イオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラム
【課題】プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができるイオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラムを提供すること。
【解決手段】プラズマガン４と、プラズマビームＰの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されたハース５と、各分割部に一対一で接続されて電流を測定する４つの電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄと、プラズマガン４側の磁界を形成するガン電磁石１５と、ハース５側の磁界を形成するハース電磁石２９と、ガン電磁石１５およびハース電磁石２９を制御してプラズマビームＰの照射位置を調整する位置調整部８とを備え、各分割部は互いに絶縁されており、位置調整部は、各電流計の測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整する構成を備えた。
【解決手段】プラズマガン４と、プラズマビームＰの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されたハース５と、各分割部に一対一で接続されて電流を測定する４つの電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄと、プラズマガン４側の磁界を形成するガン電磁石１５と、ハース５側の磁界を形成するハース電磁石２９と、ガン電磁石１５およびハース電磁石２９を制御してプラズマビームＰの照射位置を調整する位置調整部８とを備え、各分割部は互いに絶縁されており、位置調整部は、各電流計の測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整する構成を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンプレーティング装置に関し、特に、プラズマビームを利用したイオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマビームを利用したイオンプレーティング装置として、突き上げ方式のイオンプレーティング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このイオンプレーティング装置においては、ハースの中央に形成された貫通孔に膜材としてのタブレットが収容され、このタブレットが下方から突き上げ棒により突き上げられることでチャンバ内に連続的に繰り出されている。
【０００３】
また、プラズマビームの照射位置は、作業者の目視により位置調整され、この位置調整は、プラズマガンの周囲を囲うガン電磁石およびハースの周囲を囲うハース電磁石の電流値を可変することおよびハースの周囲を囲うハース電磁石の位置を可変することで行われる。そして、チャンバ内に繰り出されたタブレットは、プラズマビームとの衝突により昇華され、昇華した気体はプラズマビームを通過してイオン化し、基板の表面に付着して成膜する。
【特許文献１】特開２００２−３０４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したイオンプレーティング装置においては、作業者の目視により照射位置を合わせようとしても、目視ではプラズマビームがうっすらとしか見えないため、位置調整に多くの時間を要すると共に、正確な位置調整が困難であるという問題があった。特に、成膜条件を変更する場合に、プラズマビームの強度を変化させると、電磁コイルで与えられる磁界でプラズマビームの曲がり方が変化し、照射位置がずれてしまい、成膜条件を変更する度に位置調整をし直さなければならず作業効率が低下するという問題があった。また、正確な位置調整が困難なことにより、プラズマビームの照射位置がタブレットの中心から外れると、タブレットの表面が傾斜した状態で消費され、成膜レートや膜厚分布が安定しないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができるイオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のイオンプレーティング装置は、陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する３以上の電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部と、前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置を調整する位置調整部とを備え、前記各分割部は互いに絶縁されており、前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ハースがプラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されているため、プラズマビームが目標照射位置に照射されると各分割部に流れる電流の大きさが略一致する。よって、各電流測定部の測定結果に応じて位置調整部によりプラズマビームの照射位置が目標照射位置に近づくように動的に調整され、調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができる。
【０００８】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値の相対値が所定の範囲内に収まるように前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、各分割部に流れる電流の測定値を略同一として、調整精度をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明のイオンプレーティング装置のプラズマビーム照射位置調整プログラムは、陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部に分割され、前記４つの分割部が互いに絶縁されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する４つの電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部とを備えたイオンプレーティング装置のコンピュータに、１の分割部を基準分割部として、前記基準分割部および前記基準分割部の一方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向を調整する第１のステップと、前記基準分割部および前記基準分割部の他方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陰極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を調整する第２のステップと、前記各分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の全ての相対値が所定の範囲内に収まるまで前記第１のステップと前記第２のステップとを繰り返す第３のステップとを実行させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記プラズマビーム照射位置調整プログラムにおいて、前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、４つの分割部のうち基準分割部と基準分割部の両側に隣接する分割部に流れる電流の測定値が、略同一の測定値になるようにプラズマビームの照射位置が調整されるため、４つの分割部に流れる電流の測定値を略同一にして、プラズマビームの照射位置が目標照射位置に略一致するように高精度に位置調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置は、陽極としてのハースを４つの分割部に分割し、プラズマビームの照射により各分割部に流れる電流の大きさに応じて、プラズマビームの照射位置を位置調整するものである。
【００１６】
図１および図２を参照して、イオンプレーティング装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るイオンプレーティング装置の模式図である。図２は、本発明の実施の形態に係るハースの上面模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置１は、気密性の真空チャンバ３を備えており、真空チャンバ３の一の側壁３ａには陰極として機能するプラズマビーム発生源としてのプラズマガン４が設けられ、真空チャンバ３の底壁３ｂには陽極として機能するハース５が設けられている。また、真空チャンバ３の上壁３ｃには成膜対象のワークＷを搬送する搬送装置６が設けられ、真空チャンバ３のプラズマガン４が設けられた側壁３ａに対向する側壁３ｄには、酸素ガスおよびアルゴンガス等のキャリアガスを導入するガス導入口３ｅが形成されている。
【００１８】
プラズマガン４は、ハース５に対してプラズマビームＰを照射するものであり、プラズマビームＰを発生させるプラズマガン本体１１と、プラズマガン本体１１の真空チャンバ３側においてプラズマガン本体１１と同軸上に配置された第１の中間電極１２および第２の中間電極１３とを有して構成されている。プラズマガン本体１１は、導体板１４を介して直流電源１６のマイナス端子に接続されており、導体板１４とハース５との間で放電を生じさせることによりプラズマビームＰを発生させている。第１の中間電極１２および第２の中間電極１３には、それぞれ永久磁石が内蔵されており、この永久磁石によりプラズマガンにより発生されたプラズマビームＰが収束される。
【００１９】
また、プラズマガン４の真空チャンバ３の外部に突出した部分には、周囲を取り囲むようにガン電磁石１５が設けられており、このガン電磁石１５によって真空チャンバ３の内部に発生された磁界により、第１の中間電極１２および第２の中間電極１３まで引き出されたプラズマビームＰが真空チャンバ３の内部に誘導されると共に、プラズマビームＰの目標照射位置が調整される。
【００２０】
図２に示すように、ハース５は、プラズマガン４から出射されたプラズマビームＰを下方に吸引するものであり、プラズマビームＰの目標照射位置であるハース５の中央を中心として周方向に略等角度で４つの上面視扇状の分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されている。各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、導電材料で形成され、それぞれ対応する電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して直流電源１６のプラス端子に接続されている。また、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、互いに間隔を空けて絶縁されており、独立して電流が流れるようになっている。
【００２１】
また、ハース５には、目標照射位置となる中央部分に貫通孔５ａが形成されており、この貫通孔５ａに円柱状のタブレット２１が充填されている。貫通孔５ａの周囲には絶縁パイプ２３が設けられており、ハース５とタブレット２１とが真空チャンバ３の内部において絶縁されている。これにより、ハース５とタブレット２１との間で異常放電が抑制される。なお、本実施の形態における真空チャンバ３の内部とは、絶縁パイプ２３とタブレット２１との対向空間等のように図示しないパッキン等により真空雰囲気が保たれている部分を含むものである。
【００２２】
図１に戻り、貫通孔５ａの同軸上には、タブレット２１を下方から支持するタブレット支持棒２５が上下動可能に設けられており、このタブレット支持棒２５によりタブレット２１が突き上げられてハース５に対してタブレット２１が供給される。タブレット支持棒２５は、上下方向に延在し、上端においてタブレット２１を弾性挟持し、下端において図示しない駆動機構に接続されている。そして、タブレット支持棒２５は、タブレット２１を弾性挟持した状態で駆動機構によりタブレット２１の消費速度に合わせて上方に移動される。
【００２３】
ハース５の真空チャンバ３の外部に突出した部分には、周囲を取り囲むようにハース電磁石２９が設けられており、ハース電磁石２９にはモータ２７が接続されている。モータ２７は、ハース電磁石２９を図１の前後方向に移動し、真空チャンバ３の内部に発生する磁界の前後位置を調整している。ハース電磁石２９は、モータ２７の駆動量やコイルに流れる電流量に応じて、ハース５に入射されるプラズマビームＰの向きやプラズマビームの目標照射位置を調整する。
【００２４】
タブレット２１は、成膜用の膜材であり、酸化亜鉛および酸化ガリウムの粉末により円柱状に焼結成形されている。タブレット２１の上面にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰにより加熱されて昇華し、タブレット２１の上方に位置するワークＷの表面にＺｎＯ膜が成膜される。
【００２５】
また、本実施の形態で使用されるタブレット２１は、６０［ｍｍ］以上のロングサイズのタブレット２１であり、２０［ｍｍ］程度のスモールサイズのタブレットを縦一列に重ねた状態と異なり、タブレット間の合わせ目を少なくしている。これにより、タブレット間の合わせ目で生じる異常放電を抑制している。また、タブレットが消費されて細かい破片だけが残った場合には、破片が真空チャンバ３の内部に飛び散って汚染の原因となるが、タブレット間の合わせ目が少ないため、真空チャンバ３の内部の汚染を抑制することも可能となる。
【００２６】
搬送装置６は、真空チャンバ３内においてハース５の上方にワークＷを支持している。
【００２７】
直流電源１６は、可変直流電源であり、直流電源１６のマイナス端子に接続された電源ラインはプラズマガン４に直接接続され、直流電源１６のプラス端子に接続された電源ラインは４股に分岐し、分岐した電源ラインはそれぞれ電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに接続される（図１では、電流計および分割部をそれぞれ２つずつのみ図示）。各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、プラズマビームがハース５を照射して各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに流れる電流を測定し、その測定値を位置調整部８に出力している。
【００２８】
位置調整部８は、プラズマビーム照射位置調整プログラムが記憶されており、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄから出力された測定値に応じてガン電磁石１５、ハース電磁石２９およびモータ２７を駆動制御することによりプラズマビームＰの照射位置を調整している。具体的には、ガン電磁石１５の電流値を制御することにより、プラズマビームＰの照射位置の一軸方向を調整し、ハース電磁石２９の電流値およびモータ２７の駆動量を制御することにより、プラズマビームＰの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を位置調整している。
【００２９】
なお、位置調整部８は内部に組み込まれたＣＰＵ(Central Processing Unit)がＲＯＭ（Read Only Memory）内のプラズマビーム照射位置調整プログラム等の各種プログラムに従ってＲＡＭ（Random Access Memory）内のデータを演算し、イオンプレーティング装置１の各部と協働して位置調整処理を実行するようになっている。また、位置調整部８による位置調整処理の詳細については、後述する。
【００３０】
このように構成されたイオンプレーティング装置１において、位置調整部８によりプラズマビームＰの照射位置を調整し、直流電源１６がハース５とプラズマガン４との間に直流電圧を印加すると、真空チャンバ３の内部にプラズマビームＰが発生し、ワークＷに成膜処理が行われる。
【００３１】
具体的には、直流電源１６によりハース５とプラズマガン４との間に直流電圧が印加されると、プラズマガン４の導体板１４とハース５との間で放電が生じ、これによりプラズマビームＰが発生される。このプラズマビームＰは、ガン電磁石１５およびハース電磁石２９等により形成される磁界に誘導されてハース５に照射される。タブレット支持棒２５によりハース５に供給されたタブレット２１は、プラズマビームＰの照射により上面が加熱されて昇華される。タブレット２１の気体は、プラズマビームＰを通過中にイオン化して負電圧が印加されたワークＷに引き込まれ、ワークＷの表面に付着して被膜を形成する。
【００３２】
次に、図３を参照して、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理について説明する。図３は、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理のフローチャートである。なお、図３のフローチャートにおいては、図２の図示右側にガン電磁石が位置し、下側にハース電磁石が位置した状態における位置調整処理を示し、ハース電磁石およびモータによりＸ軸方向の位置調整が行われ、ガン電磁石によりＹ軸方向の位置調整が行われる。このとき、真空チャンバ３の内部には、ガン電磁石により図１で左右方向に磁界が形成され、ハース電磁石により図１で上下方向に磁界が形成されている。
【００３３】
図３に示すように、イオンプレーティング装置１の電源が立ち上げられ、プラズマビームＰがハース５に照射されると、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０１）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０１：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、モータ２７の駆動制御によりハース電磁石２９が図１の前後方向に移動される（ステップＳ０２）。
【００３４】
ステップＳ０２において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９が少しずつ図１の手前方向に移動される。そして、ハース電磁石２９の手前方向への移動により磁界の軸が、１７ｂ寄りに移動するため、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる位置でモータ２７の駆動が停止される。
【００３５】
一方、ステップＳ０２において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９が少しずつ図１の奥方向に移動される。そして、ハース電磁石２９の奥方向への移動により磁界の軸が、１７a寄りに移動するため、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる位置でモータ２７の駆動が停止される。
【００３６】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０３）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０３：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ガン電磁石１５に流れる電流値が調整される（ステップＳ０４）。
【００３７】
ステップＳ０４において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の減少によりY軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００３８】
一方、ステップＳ０４において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の増加によりY軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００３９】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が再計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０５）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０５：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ハース電磁石２９に流れる電流値が調整される（ステップＳ０６）。
【００４０】
ステップＳ０６において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ハース電磁石２９に流れる電流の増加によりX軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でハース電磁石２９の電流値が維持される。
【００４１】
一方、ステップＳ０６において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ハース電磁石２９に流れる電流の減少によりX軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動し、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でハース電磁石２９の電流値が維持される。
【００４２】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が再計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０７）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０７：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ガン電磁石１５に流れる電流値が調整される（ステップＳ０８）。
【００４３】
ステップＳ０８において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の減少によりY軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００４４】
一方、ステップＳ０８において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の増加によりY軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００４５】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０７：Ｙｅｓ）、電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分が計算され、全ての差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０９）。電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分の絶対値のうち、少なくとも１つが１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０９：Ｎｏ）、ステップＳ０１からステップＳ０８の処理が繰り返される。
【００４６】
次に、電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）、プラズマビームＰの照射位置が目標照射位置に合わせられたとして、プラズマビームＰの位置調整後からの計時が開始される（ステップＳ１０）。
【００４７】
次に、プラズマビームＰの位置調整後からの計時が開始されると、指定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１１）。指定時間が経過したと判定されると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ０１からステップＳ１０の処理が繰り返され、再び位置調整が行われる。このように、プラズマビームＰの位置調整は所定の時間間隔で繰り返されている。なお、この指定間隔は作業者の任意で設定可能となっている。
【００４８】
一方、指定時間が経過していないと判定されると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、位置調整処理を終了するか否かが判定される（ステップＳ１２）。位置調整処理を終了しない場合には（ステップＳ１２:Ｎｏ）、指定時間が経過するまでステップＳ１１およびステップＳ１２の処理を繰り返す。なお、本実施の形態においては、ステップＳ０１からステップＳ０９までの処理によりプラズマビームＰの照射位置の位置調整を行っているが、ステップＳ０５からステップＳ０８までの処理を飛ばしてステップＳ０９に移行してもよいし、ステップＳ０１からステップＳ０４までの処理を飛ばしてステップＳ０５に移行してもよい。これにより、位置調整処理の制御を容易とすることができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置１によれば、ハース５がプラズマビームＰの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されているため、プラズマビームＰが目標照射位置に照射されると各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに流れる電流の大きさが略一致する。よって、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定結果に応じて位置調整部８によりプラズマビームＰの照射位置が目標照射位置に近づくように動的に調整され、調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることが可能となる。
【００５０】
なお、上記した実施の形態においては、ハース５の分割数が４分割である場合を例に挙げて説明したが、ハース５の分割数は３分割以上であれば本発明を適用可能である。この場合、分割数が増加する程、より高度な位置調整をすることが可能となる。
【００５１】
また、上記した実施の形態においては、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが互いに間隔を空けることにより絶縁する構成としたが、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ間に絶縁材を設けて絶縁する構成としてもよい。これにより、各分割部間において異常放電を確実に抑制することができる。
【００５２】
また、上記した実施の形態においては、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの差分の絶対値が１［Ａ］以下となるように制御する構成としたが、１［Ａ］以下の範囲は作業状況に応じて任意に設定することが可能である。
【００５３】
また、上記した実施の形態においては、ハース５を真空チャンバ３の底壁３ｂに設け、下方からワークＷの表面に成膜する構成としたが、図４に示すように、複数のハース３５を真空チャンバ３３の側壁３３ｄに設け、側方からワークＷの表面に成膜する構成としてもよい。この構成により、ワークＷを立てた状態でワークＷの表面に成膜することができ、ワークＷを水平した状態のように自重により撓むことがないため、大面積の大型ワークに成膜することが可能となる。
【００５４】
また、上記した実施の形態においては、本発明をロングサイズのタブレット２１に適用した例を挙げて説明したが、本発明をショートサイズのタブレット２１に適用することも可能である。また、膜材として酸化亜鉛および酸化ガリウムの粉末により焼結成形したタブレットを使用したが、ワークＷに成膜するものであればこれに限定されるもではない。
【００５５】
また、上記した実施の形態においては、ハース５の中央にタブレット２１を収容して、ハース５とタブレット２１とを近接配置した例を示して説明したが、タブレット２１がハース５に近接配置されていれば、ハース５の中央にタブレット２１を収容する構成に限定されない。
【００５６】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明は、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができるという効果を有し、特にプラズマビームを利用したイオンプレーティング装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、イオンプレーティング装置の模式図である。
【図２】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、ハースの上面模式図である。
【図３】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理のフローチャートである。
【図４】本発明に係るイオンプレーティング装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ イオンプレーティング装置
３ 真空チャンバ
４ プラズマガン（プラズマビーム発生源）
５ ハース（陽極）
５ａ 貫通孔
６ 搬送装置
８ 位置調整部
１５ ガン電磁石（陰極側磁界形成部）
１６ 直流電源
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 分割部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 電流計（電流測定部）
２１ タブレット（膜材）
２３ 絶縁パイプ
２５ タブレット支持棒
２７ モータ
２９ ハース電磁石（陽極側磁界形成部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンプレーティング装置に関し、特に、プラズマビームを利用したイオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマビームを利用したイオンプレーティング装置として、突き上げ方式のイオンプレーティング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このイオンプレーティング装置においては、ハースの中央に形成された貫通孔に膜材としてのタブレットが収容され、このタブレットが下方から突き上げ棒により突き上げられることでチャンバ内に連続的に繰り出されている。
【０００３】
また、プラズマビームの照射位置は、作業者の目視により位置調整され、この位置調整は、プラズマガンの周囲を囲うガン電磁石およびハースの周囲を囲うハース電磁石の電流値を可変することおよびハースの周囲を囲うハース電磁石の位置を可変することで行われる。そして、チャンバ内に繰り出されたタブレットは、プラズマビームとの衝突により昇華され、昇華した気体はプラズマビームを通過してイオン化し、基板の表面に付着して成膜する。
【特許文献１】特開２００２−３０４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したイオンプレーティング装置においては、作業者の目視により照射位置を合わせようとしても、目視ではプラズマビームがうっすらとしか見えないため、位置調整に多くの時間を要すると共に、正確な位置調整が困難であるという問題があった。特に、成膜条件を変更する場合に、プラズマビームの強度を変化させると、電磁コイルで与えられる磁界でプラズマビームの曲がり方が変化し、照射位置がずれてしまい、成膜条件を変更する度に位置調整をし直さなければならず作業効率が低下するという問題があった。また、正確な位置調整が困難なことにより、プラズマビームの照射位置がタブレットの中心から外れると、タブレットの表面が傾斜した状態で消費され、成膜レートや膜厚分布が安定しないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができるイオンプレーティング装置およびプラズマビーム照射位置調整プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のイオンプレーティング装置は、陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する３以上の電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部と、前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置を調整する位置調整部とを備え、前記各分割部は互いに絶縁されており、前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ハースがプラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されているため、プラズマビームが目標照射位置に照射されると各分割部に流れる電流の大きさが略一致する。よって、各電流測定部の測定結果に応じて位置調整部によりプラズマビームの照射位置が目標照射位置に近づくように動的に調整され、調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができる。
【０００８】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値の相対値が所定の範囲内に収まるように前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、各分割部に流れる電流の測定値を略同一として、調整精度をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明のイオンプレーティング装置のプラズマビーム照射位置調整プログラムは、陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部に分割され、前記４つの分割部が互いに絶縁されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する４つの電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部とを備えたイオンプレーティング装置のコンピュータに、１の分割部を基準分割部として、前記基準分割部および前記基準分割部の一方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向を調整する第１のステップと、前記基準分割部および前記基準分割部の他方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陰極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を調整する第２のステップと、前記各分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の全ての相対値が所定の範囲内に収まるまで前記第１のステップと前記第２のステップとを繰り返す第３のステップとを実行させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記プラズマビーム照射位置調整プログラムにおいて、前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、４つの分割部のうち基準分割部と基準分割部の両側に隣接する分割部に流れる電流の測定値が、略同一の測定値になるようにプラズマビームの照射位置が調整されるため、４つの分割部に流れる電流の測定値を略同一にして、プラズマビームの照射位置が目標照射位置に略一致するように高精度に位置調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置は、陽極としてのハースを４つの分割部に分割し、プラズマビームの照射により各分割部に流れる電流の大きさに応じて、プラズマビームの照射位置を位置調整するものである。
【００１６】
図１および図２を参照して、イオンプレーティング装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るイオンプレーティング装置の模式図である。図２は、本発明の実施の形態に係るハースの上面模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置１は、気密性の真空チャンバ３を備えており、真空チャンバ３の一の側壁３ａには陰極として機能するプラズマビーム発生源としてのプラズマガン４が設けられ、真空チャンバ３の底壁３ｂには陽極として機能するハース５が設けられている。また、真空チャンバ３の上壁３ｃには成膜対象のワークＷを搬送する搬送装置６が設けられ、真空チャンバ３のプラズマガン４が設けられた側壁３ａに対向する側壁３ｄには、酸素ガスおよびアルゴンガス等のキャリアガスを導入するガス導入口３ｅが形成されている。
【００１８】
プラズマガン４は、ハース５に対してプラズマビームＰを照射するものであり、プラズマビームＰを発生させるプラズマガン本体１１と、プラズマガン本体１１の真空チャンバ３側においてプラズマガン本体１１と同軸上に配置された第１の中間電極１２および第２の中間電極１３とを有して構成されている。プラズマガン本体１１は、導体板１４を介して直流電源１６のマイナス端子に接続されており、導体板１４とハース５との間で放電を生じさせることによりプラズマビームＰを発生させている。第１の中間電極１２および第２の中間電極１３には、それぞれ永久磁石が内蔵されており、この永久磁石によりプラズマガンにより発生されたプラズマビームＰが収束される。
【００１９】
また、プラズマガン４の真空チャンバ３の外部に突出した部分には、周囲を取り囲むようにガン電磁石１５が設けられており、このガン電磁石１５によって真空チャンバ３の内部に発生された磁界により、第１の中間電極１２および第２の中間電極１３まで引き出されたプラズマビームＰが真空チャンバ３の内部に誘導されると共に、プラズマビームＰの目標照射位置が調整される。
【００２０】
図２に示すように、ハース５は、プラズマガン４から出射されたプラズマビームＰを下方に吸引するものであり、プラズマビームＰの目標照射位置であるハース５の中央を中心として周方向に略等角度で４つの上面視扇状の分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されている。各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、導電材料で形成され、それぞれ対応する電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して直流電源１６のプラス端子に接続されている。また、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、互いに間隔を空けて絶縁されており、独立して電流が流れるようになっている。
【００２１】
また、ハース５には、目標照射位置となる中央部分に貫通孔５ａが形成されており、この貫通孔５ａに円柱状のタブレット２１が充填されている。貫通孔５ａの周囲には絶縁パイプ２３が設けられており、ハース５とタブレット２１とが真空チャンバ３の内部において絶縁されている。これにより、ハース５とタブレット２１との間で異常放電が抑制される。なお、本実施の形態における真空チャンバ３の内部とは、絶縁パイプ２３とタブレット２１との対向空間等のように図示しないパッキン等により真空雰囲気が保たれている部分を含むものである。
【００２２】
図１に戻り、貫通孔５ａの同軸上には、タブレット２１を下方から支持するタブレット支持棒２５が上下動可能に設けられており、このタブレット支持棒２５によりタブレット２１が突き上げられてハース５に対してタブレット２１が供給される。タブレット支持棒２５は、上下方向に延在し、上端においてタブレット２１を弾性挟持し、下端において図示しない駆動機構に接続されている。そして、タブレット支持棒２５は、タブレット２１を弾性挟持した状態で駆動機構によりタブレット２１の消費速度に合わせて上方に移動される。
【００２３】
ハース５の真空チャンバ３の外部に突出した部分には、周囲を取り囲むようにハース電磁石２９が設けられており、ハース電磁石２９にはモータ２７が接続されている。モータ２７は、ハース電磁石２９を図１の前後方向に移動し、真空チャンバ３の内部に発生する磁界の前後位置を調整している。ハース電磁石２９は、モータ２７の駆動量やコイルに流れる電流量に応じて、ハース５に入射されるプラズマビームＰの向きやプラズマビームの目標照射位置を調整する。
【００２４】
タブレット２１は、成膜用の膜材であり、酸化亜鉛および酸化ガリウムの粉末により円柱状に焼結成形されている。タブレット２１の上面にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰにより加熱されて昇華し、タブレット２１の上方に位置するワークＷの表面にＺｎＯ膜が成膜される。
【００２５】
また、本実施の形態で使用されるタブレット２１は、６０［ｍｍ］以上のロングサイズのタブレット２１であり、２０［ｍｍ］程度のスモールサイズのタブレットを縦一列に重ねた状態と異なり、タブレット間の合わせ目を少なくしている。これにより、タブレット間の合わせ目で生じる異常放電を抑制している。また、タブレットが消費されて細かい破片だけが残った場合には、破片が真空チャンバ３の内部に飛び散って汚染の原因となるが、タブレット間の合わせ目が少ないため、真空チャンバ３の内部の汚染を抑制することも可能となる。
【００２６】
搬送装置６は、真空チャンバ３内においてハース５の上方にワークＷを支持している。
【００２７】
直流電源１６は、可変直流電源であり、直流電源１６のマイナス端子に接続された電源ラインはプラズマガン４に直接接続され、直流電源１６のプラス端子に接続された電源ラインは４股に分岐し、分岐した電源ラインはそれぞれ電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに接続される（図１では、電流計および分割部をそれぞれ２つずつのみ図示）。各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、プラズマビームがハース５を照射して各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに流れる電流を測定し、その測定値を位置調整部８に出力している。
【００２８】
位置調整部８は、プラズマビーム照射位置調整プログラムが記憶されており、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄから出力された測定値に応じてガン電磁石１５、ハース電磁石２９およびモータ２７を駆動制御することによりプラズマビームＰの照射位置を調整している。具体的には、ガン電磁石１５の電流値を制御することにより、プラズマビームＰの照射位置の一軸方向を調整し、ハース電磁石２９の電流値およびモータ２７の駆動量を制御することにより、プラズマビームＰの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を位置調整している。
【００２９】
なお、位置調整部８は内部に組み込まれたＣＰＵ(Central Processing Unit)がＲＯＭ（Read Only Memory）内のプラズマビーム照射位置調整プログラム等の各種プログラムに従ってＲＡＭ（Random Access Memory）内のデータを演算し、イオンプレーティング装置１の各部と協働して位置調整処理を実行するようになっている。また、位置調整部８による位置調整処理の詳細については、後述する。
【００３０】
このように構成されたイオンプレーティング装置１において、位置調整部８によりプラズマビームＰの照射位置を調整し、直流電源１６がハース５とプラズマガン４との間に直流電圧を印加すると、真空チャンバ３の内部にプラズマビームＰが発生し、ワークＷに成膜処理が行われる。
【００３１】
具体的には、直流電源１６によりハース５とプラズマガン４との間に直流電圧が印加されると、プラズマガン４の導体板１４とハース５との間で放電が生じ、これによりプラズマビームＰが発生される。このプラズマビームＰは、ガン電磁石１５およびハース電磁石２９等により形成される磁界に誘導されてハース５に照射される。タブレット支持棒２５によりハース５に供給されたタブレット２１は、プラズマビームＰの照射により上面が加熱されて昇華される。タブレット２１の気体は、プラズマビームＰを通過中にイオン化して負電圧が印加されたワークＷに引き込まれ、ワークＷの表面に付着して被膜を形成する。
【００３２】
次に、図３を参照して、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理について説明する。図３は、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理のフローチャートである。なお、図３のフローチャートにおいては、図２の図示右側にガン電磁石が位置し、下側にハース電磁石が位置した状態における位置調整処理を示し、ハース電磁石およびモータによりＸ軸方向の位置調整が行われ、ガン電磁石によりＹ軸方向の位置調整が行われる。このとき、真空チャンバ３の内部には、ガン電磁石により図１で左右方向に磁界が形成され、ハース電磁石により図１で上下方向に磁界が形成されている。
【００３３】
図３に示すように、イオンプレーティング装置１の電源が立ち上げられ、プラズマビームＰがハース５に照射されると、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０１）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０１：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、モータ２７の駆動制御によりハース電磁石２９が図１の前後方向に移動される（ステップＳ０２）。
【００３４】
ステップＳ０２において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９が少しずつ図１の手前方向に移動される。そして、ハース電磁石２９の手前方向への移動により磁界の軸が、１７ｂ寄りに移動するため、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる位置でモータ２７の駆動が停止される。
【００３５】
一方、ステップＳ０２において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９が少しずつ図１の奥方向に移動される。そして、ハース電磁石２９の奥方向への移動により磁界の軸が、１７a寄りに移動するため、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる位置でモータ２７の駆動が停止される。
【００３６】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０３）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０３：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ガン電磁石１５に流れる電流値が調整される（ステップＳ０４）。
【００３７】
ステップＳ０４において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の減少によりY軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００３８】
一方、ステップＳ０４において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の増加によりY軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００３９】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が再計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０５）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０５：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ハース電磁石２９に流れる電流値が調整される（ステップＳ０６）。
【００４０】
ステップＳ０６において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ハース電磁石２９に流れる電流の増加によりX軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でハース電磁石２９の電流値が維持される。
【００４１】
一方、ステップＳ０６において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｂの測定値Ｂよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｂ寄りに位置しているとして、ハース電磁石２９に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ハース電磁石２９に流れる電流の減少によりX軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動し、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でハース電磁石２９の電流値が維持される。
【００４２】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｂの測定値Ｂとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が再計算され、この差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０７）。電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０７：Ｎｏ）、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下になるまで、ガン電磁石１５に流れる電流値が調整される（ステップＳ０８）。
【００４３】
ステップＳ０８において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも大きい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ減少される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の減少によりY軸向きの磁界強度が弱まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００４４】
一方、ステップＳ０８において、電流計１９ａの測定値Ａが電流計１９ｄの測定値Ｄよりも小さい場合には、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ｄ寄りに位置しているとして、ガン電磁石１５に流れる電流値が少しずつ増加される。そして、ガン電磁石１５に流れる電流の増加によりY軸向きの磁界強度が強まり、プラズマビームＰの照射位置が分割部１７ａ側に移動して電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分が１［Ａ］以下に収まる電流値でガン電磁石１５の電流値が維持される。
【００４５】
次に、電流計１９ａの測定値Ａと電流計１９ｄの測定値Ｄとの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０７：Ｙｅｓ）、電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分が計算され、全ての差分の絶対値が１［Ａ］以下か否かが判定される（ステップＳ０９）。電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分の絶対値のうち、少なくとも１つが１［Ａ］より大きいと判定されると（ステップＳ０９：Ｎｏ）、ステップＳ０１からステップＳ０８の処理が繰り返される。
【００４６】
次に、電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの一対一の全ての組み合わせの差分の絶対値が１［Ａ］以下と判定されると（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）、プラズマビームＰの照射位置が目標照射位置に合わせられたとして、プラズマビームＰの位置調整後からの計時が開始される（ステップＳ１０）。
【００４７】
次に、プラズマビームＰの位置調整後からの計時が開始されると、指定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ１１）。指定時間が経過したと判定されると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ０１からステップＳ１０の処理が繰り返され、再び位置調整が行われる。このように、プラズマビームＰの位置調整は所定の時間間隔で繰り返されている。なお、この指定間隔は作業者の任意で設定可能となっている。
【００４８】
一方、指定時間が経過していないと判定されると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、位置調整処理を終了するか否かが判定される（ステップＳ１２）。位置調整処理を終了しない場合には（ステップＳ１２:Ｎｏ）、指定時間が経過するまでステップＳ１１およびステップＳ１２の処理を繰り返す。なお、本実施の形態においては、ステップＳ０１からステップＳ０９までの処理によりプラズマビームＰの照射位置の位置調整を行っているが、ステップＳ０５からステップＳ０８までの処理を飛ばしてステップＳ０９に移行してもよいし、ステップＳ０１からステップＳ０４までの処理を飛ばしてステップＳ０５に移行してもよい。これにより、位置調整処理の制御を容易とすることができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係るイオンプレーティング装置１によれば、ハース５がプラズマビームＰの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分割されているため、プラズマビームＰが目標照射位置に照射されると各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに流れる電流の大きさが略一致する。よって、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定結果に応じて位置調整部８によりプラズマビームＰの照射位置が目標照射位置に近づくように動的に調整され、調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることが可能となる。
【００５０】
なお、上記した実施の形態においては、ハース５の分割数が４分割である場合を例に挙げて説明したが、ハース５の分割数は３分割以上であれば本発明を適用可能である。この場合、分割数が増加する程、より高度な位置調整をすることが可能となる。
【００５１】
また、上記した実施の形態においては、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが互いに間隔を空けることにより絶縁する構成としたが、各分割部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ間に絶縁材を設けて絶縁する構成としてもよい。これにより、各分割部間において異常放電を確実に抑制することができる。
【００５２】
また、上記した実施の形態においては、各電流計１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの測定値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの差分の絶対値が１［Ａ］以下となるように制御する構成としたが、１［Ａ］以下の範囲は作業状況に応じて任意に設定することが可能である。
【００５３】
また、上記した実施の形態においては、ハース５を真空チャンバ３の底壁３ｂに設け、下方からワークＷの表面に成膜する構成としたが、図４に示すように、複数のハース３５を真空チャンバ３３の側壁３３ｄに設け、側方からワークＷの表面に成膜する構成としてもよい。この構成により、ワークＷを立てた状態でワークＷの表面に成膜することができ、ワークＷを水平した状態のように自重により撓むことがないため、大面積の大型ワークに成膜することが可能となる。
【００５４】
また、上記した実施の形態においては、本発明をロングサイズのタブレット２１に適用した例を挙げて説明したが、本発明をショートサイズのタブレット２１に適用することも可能である。また、膜材として酸化亜鉛および酸化ガリウムの粉末により焼結成形したタブレットを使用したが、ワークＷに成膜するものであればこれに限定されるもではない。
【００５５】
また、上記した実施の形態においては、ハース５の中央にタブレット２１を収容して、ハース５とタブレット２１とを近接配置した例を示して説明したが、タブレット２１がハース５に近接配置されていれば、ハース５の中央にタブレット２１を収容する構成に限定されない。
【００５６】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明は、プラズマビームの照射位置の調整精度を向上させることができると共に、調整作業の作業効率を向上させることができるという効果を有し、特にプラズマビームを利用したイオンプレーティング装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、イオンプレーティング装置の模式図である。
【図２】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、ハースの上面模式図である。
【図３】本発明に係るイオンプレーティング装置の実施の形態を示す図であり、位置調整部によるプラズマビームの照射位置の位置調整処理のフローチャートである。
【図４】本発明に係るイオンプレーティング装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ イオンプレーティング装置
３ 真空チャンバ
４ プラズマガン（プラズマビーム発生源）
５ ハース（陽極）
５ａ 貫通孔
６ 搬送装置
８ 位置調整部
１５ ガン電磁石（陰極側磁界形成部）
１６ 直流電源
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 分割部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 電流計（電流測定部）
２１ タブレット（膜材）
２３ 絶縁パイプ
２５ タブレット支持棒
２７ モータ
２９ ハース電磁石（陽極側磁界形成部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する３以上の電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部と、前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置を調整する位置調整部とを備え、
前記各分割部は互いに絶縁されており、
前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整することを特徴とするイオンプレーティング装置。
【請求項２】
前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値の相対値が所定の範囲内に収まるように前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御することを特徴とする請求項１に記載のイオンプレーティング装置。
【請求項３】
前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする請求項２に記載のイオンプレーティング装置。
【請求項４】
陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部に分割され、前記４つの分割部が互いに絶縁されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する４つの電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部とを備えたイオンプレーティング装置のコンピュータに、
１の分割部を基準分割部として、前記基準分割部および前記基準分割部の一方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向を調整する第１のステップと、
前記基準分割部および前記基準分割部の他方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陰極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を調整する第２のステップと、
前記各分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の全ての相対値が所定の範囲内に収まるまで前記第１のステップと前記第２のステップとを繰り返す第３のステップとを実行させるためのプラズマビーム照射位置調整プログラム。
【請求項５】
前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマビーム照射位置調整プログラム。
【請求項１】
陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で３以上の分割部に分割されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する３以上の電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部と、前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置を調整する位置調整部とを備え、
前記各分割部は互いに絶縁されており、
前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値に応じてプラズマビームの照射位置を目標照射位置に近づけるように調整することを特徴とするイオンプレーティング装置。
【請求項２】
前記位置調整部は、前記各電流測定部により測定された測定値の相対値が所定の範囲内に収まるように前記陰極側磁界形成部および前記陽極側磁界形成部を制御することを特徴とする請求項１に記載のイオンプレーティング装置。
【請求項３】
前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする請求項２に記載のイオンプレーティング装置。
【請求項４】
陰極として機能し、プラズマビームを発生するプラズマビーム発生源と、陽極として機能し、プラズマビームの目標照射位置を中心として周方向に略等角度で４つの分割部に分割され、前記４つの分割部が互いに絶縁されたハースと、前記各分割部に一対一で接続され、前記各分割部に流れる電流を測定する４つの電流測定部と、前記プラズマビーム発生源側の磁界を形成する陰極側磁界形成部と、前記ハース側の磁界を形成する陽極側磁界形成部とを備えたイオンプレーティング装置のコンピュータに、
１の分割部を基準分割部として、前記基準分割部および前記基準分割部の一方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陽極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向を調整する第１のステップと、
前記基準分割部および前記基準分割部の他方側に隣接する分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の相対値が所定の範囲内か否かを判定し、所定の範囲内ではない場合に前記陰極側磁界形成部を制御してプラズマビームの照射位置の一軸方向に直交する他軸方向を調整する第２のステップと、
前記各分割部のそれぞれに対応する前記電流測定部に測定された測定値の全ての相対値が所定の範囲内に収まるまで前記第１のステップと前記第２のステップとを繰り返す第３のステップとを実行させるためのプラズマビーム照射位置調整プログラム。
【請求項５】
前記所定の範囲が１［Ａ］以内であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマビーム照射位置調整プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１１６６１５（Ｐ２０１０−１１６６１５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１７６９（Ｐ２００８−２９１７６９）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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