JPH11269635A - 真空成膜装置における基板の冷却方法 - Google Patents
真空成膜装置における基板の冷却方法Info
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- JPH11269635A JPH11269635A JP7409098A JP7409098A JPH11269635A JP H11269635 A JPH11269635 A JP H11269635A JP 7409098 A JP7409098 A JP 7409098A JP 7409098 A JP7409098 A JP 7409098A JP H11269635 A JPH11269635 A JP H11269635A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板を保持しているホルダに対する直接的な
冷却手段を必要としない真空成膜装置における基板の冷
却方法を提供すること。 【解決手段】 真空成膜装置において、導入口１０ａか
ら真空容器１０にガスを導入する導入手段と、排気口１
０ｂから真空容器内を排気する排気手段とを備え、前記
導入口と前記排気口とにより単位時間当たりの前記真空
容器内の雰囲気の入れ換えを大量に行うことにより基板
１００の冷却を行う。
冷却手段を必要としない真空成膜装置における基板の冷
却方法を提供すること。 【解決手段】 真空成膜装置において、導入口１０ａか
ら真空容器１０にガスを導入する導入手段と、排気口１
０ｂから真空容器内を排気する排気手段とを備え、前記
導入口と前記排気口とにより単位時間当たりの前記真空
容器内の雰囲気の入れ換えを大量に行うことにより基板
１００の冷却を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器による成
膜室内にて、プラズマ源が発生するプラズマビームをハ
ースに導き、蒸着材料を蒸発させて被処理物体表面に膜
を形成する真空成膜装置に関する。
膜室内にて、プラズマ源が発生するプラズマビームをハ
ースに導き、蒸着材料を蒸発させて被処理物体表面に膜
を形成する真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを利用した真空成膜装置には、
イオンプレーティング装置や、プラズマＣＶＤ装置など
がある。
イオンプレーティング装置や、プラズマＣＶＤ装置など
がある。
【０００３】イオンプレーティング装置としては、例え
ば、アーク放電型プラズマ源である圧力勾配型プラズマ
源またはＨＣＤプラズマ源を用いた装置が知られてい
る。このようなイオンプレーティング装置では、プラズ
マビーム発生器（プラズマ源）を備えており、真空容器
中に配置されたハース（陽極）とプラズマビーム発生器
との間でプラズマビームを発生させ、ハース上に載置さ
れた被膜材料としての蒸着材料を加熱蒸発させている。
そして、蒸着材料から蒸発した粒子はプラズマビームに
よってイオン化され、このイオン化された粒子が負電圧
に維持された基板表面に付着し、基板上に膜が形成され
る。
ば、アーク放電型プラズマ源である圧力勾配型プラズマ
源またはＨＣＤプラズマ源を用いた装置が知られてい
る。このようなイオンプレーティング装置では、プラズ
マビーム発生器（プラズマ源）を備えており、真空容器
中に配置されたハース（陽極）とプラズマビーム発生器
との間でプラズマビームを発生させ、ハース上に載置さ
れた被膜材料としての蒸着材料を加熱蒸発させている。
そして、蒸着材料から蒸発した粒子はプラズマビームに
よってイオン化され、このイオン化された粒子が負電圧
に維持された基板表面に付着し、基板上に膜が形成され
る。
【０００４】ところで、この種の真空成膜装置では、プ
ラズマの発生中に陽極が高温になる。陽極が所定温度よ
りも高温になると陽極自体が溶解するので、冷却を行っ
ている。加えて、基板における温度上昇も著しい。
ラズマの発生中に陽極が高温になる。陽極が所定温度よ
りも高温になると陽極自体が溶解するので、冷却を行っ
ている。加えて、基板における温度上昇も著しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】基板における温度は、
真空容器の容積や、プラズマビームと基板との間隔、プ
ラズマビームを流れる電流及び輻射熱等によっても変化
するが、高いほうでは３００℃以上にもなる場合があ
る。そのため、基板の冷却が必要となる。
真空容器の容積や、プラズマビームと基板との間隔、プ
ラズマビームを流れる電流及び輻射熱等によっても変化
するが、高いほうでは３００℃以上にもなる場合があ
る。そのため、基板の冷却が必要となる。
【０００６】そこで、本発明の課題は、基板温度の上昇
を抑制することのできる真空成膜装置における基板の冷
却方法を提供することにある。
を抑制することのできる真空成膜装置における基板の冷
却方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空容
器と、前記真空容器に取り付けられたプラズマ源と、前
記真空容器内の底部に配置されたハースとを有し、前記
プラズマ源が発生するプラズマビームを前記ハースに導
き、該ハース内に収納された蒸着材料を蒸発させて被処
理物体表面に膜を形成する真空成膜装置において、前記
真空容器にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内
を排気する排気手段とを備え、前記導入手段と前記排気
手段とにより単位時間当たりの前記真空容器内の雰囲気
の入れ換えを大量に行うことにより前記被処理物体の冷
却を行うことを特徴とする真空成膜装置における基板の
冷却方法が提供される。
器と、前記真空容器に取り付けられたプラズマ源と、前
記真空容器内の底部に配置されたハースとを有し、前記
プラズマ源が発生するプラズマビームを前記ハースに導
き、該ハース内に収納された蒸着材料を蒸発させて被処
理物体表面に膜を形成する真空成膜装置において、前記
真空容器にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内
を排気する排気手段とを備え、前記導入手段と前記排気
手段とにより単位時間当たりの前記真空容器内の雰囲気
の入れ換えを大量に行うことにより前記被処理物体の冷
却を行うことを特徴とする真空成膜装置における基板の
冷却方法が提供される。
【０００８】なお、前記真空容器内は、前記被処理物体
表面に形成される膜により決まる実質上１０-4〜１０-2
Ｔｏｒｒの範囲内の圧力に維持されることが好ましい。
表面に形成される膜により決まる実質上１０-4〜１０-2
Ｔｏｒｒの範囲内の圧力に維持されることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、本発明が
適用されるイオンプレーティング装置について説明す
る。図１において、このイオンプレーティング装置は、
気密性の真空容器１０を有している。真空容器１０に
は、ガイド部１２を介してプラズマビーム発生器（例え
ば、圧力勾配型プラズマ銃）２０が取り付けられてい
る。ガイド部１２の外側には、プラズマビームをガイド
するためのステアリングコイル３１が配設されている。
プラズマビーム発生器２０には、プラズマビームを収束
するための第１及び第２の中間電極２７及び２８が同心
的に配置されている。第１の中間電極２７には磁極軸が
プラズマ発生器２０の中心軸と平行になるようにして永
久磁石２７ａが内蔵されており、第２の中間電極２８に
はコイル２８ａが内蔵されている。
適用されるイオンプレーティング装置について説明す
る。図１において、このイオンプレーティング装置は、
気密性の真空容器１０を有している。真空容器１０に
は、ガイド部１２を介してプラズマビーム発生器（例え
ば、圧力勾配型プラズマ銃）２０が取り付けられてい
る。ガイド部１２の外側には、プラズマビームをガイド
するためのステアリングコイル３１が配設されている。
プラズマビーム発生器２０には、プラズマビームを収束
するための第１及び第２の中間電極２７及び２８が同心
的に配置されている。第１の中間電極２７には磁極軸が
プラズマ発生器２０の中心軸と平行になるようにして永
久磁石２７ａが内蔵されており、第２の中間電極２８に
はコイル２８ａが内蔵されている。
【００１０】プラズマビーム発生器２０には、第１及び
第２の中間電極２７及び２８で規定される通路に繋がる
絶縁管（例えば、ガラス管）２１が備えられている。絶
縁管２１内には、Ｍｏ筒２２が配置されている。Ｍｏ筒
２２内には、Ｔａパイプ２３が配置されている。Ｍｏ筒
２２とＴａパイプ２３とで規定される空間は、ＬａＢ6
製の環状板２４で隔離されている。絶縁管２１、Ｍｏ筒
２２、及びＴａパイプ２３の一端には、導体板部２５が
取り付けられている。導体板部２５に形成されたキャリ
アガス導入口２６からキャリアガス（Ａｒ等の不活性ガ
ス）が導入され、キャリアガスは、Ｔａパイプ２３を通
過する。
第２の中間電極２７及び２８で規定される通路に繋がる
絶縁管（例えば、ガラス管）２１が備えられている。絶
縁管２１内には、Ｍｏ筒２２が配置されている。Ｍｏ筒
２２内には、Ｔａパイプ２３が配置されている。Ｍｏ筒
２２とＴａパイプ２３とで規定される空間は、ＬａＢ6
製の環状板２４で隔離されている。絶縁管２１、Ｍｏ筒
２２、及びＴａパイプ２３の一端には、導体板部２５が
取り付けられている。導体板部２５に形成されたキャリ
アガス導入口２６からキャリアガス（Ａｒ等の不活性ガ
ス）が導入され、キャリアガスは、Ｔａパイプ２３を通
過する。
【００１１】真空容器１０内には、被処理物体としての
基板１００が搬送装置６１に支持されることによって配
置されている。基板１００には、負バイアス用の直流電
源が接続される。真空容器１０の底面には、基板１００
に対向するように、ハース（陽極）４１が配置されてい
る。ハース４１は永久磁石を内蔵しており、その外周に
は、環状の補助陽極４２が配置されている。補助陽極４
２は、環状の永久磁石と電磁石コイルとを内蔵してい
る。
基板１００が搬送装置６１に支持されることによって配
置されている。基板１００には、負バイアス用の直流電
源が接続される。真空容器１０の底面には、基板１００
に対向するように、ハース（陽極）４１が配置されてい
る。ハース４１は永久磁石を内蔵しており、その外周に
は、環状の補助陽極４２が配置されている。補助陽極４
２は、環状の永久磁石と電磁石コイルとを内蔵してい
る。
【００１２】導体板部２５には、可変電源９０のマイナ
ス側が接続されている。可変電源９０のプラス側は、そ
れぞれ抵抗器Ｒ１及びＲ２を介して、第１及び第２の中
間電極２７及び２８に接続されている。一方、ハース４
１は、可変電源９０ならびに抵抗器Ｒ１及びＲ２に接続
される。また、真空容器１０の側壁には、キャリアガス
（ＡｒやＨｅ等の不活性ガス）を導入するためのガス導
入口１０ａと、真空容器１０内を排気するための排気口
１０ｂとが形成されている。
ス側が接続されている。可変電源９０のプラス側は、そ
れぞれ抵抗器Ｒ１及びＲ２を介して、第１及び第２の中
間電極２７及び２８に接続されている。一方、ハース４
１は、可変電源９０ならびに抵抗器Ｒ１及びＲ２に接続
される。また、真空容器１０の側壁には、キャリアガス
（ＡｒやＨｅ等の不活性ガス）を導入するためのガス導
入口１０ａと、真空容器１０内を排気するための排気口
１０ｂとが形成されている。
【００１３】このイオンプレーティング装置では、キャ
リアガス導入口２６からキャリアガスが導入されると、
第１の中間電極２７とＭｏ筒２２との間で放電が始ま
る。これによって、プラズマビーム３００が発生する。
プラズマビーム３００は、ステアリングコイル３１と補
助陽極４２の磁石にガイドされて、陽極として用いられ
るハース４１及び補助陽極４２に到達する。ハース４１
にプラズマビーム３００が与えられると、ハース４１に
収容された蒸着材料２００がジュール加熱されて蒸発す
る。蒸発した金属粒子は、イオン化され、負電圧が印加
された基板１００の表面に付着し、基板１００上に膜が
形成される。ジュール加熱による蒸発作用は、具体的に
は、ハース４１及びこれに収容された蒸着材料２００へ
の放電によって蒸着材料２００が瞬間的に高温に加熱さ
れ（放電着火と呼ばれる）て始まり、この後、蒸着材料
２００自体の電気抵抗による自己加熱によって蒸着材料
２００は蒸発する。蒸発した粒子は、プラズマビーム３
００によってイオン化され、イオン化された粒子が基板
１００に付着することにより被膜が形成される。このよ
な内部構造自体は、例えば特開平８−２３２０６０号公
報に開示されている。
リアガス導入口２６からキャリアガスが導入されると、
第１の中間電極２７とＭｏ筒２２との間で放電が始ま
る。これによって、プラズマビーム３００が発生する。
プラズマビーム３００は、ステアリングコイル３１と補
助陽極４２の磁石にガイドされて、陽極として用いられ
るハース４１及び補助陽極４２に到達する。ハース４１
にプラズマビーム３００が与えられると、ハース４１に
収容された蒸着材料２００がジュール加熱されて蒸発す
る。蒸発した金属粒子は、イオン化され、負電圧が印加
された基板１００の表面に付着し、基板１００上に膜が
形成される。ジュール加熱による蒸発作用は、具体的に
は、ハース４１及びこれに収容された蒸着材料２００へ
の放電によって蒸着材料２００が瞬間的に高温に加熱さ
れ（放電着火と呼ばれる）て始まり、この後、蒸着材料
２００自体の電気抵抗による自己加熱によって蒸着材料
２００は蒸発する。蒸発した粒子は、プラズマビーム３
００によってイオン化され、イオン化された粒子が基板
１００に付着することにより被膜が形成される。このよ
な内部構造自体は、例えば特開平８−２３２０６０号公
報に開示されている。
【００１４】このようなイオンプレーティング装置にお
いて、成膜される基板温度は、プラズマビーム３００の
輻射熱やハース４１上で溶融、蒸気化している物質から
の輻射熱と、蒸気化した成膜物質が運んでくる潜熱によ
り上昇する。
いて、成膜される基板温度は、プラズマビーム３００の
輻射熱やハース４１上で溶融、蒸気化している物質から
の輻射熱と、蒸気化した成膜物質が運んでくる潜熱によ
り上昇する。
【００１５】そして、基板温度の上昇を抑制する手段と
しては、真空中であるため、基板を冷却されたホルダ１
５０に密着させるか、基板からの輻射位しかなく、余り
効果的ではない。
しては、真空中であるため、基板を冷却されたホルダ１
５０に密着させるか、基板からの輻射位しかなく、余り
効果的ではない。
【００１６】本形態では、基板温度の上昇を抑制する方
法としてガスを使用する。つまり、成膜の際に必要とさ
れるキャリアガス（Ａｒ、Ｈｅ等）や反応ガス（Ｎ2 、
Ｏ2、Ｈ2 等）等のガスの量を増加させ、プラズマビー
ム自体の持つ熱をガスにより除去するようにしている。
法としてガスを使用する。つまり、成膜の際に必要とさ
れるキャリアガス（Ａｒ、Ｈｅ等）や反応ガス（Ｎ2 、
Ｏ2、Ｈ2 等）等のガスの量を増加させ、プラズマビー
ム自体の持つ熱をガスにより除去するようにしている。
【００１７】一方、真空容器１０内の圧力は、基板１０
０に形成される目的の膜質により決まり、ある圧力に維
持される必要がある。この圧力は、通常、１０-4〜１０
-2ｔｏｒｒの範囲内である。そこで、本形態では、排気
口１０ｂからの排気量を増加させて真空容器１０内を上
記の範囲内のある圧力に維持するようにしている。具体
的には、排気口１０ｂからの排気量は、排気口１０ｂの
配管に接続される排気ポンプの容量によって決めること
ができるが、排気ポンプの容量は、導入口１０ａから導
入される希釈ガス又は反応ガスの量と、キャリアガス導
入口２６から導入されるキャリアガスの量とを考慮して
決定される。
０に形成される目的の膜質により決まり、ある圧力に維
持される必要がある。この圧力は、通常、１０-4〜１０
-2ｔｏｒｒの範囲内である。そこで、本形態では、排気
口１０ｂからの排気量を増加させて真空容器１０内を上
記の範囲内のある圧力に維持するようにしている。具体
的には、排気口１０ｂからの排気量は、排気口１０ｂの
配管に接続される排気ポンプの容量によって決めること
ができるが、排気ポンプの容量は、導入口１０ａから導
入される希釈ガス又は反応ガスの量と、キャリアガス導
入口２６から導入されるキャリアガスの量とを考慮して
決定される。
【００１８】以上のような冷却方法において具体的な数
値を挙げると、真空容器１０の容積０．４ｍ3 、プラズ
マビームに流れる電流１５０（Ａ）、プラズマビームと
基板との間の最短距離Ｌ＝１７０〜２００（ｍｍ）、形
成される被膜として厚さ１（μｍ）のＳｉＯ2 材料の場
合、本発明を適用しなければ基板の温度は３００℃まで
上昇するのに対し、本発明により排気量を６０００（リ
ットル／ｓｅｃ）とした場合の基板の温度は１００℃で
あった。
値を挙げると、真空容器１０の容積０．４ｍ3 、プラズ
マビームに流れる電流１５０（Ａ）、プラズマビームと
基板との間の最短距離Ｌ＝１７０〜２００（ｍｍ）、形
成される被膜として厚さ１（μｍ）のＳｉＯ2 材料の場
合、本発明を適用しなければ基板の温度は３００℃まで
上昇するのに対し、本発明により排気量を６０００（リ
ットル／ｓｅｃ）とした場合の基板の温度は１００℃で
あった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、基板を保持するための
ホルダに直接冷却のための手段を設けること無く、基板
の温度を所定の値に維持することができる。
ホルダに直接冷却のための手段を設けること無く、基板
の温度を所定の値に維持することができる。
【図１】本発明が適用される真空成膜装置の内部構造を
示す図である。
示す図である。
１０ 真空容器 １０ａ 導入口 １０ｂ 排気口 ２０ プラズマビーム発生器 ３１ ステアリングコイル ４１ ハース ４２ 補助陽極 １００ 基板 １５０ ホルダ ２００ 蒸着材料 ３００ プラズマビーム
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器と、前記真空容器に取り付けら
れたプラズマ源と、前記真空容器内の底部に配置された
ハースとを有し、前記プラズマ源が発生するプラズマビ
ームを前記ハースに導き、該ハース内に収納された蒸着
材料を蒸発させて被処理物体表面に膜を形成する真空成
膜装置において、前記真空容器にガスを導入する導入手
段と、前記真空容器内を排気する排気手段とを備え、前
記導入手段と前記排気手段とにより単位時間当たりの前
記真空容器内の雰囲気の入れ換えを大量に行うことによ
り前記被処理物体の冷却を行うことを特徴とする真空成
膜装置における基板の冷却方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の基板の冷却方法におい
て、前記真空容器内は、前記被処理物体表面に形成され
る膜により決まる実質上１０-4〜１０-2Ｔｏｒｒの範囲
内の圧力に維持されることを特徴とする真空成膜装置に
おける基板の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7409098A JPH11269635A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 真空成膜装置における基板の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7409098A JPH11269635A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 真空成膜装置における基板の冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269635A true JPH11269635A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13537144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7409098A Withdrawn JPH11269635A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 真空成膜装置における基板の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269635A (ja) |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7409098A patent/JPH11269635A/ja not_active Withdrawn
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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: 20050607 |