JPH11256313A - 化合物薄膜作成装置用プラズマ源 - Google Patents

化合物薄膜作成装置用プラズマ源

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JPH11256313A
JPH11256313A JP6169498A JP6169498A JPH11256313A JP H11256313 A JPH11256313 A JP H11256313A JP 6169498 A JP6169498 A JP 6169498A JP 6169498 A JP6169498 A JP 6169498A JP H11256313 A JPH11256313 A JP H11256313A
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thin film
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forming apparatus
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三郎 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】化合物薄膜作成装置の真空室内を大気に曝すこ
となくその内部をプラズマ源の圧力から独立して簡単に
制御できるプラズマ源を提供すること 【解決手段】真空室1に、成膜物質の蒸発源5と、該成
膜物質に反応する反応ガスのプラズマを噴出するプラズ
マ源6と、該反応ガスに反応した成膜物質の薄膜が形成
される基板4とを備えた薄膜作成装置に於いて、該プラ
ズマ源のプラズマ噴出口11に、該噴出口の開口面積を
調節する調節手段12を設け、プラズマ源の放電開始時
にその開口面積を狭めることによりプラズマ源が低真空
となっても真空室内の圧力を高真空に維持できる。該調
節手段を、作動軸14により上記噴出口の前面に沿って
移動し且つ開口面積の異なる複数の開口13を有するシ
ャッター12aで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物膜や窒化物
膜等の薄膜を作成する化合物薄膜作成装置に適用される
プラズマ源に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、真空排気された真空室に、固体の
金属からなる成膜物質を加熱して該真空室内へ蒸発させ
る蒸発源と、蒸発した該成膜物質に反応する酸素や窒素
の反応ガスを高周波などで励起することによりプラズマ
化して該真空室内へ噴出するプラズマ源と、該反応ガス
に反応した成膜物質の薄膜が形成される基板とを設けた
化合物薄膜作成装置が知られている。この装置では、該
基板に向けて成膜物質の蒸気を供給し、該基板上で反応
ガスのプラズマと反応させることにより酸化物等の薄膜
が形成される。
【0003】このプラズマ源の1例は図1に示す如くで
あり、金属製のシールド板aで囲った絶縁体からなるル
ツボbの下部に酸素や窒素ガスの反応ガスを導入するガ
ス導入口cを設け、該ルツボbの周囲に設けた高周波コ
イルdで該ルツボb内の反応ガスを励起してプラズマ化
し、そのプラズマをルツボ蓋eに形成した噴出口fから
真空室内の基板に向けて噴出する。該噴出口fの口径は
0.5〜2.5mm程度の小さなもので、真空室内が高
品質の薄膜を作成するために10-6Torr以上の高真空に
保ったまま該ルツボb内の圧力を放電に必要な10-2
10-3Torrの低真空に維持できるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のプラズマ源
では、噴出口fはルツボ蓋eに設けられており、プラズ
マ源を薄膜作成装置に一旦取り付けてしまうと噴出口f
の口径すなわち開口面積を変更することができなかっ
た。プラズマ源では、プラズマ放電開始時に通常の放電
時よりもルツボ内の圧力を10-1〜10-2Torr程度に高
くする必要があり、これに伴って真空室内の圧力が10
-3〜10-4Torrにまで高まってしまい、高真空中で清浄
であった基板が再び汚染されて高品質薄膜の作成を行え
なくなる不都合があった。また、該噴出口fの口径が一
定であるため、ルツボb内の圧力と真空室内の圧力が一
義的に決まってしまい、例えばプラズマの状態すなわち
ルツボb内の圧力を一定に維持したまま真空室内の圧力
を制御するというような、真空室内の圧力パラメータを
大きく変えての薄膜作成は不可能であった。真空室内の
圧力をルツボ内の圧力から独立して調整するには、真空
室内を大気に曝し、プラズマ源のルツボ蓋eをルツボb
から取り外して噴出口fの面積が異なるものに交換しな
ければならず、交換作業が煩わしく装置の運転効率が悪
くなる欠点があった。
【0005】本発明は、化合物薄膜作成装置の真空室内
を大気に曝すことなくその内部をプラズマ源の圧力から
独立して簡単に制御できるプラズマ源を提供することを
目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、真空室に、
成膜物質の蒸発源と、該成膜物質に反応する反応ガスの
プラズマを噴出するプラズマ源と、該反応ガスに反応し
た成膜物質の薄膜が形成される基板とを備えた薄膜作成
装置に於いて、該プラズマ源のプラズマ噴出口に、該噴
出口の開口面積を調節する調節手段を設けることによ
り、上記の目的を達成するようにした。該調節手段を、
作動軸により該噴出口の前面に沿って移動し且つ開口面
積の異なる複数の開口を有するシャッターで構成するこ
とが、製作性と耐久性の点から有利である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図2に於いて符号1は真空ポンプに連な
る真空排気口2を有する真空室、3は該真空室1内に設
けた基板ホルダーを示し、該基板ホルダー3に板面を下
方に向けて着脱自在に保持した基板4に成膜物質の蒸気
及び反応ガスのプラズマが到達するように蒸発源5とプ
ラズマ源6とを該真空室1に取り付けした。該蒸発源5
はその内部に加熱される容器を備えた公知のもので、該
容器に収容した固体の金属を加熱することにより発生す
る蒸気を該基板4に向けて蒸発させ、該基板4の板面に
蒸着させて薄膜が形成される。この蒸着の際に該プラズ
マ源6から酸素や窒素などの反応性ガスのプラズマを該
基板4に向けて噴出させると、基板4に蒸着した薄膜が
酸化や窒化反応し、酸化物膜や窒化物膜となる。
【0008】該プラズマ源6は、例えば図3に見られる
ように、下部に酸素や窒素ガスの反応ガスを導入するガ
ス導入口8を設け、その上部をルツボ蓋10で閉鎖した
絶縁体製のルツボ7の周囲に高周波コイル9を設けて構
成され、該ルツボ7の内部の反応ガスが高周波コイル9
により励起されてプラズマ化し、該ルツボ蓋10に形成
したプラズマ噴出口11から該基板4に向けて噴出する
もので、この構成は従来のものと略同様であるが、前記
したように該プラズマ源6の圧力を放電開始時に上げる
ことにより基板4が汚染される不都合を解消するため、
該プラズマ源6の該噴出口11にその開口面積を調節す
る調節手段12を設けるようにした。
【0009】該調節手段12は、例えば図4に示したよ
うに、3個の面積の異なる開口13を形成したシャッタ
ー12aをルツボ蓋10の前面に沿って作動軸14によ
り移動自在に構成され、該作動軸14を真空室1の外部
から直接或いは間接的に旋回することにより該噴出口1
1の開口面積が各開口13の面積に制御される。この場
合、各開口13は該噴出口11よりも小さい面積に形成
される。尚、該シャッター12aを開口のない板で構成
し、該作動軸14を旋回したとき該板の側縁で噴出口1
1を次第に塞ぐ可変絞りの構成としても良い。
【0010】該噴出口11の口径が2mmの場合、該シ
ャッター12aに直径1mm、0.5mm、0.2mm
の丸穴が形成され、該真空室1内が10-6Torr台の高真
空であっても該噴出口よりも面積の小さい0.5mmの
開口13で該噴出口11を塞いでおくことにより、放電
開始のときに該ルツボ7内を10-2〜10-3Torrの低真
空としても該真空室内の高真空が維持され、基板4を汚
染することなくこれに化合物薄膜を作成することができ
た。尚、放電開始に先立ち、蒸発源5を作動させて成膜
物質の蒸気が該真空室内に導入される。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、化合
物薄膜を作成する装置のプラズマ源のプラズマ噴出口に
その開口面積を調節する調節手段を設けたので、真空室
内を大気に曝すことなくプラズマ噴出口の面積を変更で
き、該プラズマ源を放電開始のために低真空としても真
空室内を高真空に維持できて該真空室内の基板が汚染さ
れることがなくなり、開口面積は比較的簡単に調整でき
る等の効果があり、請求項2の構成とすることにより簡
単安価にその調節手段を製作できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の化合物薄膜作成装置に設けられたプラズ
マ源の側面図
【図2】本発明の実施の形態を示す一部截断側面図
【図3】図2のプラズマ源の要部の一部截断拡大断面図
【図4】図3のルツボ蓋の平面図
【符号の説明】
1 真空室、2 真空排気口、4 基板、5 蒸発源、
6 プラズマ源、8 ガス導入口、9 高周波コイル、
10 ルツボ蓋、11 プラズマ噴出口、12調節手
段、12a シャッター、13 開口、14 作動軸、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空室に、成膜物質の蒸発源と、該成膜物
    質に反応する反応ガスのプラズマを噴出するプラズマ源
    と、該反応ガスに反応した成膜物質の薄膜が形成される
    基板とを備えた薄膜作成装置に於いて、該プラズマ源の
    プラズマ噴出口に、該噴出口の開口面積を調節する調節
    手段を設けたことを特徴とする化合物薄膜作成装置用プ
    ラズマ源。
  2. 【請求項2】上記調節手段を、作動軸により上記噴出口
    の前面に沿って移動し且つ開口面積の異なる複数の開口
    を有するシャッターで構成したことを特徴とする請求項
    1に記載の化合物薄膜作成装置用プラズマ源。
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