマガジン３０を含んでいる。
ると、次のものを含む：真空加工室１４；蒸発物を生成
するための金属化ソース１６；プラズマ２２（図２）を
生成するために蒸発物をイオン化するため真空加工室１
４のそれぞれの側に設けられた一対の水冷電極１８、２
０；プラズマ２２を閉じ込めかつプラズマ２２のイオン
化レベルを増加する“磁気ボトル”の形状中の磁力線４
０（図３）を発生するための加工室１４を包囲する一組
の磁界コイル２４、２６；磁力線４０に関して所定の方
向に加工室１４を通して被加工片１２を移動するための
被加工片キャリア２８（図２）；および被加工片キャリ
ア２８を加工室１４中へあるいは加工室１４中からの容
易な移送を可能にするためのロードおよびアンロードス
テーションあるいはマガジン３０を含んでいる。
【００２２】この真空加工室１４は全体として矩形の被
加工片キャリア２８を収容出来るように全体として矩形
断面の形状を有している。この真空加工室１４はこの加
工室１４内の減圧に耐えるような非磁性のステンレス鋼
あるいはアルミニウムのような材料から形成される。こ
の真空加工室１４には、この室内の減圧を発生するよう
に構成された拡散あるいはターボ分子ポンプと連結した
機械的な前段ポンプのような真空ソース３２（図１）が
取り付けてある。一例として、この真空蒸着装置１０の
動作中にはこの加工室１４の真空圧は１０-6〜１０-8 T
orr のベース圧力で運転中は１０-1〜１０-3 Torr のオ
ーダーである。
加工片キャリア２８を収容出来るように全体として矩形
断面の形状を有している。この真空加工室１４はこの加
工室１４内の減圧に耐えるような非磁性のステンレス鋼
あるいはアルミニウムのような材料から形成される。こ
の真空加工室１４には、この室内の減圧を発生するよう
に構成された拡散あるいはターボ分子ポンプと連結した
機械的な前段ポンプのような真空ソース３２（図１）が
取り付けてある。一例として、この真空蒸着装置１０の
動作中にはこの加工室１４の真空圧は１０-6〜１０-8 T
orr のベース圧力で運転中は１０-1〜１０-3 Torr のオ
ーダーである。
【００２３】図示した実施例では金属化ソース１６が真
空加工室１４中に設けられており、かつそれは外部電源
に接続されている（図示せず）。金属の蒸発のためには
この金属化ソース１６は基本的には銅のような固体金属
を気化するように構成されたヒーターである。この金属
化ソース１６中に固体金属の金属片あるいはリボンある
いはワイヤーとしてバッチであるいは連続的に供給され
る。このタイプの金属化ソース１６はこの分野に於いて
は周知であり、かつ市販商品として即座に手に入れるこ
とが出来る。
空加工室１４中に設けられており、かつそれは外部電源
に接続されている（図示せず）。金属の蒸発のためには
この金属化ソース１６は基本的には銅のような固体金属
を気化するように構成されたヒーターである。この金属
化ソース１６中に固体金属の金属片あるいはリボンある
いはワイヤーとしてバッチであるいは連続的に供給され
る。このタイプの金属化ソース１６はこの分野に於いて
は周知であり、かつ市販商品として即座に手に入れるこ
とが出来る。
【００２４】この金属化ソース１６からの気化した材料
は加工室１４中に蒸発物の雲を形成する。この蒸発物の
雲はイオン化されたプラズマ２２を形成するために電極
１８、２２によってイオン化される。この気化およびイ
オン化プロセスは連続的でかつ同時に起こる。さらにプ
ロセスパラメーターは気化プロセスが被加工片上に物質
の蒸着を行いながら、定常状態に維持されるように制御
される。
は加工室１４中に蒸発物の雲を形成する。この蒸発物の
雲はイオン化されたプラズマ２２を形成するために電極
１８、２２によってイオン化される。この気化およびイ
オン化プロセスは連続的でかつ同時に起こる。さらにプ
ロセスパラメーターは気化プロセスが被加工片上に物質
の蒸着を行いながら、定常状態に維持されるように制御
される。
【００２５】加工室１４中での金属化ソース１６の配置
はその金属化ソース１６と“磁気ボトル”の中央領域に
位置している水冷の電極１８、２０間の障害物が最少と
なるように選択される。この金属化ソース１６は真空加
工室１４のほぼ中央で被加工片１２および被加工片キャ
リア２８の下側でかつ水冷電極１８、２０間のかつ閉じ
込め用の磁界コイル２４、２６間の中間に位置してい
る。さらにこの金属化ソース１６の面は、望ましくは、
しかしこれに限定される訳ではないが、被加工片１２の
面に全体として直交する面に沿っている。代案として、
加工室１４内に蒸発物を形成するための金属化ソース１
６の代わりに、その蒸発物は外部で形成され、加工室１
４中に導入されても良い。
はその金属化ソース１６と“磁気ボトル”の中央領域に
位置している水冷の電極１８、２０間の障害物が最少と
なるように選択される。この金属化ソース１６は真空加
工室１４のほぼ中央で被加工片１２および被加工片キャ
リア２８の下側でかつ水冷電極１８、２０間のかつ閉じ
込め用の磁界コイル２４、２６間の中間に位置してい
る。さらにこの金属化ソース１６の面は、望ましくは、
しかしこれに限定される訳ではないが、被加工片１２の
面に全体として直交する面に沿っている。代案として、
加工室１４内に蒸発物を形成するための金属化ソース１
６の代わりに、その蒸発物は外部で形成され、加工室１
４中に導入されても良い。
【００２６】図示の実施例では加工室１４のそれぞれの
側に４本の水冷電極１８あるいは２０が設けられてい
る。この水冷電極１８、２０は最も効率的に蒸発物のイ
オン化を行えるように１ないしそれ以上の高周波電源３
４、３６に電気的に接続されている。プラズマ２２を形
成する蒸発物の一次のイオン化は高周波電源３４、３６
によって局部的に振動する高周波電界によって生成され
る。この高周波電源３４、３６に使われる最も一般的な
周波数は２〜１０ＫＷの電力で１〜１０ＫＨｚおよび２
〜４０ＭＨｚの範囲である。この点に関してはＩＢＭ
Research, Yorktown HeightsのS. M. Rossnagel および
J. Hopwoodによる最近の実験結果をここで言及すること
によって、本明細書の一部として組み入れる（J.Vac.Sc
i. Technol. B 12(1), Jan/Feb 1994, pp 449-453 ）。
これらの実験ではスパッターされる金属イオンの８５％
イオン化を達成するために種々の市販のプレーナー型の
マグネトロンが高密度および誘導的に結合した高周波
（ＲＦＩ）プラズマを追加して使用された。
側に４本の水冷電極１８あるいは２０が設けられてい
る。この水冷電極１８、２０は最も効率的に蒸発物のイ
オン化を行えるように１ないしそれ以上の高周波電源３
４、３６に電気的に接続されている。プラズマ２２を形
成する蒸発物の一次のイオン化は高周波電源３４、３６
によって局部的に振動する高周波電界によって生成され
る。この高周波電源３４、３６に使われる最も一般的な
周波数は２〜１０ＫＷの電力で１〜１０ＫＨｚおよび２
〜４０ＭＨｚの範囲である。この点に関してはＩＢＭ
Research, Yorktown HeightsのS. M. Rossnagel および
J. Hopwoodによる最近の実験結果をここで言及すること
によって、本明細書の一部として組み入れる（J.Vac.Sc
i. Technol. B 12(1), Jan/Feb 1994, pp 449-453 ）。
これらの実験ではスパッターされる金属イオンの８５％
イオン化を達成するために種々の市販のプレーナー型の
マグネトロンが高密度および誘導的に結合した高周波
（ＲＦＩ）プラズマを追加して使用された。
【００２７】本発明における蒸発物のイオン化は“磁気
ボトル”の磁力線４０の存在によってさらに高められ
る。ここで使われている“磁気ボトル”と云う用語は磁
界コイル２４、２６によって発生される磁界による加工
室１４中に形成する蒸着空間を指している。プラズマ２
２の境界は“磁気ボトル”の磁界形状によって画成され
ている。これらの境界は磁界コイル２４、２６への電流
を変えることによって変えることが出来る。プラズマ２
２の大半は高周波電極１８、２０間にあり、かつこれら
を包囲している“磁気ボトル”の磁界によって閉じ込め
られている。“磁気ボトル”によるイオン化された蒸発
物のこの閉じ込めは、この“磁気ボトル”の中央蒸着空
間中の中性の蒸発物とのより一層の衝突を引き起こし、
かつそれに加えて高周波電極単独によって発生されるそ
れを越えて蒸発物のイオン化パーセンテージを増加し、
高度にイオン化された媒体を生成する。そして加工室１
４中の電極１８、２０間の領域および磁界コイル２４、
２６間の“磁気ボトル”の中央空間中に蒸着領域が形成
される。この蒸着空間内に於いて被加工片１２をコート
するための蒸着メカニズムが最適化される。
ボトル”の磁力線４０の存在によってさらに高められ
る。ここで使われている“磁気ボトル”と云う用語は磁
界コイル２４、２６によって発生される磁界による加工
室１４中に形成する蒸着空間を指している。プラズマ２
２の境界は“磁気ボトル”の磁界形状によって画成され
ている。これらの境界は磁界コイル２４、２６への電流
を変えることによって変えることが出来る。プラズマ２
２の大半は高周波電極１８、２０間にあり、かつこれら
を包囲している“磁気ボトル”の磁界によって閉じ込め
られている。“磁気ボトル”によるイオン化された蒸発
物のこの閉じ込めは、この“磁気ボトル”の中央蒸着空
間中の中性の蒸発物とのより一層の衝突を引き起こし、
かつそれに加えて高周波電極単独によって発生されるそ
れを越えて蒸発物のイオン化パーセンテージを増加し、
高度にイオン化された媒体を生成する。そして加工室１
４中の電極１８、２０間の領域および磁界コイル２４、
２６間の“磁気ボトル”の中央空間中に蒸着領域が形成
される。この蒸着空間内に於いて被加工片１２をコート
するための蒸着メカニズムが最適化される。
【００２８】図１に明瞭に示されているように、電極１
８、２０は加工室１４内に配設される一つの平面を画成
する管状あるいは直線的に延びた構造である。２組の電
極１８、２０によって形成される平面は被加工片が被加
工片キャリア２８によって加工室１４中を移動する時被
加工片１２の平面に対して全体として平行するように方
向付けられている。この電極１８、２０は、磁界コイル
２４、２６間の中央で被加工片１２および被加工片キャ
リア２８の両側の電極１８、２０の周りに同心的な高周
波電界を発生する。さらに電極１８、２０の直線方向の
長さは“磁気ボトル”の磁力線によって閉じ込められる
プラズマ２２と十分に相互作用出来る程度の長さであ
る。例えば、図１および図２に図示したように電極１
８、２０は被加工片１２および被加工片キャリア２８の
上端および下端の上側および下側にまで延びている。
８、２０は加工室１４内に配設される一つの平面を画成
する管状あるいは直線的に延びた構造である。２組の電
極１８、２０によって形成される平面は被加工片が被加
工片キャリア２８によって加工室１４中を移動する時被
加工片１２の平面に対して全体として平行するように方
向付けられている。この電極１８、２０は、磁界コイル
２４、２６間の中央で被加工片１２および被加工片キャ
リア２８の両側の電極１８、２０の周りに同心的な高周
波電界を発生する。さらに電極１８、２０の直線方向の
長さは“磁気ボトル”の磁力線によって閉じ込められる
プラズマ２２と十分に相互作用出来る程度の長さであ
る。例えば、図１および図２に図示したように電極１
８、２０は被加工片１２および被加工片キャリア２８の
上端および下端の上側および下側にまで延びている。
【００２９】さらに別の組の電極が設けられても良い。
１組の電極は主として希望する方向の直流電界を与える
ものであり、もう一方の電極の組は主としてプラズマを
イオン化する働きをするものである。
１組の電極は主として希望する方向の直流電界を与える
ものであり、もう一方の電極の組は主としてプラズマを
イオン化する働きをするものである。
【００３０】電極１８、２０は電極それ自身の過度な加
熱およびシステム中への汚染を防止するために水冷され
ている。一般的に蒸着プロセスは被加工片１２のところ
に熱を発生する傾向がある。被加工片１２の不均一な加
熱および過度の加熱は蒸着されたコーティングの均一性
および質を低下させる傾向にある。先に引用したRossna
gel の文献は金属のある蒸着条件下に於いては金属原子
の流量を付加的に増加するとプラズマに対して冷却効果
が生じる傾向があると報告している。従って本発明で発
生された高度にイオン化された媒体の流量は大きな蒸着
速度を与えながらシステム中への熱入力を最少化すると
云う利点がある。
熱およびシステム中への汚染を防止するために水冷され
ている。一般的に蒸着プロセスは被加工片１２のところ
に熱を発生する傾向がある。被加工片１２の不均一な加
熱および過度の加熱は蒸着されたコーティングの均一性
および質を低下させる傾向にある。先に引用したRossna
gel の文献は金属のある蒸着条件下に於いては金属原子
の流量を付加的に増加するとプラズマに対して冷却効果
が生じる傾向があると報告している。従って本発明で発
生された高度にイオン化された媒体の流量は大きな蒸着
速度を与えながらシステム中への熱入力を最少化すると
云う利点がある。
【００３１】磁界コイル２４、２６（あるいはその代わ
りとしての永久磁石）は、加工室１４を包囲しており、
かつ電極１８、２０のそれぞれの側に配置されている。
この磁界コイル２４、２６はこの磁界コイル２４、２６
間の中央領域にイオン化された蒸発物（プラズマ）を全
体として閉じ込める“磁気ボトル”を発生するように構
成されている。この形状の一部として、“磁気ボトル”
の中央領域中の磁力線４０は被加工片１２の面および被
加工片１２の平面に対して全体的に平行するように方向
付けられている。蒸着プロセスを向上しさらに制御する
ために電界が“磁気ボトル”の中央領域中の磁力線に対
して直交するように与えられても良い。
りとしての永久磁石）は、加工室１４を包囲しており、
かつ電極１８、２０のそれぞれの側に配置されている。
この磁界コイル２４、２６はこの磁界コイル２４、２６
間の中央領域にイオン化された蒸発物（プラズマ）を全
体として閉じ込める“磁気ボトル”を発生するように構
成されている。この形状の一部として、“磁気ボトル”
の中央領域中の磁力線４０は被加工片１２の面および被
加工片１２の平面に対して全体的に平行するように方向
付けられている。蒸着プロセスを向上しさらに制御する
ために電界が“磁気ボトル”の中央領域中の磁力線に対
して直交するように与えられても良い。
【００３２】被加工片に対するこの電界および磁界の方
向が概略的に図３に示されている。図３では被加工片キ
ャリア２８は矢印３８あるいは３９によって示されてい
る方向に移動する。大きさおよび方向に関して数学的に
表現されている（特定の空間位置におけるベクトル量）
印加された電界は紙面に対してそれぞれ入る方向および
出る方向に向けられている電界ベクトル５２および５０
によって表示されている。
向が概略的に図３に示されている。図３では被加工片キ
ャリア２８は矢印３８あるいは３９によって示されてい
る方向に移動する。大きさおよび方向に関して数学的に
表現されている（特定の空間位置におけるベクトル量）
印加された電界は紙面に対してそれぞれ入る方向および
出る方向に向けられている電界ベクトル５２および５０
によって表示されている。
【００３３】ここで使われている“被加工片の平面”と
いう用語は被加工片１２および被加工片キャリア２８の
矩形の面に対して平行な平面を指している。図４に別に
示されている被加工片キャリア２８は多数の被加工片１
２を保持するように構成されている。図示された実施例
に於いてはこの被加工片キャリア２８には４個の被加工
片１２がマウントされている。全体として矩形の被加工
片キャリア２８は前面４４とそれに平行な裏面４２を有
している。被加工片キャリア２８の平面は前面４４およ
び裏面４２に対して平行である。さらに被加工片キャリ
ア２８のこの平面は被加工片キャリア２８の水平軸２６
および垂直軸２８に対しても平行である。
いう用語は被加工片１２および被加工片キャリア２８の
矩形の面に対して平行な平面を指している。図４に別に
示されている被加工片キャリア２８は多数の被加工片１
２を保持するように構成されている。図示された実施例
に於いてはこの被加工片キャリア２８には４個の被加工
片１２がマウントされている。全体として矩形の被加工
片キャリア２８は前面４４とそれに平行な裏面４２を有
している。被加工片キャリア２８の平面は前面４４およ
び裏面４２に対して平行である。さらに被加工片キャリ
ア２８のこの平面は被加工片キャリア２８の水平軸２６
および垂直軸２８に対しても平行である。
【００３４】加工室１４中に形成されるプラズマ２２は
中性の原子、電子およびイオンを含んでいる。これらの
種のそれぞれは鎖交する電磁界が行き渡っている物理的
な空間中に存在している。中性の原子は電気的には荷電
されていないので、これら電界および磁界によっては影
響を受けない。蒸着空間における中性原子の数を最少と
することがこの発明の狙いである。このことは“磁気ボ
トル”を使って電子およびイオンを蒸着空間中に閉じ込
め中性の原子が“磁気ボトル”中を動く時、高い電子お
よびイオン濃度の領域を横切らねばならないようにする
ことによって達成される。この高い粒子濃度は、衝突の
確率を高め従って蒸着空間における中性の原子のイオン
化を増大する。
中性の原子、電子およびイオンを含んでいる。これらの
種のそれぞれは鎖交する電磁界が行き渡っている物理的
な空間中に存在している。中性の原子は電気的には荷電
されていないので、これら電界および磁界によっては影
響を受けない。蒸着空間における中性原子の数を最少と
することがこの発明の狙いである。このことは“磁気ボ
トル”を使って電子およびイオンを蒸着空間中に閉じ込
め中性の原子が“磁気ボトル”中を動く時、高い電子お
よびイオン濃度の領域を横切らねばならないようにする
ことによって達成される。この高い粒子濃度は、衝突の
確率を高め従って蒸着空間における中性の原子のイオン
化を増大する。
【００３５】上で使われている閉じ込めと云う用語は一
直線の動きよりもむしろコイル２４、２６によって生成
される磁力線に沿う反復する運動を指している。“磁気
ボトル”の領域中にこのボトルの中心軸に沿って挿入さ
れた対象物は濃度勾配（中心軸から遠ざかるに従って減
少する）によって引き起こされるイオン化された蒸発物
の蒸着を経験する。図３に於いてはこの“磁気ボトル”
の中心軸は矢印３８および３９と一致している。
直線の動きよりもむしろコイル２４、２６によって生成
される磁力線に沿う反復する運動を指している。“磁気
ボトル”の領域中にこのボトルの中心軸に沿って挿入さ
れた対象物は濃度勾配（中心軸から遠ざかるに従って減
少する）によって引き起こされるイオン化された蒸発物
の蒸着を経験する。図３に於いてはこの“磁気ボトル”
の中心軸は矢印３８および３９と一致している。
【００３６】蒸発物の閉じ込めおよびそれに続く基板上
への蒸発物の蒸着は蒸着空間中の磁界および電界の物理
的な配置および強さによって達成される。もしもイオン
および電子が磁力線と平行する速度成分を持っていれば
それらはその線に沿ってその速度で移動する。もしそれ
らが磁力線に対して直交する速度成分を持っているなら
ば、それらはその線の囲りに円を画き、図５に示すよう
に反対方向に回転する。
への蒸発物の蒸着は蒸着空間中の磁界および電界の物理
的な配置および強さによって達成される。もしもイオン
および電子が磁力線と平行する速度成分を持っていれば
それらはその線に沿ってその速度で移動する。もしそれ
らが磁力線に対して直交する速度成分を持っているなら
ば、それらはその線の囲りに円を画き、図５に示すよう
に反対方向に回転する。
【００３７】図５に於いて、一定の磁界中に置ける荷電
粒子に働く力および運動は以下の式によって表すことが
出来る：
粒子に働く力および運動は以下の式によって表すことが
出来る：
【００３８】
【数１】Ｆ＝Ｚｅ（Ｖ1 ×Ｂ） ＝−ｅ（Ｖ1 ×Ｂ） 電子の場合 ＝＋ｅ（Ｖ1 ×Ｂ） 単独のイオン化されたイオンの
場合 ｒg ＝ｍＶ1 ／Ｂ（Ｚｅ／Ｃ）-1（ｃ．ｇ．ｓ） ここで Ｆ：ベクトル量で表した荷電粒子に働く力 Ｚ：イオン化の状態（１、２等） ｅ：単位荷電 Ｂ：ベクトル量で表した磁界 Ｖ1 ：ベクトル量で表した磁力線に直交する速度成分 ｍ：荷電粒子の質量 ｒg ：距離ｒの観察位置、即ち荷電粒子の軌跡の半径 イオンおよび電子が磁界の増加する領域（例えば磁界コ
イル２４、２６の下側）に近づくと、この領域はイオン
および電子の両方に対して“磁気的な鏡”として働き、
図６に示すように磁力線に沿ってそれらを反射して元に
戻すように作用する。
場合 ｒg ＝ｍＶ1 ／Ｂ（Ｚｅ／Ｃ）-1（ｃ．ｇ．ｓ） ここで Ｆ：ベクトル量で表した荷電粒子に働く力 Ｚ：イオン化の状態（１、２等） ｅ：単位荷電 Ｂ：ベクトル量で表した磁界 Ｖ1 ：ベクトル量で表した磁力線に直交する速度成分 ｍ：荷電粒子の質量 ｒg ：距離ｒの観察位置、即ち荷電粒子の軌跡の半径 イオンおよび電子が磁界の増加する領域（例えば磁界コ
イル２４、２６の下側）に近づくと、この領域はイオン
および電子の両方に対して“磁気的な鏡”として働き、
図６に示すように磁力線に沿ってそれらを反射して元に
戻すように作用する。
【００３９】図６に於いて
【００４０】
【数２】μ＝電流×面積＝ｅＷc ／π２＊πｒg 2＝ 1/2
ｍＶ1 2／Ｂ ここで μ：磁気モーメント ｅ：単位電荷 Ｖ1 ：磁力線に直交する速度成分 Ｖ11：磁力線に平行する速度成分 Ｂ：ベクトル量で表した磁界 Ｗｃ：荷電粒子のサイクロトロン周波数 μを一定に保つためには、粒子が強度の増加する磁界Ｂ
中に移動するにつれてＶ1 2を増加しなくてはならない。
1/2 ｍ（Ｖ11 2 ＋Ｖ1 2）は一定なので、Ｖ11は減少しな
くてはならない。
ｍＶ1 2／Ｂ ここで μ：磁気モーメント ｅ：単位電荷 Ｖ1 ：磁力線に直交する速度成分 Ｖ11：磁力線に平行する速度成分 Ｂ：ベクトル量で表した磁界 Ｗｃ：荷電粒子のサイクロトロン周波数 μを一定に保つためには、粒子が強度の増加する磁界Ｂ
中に移動するにつれてＶ1 2を増加しなくてはならない。
1/2 ｍ（Ｖ11 2 ＋Ｖ1 2）は一定なので、Ｖ11は減少しな
くてはならない。
【００４１】磁界コイル２４、２６の下でイオンおよび
電子をこれらの間の領域に戻すこの反射はこれらイオン
および電子を“磁気ボトル”中に閉じ込める。この閉じ
込めは中性原子とイオンおよび電子との衝突を高め高周
波電極単独で達成され、それを越えてイオン化レベルを
増加する。
電子をこれらの間の領域に戻すこの反射はこれらイオン
および電子を“磁気ボトル”中に閉じ込める。この閉じ
込めは中性原子とイオンおよび電子との衝突を高め高周
波電極単独で達成され、それを越えてイオン化レベルを
増加する。
【００４２】電界Ｅが磁界Ｂと平行である時には、イオ
ンおよび電子は次の力Ｆで磁界Ｂに沿って反対方向に加
速される： Ｆ＝−ｅＢ（電子の場合） Ｆ＝＋ｅＥ（単独のイオン化されたイオンの場合） 電界と磁界が互いに直交している場合には、電子および
イオンはそれらが電界に対して平行に持っている速度で
磁力線に沿って移動するのみならず、それらは電界およ
び磁界の両方向に直交するサイクロイド運動（電子およ
びイオンとも同一方向に）を行う。この点は図７に示さ
れている。
ンおよび電子は次の力Ｆで磁界Ｂに沿って反対方向に加
速される： Ｆ＝−ｅＢ（電子の場合） Ｆ＝＋ｅＥ（単独のイオン化されたイオンの場合） 電界と磁界が互いに直交している場合には、電子および
イオンはそれらが電界に対して平行に持っている速度で
磁力線に沿って移動するのみならず、それらは電界およ
び磁界の両方向に直交するサイクロイド運動（電子およ
びイオンとも同一方向に）を行う。この点は図７に示さ
れている。
【００４３】図７に於いてガイド中心６２の囲りを旋回
運動している粒子は電子である。ガイド中心６４の囲り
を旋回運動している粒子はイオンである。電界Ｅが無い
場合の動きが円６６、６８で示されている。電界Ｅがあ
る場合には、ガイド中心６２の囲りを旋回運動している
電子およびガイド中心６４の囲りを旋回運動しているイ
オンの動きはサイクロイド形状である。さらにこの動き
はガイド中心６２、６４に沿ったＥ×Ｂ方向への動きで
ある。粒子がその軌道の周りを回るにつれてｒg が変化
するのでドリフトが起こる。ガイド中心６２、６４に沿
った速度は次のように計算される：
運動している粒子は電子である。ガイド中心６４の囲り
を旋回運動している粒子はイオンである。電界Ｅが無い
場合の動きが円６６、６８で示されている。電界Ｅがあ
る場合には、ガイド中心６２の囲りを旋回運動している
電子およびガイド中心６４の囲りを旋回運動しているイ
オンの動きはサイクロイド形状である。さらにこの動き
はガイド中心６２、６４に沿ったＥ×Ｂ方向への動きで
ある。粒子がその軌道の周りを回るにつれてｒg が変化
するのでドリフトが起こる。ガイド中心６２、６４に沿
った速度は次のように計算される：
【００４４】
【数３】ＶD ＝Ｅ×Ｂ／ [Ｂ]2＝１０8 Ｅ1 ( volt／c
m）Ｂ／（Gauss)(in cm／sec) ここで ＶD ：ベクトル量で表されたガイド中心に沿った速度 Ｅ ：ベクトル量で表わした電界の強さ Ｅ1 ：電界強度の直交成分 “磁気ボトル”の形状単独の場合には“磁気ボトル”の
中心軸に沿って配置された被加工片に選択的な蒸着を生
じる。この被加工片１２の領域で磁力線４０に直交する
電界を選択的に使用することによって蒸着の特性および
速度を向上および変更することが出来る。電界を被加工
片の前面４４および裏面４２（図４）に対して平行とな
るように配置するとＥ、Ｂ直交によるドリフト速度は被
加工片に向けられ蒸着速度を高める。
m）Ｂ／（Gauss)(in cm／sec) ここで ＶD ：ベクトル量で表されたガイド中心に沿った速度 Ｅ ：ベクトル量で表わした電界の強さ Ｅ1 ：電界強度の直交成分 “磁気ボトル”の形状単独の場合には“磁気ボトル”の
中心軸に沿って配置された被加工片に選択的な蒸着を生
じる。この被加工片１２の領域で磁力線４０に直交する
電界を選択的に使用することによって蒸着の特性および
速度を向上および変更することが出来る。電界を被加工
片の前面４４および裏面４２（図４）に対して平行とな
るように配置するとＥ、Ｂ直交によるドリフト速度は被
加工片に向けられ蒸着速度を高める。
【００４５】被加工片キャリア２８は被加工片１２を蒸
着領域に発生される電界および磁界に対して特定の方向
に向けて（即ち電界および磁界の両方に対して平行）加
工室１４を通して移動するように構成されている。さら
にこの被加工片キャリア２８は垂直方向に直立した位置
に１あるいはそれ以上の被加工片１２（図４に示すよう
に）を保持し、かつ被加工片１２の両側を同時にメッキ
するために加工室１４を通過してそれを移動するように
構成されている。この被加工片キャリア２８は電気的に
浮かされた状態にあるので、より効率的な蒸着が必要な
場合には、それは接地するかあるいは外部のバイヤス電
源に接続されても良い。
着領域に発生される電界および磁界に対して特定の方向
に向けて（即ち電界および磁界の両方に対して平行）加
工室１４を通して移動するように構成されている。さら
にこの被加工片キャリア２８は垂直方向に直立した位置
に１あるいはそれ以上の被加工片１２（図４に示すよう
に）を保持し、かつ被加工片１２の両側を同時にメッキ
するために加工室１４を通過してそれを移動するように
構成されている。この被加工片キャリア２８は電気的に
浮かされた状態にあるので、より効率的な蒸着が必要な
場合には、それは接地するかあるいは外部のバイヤス電
源に接続されても良い。
【００４６】この被加工片キャリア２８は動作的にロー
ディングステーションあるいはマガジン３０と関連付け
られている（図２）。このローディングステーションを
使ってそれぞれのキャリア２８は真空室１４の外部にあ
るローディングステーションで被加工片１２をロードさ
れる。被加工片キャリア２８がロードされると大気圧状
態にある真空室１４が開かれ、そして１個の被加工片キ
ャリア２８がこの室の中に移動される。そしてこの室１
４はシールされかつ排気される。加工作業の後この室１
４は再び大気圧に戻され、そしてこの室１４は開かれそ
して被加工片キャリア２８は室１４から取り出されロー
ディングステーションに持ってこられる。次にまた、こ
の室１４はシールされ先と同じサイクルが繰り返され
る。
ディングステーションあるいはマガジン３０と関連付け
られている（図２）。このローディングステーションを
使ってそれぞれのキャリア２８は真空室１４の外部にあ
るローディングステーションで被加工片１２をロードさ
れる。被加工片キャリア２８がロードされると大気圧状
態にある真空室１４が開かれ、そして１個の被加工片キ
ャリア２８がこの室の中に移動される。そしてこの室１
４はシールされかつ排気される。加工作業の後この室１
４は再び大気圧に戻され、そしてこの室１４は開かれそ
して被加工片キャリア２８は室１４から取り出されロー
ディングステーションに持ってこられる。次にまた、こ
の室１４はシールされ先と同じサイクルが繰り返され
る。
【００４７】多数の被加工片キャリア２８を保持するよ
うに構成されたマガジン３０の場合には、被加工片１２
が多数の被加工片キャリア２８に先ずロードされ、それ
らが次に１グループとしてマガジン３０にロードされ
る。このマガジン３０と真空室１４は一つのシールされ
たユニットを形成し、このユニットは真空を破ることな
く多数の被加工片キャリア２８の加工を可能とする。構
造的には、この被加工片キャリア２８およびマガジン３
０はJohn E. Schumacher, III に与えられた米国特許第
4,840,720 中に記述されている移送機構と構成的に類似
している。この内容はこの言及によって本明細書中に組
み込まれる。
うに構成されたマガジン３０の場合には、被加工片１２
が多数の被加工片キャリア２８に先ずロードされ、それ
らが次に１グループとしてマガジン３０にロードされ
る。このマガジン３０と真空室１４は一つのシールされ
たユニットを形成し、このユニットは真空を破ることな
く多数の被加工片キャリア２８の加工を可能とする。構
造的には、この被加工片キャリア２８およびマガジン３
０はJohn E. Schumacher, III に与えられた米国特許第
4,840,720 中に記述されている移送機構と構成的に類似
している。この内容はこの言及によって本明細書中に組
み込まれる。
【００４８】蒸着装置１０のマガジン操作に際しては、
先ず被加工片１２が被加工片キャリア２８にロードさ
れ、そしてこれらのキャリアがバッチ的にマガジン３０
にロードされる。真空加工室１４およびマガジン３０の
シールおよびガス抜きに続いて、個々の被加工片キャリ
ア２８が加工室１４の蒸着空間に自動的に順番に従って
移送される。１ないしそれ以上のメッキされた被加工片
１２を含む被加工片キャリア２８は次にマガジン３０に
戻され、そしてこのプロセスはマガジン３０中の全ての
被加工片キャリア２８中の被加工片が加工されるまで繰
り返される。この被加工片キャリア２８は被加工片１２
の端部とだけ接触するそれぞれの被加工片についての額
縁を形成している。従って被加工片１２の平行する矩形
の面４２、４４（図４）はメッキ用に露出されている。
この被加工片キャリア２８は多数の個別の駆動ユニット
５４、５６（図２）によって直線方向に駆動される。こ
の駆動ユニット５４、５６は電動のモーターあるいはこ
れと均等な駆動手段によって駆動される歯の付いた駆動
スプロケットとして形成され、かつオペレーターによっ
て制御可能な所定の速度で被加工片キャリア２８および
被加工片１２と接触しかつ駆動するように構成されてい
る。
先ず被加工片１２が被加工片キャリア２８にロードさ
れ、そしてこれらのキャリアがバッチ的にマガジン３０
にロードされる。真空加工室１４およびマガジン３０の
シールおよびガス抜きに続いて、個々の被加工片キャリ
ア２８が加工室１４の蒸着空間に自動的に順番に従って
移送される。１ないしそれ以上のメッキされた被加工片
１２を含む被加工片キャリア２８は次にマガジン３０に
戻され、そしてこのプロセスはマガジン３０中の全ての
被加工片キャリア２８中の被加工片が加工されるまで繰
り返される。この被加工片キャリア２８は被加工片１２
の端部とだけ接触するそれぞれの被加工片についての額
縁を形成している。従って被加工片１２の平行する矩形
の面４２、４４（図４）はメッキ用に露出されている。
この被加工片キャリア２８は多数の個別の駆動ユニット
５４、５６（図２）によって直線方向に駆動される。こ
の駆動ユニット５４、５６は電動のモーターあるいはこ
れと均等な駆動手段によって駆動される歯の付いた駆動
スプロケットとして形成され、かつオペレーターによっ
て制御可能な所定の速度で被加工片キャリア２８および
被加工片１２と接触しかつ駆動するように構成されてい
る。
【００４９】この駆動ユニット５４、５６は被加工片キ
ャリア２８の下側に配置されている。さらにこの駆動ユ
ニット５４、５６は、金属化ソース１６のためにその間
に開いた領域を与えるように互いに離間して配置されて
いる。このような配置によって蒸発ソースと“磁気ボト
ル”の中央蒸着領域間に何も物理的な障害物が無いよう
に構成されている。さらにプラズマ２２および被加工片
１２の面４２、４４間にも何も物理的な障害物が無いよ
うに構成されている。この別々の駆動ユニット５４、５
６は蒸着シールド５８、６０を有しており、これによっ
て駆動ユニット５４、５６が蒸発物ソース１６から直線
的な蒸着を受けるのを保護している。
ャリア２８の下側に配置されている。さらにこの駆動ユ
ニット５４、５６は、金属化ソース１６のためにその間
に開いた領域を与えるように互いに離間して配置されて
いる。このような配置によって蒸発ソースと“磁気ボト
ル”の中央蒸着領域間に何も物理的な障害物が無いよう
に構成されている。さらにプラズマ２２および被加工片
１２の面４２、４４間にも何も物理的な障害物が無いよ
うに構成されている。この別々の駆動ユニット５４、５
６は蒸着シールド５８、６０を有しており、これによっ
て駆動ユニット５４、５６が蒸発物ソース１６から直線
的な蒸着を受けるのを保護している。
【００５０】この駆動ユニット５４、５６および金属化
ソース１６の配置、それと同時に電極１８、２０および
磁界コイル２４、２６の配置はそこで蒸着プロセスが最
適化される加工室１４内の蒸着空間を与えるように意図
されている。さらに、２あるいはそれ以上の蒸着空間が
これらのコンポーネントを直列に複製することによって
加工室１４内に形成出来る。このような配置は希望する
蒸着厚さおよび被加工片１２のスループットを得るため
に利用することが出来る。
ソース１６の配置、それと同時に電極１８、２０および
磁界コイル２４、２６の配置はそこで蒸着プロセスが最
適化される加工室１４内の蒸着空間を与えるように意図
されている。さらに、２あるいはそれ以上の蒸着空間が
これらのコンポーネントを直列に複製することによって
加工室１４内に形成出来る。このような配置は希望する
蒸着厚さおよび被加工片１２のスループットを得るため
に利用することが出来る。
【００５１】真空蒸着装置１０の動作に際しては、数個
の被加工片キャリア２８がバッチ的にマガジン３０にロ
ードされる。マガジン３０および加工室１４はシールさ
れ、そして望ましいベース圧力（例えば、１０-6〜１０
-8 Torr ）にガス抜きされる。“磁気ボトル”が磁界コ
イル２４、２６を励磁することによって生成される。プ
ラズマ２２が金属化ソース１６および電極１８、２０に
よって加工室１４中に形成される。被加工片キャリア２
８が次にマガジン３０から加工室１４中に一つ一つ移送
される。被加工片キャリア２８はそれがプラズマ中を移
動する際に被加工片１２を直立位置に保持している。先
に説明したように、磁力線４０（図３）および印加され
た直流の電界ベクトル５０、５２（図３）に対する被加
工片１２の方向は被加工片１２上への蒸着プロセスを向
上するように意図されている。被加工片キャリア２８は
両側に希望する厚さのコーティングを達成するために所
定の速度で所定の時間プラズマ２２を通して移動され
る。この蒸着プロセスに続いてその被加工片キャリア２
８はマガジン３０に戻され、残っている被加工片キャリ
ア２８の加工を待つ。代案としては、被加工片キャリア
２８中のコートされた被加工片１２を受け取り、かつア
ンロードするための個別のマガジン（図示せず）を設け
ても良い。
の被加工片キャリア２８がバッチ的にマガジン３０にロ
ードされる。マガジン３０および加工室１４はシールさ
れ、そして望ましいベース圧力（例えば、１０-6〜１０
-8 Torr ）にガス抜きされる。“磁気ボトル”が磁界コ
イル２４、２６を励磁することによって生成される。プ
ラズマ２２が金属化ソース１６および電極１８、２０に
よって加工室１４中に形成される。被加工片キャリア２
８が次にマガジン３０から加工室１４中に一つ一つ移送
される。被加工片キャリア２８はそれがプラズマ中を移
動する際に被加工片１２を直立位置に保持している。先
に説明したように、磁力線４０（図３）および印加され
た直流の電界ベクトル５０、５２（図３）に対する被加
工片１２の方向は被加工片１２上への蒸着プロセスを向
上するように意図されている。被加工片キャリア２８は
両側に希望する厚さのコーティングを達成するために所
定の速度で所定の時間プラズマ２２を通して移動され
る。この蒸着プロセスに続いてその被加工片キャリア２
８はマガジン３０に戻され、残っている被加工片キャリ
ア２８の加工を待つ。代案としては、被加工片キャリア
２８中のコートされた被加工片１２を受け取り、かつア
ンロードするための個別のマガジン（図示せず）を設け
ても良い。
【００５２】
【発明の効果】斯して本発明は特に中規模程度のサイズ
の誘電体パネルの金属化に適した高度にイオン化された
媒体の蒸着のための改良された方法および装置を提供す
る。先行技術に対する具体的な改良の一つは、加工室１
４中に蒸着空間を画成する“磁気ボトル”の発生を含ん
でいる。“磁気ボトル”内への電極１８、２０の配置は
被加工片のところに生じる先行技術の見かけ上の電極に
比べると高度にイオン化された媒体をより効率的に生成
する。さらに、被加工片キャリア２８の上下に垂直方向
に伸びた電極１８、２０および加工室１４の蒸着領域を
通過する被加工片キャリア２８の水平方向移送は、良好
な蒸着制御と均一性を生成する。この配置はまた被加工
片１２の両面を同時にコートすることを可能とする。さ
らにコイル２４、２６によって生成される“磁気ボト
ル”型の磁界形状はイオン化プロセスを最大化し、しか
も外部からの電子ボンバードによる基板の加熱を低減す
る。
の誘電体パネルの金属化に適した高度にイオン化された
媒体の蒸着のための改良された方法および装置を提供す
る。先行技術に対する具体的な改良の一つは、加工室１
４中に蒸着空間を画成する“磁気ボトル”の発生を含ん
でいる。“磁気ボトル”内への電極１８、２０の配置は
被加工片のところに生じる先行技術の見かけ上の電極に
比べると高度にイオン化された媒体をより効率的に生成
する。さらに、被加工片キャリア２８の上下に垂直方向
に伸びた電極１８、２０および加工室１４の蒸着領域を
通過する被加工片キャリア２８の水平方向移送は、良好
な蒸着制御と均一性を生成する。この配置はまた被加工
片１２の両面を同時にコートすることを可能とする。さ
らにコイル２４、２６によって生成される“磁気ボト
ル”型の磁界形状はイオン化プロセスを最大化し、しか
も外部からの電子ボンバードによる基板の加熱を低減す
る。
【００５３】本発明はこれまで幾つかの望ましい実施例
を参照して説明されてきたが、当業者にとっては以上で
定義した本発明の範囲から離れずに、いろいろの変更お
よびモディフィケーションが成され得ることが容易に理
解されるものと考える。
を参照して説明されてきたが、当業者にとっては以上で
定義した本発明の範囲から離れずに、いろいろの変更お
よびモディフィケーションが成され得ることが容易に理
解されるものと考える。
【図１】電気磁気的に制御された環境中で高度にイオン
化された媒体の蒸着のための本発明に従って構成された
真空蒸着装置の概略的な断面図である。
化された媒体の蒸着のための本発明に従って構成された
真空蒸着装置の概略的な断面図である。
【図２】図１に示した装置の概略的な正面図である。
【図３】本発明に従って構成された真空蒸着装置中を被
加工片キャリアが動く時の被加工片と“磁気ボトル”を
含む磁力線の形状を示す概略的な平面図である。
加工片キャリアが動く時の被加工片と“磁気ボトル”を
含む磁力線の形状を示す概略的な平面図である。
【図４】本発明に従うコーティングに適する矩形の被加
工片の斜視図である。
工片の斜視図である。
【図５】一定の磁界中での荷電粒子への力および運動を
示す図である。
示す図である。
【図６】“磁気的鏡”中における荷電粒子の反射を示す
図である。
図である。
【図７】ＥおよびＢ鎖交の電磁界形状における荷電粒子
の運動を示す図である。
の運動を示す図である。
１０ 真空蒸着装置 １２ 被加工片 １４ 真空加工室 １６ 金属化ソース １８、２０ 水冷電極 ２２ プラズマ ２４、２６ 磁界コイル ２８ 被加工片キャリア ３０ マガジン ４０ 磁力線 ５４、５６ 駆動ユニット ５８、６０ 蒸着シールド
Claims (32)
- 【請求項１】 基板上にコーティングを真空蒸着する方
法において、真空加工室に蒸発物を与えること；その加
工室内にプラズマを形成するために外部の電源を使って
蒸発物をイオン化すること；加工室内に“磁気ボトル”
の形をした磁界を発生すること；および次に希望する厚
さに基板上にコーティングを蒸着するために基板を“磁
気ボトル”の蒸着空間中にその蒸着空間中の“磁気ボト
ル”の主軸に対して全体的に平行な動きの方向に沿って
移動することを含む基板上へコーティングを真空蒸着す
るための方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法に於いて、イオン
化された蒸発物は磁力線に対して全体的に直交する方向
のベクトルを有する直流電界下に置かれている。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法に於いて、材料は
固体金属を加熱気化するように構成された金属化源を使
って蒸発される。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法に於いて、基板は
“磁気ボトル”の主軸に対して全体として平行な方向の
前および後の面を有する全体として矩形のパネルであ
り、かつその両面は同時にコートされる。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法に於いて、基板は
電気的なバイヤスをかけることができるキャリアによっ
てプラズマ中を移動される。 - 【請求項６】 基板上にコーティングを真空蒸着するた
めの方法に於いて：蒸発物を形成するために真空加工室
中に蒸着の種を蒸発すること；加工室内に配置された電
極を備えた外部電源を使ってその蒸発物をイオン化する
ことによってプラズマを形成すること；基板に衝突する
プラズマ中の高エネルギー電子に対するバリヤとして働
く主軸を有する磁界を加工室全体にわたって発生するこ
と；イオン化された蒸発物を磁界の主軸に対して全体的
に直交する方向のベクトルを有する直流電界下に置くこ
と；およびその次に基板上に希望する厚さのコーティン
グを蒸着するために基板を磁界の主軸に全体として平行
な動きの方向に沿ってプラズマ中を移動することを含む
基板上にコーティングを真空蒸着するための方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法に於いて、イオン
化電極のための外部供給電源は高周波源である。 - 【請求項８】 請求項６に記載の方法に於いて、磁界は
加工室を取り巻く磁石によって与えられる。 - 【請求項９】 請求項６に記載の方法に於いて、基板は
その基板がプラズマを移動する時の磁力線に対して全体
として平行な方向に向いている平行な面を有する全体と
して矩形のパネルである。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の方法に於いて、基板
は誘電体でありかつ蒸着種は金属である。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の方法に於いて、基
板は中程度の寸法である。 - 【請求項１２】 請求項６に記載の方法に於いて、基板
は誘電体でありかつ外部のバイヤス源につながれてい
る。 - 【請求項１３】 請求項６に記載の方法に於いて、蒸着
種は金属化源を使って気化された金属である。 - 【請求項１４】 請求項９に記載の方法に於いて、基板
は金属、誘電体および金属で部分的に覆われた誘電体か
ら成るグループから選ばれかつ蒸着種は誘電体である。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法に於いて、基
板は一辺が約１００ｍｍ〜約１４００ｍｍの中間寸法の
パネルである。 - 【請求項１６】 露出面を有する基板に金属をメッキす
るための真空蒸着の方法に於いて：蒸発物を形成するた
めにその金属を真空加工室中で蒸発させること；加工室
内に設けられ高周波電源につながれた電極を使ってプラ
ズマを形成するために蒸発物をイオン化すること；基板
に衝突するプラズマ中の高エネルギー電子に対してバリ
ヤを与えるために加工室中に磁力線を発生すること；イ
オン化された蒸発物を蒸着空間中の磁力線に対して全体
的に直交する方向に向かうベクトルを有する直流電界下
に置くこと；そしてその次に電気的にバイヤス可能なキ
ャリア上の基板をそのキャリアによって保持される基板
の一面が全体的に磁力線に対して平行になるようにして
その面に金属を蒸着するために蒸発空間中を移動するこ
とを含む露出面を有する基板を金属でメッキするための
真空蒸着法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の方法に於いて、そ
の金属は基板キャリアの下方に配置された金属化源を使
って蒸発される。 - 【請求項１８】 請求項１６に記載の方法に於いて、そ
の磁力線は加工室の囲りに配置された磁界コイルによっ
て発生される。 - 【請求項１９】 請求項１６に記載の方法に於いて、そ
の磁力線は加工室の囲りに配置された永久磁石によって
発生される。 - 【請求項２０】 請求項１６に記載の方法に於いて、電
極の表面によって形成される平面は互いに全体的に平行
であり、かつ基板の面に対しても平行である。 - 【請求項２１】 請求項１６に記載の方法に於いて、そ
の電極は基板の上下に伸びている。 - 【請求項２２】 請求項１６に記載の方法に於いて、そ
の電極は水で冷却されている。 - 【請求項２３】 真空源に接続された加工室；加工室内
に蒸着種を含む蒸発物を形成するための蒸発手段；加工
室中に電界を形成し、かつプラズマを形成するために蒸
発物をイオン化するための電界手段；加工室内にその電
界の電界線に対して全体的に直交する方向に向かう磁力
線を有する鏡面形状の磁界を形成するための磁界手段；
および基板上に蒸着種を所定の厚さに蒸着するため基板
を磁力線に対して全体的に平行な動きの方向に沿って加
工室中を移動させるためのキャリア手段を有する真空蒸
着装置。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の蒸発手段は固体金属を気化するための金属化源を有す
る。 - 【請求項２５】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の蒸発物は非金属である。 - 【請求項２６】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の電界手段は加工室内に設けられた独立した直流電界電
極およびそれとは別のイオン化電極を有する。 - 【請求項２７】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の磁界装置は電界電極の両側で加工室を包囲する一対の
磁界コイルを有する。 - 【請求項２８】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の磁界手段は電界電極の両側で加工室を包囲する２組の
永久磁石を有する。 - 【請求項２９】 請求項２３に記載の装置に於いて、さ
らに加工室に接続された多数の基板を保持し、かつその
基板をキャリア手段に一度にロードするマガジンを含ん
でいる。 - 【請求項３０】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の基板は誘電体パネルおよび金属パネルから成るグルー
プから選ばれた材料から形成されており、かつ蒸着種は
金属である。 - 【請求項３１】 請求項２３に記載の装置に於いて、蒸
着種は誘電体でありかつ基板は誘電体パネルおよび金属
パネルから成るグループから選ばれてる。 - 【請求項３２】 請求項２３に記載の装置に於いて、そ
の基板は全体として矩形のパネルである。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/248,406 US5670415A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Method and apparatus for vacuum deposition of highly ionized media in an electromagnetic controlled environment |
| US08/248,406 | 1994-05-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176807A true JPH08176807A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=22938976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7149563A Pending JPH08176807A (ja) | 1994-05-24 | 1995-05-24 | 電磁気的に制御された環境中で高度にイオン化された媒体を真空蒸着するための方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5670415A (ja) |
| JP (1) | JPH08176807A (ja) |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6873087B1 (en) * | 1999-10-29 | 2005-03-29 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes |
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| KR100827741B1 (ko) | 2000-07-17 | 2008-05-07 | 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | 임프린트 리소그래피 공정을 위한 자동 유체 분배 방법 및시스템 |
| JP2004505273A (ja) | 2000-08-01 | 2004-02-19 | ボード・オブ・リージエンツ，ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム | 転写リソグラフィのための透明テンプレートと基板の間のギャップおよび配向を高精度でセンシングするための方法 |
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