イオンプレーティング装置
【課題】作業効率を向上させることができ、安定して成膜することができるイオンプレーティング装置を提供すること。
【解決手段】ハース５は、真空チャンバ３内においてタブレット２１と絶縁され、真空チャンバ３外において可変抵抗３６を介して導電性のタブレット支持棒２５と電気的に接続されており、第１の電流計３１および第２の電流計３２によりガン電流およびタブレットに流れる電流を検出し、プラズマガン４に流れる電流値とタブレットに流れる電流値と可変抵抗の抵抗値との関係が示された抵抗値制御マップを参照して、可変抵抗３６の抵抗値を制御するよう構成した。
【解決手段】ハース５は、真空チャンバ３内においてタブレット２１と絶縁され、真空チャンバ３外において可変抵抗３６を介して導電性のタブレット支持棒２５と電気的に接続されており、第１の電流計３１および第２の電流計３２によりガン電流およびタブレットに流れる電流を検出し、プラズマガン４に流れる電流値とタブレットに流れる電流値と可変抵抗の抵抗値との関係が示された抵抗値制御マップを参照して、可変抵抗３６の抵抗値を制御するよう構成した。
【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、ハースに形成された貫通孔に蒸発源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絶縁性の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。そして、プラズマガンによりチャンバ内に発生したプラズマビームがステアリングコイル等によりハースに向かって誘導され、チャンバ内に繰り出されたタブレットの上面を照射することにより、照射により発生した気体が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している。
【０００３】
また、このイオンプレーティング装置のハースと電源との間には、固定抵抗が付け替え可能に取り付けられており、プラズマガンの電流値の測定結果に応じて、様々な抵抗値を有する複数の固定抵抗の中から適切な抵抗値を有するものが選択されて取り付けられる。
【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、固定抵抗を選択するために様々な抵抗値を有する固定抵抗を付け替えてプラズマガンの電流値を測定する必要があり、付け替え作業の度にプラズマガンの立ち上げ、立ち下げ等の多くの作業が発生し、作業効率が低下するという問題があった。
【０００５】
また、上記したイオンプレーティング装置においては、安定した成膜を可能にするために、タブレットに流れる電流を適切な値に調整しているが、これを調整するためには、タブレットに流れる電流がプラズマガンに流れるガン電流（ハースおよびタブレットに流れるトータル電流）に左右されるため、プラズマガンの電流条件を変更する度に固定抵抗を付け替えて電流値の測定を繰り返さなければならず、膨大な時間を必要としていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、作業効率を向上させることができ、安定して成膜することができるイオンプレーティング装置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】
【０００７】
本発明のイオンプレーティング装置は、チャンバと、陰極として機能し、前記チャンバ内に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、前記チャンバ内においてプラズマビームが照射されるハースと、前記ハースに近接配置された成膜用の蒸発源を前記チャンバ内に露出するように支持する蒸発源支持部と、前記プラズマビーム発生源に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を調整する可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値を制御する抵抗制御部とを備え、前記蒸発源支持部は、導電性であり、前記ハースは、前記チャンバ内において前記蒸発源と絶縁され、前記チャンバ外において可変抵抗を介して前記蒸発源支持部と電気的に接続され、前記抵抗制御部は、前記プラズマビーム発生源に流れる電流値と前記蒸発源に流れる電流値と前記可変抵抗の抵抗値との関係が示された参照データを参照し、前記第１の電流検出部および前記第２の電流検出部の検出結果に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ハースがチャンバ内において蒸発源と絶縁され、ハースおよび蒸発源に別々に電流が流れるため、プラズマビーム発生源に流れる電流および蒸発源に流れる電流がそれぞれ第１の電流検出部および第２の電流検出部に正確に検出され、抵抗制御部により可変抵抗の抵抗値が動的に制御される。したがって、抵抗値を決定するために、固定抵抗の付け替え作業やプラズマビーム発生源の立ち上げ、立ち下げ等の作業が発生せず、作業効率を向上させることができる。
また、可変抵抗が適切な抵抗に制御されることで、プラズマビーム発生源および蒸発源に流れる電流が一定となり、プラズマ強度や蒸発源の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
また、プラズマビーム発生源の電流条件を変更しても、可変抵抗の抵抗値が動的に制御されて、蒸発源に流れる電流が適切な電流値に制御される。したがって、プラズマビーム発生源の電流条件を変更する度に固定抵抗の付け替え作業等が発生せず、作業効率を向上させた状態で、安定して成膜することができる。
【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、前記抵抗制御部は、前記蒸発源における電流密度が前記蒸発源を昇華させる温度にするための下限値と前記蒸発源を溶融させない温度にするための上限値との間に収まるように、前記可変抵抗の抵抗値を制御することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記下限値は、０．８［Ａ／ｃｍ２］であり、前記上限値は、４．４［Ａ／ｃｍ２］であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、電流密度が上限値と下限値との間に収まるため、蒸発源が昇華しない状態または蒸発源が溶融して突沸する状態を避けて、安定して成膜することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作業効率を向上させることができ、安定して成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、プラズマビーム発生源としてのプラズマガンと蒸発源としてのタブレットとのそれぞれに流れる電流を検出して、各検出結果に応じて可変抵抗の抵抗値を動的に制御することで、作業効率を低下させることなく、安定して成膜することができるようにしたものである。
【００１４】
図１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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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第１のコイル１５が設けられており、この第１のコイル１５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。
【００１８】
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、導電材料で形成され、後述する制御部３５および第１の電流計３１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、ハース５には、プラズマビームＰが入射され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との対抗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。
【００１９】
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、導電材料で形成され、タブレット２１を支持する支持面においてタブレット２１と導通し、真空チャンバ３の外部において後述する第２の電流計３２および第１の電流計３１を介して直流電源１６のプラス端子に接続されている。
【００２０】
また、図２に示すように、タブレット支持棒２５は、上下方向に延在する棒状部２５ａと、棒状部２５ａの上部においてタブレット２１を支持する支持部２５ｂと、支持部２５ｂにおいてタブレット２１を弾性挟持する挟持部２５ｃとを有している。棒状部２５ａは、図示しない駆動機構に接続されており、タブレット２１の消費速度に合わせて上方に移動される。
【００２１】
支持部２５ｂは、タブレット２１を下方から支持する支持面２５ｄを有し、この支持面２５ｄには導電シート２７が載置されている。導電シート２７は、グラファイト等により柔軟性と導電性とを有するシート状に形成されており、タブレット２１の下面のザラツキを埋めて、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触面積を増加させている。
【００２２】
挟持部２５ｃは、バネ性を有しており、円柱状のタブレット２１の周面を左右から挟み込み、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させている。このように、導電シート２７によりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触面積が増加し、挟持部２５ｃによりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性が向上するため、タブレット２１とタブレット支持棒２５との間の接触抵抗が減少して電位差が小さくなり、異常放電が抑制される。
【００２３】
図１に戻り、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第２のコイル２９が設けられており、この第２のコイル２９によりハース５に入射されるプラズマビームＰの向き等が修正される。
【００２４】
タブレット２１は、成膜用の蒸発源であり、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第１の電流計３１の先の分岐点ｄにおいて２股に分岐し、一方が第２の電流計３２を介してタブレット支持棒２５に接続され、他方が制御部３５を介してハース５に接続されている。また、第１の電流計３１は、プラズマガン４に流れるガン電流、すなわち、ハース５およびタブレット２１に流れるトータル電流の電流値を検出して、その検出結果を制御部３５に出力し、第２の電流計３２は、ガン電流が分岐点ｄにおいて分流されてタブレット２１側に流れる電流値を検出して、その検出結果を制御部３５に出力している。
【００２８】
制御部３５は、可変抵抗３６と、可変抵抗３６を可変する抵抗制御部３７とを有して構成されている。可変抵抗３６は、一端がハース５に接続され、他端が分岐点ｄに接続されており、この可変抵抗３６の抵抗値を変化させることでハース５およびタブレット２１のそれぞれに流れる電流量が調整される。抵抗制御部３７は、タブレット２１に流れる電流およびガン電流とから可変抵抗３６の抵抗値を決定するための抵抗値制御マップを記憶しており、この抵抗値制御マップを参照して、第１の電流計３１および第２の電流計３２に出力された検出結果に応じて可変抵抗３６の抵抗値を制御している。なお、本実施の形態においては、抵抗制御部３７に抵抗値制御マップを記憶する構成にしたが、この構成に限らず、イオンプレーティング装置１内に設けられた図示しない記憶部や、外部装置に抵抗値制御マップを記憶する構成としてもよい。
【００２９】
以下、図３を参照して、抵抗値制御マップについて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る抵抗値制御マップの一例を示す図である。なお、図３においては、直径４［ｃｍ］の円柱状のタブレットを使用する場合の一例を示している。
【００３０】
図３の抵抗値制御マップにおいては、縦軸がタブレットに流れる電流の電流値、横軸が可変抵抗３６の抵抗値をそれぞれ示し、実線Ｗ１がガン電流７０［Ａ］、実線Ｗ２がガン電流９０［Ａ］、実線Ｗ３がガン電流１１０［Ａ］をそれぞれ示している。また、抵抗値制御マップは、各種実験等により導かれたものであり、タブレット２１に流れる電流、ガン電流、可変抵抗値の理想的な関係を示している。
【００３１】
実線Ｗ１は、ガン電流が７０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約１２［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．３［Ω］の間で可変されることを示している。実線Ｗ２は、ガン電流が９０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約２０［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．２［Ω］の間で可変されることを示している。実線Ｗ３は、ガン電流が１１０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約２９［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．１５［Ω］の間で可変されることを示している。
【００３２】
このとき、可変抵抗３６の抵抗値は、タブレット２１に流れる電流の電流密度を下限値である０．８［Ａ／ｃｍ２］から上限値である４．４［Ａ／ｃｍ２］までの範囲に収めるように可変される。これは、電流密度がこの下限値よりも小さい場合にタブレット２１が昇華せず、電流密度がこの上限値よりも大きい場合にタブレットが溶融して突沸するためである。例えば、ガン電流７０［Ａ］、ガン電流９０［Ａ］、ガン電流１１０［Ａ］に対するタブレット２１に流れる電流密度の下限値は、それぞれ１．０［Ａ／ｃｍ２］、１．６［Ａ／ｃｍ２］、２．３［Ａ／ｃｍ２］であり、上限値は、それぞれ４．４［Ａ／ｃｍ２］である。このように、可変抵抗３６の抵抗値は、タブレット２１に適切な電流量が流れる範囲で制御される。
【００３３】
なお、この抵抗値制御マップでは、第１の電流計３１および第２の電流計３２からの検出結果に基づいて可変抵抗３６の抵抗値を可変させる他に、成膜条件を変更した場合に、第１の電流計３１の検出結果に基づいて、タブレット２１に所望の電流が流れるように可変抵抗３６の抵抗値を可変させることも可能である。また、本実施の形態では、上記した抵抗値制御マップにより請求項に記載の参照データを構成したが、抵抗値制御マップの代わりに、ガン電流、タブレット２１に流れる電流、可変抵抗３６の抵抗値を関連付けたテーブルにより参照データを構成してもよい。このようなテーブルでも、抵抗値制御マップと同様に可変抵抗３６の抵抗値を制御することが可能である。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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、プラズマビームＰが発生される。このプラズマビームＰは、第１のコイル１５および第２のコイル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。
【００３６】
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ワークＷの表面に付着して被膜を形成する。このとき、プラズマガン４に流れるガン電流およびタブレット２１に流れる電流は、可変抵抗３６が動的に制御されることで、プラズマガン４のプラズマ強度やタブレット２１の消費レートが一定となるように制御される。
【００３７】
次に、図４を参照して、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理について説明する。図４は、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理の説明図である。
【００３８】
図４に示すように、プラズマビームＰがハース５およびタブレット２１に照射されると、プラズマビームＰの強度に応じて負電荷がハース５およびタブレット２１を移動する。このとき、ハース５の貫通孔５ａの内周面に絶縁パイプ２３が設けられているため、真空チャンバ３の内部においては、ハース５およびタブレット２１を移動する負電荷は相互に乗り移ることがない。そして、ハース５を移動する負電荷は、可変抵抗３６を介して直流電源１６に戻ると共に、タブレット２１を移動する負電荷は、タブレット支持棒２５を介して直流電源１６に戻る。
【００３９】
このとき、第１の電流計３１によりハース５およびタブレット２１に流れるガン電流の電流値が検出され、第２の電流計３２によりタブレット２１に流れる電流値が検出されて、それぞれ抵抗制御部３７に出力される。抵抗制御部３７では、抵抗値制御マップを参照して、入力された電流値に応じて可変抵抗３６を適切な抵抗値に制御する。このように、抵抗制御部３７は、ガン電流およびタブレット２１に流れる電流量を監視しながら可変抵抗３６の抵抗値を制御しているため、プラズマガン４およびタブレット２１に流れる電流が一定となり、プラズマ強度およびタブレット２１の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
【００４０】
また、成膜条件を変更した場合であっても、第１の電流計３１の検出結果からタブレット２１に所望の電流が流れるように可変抵抗３６の抵抗値を可変させることで、成膜条件を瞬時に変更することが可能となる。例えば、プラズマビームＰの強度を上げてイオン化性能を向上させつつ、タブレット２１の消費レートを抑えたい場合には、直流電源１６の印加電圧を上げると共に、可変抵抗３６の抵抗値を小さくすることにより、余分な電流をハース５に逃がすようにする。
【００４１】
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が真空チャンバ３の内部においてタブレット２１と絶縁され、ハース５およびタブレット２１に別々に電流が流れるため、プラズマガン４に流れる電流およびタブレット２１に流れる電流がそれぞれ第１の電流計３１および第２の電流計３２に正確に検出され、抵抗制御部３７により可変抵抗３６の抵抗値が動的に制御される。したがって、可変抵抗３６の抵抗値を決定するために、固定抵抗の付け替え作業やプラズマガン４の立ち上げ、立ち下げ等の作業が発生せず、作業効率を向上させることができる。
【００４２】
また、可変抵抗３６が適切な抵抗値に制御されることで、プラズマガン４およびタブレット２１に流れる電流が一定となり、プラズマ強度や蒸発源の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
【００４３】
また、プラズマガン４の電流条件を変更しても、可変抵抗３６の抵抗値が動的に制御されて、タブレット２１に流れる電流が適切な電流値に制御される。したがって、プラズマガン４の電流条件を変更する度に固定抵抗の付け替え作業等が発生せず、作業効率を向上させた状態で、安定して成膜することができる。
【００４４】
なお、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５に示すように、複数のハース５５を真空チャンバ５３の側壁５３ｄ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。
【００４５】
また、上記した実施の形態においては、タブレット２１の周面をタブレット支持棒２５の挟持部２５ｃにより左右から挟み込むように構成したが、この構成に限定されるものではなく、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させるような構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、タブレット支持棒２５に有底円筒状の支持部を設けて、筒内にタブレット２１を差し込むことによりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させるようにしてもよい。
【００４６】
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、蒸発源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を成膜するものであればこれに限定されるもではない。
【００４７】
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。
【００４８】
また、上記した実施の形態においては、ハース５と直流電源１６との間に可変抵抗３６を設ける構成としたが、タブレット支持棒２５と直流電源１６との間に可変抵抗３６を設ける構成としてもよい。
【００４９】
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】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、作業効率を向上させることができ、安定して成膜す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】
【００５１】
【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、タブレット支持棒のタブレット支持構造を示す模式図である。
【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、抵抗値制御マップの一例を示す図である。
【図４】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、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理の説明図である。
【図５】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】
【００５２】
１ イオンプレーティング装置
３ 真空チャンバ（チャンバ）
３ａ 側壁
３ｂ 底壁
３ｃ 上壁
３ｄ 側壁
３ｅ ガス導入口
４ プラズマガン（プラズマビーム発生源）
５ ハース
６ 搬送装置
１６ 直流電源
２１ タブレット（蒸発源）
２３ 絶縁パイプ
２５ タブレット支持棒（蒸発源支持部）
３１ 第１の電流計（第１の電流検出部）
３２ 第２の電流計（第２の電流検出部）
３５ 制御部
３６、４５ 可変抵抗
３７ 抵抗制御部
Ｗ ワーク
Ｐ プラズマビーム
【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、ハースに形成された貫通孔に蒸発源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絶縁性の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。そして、プラズマガンによりチャンバ内に発生したプラズマビームがステアリングコイル等によりハースに向かって誘導され、チャンバ内に繰り出されたタブレットの上面を照射することにより、照射により発生した気体が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している。
【０００３】
また、このイオンプレーティング装置のハースと電源との間には、固定抵抗が付け替え可能に取り付けられており、プラズマガンの電流値の測定結果に応じて、様々な抵抗値を有する複数の固定抵抗の中から適切な抵抗値を有するものが選択されて取り付けられる。
【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、固定抵抗を選択するために様々な抵抗値を有する固定抵抗を付け替えてプラズマガンの電流値を測定する必要があり、付け替え作業の度にプラズマガンの立ち上げ、立ち下げ等の多くの作業が発生し、作業効率が低下するという問題があった。
【０００５】
また、上記したイオンプレーティング装置においては、安定した成膜を可能にするために、タブレットに流れる電流を適切な値に調整しているが、これを調整するためには、タブレットに流れる電流がプラズマガンに流れるガン電流（ハースおよびタブレットに流れるトータル電流）に左右されるため、プラズマガンの電流条件を変更する度に固定抵抗を付け替えて電流値の測定を繰り返さなければならず、膨大な時間を必要としていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、作業効率を向上させることができ、安定して成膜することができるイオンプレーティング装置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】
【０００７】
本発明のイオンプレーティング装置は、チャンバと、陰極として機能し、前記チャンバ内に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、前記チャンバ内においてプラズマビームが照射されるハースと、前記ハースに近接配置された成膜用の蒸発源を前記チャンバ内に露出するように支持する蒸発源支持部と、前記プラズマビーム発生源に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を調整する可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値を制御する抵抗制御部とを備え、前記蒸発源支持部は、導電性であり、前記ハースは、前記チャンバ内において前記蒸発源と絶縁され、前記チャンバ外において可変抵抗を介して前記蒸発源支持部と電気的に接続され、前記抵抗制御部は、前記プラズマビーム発生源に流れる電流値と前記蒸発源に流れる電流値と前記可変抵抗の抵抗値との関係が示された参照データを参照し、前記第１の電流検出部および前記第２の電流検出部の検出結果に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ハースがチャンバ内において蒸発源と絶縁され、ハースおよび蒸発源に別々に電流が流れるため、プラズマビーム発生源に流れる電流および蒸発源に流れる電流がそれぞれ第１の電流検出部および第２の電流検出部に正確に検出され、抵抗制御部により可変抵抗の抵抗値が動的に制御される。したがって、抵抗値を決定するために、固定抵抗の付け替え作業やプラズマビーム発生源の立ち上げ、立ち下げ等の作業が発生せず、作業効率を向上させることができる。
また、可変抵抗が適切な抵抗に制御されることで、プラズマビーム発生源および蒸発源に流れる電流が一定となり、プラズマ強度や蒸発源の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
また、プラズマビーム発生源の電流条件を変更しても、可変抵抗の抵抗値が動的に制御されて、蒸発源に流れる電流が適切な電流値に制御される。したがって、プラズマビーム発生源の電流条件を変更する度に固定抵抗の付け替え作業等が発生せず、作業効率を向上させた状態で、安定して成膜することができる。
【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、前記抵抗制御部は、前記蒸発源における電流密度が前記蒸発源を昇華させる温度にするための下限値と前記蒸発源を溶融させない温度にするための上限値との間に収まるように、前記可変抵抗の抵抗値を制御することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記イオンプレーティング装置において、前記下限値は、０．８［Ａ／ｃｍ２］であり、前記上限値は、４．４［Ａ／ｃｍ２］であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、電流密度が上限値と下限値との間に収まるため、蒸発源が昇華しない状態または蒸発源が溶融して突沸する状態を避けて、安定して成膜することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作業効率を向上させることができ、安定して成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、プラズマビーム発生源としてのプラズマガンと蒸発源としてのタブレットとのそれぞれに流れる電流を検出して、各検出結果に応じて可変抵抗の抵抗値を動的に制御することで、作業効率を低下させることなく、安定して成膜することができるようにしたものである。
【００１４】
図１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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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第１のコイル１５が設けられており、この第１のコイル１５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。
【００１８】
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、導電材料で形成され、後述する制御部３５および第１の電流計３１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、ハース５には、プラズマビームＰが入射され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との対抗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。
【００１９】
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、導電材料で形成され、タブレット２１を支持する支持面においてタブレット２１と導通し、真空チャンバ３の外部において後述する第２の電流計３２および第１の電流計３１を介して直流電源１６のプラス端子に接続されている。
【００２０】
また、図２に示すように、タブレット支持棒２５は、上下方向に延在する棒状部２５ａと、棒状部２５ａの上部においてタブレット２１を支持する支持部２５ｂと、支持部２５ｂにおいてタブレット２１を弾性挟持する挟持部２５ｃとを有している。棒状部２５ａは、図示しない駆動機構に接続されており、タブレット２１の消費速度に合わせて上方に移動される。
【００２１】
支持部２５ｂは、タブレット２１を下方から支持する支持面２５ｄを有し、この支持面２５ｄには導電シート２７が載置されている。導電シート２７は、グラファイト等により柔軟性と導電性とを有するシート状に形成されており、タブレット２１の下面のザラツキを埋めて、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触面積を増加させている。
【００２２】
挟持部２５ｃは、バネ性を有しており、円柱状のタブレット２１の周面を左右から挟み込み、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させている。このように、導電シート２７によりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触面積が増加し、挟持部２５ｃによりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性が向上するため、タブレット２１とタブレット支持棒２５との間の接触抵抗が減少して電位差が小さくなり、異常放電が抑制される。
【００２３】
図１に戻り、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第２のコイル２９が設けられており、この第２のコイル２９によりハース５に入射されるプラズマビームＰの向き等が修正される。
【００２４】
タブレット２１は、成膜用の蒸発源であり、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第１の電流計３１の先の分岐点ｄにおいて２股に分岐し、一方が第２の電流計３２を介してタブレット支持棒２５に接続され、他方が制御部３５を介してハース５に接続されている。また、第１の電流計３１は、プラズマガン４に流れるガン電流、すなわち、ハース５およびタブレット２１に流れるトータル電流の電流値を検出して、その検出結果を制御部３５に出力し、第２の電流計３２は、ガン電流が分岐点ｄにおいて分流されてタブレット２１側に流れる電流値を検出して、その検出結果を制御部３５に出力している。
【００２８】
制御部３５は、可変抵抗３６と、可変抵抗３６を可変する抵抗制御部３７とを有して構成されている。可変抵抗３６は、一端がハース５に接続され、他端が分岐点ｄに接続されており、この可変抵抗３６の抵抗値を変化させることでハース５およびタブレット２１のそれぞれに流れる電流量が調整される。抵抗制御部３７は、タブレット２１に流れる電流およびガン電流とから可変抵抗３６の抵抗値を決定するための抵抗値制御マップを記憶しており、この抵抗値制御マップを参照して、第１の電流計３１および第２の電流計３２に出力された検出結果に応じて可変抵抗３６の抵抗値を制御している。なお、本実施の形態においては、抵抗制御部３７に抵抗値制御マップを記憶する構成にしたが、この構成に限らず、イオンプレーティング装置１内に設けられた図示しない記憶部や、外部装置に抵抗値制御マップを記憶する構成としてもよい。
【００２９】
以下、図３を参照して、抵抗値制御マップについて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る抵抗値制御マップの一例を示す図である。なお、図３においては、直径４［ｃｍ］の円柱状のタブレットを使用する場合の一例を示している。
【００３０】
図３の抵抗値制御マップにおいては、縦軸がタブレットに流れる電流の電流値、横軸が可変抵抗３６の抵抗値をそれぞれ示し、実線Ｗ１がガン電流７０［Ａ］、実線Ｗ２がガン電流９０［Ａ］、実線Ｗ３がガン電流１１０［Ａ］をそれぞれ示している。また、抵抗値制御マップは、各種実験等により導かれたものであり、タブレット２１に流れる電流、ガン電流、可変抵抗値の理想的な関係を示している。
【００３１】
実線Ｗ１は、ガン電流が７０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約１２［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．３［Ω］の間で可変されることを示している。実線Ｗ２は、ガン電流が９０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約２０［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．２［Ω］の間で可変されることを示している。実線Ｗ３は、ガン電流が１１０［Ａ］でタブレット２１に流れる電流が約２９［Ａ］から約５５［Ａ］のときに可変抵抗３６の抵抗値が約０．０１［Ω］から約０．１５［Ω］の間で可変されることを示している。
【００３２】
このとき、可変抵抗３６の抵抗値は、タブレット２１に流れる電流の電流密度を下限値である０．８［Ａ／ｃｍ２］から上限値である４．４［Ａ／ｃｍ２］までの範囲に収めるように可変される。これは、電流密度がこの下限値よりも小さい場合にタブレット２１が昇華せず、電流密度がこの上限値よりも大きい場合にタブレットが溶融して突沸するためである。例えば、ガン電流７０［Ａ］、ガン電流９０［Ａ］、ガン電流１１０［Ａ］に対するタブレット２１に流れる電流密度の下限値は、それぞれ１．０［Ａ／ｃｍ２］、１．６［Ａ／ｃｍ２］、２．３［Ａ／ｃｍ２］であり、上限値は、それぞれ４．４［Ａ／ｃｍ２］である。このように、可変抵抗３６の抵抗値は、タブレット２１に適切な電流量が流れる範囲で制御される。
【００３３】
なお、この抵抗値制御マップでは、第１の電流計３１および第２の電流計３２からの検出結果に基づいて可変抵抗３６の抵抗値を可変させる他に、成膜条件を変更した場合に、第１の電流計３１の検出結果に基づいて、タブレット２１に所望の電流が流れるように可変抵抗３６の抵抗値を可変させることも可能である。また、本実施の形態では、上記した抵抗値制御マップにより請求項に記載の参照データを構成したが、抵抗値制御マップの代わりに、ガン電流、タブレット２１に流れる電流、可変抵抗３６の抵抗値を関連付けたテーブルにより参照データを構成してもよい。このようなテーブルでも、抵抗値制御マップと同様に可変抵抗３６の抵抗値を制御することが可能である。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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、プラズマビームＰが発生される。このプラズマビームＰは、第１のコイル１５および第２のコイル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。
【００３６】
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ワークＷの表面に付着して被膜を形成する。このとき、プラズマガン４に流れるガン電流およびタブレット２１に流れる電流は、可変抵抗３６が動的に制御されることで、プラズマガン４のプラズマ強度やタブレット２１の消費レートが一定となるように制御される。
【００３７】
次に、図４を参照して、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理について説明する。図４は、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理の説明図である。
【００３８】
図４に示すように、プラズマビームＰがハース５およびタブレット２１に照射されると、プラズマビームＰの強度に応じて負電荷がハース５およびタブレット２１を移動する。このとき、ハース５の貫通孔５ａの内周面に絶縁パイプ２３が設けられているため、真空チャンバ３の内部においては、ハース５およびタブレット２１を移動する負電荷は相互に乗り移ることがない。そして、ハース５を移動する負電荷は、可変抵抗３６を介して直流電源１６に戻ると共に、タブレット２１を移動する負電荷は、タブレット支持棒２５を介して直流電源１６に戻る。
【００３９】
このとき、第１の電流計３１によりハース５およびタブレット２１に流れるガン電流の電流値が検出され、第２の電流計３２によりタブレット２１に流れる電流値が検出されて、それぞれ抵抗制御部３７に出力される。抵抗制御部３７では、抵抗値制御マップを参照して、入力された電流値に応じて可変抵抗３６を適切な抵抗値に制御する。このように、抵抗制御部３７は、ガン電流およびタブレット２１に流れる電流量を監視しながら可変抵抗３６の抵抗値を制御しているため、プラズマガン４およびタブレット２１に流れる電流が一定となり、プラズマ強度およびタブレット２１の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
【００４０】
また、成膜条件を変更した場合であっても、第１の電流計３１の検出結果からタブレット２１に所望の電流が流れるように可変抵抗３６の抵抗値を可変させることで、成膜条件を瞬時に変更することが可能となる。例えば、プラズマビームＰの強度を上げてイオン化性能を向上させつつ、タブレット２１の消費レートを抑えたい場合には、直流電源１６の印加電圧を上げると共に、可変抵抗３６の抵抗値を小さくすることにより、余分な電流をハース５に逃がすようにする。
【００４１】
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が真空チャンバ３の内部においてタブレット２１と絶縁され、ハース５およびタブレット２１に別々に電流が流れるため、プラズマガン４に流れる電流およびタブレット２１に流れる電流がそれぞれ第１の電流計３１および第２の電流計３２に正確に検出され、抵抗制御部３７により可変抵抗３６の抵抗値が動的に制御される。したがって、可変抵抗３６の抵抗値を決定するために、固定抵抗の付け替え作業やプラズマガン４の立ち上げ、立ち下げ等の作業が発生せず、作業効率を向上させることができる。
【００４２】
また、可変抵抗３６が適切な抵抗値に制御されることで、プラズマガン４およびタブレット２１に流れる電流が一定となり、プラズマ強度や蒸発源の消費レートを一定に保つことができ、膜質を向上させた状態で安定した成膜レートを得ることができる。
【００４３】
また、プラズマガン４の電流条件を変更しても、可変抵抗３６の抵抗値が動的に制御されて、タブレット２１に流れる電流が適切な電流値に制御される。したがって、プラズマガン４の電流条件を変更する度に固定抵抗の付け替え作業等が発生せず、作業効率を向上させた状態で、安定して成膜することができる。
【００４４】
なお、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５に示すように、複数のハース５５を真空チャンバ５３の側壁５３ｄ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。
【００４５】
また、上記した実施の形態においては、タブレット２１の周面をタブレット支持棒２５の挟持部２５ｃにより左右から挟み込むように構成したが、この構成に限定されるものではなく、タブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させるような構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、タブレット支持棒２５に有底円筒状の支持部を設けて、筒内にタブレット２１を差し込むことによりタブレット２１とタブレット支持棒２５との接触性を向上させるようにしてもよい。
【００４６】
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、蒸発源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を成膜するものであればこれに限定されるもではない。
【００４７】
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。
【００４８】
また、上記した実施の形態においては、ハース５と直流電源１６との間に可変抵抗３６を設ける構成としたが、タブレット支持棒２５と直流電源１６との間に可変抵抗３６を設ける構成としてもよい。
【００４９】
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】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、作業効率を向上させることができ、安定して成膜す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】
【００５１】
【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、タブレット支持棒のタブレット支持構造を示す模式図である。
【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、抵抗値制御マップの一例を示す図である。
【図４】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、プラズマビームの照射時における抵抗値制御処理の説明図である。
【図５】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】
【００５２】
１ イオンプレーティング装置
３ 真空チャンバ（チャンバ）
３ａ 側壁
３ｂ 底壁
３ｃ 上壁
３ｄ 側壁
３ｅ ガス導入口
４ プラズマガン（プラズマビーム発生源）
５ ハース
６ 搬送装置
１６ 直流電源
２１ タブレット（蒸発源）
２３ 絶縁パイプ
２５ タブレット支持棒（蒸発源支持部）
３１ 第１の電流計（第１の電流検出部）
３２ 第２の電流計（第２の電流検出部）
３５ 制御部
３６、４５ 可変抵抗
３７ 抵抗制御部
Ｗ ワーク
Ｐ プラズマビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、陰極として機能し、前記チャンバ内に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、前記チャンバ内においてプラズマビームが照射されるハースと、前記ハースに近接配置された成膜用の蒸発源を前記チャンバ内に露出するように支持する蒸発源支持部と、前記プラズマビーム発生源に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を調整する可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値を制御する抵抗制御部とを備え、
前記蒸発源支持部は、導電性であり、
前記ハースは、前記チャンバ内において前記蒸発源と絶縁され、前記チャンバ外において可変抵抗を介して前記蒸発源支持部と電気的に接続され、
前記抵抗制御部は、前記プラズマビーム発生源に流れる電流値と前記蒸発源に流れる電流値と前記可変抵抗の抵抗値との関係が示された参照データを参照し、前記第１の電流検出部および前記第２の電流検出部の検出結果に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御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】
前記抵抗制御部は、前記蒸発源における電流密度が前記蒸発源を昇華させる温度にするための下限値と前記蒸発源を溶融させない温度にするための上限値との間に収まるように、前記可変抵抗の抵抗値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】
前記下限値は、０．８［Ａ／ｃｍ２］であり、前記上限値は、４．４［Ａ／ｃｍ２］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１】
チャンバと、陰極として機能し、前記チャンバ内に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、前記チャンバ内においてプラズマビームが照射されるハースと、前記ハースに近接配置された成膜用の蒸発源を前記チャンバ内に露出するように支持する蒸発源支持部と、前記プラズマビーム発生源に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を検出する第２の電流検出部と、前記蒸発源に流れる電流を調整する可変抵抗と、前記可変抵抗の抵抗値を制御する抵抗制御部とを備え、
前記蒸発源支持部は、導電性であり、
前記ハースは、前記チャンバ内において前記蒸発源と絶縁され、前記チャンバ外において可変抵抗を介して前記蒸発源支持部と電気的に接続され、
前記抵抗制御部は、前記プラズマビーム発生源に流れる電流値と前記蒸発源に流れる電流値と前記可変抵抗の抵抗値との関係が示された参照データを参照し、前記第１の電流検出部および前記第２の電流検出部の検出結果に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御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】
前記抵抗制御部は、前記蒸発源における電流密度が前記蒸発源を昇華させる温度にするための下限値と前記蒸発源を溶融させない温度にするための上限値との間に収まるように、前記可変抵抗の抵抗値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】
前記下限値は、０．８［Ａ／ｃｍ２］であり、前記上限値は、４．４［Ａ／ｃｍ２］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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１６５９８（Ｐ２０１０−１１６５９８Ａ）
【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２００８−２９０６３８（Ｐ２００８−２９０６３８）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【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１３日（２００８．１１．１３）
【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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