JPH08209351A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】中性ガスを電離してプラズマを発生するプラズ
マ発生容器２と、プラズマより電子を電子ビームとして
引き出す引き出し電極６，７と電子ビームが入射する基
板１２と真空容器１３よりなる装置において、プラズマ
発生容器２の外周又は内周に交互に磁極が変化するよう
に永久磁石３を設けたプラズマ発生室から引き出した電
子ビームにより基板表面の成膜用ガスを分解し、基板表
面に成膜する。 【効果】従来の電子ビーム利用装置では困難であった６
吋或いは８吋以上の大面積基板に一括して成膜できるよ
うになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板表面に成膜するため
のプラズマＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子ビームを応用した成膜装置
は、電子ビームの強度と均一性が充分でなく直径６吋或
いは８吋以上の基板に均一に成膜することは困難であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大面
積にわたり均一で高密度の電子ビームを発生させ、成膜
用のガスを基板上に供給しながら、電子ビームを基板に
照射することで、大面積基板表面上で成膜用のガスを分
解し、成膜する装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】大面積にわたり均一で高
密度の電子ビームを得るために、多数の永久磁石のマル
チカスプ磁界でプラズマを閉じ込め、プラズマより複数
の引き出し電極孔で電子ビームを引き出し、成膜用のガ
スの供給されている基板表面に照射した。

【０００５】

【作用】多数の永久磁石が形成するマルチカスプ磁界で
プラズマを閉じ込め、大面積に均一な密度のプラズマを
生成した後、このプラズマから多孔の引き出し電極によ
り電子を引き出すことで、大面積に渡ってほぼ同一の電
流密度の電子ビーム出力を得ることができる。この電子
ビームで成膜用のガスを分解し、成膜用ガスの分解生成
物を加温した基板表面に堆積させる。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を、以下図面に基づき詳細に
説明する。カソード１はヘアピン状のタングステンフィ
ラメントで作られ、熱電子を放出する。プラズマ発生室
を形成するプラズマ発生容器２は、カソード１との間で
アーク放電を行わせるアノード電極を兼ねている。プラ
ズマ発生容器２の外周には、多数の永久磁石３を、プラ
ズマ発生容器２の面上で磁極が交互に変わるように設け
ている。プラズマ発生容器２は、例えば、内径３００m
m，外径３０８mm，深さ２００mmのステンレス製で、幅
８mm，高さ２５mm，長さ２００mmで高さ方向に磁化した
永久磁石３を３２列、円筒上に配置し、カソード１を保
持している面上には、幅と高さが同じで長さ２８０mm，
２７０mm，２４０mm，１９０mm，１００mmの５種類の永
久磁石を各２個、磁極がプラズマ発生室を向くととも
に、隣接する磁石の極性はＮ極とＳ極が交互に変化する
ように、間隔３０mmの等間隔で設けている。永久磁石３
の残留磁化はいずれも８５００ガウスのコバルトサマリ
ウム磁石を使用した。カソード１とプラズマ発生容器２
の間に直流電圧を印加し、低気圧でのアーク放電によ
り、ガス導入口２０から導入した水素ガスを電離し、電
子を電子ビームとして引き出す引き出し電極として、お
のおのに多数の孔を設けた加速電極６，減速電極７より
構成されている。さらに、基板１２と共に真空容器１３
に取付け、真空ポンプ１４で排気されている。基板１２
の周囲に直径１００μｍの小孔を３６個等間隔に開けた
円環２１を一周させ、成膜用のガスを供給した。円環２
１は、外形６mmの無酸素銅製の管を直径３００mmのドー
ナツ状に加工して用いた。基板ホルダ１０は、加温でき
るようにヒータを備えている。電子ビームは、加速電極
６，減速電極７間の電界で加速され、円環２１から供給
される成膜用のガスを分解する。成膜用のガスは、シラ
ンなどの半導体や金属の水素化物，塩化物，フッ素化物
を使用する。

【０００７】加速電極６に加速電源８より負の高電圧を
印加し、減速電極７は接地するかあるいは、減速電源９
より正極性の電圧を印加し、正イオンがプラズマ発生室
側へ逆流することを防止する。本実施例では、プラズマ
発生室の清掃等の保守が容易である。

【０００８】なお、図１の実施例ではプラズマ発生容器
２の外側（大気圧側）に永久磁石３を設けたが、プラズ
マ発生容器２の内側（真空側）に永久磁石を配置するこ
とも可能である。このときは、プラズマ発生容器とし
て、磁性材も使用できる。永久磁石をプラズマ発生容器
内に設けることにより、プラズマ閉じ込め磁界の強度を
より大きくでき、より低いガス圧での放電ができる効果
がある。また、プラズマ発生容器に磁性材を使用するこ
とによって、永久磁石の高さを図１の５割に低減できる
効果がある。

【０００９】さらに、カソード１のタングステンフィラ
メントのかわりに、マイクロ波や高周波で電離したプラ
ズマを導入することも可能であり、高温のフィラメント
を除くことにより、連続動作時間を増す効果がある。

【００１０】

【発明の効果】本発明により、従来の電子ビーム利用装
置では困難であった６吋或いは８吋以上の大面積基板に
一括して成膜できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【符号の説明】

１…カソード、２…プラズマ発生容器、３…永久磁石、
６…加速電極、７…減速電極、８…加速電源、９…減速
電源、１０…基板ホルダ、１２…基板、１３…真空容
器、１４…真空ポンプ、２０…ガス導入口、２１…円
環。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中性ガスを電離してプラズマを発生するプ
   ラズマ発生容器と、前記プラズマより電子を電子ビーム
   として引き出す引き出し電極と、電子ビームが入射する
   基板と真空容器よりなる電子ビーム装置において、前記
   基板上に成膜用ガスを供給する手段と、前記プラズマ発
   生容器の外周又は内周に、交互に磁極が変化するように
   永久磁石を設け、前記プラズマ発生容器から電子ビーム
   を取り出して基板を照射することを特徴とするプラズマ
   ＣＶＤ装置。