JP2005076095A - Thin film deposition system and thin film deposition method - Google Patents

Thin film deposition system and thin film deposition method Download PDF

Info

Publication number
JP2005076095A
JP2005076095A JP2003309556A JP2003309556A JP2005076095A JP 2005076095 A JP2005076095 A JP 2005076095A JP 2003309556 A JP2003309556 A JP 2003309556A JP 2003309556 A JP2003309556 A JP 2003309556A JP 2005076095 A JP2005076095 A JP 2005076095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor deposition
raw material
thin film
plasma
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003309556A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeji Matsumoto
繁治 松本
Hisahiro Tange
久裕 丹下
Hiromitsu Honda
博光 本多
Takahiko Tachibana
孝彦 橘
Kazuhiro Sato
和広 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shincron Co Ltd
Original Assignee
Shincron Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shincron Co Ltd filed Critical Shincron Co Ltd
Priority to JP2003309556A priority Critical patent/JP2005076095A/en
Publication of JP2005076095A publication Critical patent/JP2005076095A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film deposition system capable of depositing a high density thin film with high reproducibility and at a high film deposition rate by realizing a stable film deposition process. <P>SOLUTION: A thin film deposition system 1 where raw materials Sa and Sb are heated in a vacuum tank 11 and the resultant evaporated raw materials are stuck to a substrate to deposit a thin film is provided with: a substrate holding means 13; vapor deposition sources 30a and 30b for evaporating raw materials to form evaporated raw materials; and an ion radiation means 60 for radiating ions toward a substrate. Further, for exciting the raw materials evaporated from the vapor deposition sources 30a and 30b by generating plasma at the upper positions Pa and Pb of the vapor deposition sources 30a and 30b, plasma electrodes 17a and 17b, exciting power sources 26a and 26b, and sticking suppression parts 18a and 18b for suppressing the sticking of the raw materials evaporated from the vapor deposition sources 30a and 30b are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は薄膜の製造方法および蒸着装置に係り、特に真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置および薄膜形成方法に関する。   The present invention relates to a thin film manufacturing method and a vapor deposition apparatus, and more particularly to a thin film forming apparatus and a thin film forming method for forming a thin film by attaching a raw material vapor generated by heating a raw material in a vacuum chamber to a substrate.

薄膜、例えば光学薄膜を形成する技術として、イオンビームアシスト蒸着法(以下、「IAD」という。)が知られている。IADでは、例えばイオン銃を用いて、基板に向けてイオンビームを照射しながら蒸着を行う。IADによる成膜では、イオンの運動エネルギーを利用した高密度の薄膜を作成することに主眼がおかれ、蒸着材料の反応性に関しては、成膜速度とイオン電流密度の関係から従属的に制御する成膜が行われていた。   As a technique for forming a thin film, for example, an optical thin film, an ion beam assisted deposition method (hereinafter referred to as “IAD”) is known. In IAD, for example, an ion gun is used to perform deposition while irradiating an ion beam toward a substrate. In film formation by IAD, the focus is on creating a high-density thin film using the kinetic energy of ions, and the reactivity of the vapor deposition material is controlled dependently from the relationship between the film formation rate and ion current density. A film was formed.

このIADでは、次の特徴が見られた。
(1) 成膜中にイオンを同時に照射することにより、その運動エネルギーが蒸着物質の形成の助けとなって、高密度の薄膜を形成することができる。
(2) イオン銃でのプラズマ生成プロセスと成膜プロセスが空間的に分離されているため、異なる材料による汚染を少なくすることが可能である。また、成膜プロセス中のプロセス環境の変化を少なくすることができ、成膜プロセスの再現性が高い。
(3) イオン銃によって照射するイオンのイオンエネルギーと、イオン電流密度を独立に制御できる。
(4) ニュートライザを併用することにより、異常放電を減じることが可能である。
(5) イオン電流密度を高めることで、成膜速度を早くすることが可能である。
(6) 成膜を比較的低圧力で行うことが可能であり、圧力の制御範囲が広い。
In this IAD, the following features were observed.
(1) By simultaneously irradiating ions during film formation, the kinetic energy helps to form a vapor deposition material, and a high-density thin film can be formed.
(2) Since the plasma generation process and the film formation process in the ion gun are spatially separated, it is possible to reduce contamination by different materials. In addition, changes in the process environment during the film formation process can be reduced, and the reproducibility of the film formation process is high.
(3) The ion energy and ion current density of ions irradiated by the ion gun can be controlled independently.
(4) Abnormal discharge can be reduced by using a Neutizer together.
(5) The film formation rate can be increased by increasing the ion current density.
(6) Film formation can be performed at a relatively low pressure, and the pressure control range is wide.

一方で、IADでは、成膜速度を上げるためにはイオン電流密度を高くする必要があるため、一般的には、TiO、ZrO、Al、Ta、Nb、HfO等の高屈折率(High Index)材料の成膜速度を上げることが難しいという欠点もあった。 On the other hand, in IAD, it is necessary to increase the ion current density in order to increase the film formation rate. Therefore, in general, TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 are used. There is also a drawback that it is difficult to increase the film formation speed of a high refractive index (High Index) material such as HfO 2 .

薄膜を形成する技術としては、上記のIADの他に、イオンプレーティング法(以下、「IP」という。)も知られている。IPでは、例えば蒸着源と基板との間にプラズマを発生させる励起手段を設けて、この励起手段によってプラズマを発生させながら蒸着を行う。IPによる成膜では、蒸着材料の反応がプラズマ中の電子,ラジカルの化学反応によって、つまりプラズマ密度の制御によって直接的に制御され、反応性が高い。   As a technique for forming a thin film, in addition to the above IAD, an ion plating method (hereinafter referred to as “IP”) is also known. In the IP, for example, an excitation unit that generates plasma is provided between a deposition source and a substrate, and deposition is performed while plasma is generated by the excitation unit. In the film formation by IP, the reaction of the vapor deposition material is directly controlled by the chemical reaction of electrons and radicals in the plasma, that is, by controlling the plasma density, and has high reactivity.

このIPでは、次の特徴が見られた。
(1) プラズマ中の活性種(ラジカル)をプラズマ強度で制御することにより、光学的吸収の少ない光学薄膜を形成することが可能である。
(2) プラズマ制御のためのパラメータが少ない。
(3) 成膜コストが安価である。
(4) 良質の(例えば、光学的吸収の少ない)薄膜を高速で形成することが可能である。
This IP has the following characteristics.
(1) By controlling the active species (radicals) in the plasma with the plasma intensity, it is possible to form an optical thin film with little optical absorption.
(2) There are few parameters for plasma control.
(3) The film formation cost is low.
(4) It is possible to form a high-quality (for example, low optical absorption) thin film at high speed.

一方で、特にRFイオンプレーティングといわれるようなIPでは、高周波を用いる励起手段を用いて、蒸着源と基板とのほぼ中間位置、或いは基板近くでプラズマを発生させ、光学的吸収の少ない薄膜の形成が試みられていたが、高密度のプラズマを形成することが困難であった。また、励起手段の電極や、基板での異常放電を抑えることが困難であった。   On the other hand, in IP such as RF ion plating, a thin film with little optical absorption is generated by generating plasma at an approximately intermediate position between the deposition source and the substrate or near the substrate by using excitation means using high frequency. Formation has been attempted, but it has been difficult to form high-density plasma. In addition, it is difficult to suppress abnormal discharge on the electrodes of the excitation means and the substrate.

以上のようなIADとIPの特徴を生かしつつ、各々の欠点を補完するために、IADとIPとを同時に使用することにより、高密度な光学薄膜を高い成膜速度で行う技術が知られている(特許文献1,特許文献2)。   In order to make use of the features of IAD and IP as described above and to complement each drawback, a technology for performing a high-density optical thin film at a high film formation speed by using IAD and IP simultaneously is known. (Patent Document 1, Patent Document 2).

特開昭60−251269号公報(第2−3頁、第1図)JP-A-60-251269 (page 2-3, FIG. 1) 特開平7−37666号公報(第4頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 7-37666 (page 4, FIG. 1)

しかしながら、例えばRFイオンプレーティングを行った場合に、原料が蒸発することで発生した原料蒸発物等が高周波放電を行うRF電極に付着することがある。プラズマを発生させる電極に原料蒸発物が付着すると、これを原因として異常放電が生じる。この現象は、代表的な低屈折率(Low Index)材料であるSiO等を蒸着する場合において顕著である。すなわち、プラズマを発生させる電極に原料蒸発物が付着すると、この付着した原料蒸発物にイオンが滞留して異常放電が発生しやすくなる。異常放電の発生は、安定したプラズマの発生の妨げとなり、成膜プロセスを不安定にするという問題があった。 However, when RF ion plating is performed, for example, a raw material evaporation generated by evaporation of the raw material may adhere to the RF electrode that performs high-frequency discharge. When raw material evaporates adhere to the electrode that generates plasma, abnormal discharge occurs due to this. This phenomenon is remarkable in the case of depositing SiO 2 or the like, which is a typical low refractive index (Low Index) material. That is, when the raw material evaporate adheres to the electrode for generating plasma, ions stay in the adhering raw material evaporate and abnormal discharge is likely to occur. The occurrence of abnormal discharge hinders the generation of stable plasma and has a problem of destabilizing the film forming process.

さらに、複数の蒸着源に対応して複数の励起手段を設けて、各蒸着源,励起手段を用いた成膜を交互に行う際に、各励起手段でのプラズマの発生・消失が、成膜プロセスの安定化に悪影響を及ぼすことがある。すなわち、一方の蒸着源,励起手段を用いて蒸着を行っている最中に他方の蒸着源に対応する励起手段でのプラズマを消しておいて、この他方の蒸着源,励起手段で蒸着を開始する際に当該励起手段でのプラズマを発生させることを繰り返すと、成膜プロセス中にプラズマの発生・消失が起きる。この成膜プロセス中のプラズマの発生・消失は、成膜プロセスを不安定にして、成膜の再現性を悪くする等の原因になっていた。このプラズマの発生・消失による成幕プロセスの不安定化の要因の1つには、プラズマの発生時に真空槽の壁面から不純物が発生するというプラズマと真空槽との相互作用が考えられる。   Furthermore, when a plurality of excitation means are provided corresponding to a plurality of vapor deposition sources, and film formation using each vapor deposition source and excitation means is performed alternately, the generation / disappearance of plasma in each excitation means May negatively affect process stability. That is, while performing vapor deposition using one vapor deposition source and excitation means, the plasma at the excitation means corresponding to the other vapor deposition source is extinguished, and vapor deposition is started with this other vapor deposition source and excitation means. If the generation of plasma by the excitation means is repeated at the time, the generation / disappearance of the plasma occurs during the film forming process. The generation / disappearance of plasma during the film forming process has caused the film forming process to become unstable and the reproducibility of the film formation to deteriorate. One of the causes of the destabilization of the curtain process due to the generation / disappearance of the plasma is considered to be an interaction between the plasma and the vacuum chamber in which impurities are generated from the wall surface of the vacuum chamber when the plasma is generated.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、安定した成膜プロセスを実現することによって、高密度な薄膜を、再現性よく、高い成膜速度で形成できるとともに、光学的吸収,応力,散乱等の膜質を高精度で制御することが可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and by realizing a stable film formation process, a high-density thin film can be formed with high reproducibility and a high film formation speed, and optical absorption, An object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus and a thin film forming method capable of controlling film quality such as stress and scattering with high accuracy.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の薄膜形成装置は、真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる蒸着源と、該蒸着源の上方位置にプラズマを形成させることにより該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源から発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成されたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the thin film forming apparatus according to claim 1 is a thin film forming apparatus in which a raw material evaporated by heating a raw material in a vacuum chamber is attached to a substrate to form a thin film. A substrate holding means for holding the substrate disposed in the tank; a vapor deposition source for evaporating the raw material to generate a raw material vapor; and forming a plasma above the vapor deposition source to form a plasma from the vapor deposition source. An excitation means for exciting the evaporated material evaporate and an ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate, the excitation means being a plasma electrode disposed in the vacuum chamber; An excitation power source for applying electric power to the plasma electrode, and an adhesion suppression unit for suppressing the evaporation of the raw material generated from the vapor deposition source from adhering to the plasma electrode. Features .

このように、励起手段と、イオン照射手段とを備えているため、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。また、付着抑制部を備えているため、プラズマ電極への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   As described above, since the excitation unit and the ion irradiation unit are provided, a high-density and good thin film can be formed at high speed. Moreover, since the adhesion suppression unit is provided, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the adhesion of the raw material evaporate to the plasma electrode. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

請求項2に記載の薄膜形成装置は、請求項1に記載の薄膜形成装置において、前記プラズマ電極が、前記励起電源からの高周波電力の印加を受けて高周波放電によりプラズマを形成させる高周波コイルで構成されるとともに、前記蒸着源の直上の空間を囲繞するように配置されたことを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 2 is the thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the plasma electrode is configured by a high frequency coil that receives high frequency power from the excitation power source and forms plasma by high frequency discharge. And arranged so as to surround a space immediately above the vapor deposition source.

このように、構成することにより、電力をプラズマ電極へ効率的に供給することができる。また、蒸着源の直上の必要な空間でプラズマを発生させることが可能となるため、プラズマと真空槽との相互作用を少なくして、プラズマプロセスの安定化が可能となる。   Thus, by comprising, electric power can be efficiently supplied to a plasma electrode. In addition, since plasma can be generated in a necessary space immediately above the vapor deposition source, the plasma process can be stabilized by reducing the interaction between the plasma and the vacuum chamber.

上記課題を解決するために、請求項3に記載の薄膜形成装置は、真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる少なくとも2つの蒸着源と、該蒸着源のうちの少なくとも1つの蒸着源の上方位置にプラズマを発生させることにより当該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成されたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the thin film forming apparatus according to claim 3 is a thin film forming apparatus in which a raw material evaporated by heating a raw material in a vacuum chamber is attached to a substrate to form a thin film. A substrate holding means for holding the substrate disposed in the tank; at least two vapor deposition sources for evaporating the raw material to generate a raw material vapor; and an upper position of at least one of the vapor deposition sources Excitation means for exciting the raw material evaporated from the vapor deposition source by generating plasma and ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate, the excitation means comprising the A plasma electrode disposed in the vacuum chamber, an excitation power source for applying electric power to the plasma electrode, and a raw material vapor generated from at least one of the deposition sources are attached to the plasma electrode. And adhesion inhibiting portion for inhibiting to, characterized in that it is configured with.

このように、励起手段と、イオン照射手段とを備えているため、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。また、付着抑制部を備えているため、少なくとも2つ設けられた蒸着源のうちの1つから発生した原料蒸発物のプラズマ電極への付着を抑制して、プラズマ電極への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   As described above, since the excitation unit and the ion irradiation unit are provided, a high-density and good thin film can be formed at high speed. Moreover, since the adhesion suppressing part is provided, the adhesion of the raw material evaporate to the plasma electrode is suppressed by suppressing the adhesion of the raw material evaporate generated from one of at least two deposition sources to the plasma electrode. It is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge due to the above. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

請求項4に記載の薄膜形成装置は、請求項3に記載の薄膜形成装置において、前記プラズマ電極が、前記励起電源からの高周波電力の印加を受けて高周波放電によりプラズマを形成させる高周波コイルで構成されるとともに、前記蒸着源のうちの少なくとも1つの蒸着源に対応して該蒸着源の直上の空間を囲繞するように配置され、前記付着抑制部が、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が他の蒸発源に対応して配置された前記高周波コイルに付着するのを抑制するように構成されたことを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 4 is the thin film forming apparatus according to claim 3, wherein the plasma electrode is formed of a high frequency coil that receives high frequency power from the excitation power source to form plasma by high frequency discharge. And is disposed so as to surround a space immediately above the vapor deposition source corresponding to at least one vapor deposition source of the vapor deposition source, and the adhesion suppressing unit is formed from at least one of the vapor deposition sources. The generated raw material evaporant is configured to suppress adhering to the high-frequency coil arranged corresponding to another evaporation source.

このように構成することにより、電力をプラズマ電極へ効率的に供給することができる。また、蒸着源の直上の必要な空間でプラズマを発生させることが可能となるため、プラズマと真空槽との相互作用を少なくして、プラズマプロセスの安定化が可能となる。さらに、少なくとも2つ設けられた蒸着源のうちの1つから発生した原料蒸発物が、他の蒸着源の直上の空間を囲繞するように配置された高周波コイルに付着するのを抑制することが可能となる。   By comprising in this way, electric power can be efficiently supplied to a plasma electrode. In addition, since plasma can be generated in a necessary space immediately above the vapor deposition source, the plasma process can be stabilized by reducing the interaction between the plasma and the vacuum chamber. Furthermore, it is possible to suppress the evaporation of the raw material generated from one of the at least two deposition sources from adhering to the high-frequency coil disposed so as to surround the space immediately above the other deposition sources. It becomes possible.

上記課題を解決するために、請求項5に記載の薄膜形成装置は、真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる少なくとも2つの蒸着源と、該少なくとも2つの蒸着源それぞれの上方位置にプラズマを発生させることにより当該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成され前記プラズマ電極が、前記少なくとも2つの蒸着源のいずれか1つに対応して配置された第1のプラズマ電極と、他の蒸着源の1つに対応して配置された第2のプラズマ電極と、で構成され、前記付着抑制部が、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記第1のプラズマ電極及び前記第2のプラズマ電極のうち少なくともいずれか一方に付着するのを抑制するように構成されたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the thin film forming apparatus according to claim 5 is a thin film forming apparatus in which a raw material evaporated by heating a raw material in a vacuum chamber is attached to a substrate to form a thin film. A substrate holding means for holding the substrate disposed in the bath, at least two vapor deposition sources for evaporating the raw material to generate a raw material evaporate, and generating plasma at a position above each of the at least two vapor deposition sources An excitation means for exciting the raw material evaporated from the vapor deposition source, and an ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate, the excitation means being in the vacuum chamber A plasma electrode disposed, an excitation power source for applying power to the plasma electrode, and a raw material vapor generated from at least one of the deposition sources adhere to the plasma electrode. A first plasma electrode in which the plasma electrode is arranged corresponding to any one of the at least two vapor deposition sources, and another vapor deposition source. A second plasma electrode disposed corresponding to one of the first and second electrodes, wherein the adhesion suppression unit is configured to generate a raw material vapor generated from at least one of the vapor deposition sources. It is configured to suppress adhesion to at least one of the second plasma electrodes.

このように、少なくとも2つの蒸着源それぞれの上方位置にプラズマを発生させる励起手段と、イオン照射手段とを備えているため、各蒸着源で発生する原料蒸発物を励起して、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。特に、例えば光学多層薄膜では2種以上の原料の原料蒸発物を励起して多層薄膜を形成する場合もあるが、そのような場合にも、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。また、付着抑制部を備えているため、少なくとも2つ設けられた蒸着源のうちの1つから発生した原料蒸発物が第1のプラズマ電極及び第2のプラズマ電極のうち少なくともいずれか一方へ付着するのを抑制して、第1のプラズマ電極や第2のプラズマ電極への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   As described above, since the excitation means for generating plasma and the ion irradiation means are provided above each of the at least two vapor deposition sources, the raw material evaporates generated at the respective vapor deposition sources are excited, and the density is good. It becomes possible to form a thin film at high speed. In particular, in an optical multilayer thin film, for example, a multilayer thin film may be formed by exciting raw material evaporates of two or more kinds of raw materials. In such a case, a high density and good thin film can be formed at high speed. It becomes possible. In addition, since the adhesion suppressing unit is provided, the raw material vapor generated from one of the at least two deposition sources is adhered to at least one of the first plasma electrode and the second plasma electrode. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the attachment of the raw material evaporate to the first plasma electrode or the second plasma electrode. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

請求項6に記載の薄膜形成装置は、請求項5に記載の薄膜形成装置において、前記励起電源が、前記記第1のプラズマ電極に電力を印加するための第1の励起電源と、前記第2のプラズマ電極に電力を印加するための第2の励起電源と、で構成され、前記第1のプラズマ電極と前記第2のプラズマ電極に前記励起電源から供給する電力を独立に制御するための電力制御手段を備えることを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 6 is the thin film forming apparatus according to claim 5, wherein the excitation power source includes a first excitation power source for applying power to the first plasma electrode, and the first power source. A second excitation power source for applying power to the two plasma electrodes, and independently controlling the power supplied from the excitation power source to the first plasma electrode and the second plasma electrode. Power control means is provided.

このように電力制御手段を備えることにより、第1のプラズマ電極と第2のプラズマ電極とでそれぞれ発生させるプラズマを独立に制御して、各蒸着源で発生する原料蒸発物に適したプラズマを各蒸着源の上方位置に安定して形成することが可能となる。これにより、第1のプラズマ電極と第2のプラズマ電極を用いた成膜を、安定した成膜プロセスで実現することすることが可能となる。   By providing the power control means in this way, the plasma generated by the first plasma electrode and the second plasma electrode is independently controlled, and the plasma suitable for the raw material evaporant generated at each evaporation source is controlled. It becomes possible to form stably in the upper position of a vapor deposition source. As a result, film formation using the first plasma electrode and the second plasma electrode can be realized by a stable film formation process.

請求項7に記載の薄膜形成装置は、請求項6に記載の薄膜形成装置において、前記第1のプラズマ電極に前記第1の励起電源から印加する所定の周波数の電力の位相と、前記第2のプラズマ電極に前記第2の励起電源から印加する所定の周波数の電力の位相とを制御するための位相制御手段を備えることを特徴とする。   A thin film forming apparatus according to a seventh aspect is the thin film forming apparatus according to the sixth aspect, wherein a phase of power having a predetermined frequency applied to the first plasma electrode from the first excitation power source and the second And a phase control means for controlling the phase of power having a predetermined frequency applied to the plasma electrode from the second excitation power source.

このように、位相制御手段を備えることで、第1の励起電源で印加する電力の周波数と第2の励起電源で印加する電力の周波数とが緩衝することにより発生するうなりを抑制することが可能となる。これにより、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   In this way, by providing the phase control means, it is possible to suppress beats generated by buffering the frequency of the power applied by the first excitation power supply and the frequency of the power applied by the second excitation power supply. It becomes. Thereby, a stable film forming process can be realized.

請求項8に記載の薄膜形成装置は、請求項1,請求項3,請求項5ないし請求項7のうちいずれか1つに記載の薄膜形成装置において、前記付着抑制部が、前記プラズマ電極を取り囲むように設けられた被覆部材であることを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 8 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 1, 3, and 5 to 7, wherein the adhesion suppressing unit includes the plasma electrode. It is the covering member provided so that it might surround.

このように構成することにより、簡素な構成で、プラズマ電極への原料蒸発物の付着を抑制することが可能となる。   By comprising in this way, it becomes possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to a plasma electrode with a simple structure.

請求項9に記載の薄膜形成装置は、請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置において、前記付着抑制部が、前記高周波コイルの内周側及び外周側を取り囲むように設けられた被覆部材で構成されたことを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 9 is the thin film forming apparatus according to claim 2 or 4, wherein the adhesion suppressing portion is provided so as to surround an inner peripheral side and an outer peripheral side of the high-frequency coil. It is characterized by comprising a member.

このように構成することにより、簡素な構成で、高周波コイルの内周及び外周への原料蒸発物の付着を抑制することが可能となる。また、高周波コイルで発生させたプラズマを、高周波コイルの内側の比較的閉じられた空間に発生させることとが可能となる。これにより、原料蒸発物を効率的に励起することが可能となる。   By comprising in this way, it becomes possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to the inner periphery and outer periphery of a high frequency coil by simple structure. In addition, the plasma generated by the high frequency coil can be generated in a relatively closed space inside the high frequency coil. Thereby, it becomes possible to excite raw material evaporates efficiently.

請求項10に記載の薄膜形成装置は、請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置において、前記被覆部材が、前記高周波コイルの内周側に設けられた内側被覆部材と、前記プラズマ電極の外周側に設けられた外側被覆部材とで構成され、前記内側被覆部材が絶縁体で形成され、前記外側被覆部材が導電体で形成され、前記外側被覆部材が接地されていることを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 10 is the thin film forming apparatus according to claim 2 or 4, wherein the covering member includes an inner covering member provided on an inner peripheral side of the high frequency coil, and the plasma electrode. An outer covering member provided on an outer peripheral side of the inner covering member, wherein the inner covering member is formed of an insulator, the outer covering member is formed of a conductor, and the outer covering member is grounded. To do.

このように構成することにより、内側被覆部材によって、高周波コイルによるプラズマの発生を妨げることなく、高周波コイルの内周への原料蒸発物の付着を抑制することが可能となる。また、高周波コイルで発生させたプラズマを、高周波コイルの内側の比較的閉じられた空間に発生させることとが可能となる。これにより、原料蒸発物を効率的に励起することが可能となる。また、外側被覆部材によって、高周波コイルの外周への原料蒸発物の付着を抑制することが可能となる。さらに、外側被覆部材によって、高周波コイルの外側でプラズマが発生することを防止して、プラズマを高周波コイルの内側の空間に限定的に発生させることが可能となり、プラズマと真空槽との相互作用をより少なくすることが可能となる。   By comprising in this way, it becomes possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to the inner periphery of a high frequency coil, without disturbing generation | occurrence | production of the plasma by a high frequency coil by an inner side coating member. In addition, the plasma generated by the high frequency coil can be generated in a relatively closed space inside the high frequency coil. Thereby, it becomes possible to excite raw material evaporates efficiently. Moreover, it becomes possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to the outer periphery of the high frequency coil by the outer covering member. Furthermore, the outer covering member prevents plasma from being generated outside the high-frequency coil, making it possible to generate the plasma in a limited space inside the high-frequency coil, and the interaction between the plasma and the vacuum chamber. It becomes possible to make it less.

請求項11に記載の薄膜形成装置は、請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置において、前記付着抑制部が、前記高周波コイルの少なくとも内周側を取り囲むように設けられた被覆部材で構成され、該被覆部材が、前記高周波コイルの内周側に設けられた第1の内側被覆部材と、該第1の内側被覆部材と所定の間隔をもって配置された第2の内側被覆部材とを有して構成されていることを特徴とする。   The thin film forming apparatus according to an eleventh aspect is the thin film forming apparatus according to the second or fourth aspect, wherein the adhesion suppressing portion is a covering member provided so as to surround at least the inner peripheral side of the high frequency coil. A first inner covering member provided on the inner peripheral side of the high-frequency coil; and a second inner covering member disposed at a predetermined interval from the first inner covering member. It is characterized by having.

内側被覆部材によって、高周波コイルによるプラズマの発生を妨げることなく、高周波コイルの内周への原料蒸発物の付着を抑制することが可能となる。また、高周波コイルで発生させたプラズマを、高周波コイルの内側の比較的閉じられた空間に発生させることとが可能となる。これにより、原料蒸発物を効率的に励起することが可能となる。さらに、第1の内側被覆部材と第2の内側被覆部材とが所定の間隔をもって配置されているため、その間隔を利用して、内側被覆部材に付着した原料蒸発物やイオンの影響を最小限に抑えながら、高周波放電によるプラズマを安定して持続できる。   By the inner covering member, it is possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to the inner periphery of the high frequency coil without hindering the generation of plasma by the high frequency coil. In addition, the plasma generated by the high frequency coil can be generated in a relatively closed space inside the high frequency coil. Thereby, it becomes possible to excite raw material evaporates efficiently. Further, since the first inner covering member and the second inner covering member are arranged at a predetermined interval, the influence of the raw material evaporate and ions attached to the inner covering member is minimized by using the interval. The plasma generated by the high frequency discharge can be stably maintained while suppressing to a low level.

上記課題を解決するために、請求項12に記載の薄膜形成装置は、真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる蒸着源と、該蒸着源の上方位置にプラズマを形成させることにより該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に所定の周波数で電力を印加するための励起電源と、を有して構成され、前記プラズマ電極に対して前記励起電源からの所定の周波数の電力を該所定の周波数の周期よりも長い周期で間欠的に印加する異常放電防止手段を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problem, the thin film forming apparatus according to claim 12 is a thin film forming apparatus in which a raw material evaporated by heating a raw material in a vacuum chamber is attached to a substrate to form a thin film. A substrate holding means for holding the substrate disposed in the tank; a vapor deposition source for evaporating the raw material to generate a raw material vapor; and forming a plasma above the vapor deposition source to form a plasma from the vapor deposition source. An excitation means for exciting the evaporated material evaporate and an ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate, the excitation means being a plasma electrode disposed in the vacuum chamber; An excitation power source for applying electric power to the plasma electrode at a predetermined frequency, and the electric power of the predetermined frequency from the excitation power source is applied to the plasma electrode from the cycle of the predetermined frequency. Long Characterized by comprising an abnormal discharge preventing means for intermittently applied in period.

このように励起手段と、イオン照射手段とを備えているため、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。また、異常放電防止手段を備えているため、プラズマ電極に原料蒸発物が付着しても、この付着した原料蒸発物にイオンが滞留することを抑制することで異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   Thus, since the excitation means and the ion irradiation means are provided, a high-density and good thin film can be formed at high speed. Moreover, since the abnormal discharge prevention means is provided, even if the raw material evaporate adheres to the plasma electrode, the occurrence of abnormal discharge can be suppressed by suppressing the retention of ions in the adhering raw material evaporate. It becomes possible. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

上記課題を解決するために、請求項13に記載の薄膜形成装置は、請求項1乃至請求項12のうちいずれか1つに記載の薄膜形成装置において、前記蒸着源で発生させた原料蒸発物が前記基板に到達することを一時的に妨げるための蒸着停止手段を備え、該蒸着停止手段は、シャッタ部材と、該シャッタ部材を前記プラズマ電極と前記基体保持手段との間に位置させることが可能なシャッタ部材駆動部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a thin film forming apparatus according to claim 13 is the raw material evaporant generated in the vapor deposition source in the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 12. A vapor deposition stop means for temporarily preventing the vapor from reaching the substrate, the vapor deposition stop means being positioned between the plasma electrode and the substrate holding means. And a possible shutter member driving section.

このように構成することで、前記蒸着源で発生させた原料蒸発物が前記基板に到達することを一時的に妨げながら、励起手段によって蒸着源の上方位置にプラズマを形成させることが可能となる。   By configuring in this way, it becomes possible to form plasma at a position above the vapor deposition source by the excitation means while temporarily preventing the raw material evaporant generated in the vapor deposition source from reaching the substrate. .

上記課題を解決するために、請求項14に記載の薄膜形成方法は、真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、前記原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記基体に対して蒸着を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the thin film forming method according to claim 14 is a method of generating a raw material evaporate by heating a raw material filled in a vapor deposition source in a vacuum chamber, and an excitation means for generating plasma. A thin film that generates plasma in a space above the vapor deposition source and forms a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by ion irradiation means for irradiating ions. In the forming method, vapor deposition is performed on the substrate while suppressing the evaporation of the raw material from adhering to the excitation means.

このように、原料の蒸発物が励起手段に付着することを抑制しながら蒸着を行うため、励起手段への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   Thus, since vapor deposition is performed while suppressing the evaporation of the raw material from adhering to the excitation means, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the adhesion of the raw material evaporation to the excitation means. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

上記課題を解決するために、請求項15に記載の薄膜形成方法は、真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、前記励起手段によって前記蒸着源の直上の限定的な空間にプラズマを発生させながら前記基体に対して蒸着を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the thin film forming method according to claim 15 is a method for generating a raw material evaporate by heating a raw material filled in a vapor deposition source in a vacuum chamber, and an excitation means for generating plasma. A thin film that generates plasma in a space above the vapor deposition source and forms a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by ion irradiation means for irradiating ions. In the forming method, the substrate is deposited while generating plasma in a limited space immediately above the deposition source by the excitation means.

このように、蒸着を行うことで、蒸着源の直上の必要な空間でプラズマを発生させることが可能となるため、プラズマと真空槽との相互作用を少なくして、プラズマプロセスの安定化が可能となる。また、原料蒸発物を効率的に励起することが可能となる。   In this way, it is possible to generate plasma in the necessary space directly above the deposition source by performing deposition, so that the interaction between the plasma and the vacuum chamber is reduced and the plasma process can be stabilized. It becomes. Moreover, it becomes possible to excite raw material evaporates efficiently.

上記課題を解決するために、請求項16に記載の薄膜形成方法は、真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、前記励起手段によるプラズマの発生を、前記真空槽内に設置されたプラズマ電極に対して所定の周波数の電力を印加することで放電により行うとともに、前記励起手段によるプラズマの発生の際に、前記プラズマ電極に対して前記所定の周波数の電力を該所定の周波数の周期よりも長い周期で間欠的に印加することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the thin film forming method according to claim 16 is an excitation means for generating a raw material evaporate by heating a raw material filled in a vapor deposition source in a vacuum chamber and generating plasma. A thin film that generates plasma in a space above the vapor deposition source and forms a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by ion irradiation means for irradiating ions. In the forming method, the generation of the plasma by the excitation unit is performed by discharging by applying electric power of a predetermined frequency to the plasma electrode installed in the vacuum chamber, and the plasma is generated by the excitation unit. In addition, the power of the predetermined frequency is intermittently applied to the plasma electrode at a cycle longer than the cycle of the predetermined frequency. That.

このように、薄膜を形成させることで、励起手段に原料蒸発物が付着しても、この付着した原料蒸発物にイオンが滞留することを抑制することで異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   In this way, by forming a thin film, even if the raw material evaporates adhere to the excitation means, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge by suppressing the retention of ions in the attached raw material evaporates. It becomes. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

上記課題を解決するために、請求項17に記載の薄膜形成方法は、真空槽内に第1の蒸着源と第2の蒸着源を備えた薄膜形成装置を用いて基体に薄膜を形成させる薄膜形成方法において、前記第1の蒸着源に充填した第1の原料を加熱するともに、プラズマを発生させるための励起手段によって前記第1の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させながら前記基体に対して蒸着を行う第1蒸着工程と、前記第2の蒸着源に充填した第2の原料を加熱して前記基体に対して蒸着を行う第2蒸着工程と、を行い、前記第2の蒸着工程の最中に前記第1の蒸着源の直上の空間でプラズマを維持するとともに、前記第1蒸着工程及び前記第2蒸着工程の少なくともいずれか1つの工程において、前記真空槽内にイオンを照射するイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射することを特徴とする。   In order to solve the above problem, the thin film forming method according to claim 17 is a thin film forming a thin film on a substrate using a thin film forming apparatus having a first vapor deposition source and a second vapor deposition source in a vacuum chamber. In the forming method, the first raw material filled in the first vapor deposition source is heated, and the substrate is generated while generating plasma in a space immediately above the first vapor deposition source by an excitation unit for generating plasma. A first vapor deposition step of performing vapor deposition on the substrate, and a second vapor deposition step of performing vapor deposition on the substrate by heating the second raw material filled in the second vapor deposition source. During the process, plasma is maintained in a space immediately above the first vapor deposition source, and at least one of the first vapor deposition process and the second vapor deposition process is irradiated with ions in the vacuum chamber. Depending on the ion irradiation means Toward the substrate and then irradiating the ions.

このように、第2の蒸着工程の最中に第1の蒸着源の直上の空間でプラズマを維持するため、成膜プロセス中に、プラズマの発生・消失を原因として、真空槽内の雰囲気等が急変することを回避し、成膜プロセスを安定化することが可能となる。また、成膜に必要なプロセス時間を短縮することが可能となる。   In this way, in order to maintain the plasma in the space immediately above the first vapor deposition source during the second vapor deposition step, the atmosphere in the vacuum chamber, etc. due to the generation / disappearance of plasma during the film formation process. Can be prevented, and the film forming process can be stabilized. In addition, the process time required for film formation can be shortened.

請求項18に記載の薄膜形成方法は、請求項17に記載の薄膜形成方法において、前記第2の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする。   The thin film forming method according to claim 18 is the thin film forming method according to claim 17, wherein the second vapor deposition step is performed while suppressing the evaporation of the raw material of the second raw material from adhering to the excitation means. It is characterized by that.

このように、第2の原料の原料蒸発物が励起手段に付着することを抑制しながら第2の蒸着工程を行うため、第2の蒸着工程で励起手段への原料蒸発物の付着を抑制し、励起手段への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   As described above, since the second vapor deposition step is performed while suppressing the raw material evaporant of the second raw material from adhering to the excitation means, the adhesion of the raw material evaporate to the excitation means is suppressed in the second vapor deposition step. Thus, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge due to the adhesion of the raw material evaporate to the excitation means. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

請求項19に記載の薄膜形成方法は、請求項17に記載の薄膜形成方法において、前記第1の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第1蒸着工程を行い、プラズマを発生させるための励起手段によって前記第2の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させるとともに、前記第2の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする。   The thin film forming method according to claim 19 is the thin film forming method according to claim 17, wherein the first vapor deposition step is performed while suppressing the evaporation of the raw material of the first raw material from adhering to the excitation means. The plasma is generated in the space immediately above the second vapor deposition source by the excitation means for generating the plasma, and the second raw material evaporant is suppressed from adhering to the excitation means while the plasma is generated. Two vapor deposition steps are performed.

このように、原料蒸発物が励起手段に付着することを抑制しながら第1の蒸着工程及び第2の蒸着工程を行うため、第1の蒸着工程及び第2の蒸着工程で、励起手段への原料蒸発物の付着を抑制し、励起手段への原料蒸発物の付着を原因とする異常放電の発生を抑制することが可能となる。異常放電の発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   Thus, in order to perform the 1st vapor deposition process and the 2nd vapor deposition process, suppressing that a raw material evaporate adheres to an excitation means, in the 1st vapor deposition process and the 2nd vapor deposition process, it is to an excitation means. It is possible to suppress the attachment of the raw material evaporate and to suppress the occurrence of abnormal discharge caused by the attachment of the raw material evaporate to the excitation means. By suppressing the occurrence of abnormal discharge, a stable film formation process can be realized.

請求項20に記載の薄膜形成方法は、請求項19に記載の薄膜形成方法において、前記第1蒸着工程では、前記第1の蒸着源に対応して設けられた第1の励起手段によって、前記第1の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させ、前記第2蒸着工程では、前記第2の蒸着源に対応して設けられた第2の励起手段によって、前記第2の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させ、前記第1の原料の原料蒸発物が前記第2の励起手段に付着することを抑制しながら前記第1蒸着工程を行い、前記第2の原料の原料蒸発物が前記第1の励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする。   The thin film forming method according to claim 20 is the thin film forming method according to claim 19, wherein, in the first vapor deposition step, the first excitation means provided corresponding to the first vapor deposition source is used. Plasma is generated in a space immediately above the first vapor deposition source, and in the second vapor deposition step, the second exciter provided corresponding to the second vapor deposition source is directly above the second vapor deposition source. Plasma is generated in the space, and the first vapor deposition step is performed while suppressing the evaporation of the raw material of the first raw material from adhering to the second excitation means, and the raw material evaporation of the second raw material is The second vapor deposition step is performed while suppressing adhesion to the first excitation means.

このように、第1の原料の原料蒸発物が第2の励起手段に付着することを抑制しながら第1蒸着工程を行い、第2の原料の原料蒸発物が第1の励起手段に付着することを抑制しながら第2蒸着工程を行うため、第1の蒸着工程で第2の励起手段に原料蒸発物が付着すること、第2の蒸着工程で第1の励起手段に原料蒸発物が付着することを、抑制することが可能となる。   In this way, the first vapor deposition step is performed while suppressing the first raw material evaporant from adhering to the second excitation means, and the second raw material evaporate adheres to the first excitation means. In order to perform the second vapor deposition step while suppressing this, the raw material evaporates adhere to the second excitation means in the first vapor deposition step, and the raw material evaporates adhere to the first excitation means in the second vapor deposition step It is possible to suppress this.

請求項21に記載の薄膜形成方法は、請求項17乃至請求項20のうちいずれか1つに記載の薄膜形成方法において、前記第1蒸着工程と前記第2蒸着工程との少なくともいずれか1つの工程において、前記イオン照射手段によって反応性ガスのイオンを照射することを特徴とする。   The thin film forming method according to claim 21 is the thin film forming method according to any one of claims 17 to 20, wherein at least one of the first vapor deposition step and the second vapor deposition step. In the step, the reactive gas ions are irradiated by the ion irradiation means.

このように、反応性ガスのイオンを照射することで、基板に到達した原料蒸発物が反応性ガスのイオンビームによって叩かれるため、緻密な薄膜を形成することが可能となる。   In this way, by irradiating the reactive gas ions, the raw material evaporate that reaches the substrate is hit by the reactive gas ion beam, so that a dense thin film can be formed.

請求項22に記載の薄膜形成方法は、請求項17乃至請求項21のうちいずれか1つに記載の薄膜形成方法において、前記第1蒸着工程と前記第2蒸着工程とを同時期に行うことを特徴とする。   The thin film forming method according to claim 22 is the thin film forming method according to any one of claims 17 to 21, wherein the first vapor deposition step and the second vapor deposition step are performed simultaneously. It is characterized by.

以上のように、本発明の薄膜形成装置及び薄膜形成方法によれば、高密度で良好な薄膜を高速で形成することが可能となる。また、異常放電の発生を抑制して、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。また、プラズマと真空槽との相互作用を少なくして、プラズマプロセスの安定化が可能となる。   As described above, according to the thin film forming apparatus and the thin film forming method of the present invention, it is possible to form a high density and good thin film at high speed. Moreover, it is possible to suppress the occurrence of abnormal discharge and realize a stable film forming process. In addition, the plasma process can be stabilized by reducing the interaction between the plasma and the vacuum chamber.

また、本発明の薄膜形成装置によれば、第1のプラズマ電極と第2のプラズマ電極を用いた成膜を、安定した成膜プロセスで実現することすることが可能となる。また、本発明の薄膜形成装置によれば、うなりの発生を抑制することで、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   In addition, according to the thin film forming apparatus of the present invention, it is possible to realize film formation using the first plasma electrode and the second plasma electrode by a stable film formation process. In addition, according to the thin film forming apparatus of the present invention, it is possible to realize a stable film forming process by suppressing the occurrence of beat.

また、本発明の薄膜形成方法によれば、第2の蒸着工程の最中に第1の蒸着源の直上の空間でプラズマを維持するため、成膜プロセス中に、プラズマの発生・消失を原因として真空槽内の雰囲気等が急変することを回避し、成膜プロセスを安定化することが可能となる。   Further, according to the thin film forming method of the present invention, the plasma is maintained in the space immediately above the first vapor deposition source during the second vapor deposition step, which causes generation / disappearance of plasma during the film formation process. As a result, it is possible to avoid a sudden change in the atmosphere in the vacuum chamber, and to stabilize the film forming process.

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材,部材の配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The members described below, the arrangement of members, and the like do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.

図1は、本実施形態の薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。図2,図3は、本実施形態の付着抑制部を示す図である。図4は、本実施形態の薄膜形成装置における制御手段の機能を説明するブロック図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the thin film forming apparatus of the present embodiment. 2 and 3 are diagrams illustrating the adhesion suppressing unit of the present embodiment. FIG. 4 is a block diagram for explaining the function of the control means in the thin film forming apparatus of this embodiment.

図1に示した本実施形態の蒸着装置1は、本発明の薄膜形成装置の一例である。蒸着装置1は、真空槽11と、基板(不図示)を保持するための基板ホルダ13と、蒸着源30a,30bと、励起手段(高周波コイル17a,17b等)と、イオン銃60と、蒸着停止手段(シャッタ51a,51b等)と、を有して構成される。基板は、本発明の基体に相当するものである。本発明の基体に相当するものは、本実施形態のように板状の基板に限らず、円柱状,円管状等の部材であってもよい。基板ホルダ13は、本発明の基体保持手段に相当するものである。蒸着源30aは、本発明の第1の蒸着源に相当する。蒸着源30bは、本発明の第2の蒸着源に相当する。イオン銃60は、本発明のイオン照射手段に相当する。   The vapor deposition apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. 1 is an example of the thin film formation apparatus of this invention. The vapor deposition apparatus 1 includes a vacuum chamber 11, a substrate holder 13 for holding a substrate (not shown), vapor deposition sources 30a and 30b, excitation means (high-frequency coils 17a and 17b, etc.), an ion gun 60, and vapor deposition. Stop means (shutters 51a, 51b, etc.). The substrate corresponds to the substrate of the present invention. What corresponds to the substrate of the present invention is not limited to a plate-like substrate as in the present embodiment, but may be a columnar member, a circular tube member, or the like. The substrate holder 13 corresponds to the substrate holding means of the present invention. The vapor deposition source 30a corresponds to the first vapor deposition source of the present invention. The vapor deposition source 30b corresponds to the second vapor deposition source of the present invention. The ion gun 60 corresponds to the ion irradiation means of the present invention.

真空槽11は、公知の蒸着装置で通常用いられるようなステンレス製の容器であり、概ね直方体の形状をしている。真空槽11には、排気用の配管11aが接続され、配管11aを介して接続された真空ポンプ12によって、真空槽11内が減圧される。また、真空槽11には、槽内にガスを導入するためのガス導入管11bが設けられている。ガス導入管11bには、ガスボンベ41が接続され、ガスボンベ41から真空槽11内に酸素ガス,窒素ガス,弗素ガス,オゾンガス等のガスを供給できるようになっている。ガスボンベ41からのガスの流量はマスフローコントローラ42で調整される。なお、本実施形態では、ガス導入管11bのガス排出口が後述のプラズマ生成空間Pa,Pbに向くように、ガス導入管11bが配置される。   The vacuum chamber 11 is a stainless steel container that is usually used in a known vapor deposition apparatus, and has a substantially rectangular parallelepiped shape. An exhaust pipe 11a is connected to the vacuum chamber 11, and the inside of the vacuum chamber 11 is depressurized by a vacuum pump 12 connected via the pipe 11a. Further, the vacuum chamber 11 is provided with a gas introduction tube 11b for introducing gas into the chamber. A gas cylinder 41 is connected to the gas introduction pipe 11b, and oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas, ozone gas, or the like can be supplied from the gas cylinder 41 into the vacuum chamber 11. The gas flow rate from the gas cylinder 41 is adjusted by the mass flow controller 42. In the present embodiment, the gas introduction pipe 11b is arranged so that the gas discharge port of the gas introduction pipe 11b faces plasma generation spaces Pa and Pb described later.

さらに、真空槽11の内壁には、補正板15が立設されている。補正板15は、板状の部材である。この補正板15は、蒸着源30a,30bから発生する原料蒸発物や、イオン銃60から照射されるイオンビームが、基板ホルダ13に配置される基板に均一に、又は所望の分布で到達するようにするためのものである。補正板15の形状は、基板の配置や、蒸着源30a,30bと基板ホルダ13との相対的な位置や、形成させようとする薄膜の膜厚分布等に応じて種々の形状が採用される。   Further, a correction plate 15 is erected on the inner wall of the vacuum chamber 11. The correction plate 15 is a plate-like member. The correction plate 15 allows the raw material vapor generated from the vapor deposition sources 30a and 30b and the ion beam irradiated from the ion gun 60 to reach the substrate disposed in the substrate holder 13 uniformly or in a desired distribution. It is for making. As the shape of the correction plate 15, various shapes are adopted depending on the arrangement of the substrate, the relative positions of the vapor deposition sources 30 a and 30 b and the substrate holder 13, the film thickness distribution of the thin film to be formed, and the like. .

基板ホルダ13は、薄膜を形成させる基板を保持するためのものであり、本実施形態の基板ホルダ13は、ドーム形状を有している。ドーム形状をした基板ホルダ13の内側面には複数枚の基板が配設され、真空槽11の底面に配置された蒸着源30a,30bと、基板とが対向するようになっている。すなわち、基板ホルダ13は、真空槽11の上部に蒸着源30a,30bに対向して設けられている。また、基板ホルダ13は、基板が蒸着源30a,30bに対向した状態で公転するように、モータ(不図示)によって回転させられる。また、基板ホルダ13の上部には、ヒーター14が配置され、ヒーター14に接続したヒーター電源24によって基板を熱することができるようになっている。なお、基板ホルダ13には、温度を測定するための熱伝対13a(図4参照)が設けられている。   The substrate holder 13 is for holding a substrate on which a thin film is to be formed, and the substrate holder 13 of this embodiment has a dome shape. A plurality of substrates are arranged on the inner surface of the dome-shaped substrate holder 13, and the deposition sources 30 a and 30 b arranged on the bottom surface of the vacuum chamber 11 are opposed to the substrate. That is, the substrate holder 13 is provided above the vacuum chamber 11 so as to face the vapor deposition sources 30a and 30b. The substrate holder 13 is rotated by a motor (not shown) so that the substrate revolves in a state where the substrate faces the vapor deposition sources 30a and 30b. A heater 14 is disposed above the substrate holder 13 so that the substrate can be heated by a heater power supply 24 connected to the heater 14. The substrate holder 13 is provided with a thermocouple 13a (see FIG. 4) for measuring the temperature.

蒸着源30a,30bは、真空槽11の底面に設けられる。本実施形態の蒸着源30a,30bは、電子ビーム蒸着源であり、水冷した坩堝に充填された蒸着原料に電子ビームを照射することにより、蒸着原料を蒸発させるように構成されている。本実施形態では、真空槽11内に蒸着源30aと蒸着源30bが設けられ、複数の蒸着源を用いて成膜することが可能とされている。蒸着源30aは、薄膜の原料を保持する坩堝31aと、坩堝31aに充填された原料に照射する電子ビームを発生させるための電子銃32aとを備えている。蒸着源30bも、蒸着源30aと同様に、坩堝31bと、電子銃32bとを備えている。なお、本実施形態の坩堝31a,31bは、全体形状が概ね立方体又は直方体をしており、上面に凹部を備えているものである。   The vapor deposition sources 30 a and 30 b are provided on the bottom surface of the vacuum chamber 11. The vapor deposition sources 30a and 30b of this embodiment are electron beam vapor deposition sources, and are configured to evaporate the vapor deposition material by irradiating the vapor deposition material filled in the water-cooled crucible with an electron beam. In this embodiment, the vapor deposition source 30a and the vapor deposition source 30b are provided in the vacuum chamber 11, and it is possible to form a film using a plurality of vapor deposition sources. The vapor deposition source 30a includes a crucible 31a for holding a thin film raw material and an electron gun 32a for generating an electron beam for irradiating the raw material filled in the crucible 31a. Similarly to the vapor deposition source 30a, the vapor deposition source 30b also includes a crucible 31b and an electron gun 32b. Note that the crucibles 31a and 31b of the present embodiment have a generally cubic or rectangular parallelepiped shape and are provided with a recess on the upper surface.

電子銃32aには電子銃電源25aが接続され、電子銃32bには電子銃電源25bが接続されている。電子銃電源25a,25bによって電子銃32a,32bに電力を供給することで、電子銃32a,32bから電子ビームを発生させて、この電子ビームによって、坩堝31a,31b内の蒸着原料が加熱される。加熱された蒸着原料の蒸発物である原料蒸発物は、真空槽11内に拡散し、その一部が基板ホルダ13に保持された基板に付着して薄膜を形成する。   An electron gun power source 25a is connected to the electron gun 32a, and an electron gun power source 25b is connected to the electron gun 32b. By supplying electric power to the electron guns 32a and 32b by the electron gun power supplies 25a and 25b, an electron beam is generated from the electron guns 32a and 32b, and the evaporation material in the crucibles 31a and 31b is heated by the electron beam. . The evaporated material, which is a heated evaporated material, diffuses into the vacuum chamber 11 and a part of the evaporated material adheres to the substrate held by the substrate holder 13 to form a thin film.

なお、蒸着源として、抵抗過熱蒸発源や、高周波加熱蒸発源を用いたり、レーザービームを用いた蒸着源を用いたりすることもできる。抵抗過熱蒸発源は、蒸着原料が充填されたヒータやボードに通電することで発生する電熱を利用して蒸着原料の蒸発を行う蒸着源である。高周波加熱蒸発源は、アルミナ等の坩堝に充填した蒸着原料を高周波コイルによる高周波誘導で加熱して蒸着原料の蒸発を行う蒸着源である。   Note that a resistance overheating evaporation source, a high-frequency heating evaporation source, or an evaporation source using a laser beam can be used as the evaporation source. The resistance overheating evaporation source is an evaporation source that evaporates the evaporation material using electric heat generated by energizing a heater or a board filled with the evaporation material. The high-frequency heating evaporation source is an evaporation source that evaporates the evaporation material by heating the evaporation material filled in a crucible such as alumina by high-frequency induction using a high-frequency coil.

次に、本発明の励起手段について説明する。本実施形態では、励起手段は、高周波コイル17a,17bと、高周波電源26a,26bと、マッチング回路29a,29bと、カバー部材18a,18bとを有して構成される。
高周波コイル17a,17bは、本発明のプラズマ電極に相当し、高周波コイル17aが第1のプラズマ電極に相当し、高周波コイル17bが第2のプラズマ電極に相当する。高周波コイル17a,17bは、銅製等の管材が螺旋状に形成された部材である。高周波コイル17a,17bは、蒸着源30a,30bの近傍に設けられ、蒸着源30a,30bの直上の空間を囲繞する。このとき、高周波コイル17a,17bは、高周波コイル17a,17bの螺旋状部分の中心軸が蒸着源30a,30bと基板ホルダ13を結ぶ方向を向き、蒸着源30a,30bから基板ホルダ13を臨むことができるように配設される。
Next, the excitation means of the present invention will be described. In this embodiment, the excitation means includes high frequency coils 17a and 17b, high frequency power sources 26a and 26b, matching circuits 29a and 29b, and cover members 18a and 18b.
The high frequency coils 17a and 17b correspond to the plasma electrodes of the present invention, the high frequency coil 17a corresponds to the first plasma electrode, and the high frequency coil 17b corresponds to the second plasma electrode. The high frequency coils 17a and 17b are members in which a pipe material such as copper is formed in a spiral shape. The high frequency coils 17a and 17b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b, and surround a space immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b. At this time, the high-frequency coils 17a and 17b face the substrate holder 13 from the vapor deposition sources 30a and 30b with the central axis of the spiral portions of the high-frequency coils 17a and 17b facing the direction connecting the vapor deposition sources 30a and 30b and the substrate holder 13. It is arranged so that

高周波コイル17aにはマッチング回路29aを介して高周波電源26aが接続され、高周波コイル17bにはマッチング回路29bを介して高周波電源26bが接続され、高周波コイル17a,17bに高周波の電力が印加されるようになっている。高周波電源26a,26bは、13.56MHzの高周波電圧を出力するものである。なお、高周波電源26a,26bは、本発明の励起電源に相当する。また、高周波電源26aが本発明の第1の励起電源に相当し、高周波電源26bが本発明の第2の励起電源に相当する。   A high frequency power supply 26a is connected to the high frequency coil 17a through a matching circuit 29a, and a high frequency power supply 26b is connected to the high frequency coil 17b through a matching circuit 29b so that high frequency power is applied to the high frequency coils 17a and 17b. It has become. The high frequency power supplies 26a and 26b output a high frequency voltage of 13.56 MHz. The high frequency power supplies 26a and 26b correspond to the excitation power supply of the present invention. The high frequency power supply 26a corresponds to the first excitation power supply of the present invention, and the high frequency power supply 26b corresponds to the second excitation power supply of the present invention.

この高周波電源26a,26bによって、高周波コイル17a,17bに高周波電力を印加して、高周波コイル17a,17bからの高周波放電によってプラズマを発生させることが可能である。プラズマを発生させる場合、まず、真空ポンプ12で真空槽11内を減圧して、必要に応じてガスボンベ41からガスを真空槽11内に導入する。その後、高周波電源26a,26bで高周波コイル17a,17bに高周波電力を印加することで、蒸着源30aの直上の高周波コイル17aで囲われた空間であるプラズマ生成空間Paと、蒸着源30bの直上の高周波コイル17bで囲われた空間であるプラズマ生成空間Pbと、それぞれにプラズマを発生させることができる。   The high frequency power supplies 26a and 26b can apply high frequency power to the high frequency coils 17a and 17b to generate plasma by high frequency discharge from the high frequency coils 17a and 17b. When plasma is generated, first, the inside of the vacuum chamber 11 is decompressed by the vacuum pump 12, and gas is introduced into the vacuum chamber 11 from the gas cylinder 41 as necessary. Thereafter, high frequency power is applied to the high frequency coils 17a and 17b by the high frequency power sources 26a and 26b, so that the plasma generation space Pa, which is a space surrounded by the high frequency coil 17a immediately above the vapor deposition source 30a, and the vapor source 30b is directly above. Plasma can be generated in each of the plasma generation spaces Pb that are spaces surrounded by the high-frequency coil 17b.

本実施形態の蒸着装置1では、高周波電源26aが高周波コイル17aに対応して設けられ、高周波電源26bが高周波コイル17bに対応して設けられることで、高周波コイル17aに対する電力供給と高周波コイル17bに対する電力供給を独立に制御可能な構成にしている。これにより、プラズマ生成空間Paとプラズマ生成空間Pbのプラズマを独立に制御して、プラズマ生成空間Pa,Pbで安定したプラズマを発生可能にしている。   In the vapor deposition apparatus 1 of this embodiment, the high frequency power supply 26a is provided corresponding to the high frequency coil 17a, and the high frequency power supply 26b is provided corresponding to the high frequency coil 17b, so that power supply to the high frequency coil 17a and high frequency coil 17b are provided. The power supply can be controlled independently. As a result, the plasma in the plasma generation space Pa and the plasma generation space Pb is independently controlled, and stable plasma can be generated in the plasma generation spaces Pa and Pb.

また、本実施形態では、高周波コイル17a,17bを蒸着源30a,30bの近傍に設けて、高周波コイル17a,17bで囲われた比較的閉ざされたプラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマを発生させる構成にしているため、次の効果がある。すなわち、高周波電源26a,26bによって電子銃32a,32bで坩堝31a,31b内の原料を加熱・蒸発させながら、高周波電源26a,26bによって高周波コイル17a,17bに高周波電圧を印加することで、蒸着源30a,30bの近傍にある原料蒸発物(蒸着雲)をプラズマ化することができる。   In the present embodiment, the high frequency coils 17a and 17b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b, and plasma is generated in the relatively closed plasma generation spaces Pa and Pb surrounded by the high frequency coils 17a and 17b. Therefore, it has the following effects. That is, a high-frequency voltage is applied to the high-frequency coils 17a and 17b by the high-frequency power sources 26a and 26b while the raw materials in the crucibles 31a and 31b are heated and evaporated by the high-frequency power sources 26a and 26b by the electron guns 32a and 32b. The raw material evaporates (deposition clouds) in the vicinity of 30a and 30b can be turned into plasma.

蒸着源30a,30bの近傍且つ直上のプラズマ生成空間Pa,Pbは、原料蒸発物の密度が高い場所であり、この場所にプラズマを生成させることにより、原料蒸発物を効率よく励起して、そのエネルギー順位を高くすることができる。電子銃32a,32bで発生させる電子ビームの効果によっても、原料蒸発物が若干励起されることは、従来から知られているが、本実施形態では、これに加えて、高周波コイル17a,17bを蒸着源30a,30bの近傍に配置して、蒸着源30a,30bの近傍且つ直上のプラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマを生成させることによって、積極的に原料蒸発物をプラズマ化することを可能にしている。   The plasma generation spaces Pa and Pb in the vicinity of and directly above the vapor deposition sources 30a and 30b are places where the density of the raw material evaporates is high. By generating plasma in these places, the raw material evaporates are efficiently excited, The energy ranking can be increased. It has been conventionally known that the raw material evaporate is slightly excited by the effect of the electron beam generated by the electron guns 32a and 32b. In the present embodiment, in addition to this, the high-frequency coils 17a and 17b are provided. By arranging the plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b and immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b, it is possible to positively convert the raw material vapor into plasma. ing.

また、本実施形態では、高周波コイル17a,17bを、基板(基板ホルダ13)から離間させて、蒸着源30a,30bの近傍に設けることで、高周波コイル17a,17bで発生させるプラズマの荷電粒子が基板や基板に形成する薄膜に悪影響を与えないように、また基板近傍で異常放電が生じないようにしている。さらに、蒸着源30a,30bの近傍に高周波コイル17a,17bを設けて、プラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマを発生させる構成とすることで、真空槽11の側壁面へのプラズマの影響を少なくして、真空槽壁面から不純物が発生するというプラズマと真空槽との相互作用を減らしている。   In the present embodiment, the high-frequency coils 17a and 17b are separated from the substrate (substrate holder 13) and provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b, so that the charged particles of plasma generated by the high-frequency coils 17a and 17b are generated. The substrate and the thin film formed on the substrate are not adversely affected, and abnormal discharge is prevented from occurring in the vicinity of the substrate. Furthermore, the high frequency coils 17a and 17b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b to generate plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb, thereby reducing the influence of plasma on the side wall surface of the vacuum chamber 11. Thus, the interaction between the plasma and the vacuum chamber in which impurities are generated from the wall of the vacuum chamber is reduced.

さらに、高周波電源26a,26bには、位相シフタ27を接続する。位相シフタは、うなり(ビート)を防止することができるように設けられているものである。高周波電源26aで印加する高周波電力と、高周波電源26bで印加する高周波電力の周波数には、僅かな差がある場合がある。このように周波数に僅かな差がある場合に、高周波電源26a,26bから同時期に電力を供給して高周波コイル17a,17bで高周波放電を行うと、うなりが発生することがある。位相シフタ27は、高周波電源26aの高周波電力と、高周波電源26bの高周波電力の位相を調整するものである。本実施形態では、位相シフタで位相を調整することで、うなりの発生を防止できる構成にしている。うなりの発生を防止することで、高周波コイル17a,17bで安定した高周波放電を可能にして、プラズマ生成空間Pa,Pbで安定したプラズマを発生可能にしている。   Further, a phase shifter 27 is connected to the high frequency power supplies 26a and 26b. The phase shifter is provided so as to prevent beats (beats). There may be a slight difference between the frequency of the high frequency power applied by the high frequency power supply 26a and the frequency of the high frequency power applied by the high frequency power supply 26b. In this way, when there is a slight difference in frequency, when power is supplied from the high-frequency power sources 26a and 26b at the same time and high-frequency discharge is performed by the high-frequency coils 17a and 17b, a beat may occur. The phase shifter 27 adjusts the phase of the high frequency power of the high frequency power source 26a and the high frequency power of the high frequency power source 26b. In the present embodiment, the phase is adjusted by a phase shifter so that the occurrence of beat can be prevented. By preventing the occurrence of beat, stable high frequency discharge is enabled by the high frequency coils 17a and 17b, and stable plasma can be generated in the plasma generation spaces Pa and Pb.

カバー部材18a,18bは、高周波コイル17a,17bを覆うように設けられている部材である。カバー部材18a,18bは、本発明の付着抑制部や、被覆部材に相当する。カバー部材18a,18bは、高周波コイル17a,17bの内周側及び外周側を取り囲むように設けられる。カバー部材18a,18bで高周波コイル17a,17を覆う構成にすることで、高周波コイル17a,17を覆うだけの簡素な構成で、原料蒸発物の高周波コイル17a,17bへの付着を抑制することが可能となる。   The cover members 18a and 18b are members provided so as to cover the high-frequency coils 17a and 17b. The cover members 18a and 18b correspond to the adhesion suppressing portion and the covering member of the present invention. The cover members 18a and 18b are provided so as to surround the inner peripheral side and the outer peripheral side of the high-frequency coils 17a and 17b. By covering the high-frequency coils 17a and 17 with the cover members 18a and 18b, it is possible to suppress adhesion of the raw material evaporate to the high-frequency coils 17a and 17b with a simple configuration that only covers the high-frequency coils 17a and 17. It becomes possible.

図2は、カバー部材18aの一例を示す。図2の(A)は、カバー部材18aの平面図である。図2の(B)は、図2の(A)におけるX−X断面図である。なお、図2には、高周波コイル17aや、ガスボンベ41から真空槽11内にガスを供給するガス導入管11bも示している。本実施形態のカバー部材18aは、高周波コイル17aの内周側から高周波コイル17aを覆う内周被覆部材18aと、高周波コイル17aの外周側と下側,上側から高周波コイル17aを覆う外周被覆部材18aとで構成され、高周波コイル17aの内周側と外周側とを覆うものである。 FIG. 2 shows an example of the cover member 18a. FIG. 2A is a plan view of the cover member 18a. 2B is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 2 also shows a high-frequency coil 17a and a gas introduction pipe 11b for supplying gas from the gas cylinder 41 into the vacuum chamber 11. Cover member 18a of this embodiment, the inner cover members 18a 1 from the inner circumferential side of the high-frequency coil 17a covering the high-frequency coil 17a, the outer peripheral side and lower side of the high-frequency coil 17a, the outer peripheral cover member from the upper side to cover the high-frequency coil 17a 18a 2 and covers the inner peripheral side and the outer peripheral side of the high frequency coil 17a.

図2に示すように、本実施形態の内周被覆部材18aは、高周波コイル17aの内側に配置するために、高周波コイル17aの内径よりも小さな径を有する円筒状の部材である。本実施形態の外周被覆部材18aは、高周波コイル17aの外周側に位置する円筒状の側壁面W1と、高周波コイル17aの上側に位置する環状の上壁面W2と、高周波コイル17aの下側に位置する環状の下壁面W3とで構成され、側壁面W1と上壁面W2、側壁面W1と下壁面W3がそれぞれ一体に形成されている。外周被覆部材18aの下壁面W3には、高周波コイル17aを通すための挿通孔hoが設けられている。挿通孔hoを側壁面W1に設けるようにしてもよい。なお、内周被覆部材18aと外周被覆部材18aの間や、挿通孔hoでの外周被覆部材18aと高周波コイル17aの間に僅かに隙間を設けたり、内周被覆部材18aや外周被覆部材18aに微小な排気孔を設けたりして、内周被覆部材18aと外周被覆部材18aとで囲われた空間を排気等できるようにしておくのが好ましい。 As shown in FIG. 2, the inner circumferential cover members 18a 1 of the present embodiment, in order to place inside of the high-frequency coil 17a, a cylindrical member having a diameter smaller than the inner diameter of the high-frequency coil 17a. The outer peripheral covering member 18a 2 of the present embodiment has a cylindrical side wall surface W1 positioned on the outer peripheral side of the high frequency coil 17a, an annular upper wall surface W2 positioned on the upper side of the high frequency coil 17a, and a lower side of the high frequency coil 17a. It is comprised by the cyclic | annular lower wall surface W3 located, and the side wall surface W1 and the upper wall surface W2, and the side wall surface W1 and the lower wall surface W3 are integrally formed, respectively. On the outer covering member 18a 2 of the lower wall surface W3, insertion hole ho for passing a high-frequency coil 17a. The insertion hole ho may be provided on the side wall surface W1. Incidentally, and between the inner circumferential cover members 18a 1 and the outer cover member 18a 2, may be provided a slight clearance between the outer periphery covering member 18a 2 and the high frequency coil 17a in the insertion hole ho, the inner circumferential cover members 18a 1 and the outer periphery and it may be provided with small vent holes in the cover member 18a 2, preferably keep a space surrounded by the inner periphery covering member 18a 1 and the outer cover member 18a 2 to be exhausted, and the like.

本実施形態では、外周被覆部材18aは、図示しない支柱を介して真空層11に固定される。内周被覆部材18aは、外周被覆部材18aの下壁面W3に形成された支持溝mに嵌合されて、支持される。内周被覆部材18aと外周被覆部材18aの支持の方法は、これに限らず、内周被覆部材18aも支柱を介して真空槽11に固定したり、外周被覆部材18aに内周被覆部材18aをネジ等で取り付けたり、係合させたり等してもよい。内周被覆部材18aを支柱で真空槽11に固定して、外周被覆部材18aを内周被覆部材18aに支持させてもよい。 In this embodiment, the outer peripheral cover member 18a 2 is fixed to the vacuum layer 11 via the support column (not shown). Inner circumferential covering member 18a 1 is being fitted to the support groove m that is formed on the lower wall surface W3 of the outer peripheral cover member 18a 2, it is supported. The method of supporting the inner periphery covering member 18a 1 and the outer periphery covering member 18a 2 is not limited to this, and the inner periphery covering member 18a 1 is also fixed to the vacuum chamber 11 via a support, or the inner periphery covering member 18a 2 the covering member 18a 1 or screwed, etc. to such or engaged. The inner peripheral covering member 18a 1 may be fixed to the vacuum chamber 11 with a support, and the outer peripheral covering member 18a 2 may be supported by the inner peripheral covering member 18a 1 .

本実施形態では、内周被覆部材18aは、絶縁体で形成される。内周被覆部材18aを形成する絶縁体としては、例えばSiO、Al、MgO、BeO、BN、MgO・SiO等又はこれらを主成分とするものが考えられる。内周被覆部材18aを絶縁体で形成することにより、高周波コイル17a,17bの内側でのプラズマの発生が、内周被覆部材18aによって妨げられることなく、好適である。 In the present embodiment, the inner periphery covering member 18a 1 is formed of an insulator. As the insulating body forming the inner peripheral covering member 18a 1, for example SiO 2, Al 2 O 3, MgO, BeO, BN, what a MgO · SiO 2 or the like, or the main component of these conceivable. By forming the inner periphery covering member 18a 1 with an insulator, the generation of plasma inside the high frequency coils 17a, 17b is preferable without being hindered by the inner periphery covering member 18a 1 .

外周被覆部材18aは、導電体で形成され、接地される。外周被覆部材18aを形成する導電体としては、例えばステンレス、ニッケル、銅、モリブデン等が考えられる。本実施形態では、導電体からなる外周被覆部材18aを接地する。外周被覆部材18aを接地することで、高周波コイル17aの外側にプラズマが発生することを防止して、プラズマを高周波コイル17aの内側の限定的な空間に発生させることが可能となる。言い換えると、プラズマを高周波コイル17aの内側に限定的に発生させることが可能となる。これにより、プラズマと真空槽11との相互作用をより少なくして、安定した成膜を実現することが可能となる。 The outer periphery covering member 18a 2 is formed of a conductor and is grounded. The conductor that forms the outer periphery covering member 18a 1, for example, stainless steel, nickel, copper, molybdenum or the like. In the present embodiment, the outer peripheral covering member 18a 2 made of a conductor is grounded. By grounding the outer periphery covering member 18a 2, it is possible to prevent the plasma to the outside of the high-frequency coil 17a is generated, it becomes possible to generate plasma inside the limited space of the radio frequency coil 17a. In other words, plasma can be generated in a limited manner inside the high-frequency coil 17a. As a result, the interaction between the plasma and the vacuum chamber 11 can be reduced and stable film formation can be realized.

カバー部材18bも、上記カバー部材18aと同様に、絶縁体で形成された内周被覆部材18b及び導電体で形成された外周被覆部材18bで構成され、外周被覆部材18bが接地される。また、内周被覆部材18bや外周被覆部材18bの形状も、図2で示した内周被覆部材18aや外周被覆部材18aの形状と同様である。なお、内周被覆部材18a,18bが、本発明の内側被覆部材に相当し、外周被覆部材18a,18bが、本発明の外側被覆部材に相当する。 Similarly to the cover member 18a, the cover member 18b includes an inner periphery covering member 18b 1 formed of an insulator and an outer periphery covering member 18b 2 formed of a conductor, and the outer periphery covering member 18b 2 is grounded. . The shapes of the inner peripheral covering member 18b 1 and the outer peripheral covering member 18b 2 are the same as the shapes of the inner peripheral covering member 18a 1 and the outer peripheral covering member 18a 2 shown in FIG. The inner periphery covering members 18a 1 and 18b 1 correspond to the inner covering member of the present invention, and the outer periphery covering members 18a 2 and 18b 2 correspond to the outer covering member of the present invention.

本発明の付着抑制部や、被覆部材に相当するものとしては、上記のカバー部材18a、18bの例の他に、次に説明するカバー部材118a,118bのような構成としてもよい。
図3は、カバー部材118aを示す。図示は省略するが、カバー部材118bも、このカバー部材118aと同様の構成とすることができる。図3の(A)は、カバー部材118aの平面図である。図3の(B)は、図3の(A)におけるY−Y断面図である。なお、図3には、高周波コイル17aや、ガス導入管11bも示している。本実施形態のカバー部材118aは、高周波コイル17aの内周側から高周波コイル17aを覆う内周被覆部材118aと、高周波コイル17aの外周側と下側,上側から高周波コイル17aを覆う外周被覆部材118aとで構成され、高周波コイル17aの内周側と外周側とを覆うものである。内周被覆部材118aが、本発明の内側被覆部材に相当し、外周被覆部材118aが、本発明の外側被覆部材に相当する。
In addition to the above-described examples of the cover members 18a and 18b, configurations corresponding to cover members 118a and 118b to be described below may be used as the adhesion suppressing portion and the covering member of the present invention.
FIG. 3 shows the cover member 118a. Although illustration is omitted, the cover member 118b can also have the same configuration as the cover member 118a. FIG. 3A is a plan view of the cover member 118a. FIG. 3B is a YY cross-sectional view in FIG. FIG. 3 also shows the high-frequency coil 17a and the gas introduction pipe 11b. The cover member 118a of this embodiment, the inner cover member 118a 1 from the inner circumferential side of the high-frequency coil 17a covering the high-frequency coil 17a, the outer peripheral side and lower side of the high-frequency coil 17a, the outer peripheral cover member from the upper side to cover the high-frequency coil 17a 118a 2 and covers the inner peripheral side and the outer peripheral side of the high frequency coil 17a. The inner peripheral covering member 118a 1 corresponds to the inner covering member of the present invention, and the outer peripheral covering member 118a 2 corresponds to the outer covering member of the present invention.

図3に示すように、本実施形態の内周被覆部材118aは、本発明の第2の内側被覆部材に相当する内周下側被覆部材118a_dと、本発明の第1の内側被覆部材に相当する内周上側被覆部材118a_uで構成される。内周下側被覆部材118a_d、内周上側被覆部材118a_uは、いずれも高周波コイル17aの内側に配置するために、高周波コイル17aの内径よりも小さな径を有する円筒状の部材である。本実施形態では、内周下側被覆部材118a_dが、内周上側被覆部材118a_uの径よりもさらに小さい径を有する。本実施形態の外周被覆部材118aは、上記の図2に示した外周被覆部材18aと同様の形状を備える。ただし、外周被覆部材118aの上壁面には係合部haを備える。なお、本実施形態において、係合部haは、外周被覆部材118aの上壁面端部に設けられた段差である。 As shown in FIG. 3, the inner periphery covering member 118a 1 of the present embodiment includes an inner periphery lower covering member 118a 1 _d corresponding to the second inner covering member of the present invention, and the first inner covering of the present invention. consisting of an inner peripheral upper cover member 118a 1 _u corresponding to member. The inner peripheral lower covering member 118a 1 —d and the inner peripheral upper covering member 118a 1 —u are both cylindrical members having a diameter smaller than the inner diameter of the high frequency coil 17a in order to be disposed inside the high frequency coil 17a. . In the present embodiment, the inner peripheral lower covering member 118a 1 — d has a smaller diameter than the inner peripheral upper covering member 118a 1 — u. The outer periphery covering member 118a 2 of the present embodiment has the same shape as the outer periphery covering member 18a 2 shown in FIG. However, the upper wall surface of the outer cover member 118a 2 comprises an engagement portion ha 2. In the present embodiment, the engaging portion ha 2 is a step provided at the upper wall surface end of the outer periphery covering member 118a 2 .

本実施形態では、外周被覆部材118aは、図示しない支柱を介して真空層11に固定される。内周下側被覆部材118a_dは、外周被覆部材118aの下壁面W3に形成された支持溝mに嵌合されて、支持される。内周上側被覆部材118a_uは、内周上側被覆部材118a_uの上端に形成された係合片haを、外周被覆部材118aの上壁面に形成された係合部haに係合させることで、支持される。さらに、内周下側被覆部材118a_dは、少なくともその一部が内周上側被覆部材118a_uの内側に挿入されて、内周下側被覆部材118a_dと内周上側被覆部材118a_uとが、少なくとも一部で重なり合うように配置される。このとき、内周下側被覆部材118a_dと内周上側被覆部材118a_uとの間に所定の間隔(数ミリ程度)ができるように、内周下側被覆部材118a_d、内周上側被覆部材118a_uの径が定められている。なお、内周下側被覆部材118a_d,内周上側被覆部材118a_uと外周被覆部材18aの支持の方法は、上記に限らず、内周下側被覆部材118a_d,内周上側被覆部材118a_uをネジ等で取り付けてもよい。 In this embodiment, the outer periphery covering member 118a 2 is fixed to the vacuum layer 11 via a support (not shown). The inner peripheral lower covering member 118a 1 — d is supported by being fitted into a support groove m formed in the lower wall surface W3 of the outer peripheral covering member 118a 2 . The inner peripheral upper covering member 118a 1 — u is engaged with the engaging piece ha 1 formed on the upper end of the inner peripheral upper covering member 118a 1 — u with the engaging portion ha 2 formed on the upper wall surface of the outer peripheral covering member 118a 2. It is supported by combining. Further, at least a part of the inner peripheral lower covering member 118a 1 — d is inserted inside the inner peripheral upper covering member 118a 1 — u, and the inner peripheral lower covering member 118a 1 — d and the inner peripheral upper covering member 118a 1. _U is arranged so as to overlap at least partly. At this time, to allow a predetermined interval (several millimeters) between the inner circumferential lower cover member 118a 1 _d and the inner upper cover member 118a 1 _u, the inner peripheral lower cover member 118a 1 _d, the inner peripheral The diameter of the upper covering member 118a 1 — u is determined. The method of supporting the inner peripheral lower covering member 118a 1 _d, the inner peripheral upper covering member 118a 1 _u and the outer peripheral covering member 18a 2 is not limited to the above, and the inner peripheral lower covering member 118a 1 _d, the inner peripheral upper cover The covering member 118a 1 — u may be attached with a screw or the like.

図3の例では、上記のように、内周下側被覆部材118a_dと内周上側被覆部材118a_uとの間に所定の間隔ができるように、内周下側被覆部材118a_d,内周上側被覆部材118a_uが配置されている。このように内周下側被覆部材118a_dと内周上側被覆部材118a_uとの間に間隔を設けることで、その間隔を利用して、内周被覆部材118aに付着した原料蒸発物やイオンの影響を最小限に抑えながら、プラズマ生成空間Paで高周波放電によるプラズマを安定して持続できる。 In the example of FIG. 3, as described above, the inner peripheral lower covering member 118 a 1 — d so that a predetermined interval is formed between the inner peripheral lower covering member 118 a 1 — d and the inner peripheral upper covering member 118 a 1 — u. , the inner peripheral upper cover member 118a 1 _u are arranged. By providing the gap between the inner peripheral lower cover member 118a 1 _d and the inner upper cover member 118a 1 _u, material vapors which by utilizing the intervals, adhering to the inner peripheral cover member 118a 1 The plasma generated by the high frequency discharge can be stably maintained in the plasma generation space Pa while minimizing the influence of ions and ions.

内周被覆部材118aは、上記の内周被覆部材18aの場合と同様に絶縁体で形成されるのが好ましい。しかし、内周被覆部材118aでは、内周下側被覆部材118a_dと内周上側被覆部材118a_uとの間に間隔を設け、その間隔を利用して高周波放電を行うことが可能なため、ステンレス、ニッケル、銅、モリブデン等の導電体で内周被覆部材118aを形成することも可能である。外周被覆部材118aは、上記の外周被覆部材118aと同様に、導電体で形成され、接地される。 The inner circumference covering member 118a 1 is preferably formed of an insulator as in the case of the inner circumference covering member 18a 1 described above. However, the inner circumferential cover members 118a 1, the distance between the inner peripheral lower cover member 118a 1 _d and the inner upper cover member 118a 1 _u provided, which can perform high-frequency discharge by utilizing the interval Therefore, it is also possible to form stainless steel, nickel, copper, an inner circumferential covering member 118a 1 with a conductor such as molybdenum. The outer periphery covering member 118a 2 is formed of a conductor and grounded in the same manner as the outer periphery covering member 118a 2 described above.

次に、本発明の蒸着停止手段について説明する。本発明の蒸着停止手段は、本実施形態では、シャッタ51a,51bと、回転棒52a,52bと、シャッタ駆動モータ53a,53bと、で構成される。なお、シャッタ51a,51bが、本発明のシャッタ部材に相当し、回転棒52a,52b及びシャッタ駆動モータ53a,53bが、本発明のシャッタ部材駆動部に相当する。
シャッタ51aは、プラズマ生成空間Pa上部を覆う大きさの板状をした部材である。シャッタ51bは、プラズマ生成空間Pbの上部を覆う大きさの板状をした部材である。本実施形態のシャッタ51aには回転棒52aを介してシャッタ駆動モータ53a(図4参照)が連結され、シャッタ51bには回転棒52bを介してシャッタ駆動モータ53b(図4参照)が連結されている。シャッタ駆動モータ53aを駆動させることで、回転棒52aが回転する。シャッタ51aは、この回転棒52aの回転にともなって、プラズマ生成空間Paの上部を覆う位置と、覆わない位置との間で移動するようになっている。シャッタ51bもシャッタ51aと同様に、プラズマ生成空間Pbの上部を覆う位置と、覆わない位置との間で移動する。
Next, the vapor deposition stop means of the present invention will be described. In the present embodiment, the vapor deposition stopping means of the present invention includes shutters 51a and 51b, rotating rods 52a and 52b, and shutter drive motors 53a and 53b. The shutters 51a and 51b correspond to the shutter member of the present invention, and the rotary rods 52a and 52b and the shutter drive motors 53a and 53b correspond to the shutter member drive unit of the present invention.
The shutter 51a is a plate-shaped member that covers the upper part of the plasma generation space Pa. The shutter 51b is a plate-shaped member that covers the upper part of the plasma generation space Pb. The shutter 51a of this embodiment is connected to a shutter drive motor 53a (see FIG. 4) via a rotating rod 52a, and the shutter drive motor 53b (see FIG. 4) is connected to the shutter 51b via a rotating rod 52b. Yes. By driving the shutter drive motor 53a, the rotating rod 52a rotates. The shutter 51a moves between a position that covers the upper part of the plasma generation space Pa and a position that does not cover as the rotating rod 52a rotates. Similarly to the shutter 51a, the shutter 51b also moves between a position covering the upper part of the plasma generation space Pb and a position not covering it.

シャッタ51a,51bがプラズマ生成空間Pa,Pbの上部を覆わない位置にあるときには、原料蒸発物がプラズマ生成空間Pa,Pbから基板ホルダ13の方向へ移動して基板に到達することが可能となる。シャッタ51a,51bがプラズマ生成空間Pa,Pbの上部を覆う位置にあるときには、原料蒸発物がプラズマ生成空間Pa,Pbから基板ホルダ13の方向へ移動して基板に到達することが一時的に妨げられる。なお、本実施形態では、シャッタ51a,51がプラズマ生成空間Pa,Pbの上部を覆う位置にあるときでも、ガス導入管11bからのガスや、蒸着源30a,30bからの原料蒸発物がプラズマ生成空間Pa,Pbに供給されることが妨げられることがないため、プラズマ生成空間Pa,Pbでプラズマを持続させることが比較的容易となっている。   When the shutters 51a and 51b are in positions that do not cover the upper portions of the plasma generation spaces Pa and Pb, the raw material evaporates can move from the plasma generation spaces Pa and Pb toward the substrate holder 13 and reach the substrate. . When the shutters 51a and 51b are positioned so as to cover the upper portions of the plasma generation spaces Pa and Pb, the raw material evaporation temporarily moves from the plasma generation spaces Pa and Pb toward the substrate holder 13 and reaches the substrate. It is done. In the present embodiment, even when the shutters 51a and 51 are positioned so as to cover the upper portions of the plasma generation spaces Pa and Pb, the gas from the gas introduction pipe 11b and the raw material evaporates from the vapor deposition sources 30a and 30b are generated by the plasma. Since the supply to the spaces Pa and Pb is not hindered, it is relatively easy to sustain the plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb.

次に、本発明のイオン照射手段に相当するイオン銃60について説明する。イオン銃60は、真空槽11内で基板に向けてイオンビームを照射するためのものである。なお、上述の励起手段(高周波コイル17a,17b,高周波電源26a,26b等)でプラズマを発生させることによっても、真空槽11内にイオンを生じ、このイオンが基板に達することもある。しかし、上述の励起手段は、蒸発雲を積極的に励起するためのものである。本発明のイオン照射手段は、これとは異なり、基板に向けて高エネルギーのイオンを照射するために、上述の励起手段とは別に設けられるものである。   Next, an ion gun 60 corresponding to the ion irradiation means of the present invention will be described. The ion gun 60 is for irradiating an ion beam toward the substrate in the vacuum chamber 11. In addition, by generating plasma with the above-described excitation means (high-frequency coils 17a and 17b, high-frequency power supplies 26a and 26b, etc.), ions are generated in the vacuum chamber 11, and these ions may reach the substrate. However, the excitation means described above is for actively exciting the evaporating cloud. In contrast to this, the ion irradiation means of the present invention is provided separately from the above-described excitation means in order to irradiate the substrate with high-energy ions.

イオン銃60には、ガスボンベ61が配管を介して接続され、このガスボンベ61から酸素ガス,窒素ガス,弗素ガス,オゾンガス等のガスが、イオン銃60に導入できるように構成されている。ガスボンベ61からのガスの流量はマスフローコントローラ63で調整される。イオン銃60に導入されたガスは、イオン銃60でイオン化・励起され、イオン化・励起されたガスがイオンビームとして真空槽11内に照射されることとなる。そのため、イオン銃60には、ガスのイオン化・励起、イオンの加速等のための電力を供給するイオン銃電源62が接続されている。また、イオン銃60には、空間電荷を中和するためにニュートラライザ機能が備わっている。イオン銃60としては、例えば、高周波放電型(Freeman)型、熱電子衝撃(Kaufman)型、マイクロ波型、冷陰極型等のイオン銃を用いることができる。   A gas cylinder 61 is connected to the ion gun 60 via a pipe, and gas such as oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas, and ozone gas can be introduced into the ion gun 60 from the gas cylinder 61. The flow rate of gas from the gas cylinder 61 is adjusted by the mass flow controller 63. The gas introduced into the ion gun 60 is ionized and excited by the ion gun 60, and the ionized and excited gas is irradiated into the vacuum chamber 11 as an ion beam. Therefore, an ion gun power source 62 that supplies power for gas ionization / excitation, ion acceleration, and the like is connected to the ion gun 60. Further, the ion gun 60 has a neutralizer function to neutralize space charge. As the ion gun 60, for example, a high frequency discharge type (Freeman) type, a thermal electron impact (Kaufman) type, a microwave type, a cold cathode type, or the like can be used.

イオン銃60のイオンビームを照射する部分にはシャッタ64が設けられている。本実施形態のシャッタ64には回転棒65を介してシャッタ駆動モータ66(図4参照)が連結されている。シャッタ駆動モータ66を駆動させることで、回転棒65が回転する。シャッタ64は、この回転棒65の回転にともなって、イオン銃60の上部を覆う位置と、覆わない位置との間で移動する。シャッタ64がイオン銃60の上部を覆わない位置にあるときには、イオンビームが基板ホルダ13の方向へ移動して基板に到達することが可能となる。シャッタ64がイオン銃60の上部を覆う位置にあるときには、イオンビームが基板ホルダ13の方向へ移動して基板に到達することが一時的に妨げられる。   A shutter 64 is provided at a portion of the ion gun 60 where the ion beam is irradiated. A shutter drive motor 66 (see FIG. 4) is connected to the shutter 64 of this embodiment via a rotating rod 65. By driving the shutter drive motor 66, the rotating rod 65 rotates. The shutter 64 moves between a position where the upper part of the ion gun 60 is covered and a position where it is not covered as the rotating rod 65 rotates. When the shutter 64 is in a position that does not cover the upper portion of the ion gun 60, the ion beam can move toward the substrate holder 13 and reach the substrate. When the shutter 64 is in a position covering the upper portion of the ion gun 60, the ion beam is temporarily prevented from moving toward the substrate holder 13 and reaching the substrate.

蒸着装置1には、さらに、形成された薄膜の膜厚を監視するために、投光器71、受光器72、モニタ73、モニタマスク74、投光側ミラー75、受光側ミラー76が設けられている。投光器71から発せられた光は投光側ミラー75で反射してモニタ73に達する。モニタ73で反射した光は、受光側ミラー76を介して受光器72に達する。受光器72で受ける光の変化量から、モニタ73に形成された薄膜の膜圧を監視する。   The vapor deposition apparatus 1 is further provided with a projector 71, a light receiver 72, a monitor 73, a monitor mask 74, a light projection side mirror 75, and a light reception side mirror 76 in order to monitor the film thickness of the formed thin film. . The light emitted from the projector 71 is reflected by the projector-side mirror 75 and reaches the monitor 73. The light reflected by the monitor 73 reaches the light receiver 72 via the light receiving side mirror 76. The film pressure of the thin film formed on the monitor 73 is monitored from the amount of change in light received by the light receiver 72.

本実施形態では、モニタ73の蒸着源30a,30b側には板状のモニタマスク74が設けられている。モニタマスク74には穴が設けられ、モニタ73には、このモニタマスク74の穴に対応する位置にだけ薄膜が形成される。したがって、モニタマスク74を回転させる等により、穴の位置を移動させれば、同じモニタ73の異なる位置に薄膜を形成させることができる。したがって、例えば、薄膜を積層させる場合等には、薄膜の各層の形成を開始する際に、モニタマスク74の穴の位置を移動させて新しい場所に薄膜を形成させるようにすれば、層毎の膜厚を正確に監視することが可能となる。   In the present embodiment, a plate-like monitor mask 74 is provided on the monitor 73 on the vapor deposition sources 30a, 30b side. A hole is provided in the monitor mask 74, and a thin film is formed on the monitor 73 only at a position corresponding to the hole of the monitor mask 74. Accordingly, if the position of the hole is moved by rotating the monitor mask 74 or the like, a thin film can be formed at a different position on the same monitor 73. Therefore, for example, when a thin film is laminated, when the formation of each layer of the thin film is started, the position of the hole in the monitor mask 74 is moved to form the thin film at a new location. The film thickness can be accurately monitored.

図4は、蒸着装置1の制御手段の機能を説明するブロック図である。制御装置80は、各種の制御をおこなうCPU,CPUの動作プログラムを記憶するROM,CPUの動作で必要に応じて情報の記憶を行うRAM等で構成される。制御装置80は、受光器72、熱伝対13a等からの検出信号等の入力を受ける。また、制御装置80は、ヒーター電源24、電子銃電源25a,25b、高周波電源26a,26b、位相シフタ27、イオン銃電源62、シャッタ駆動モータ53a,53b、マスフローコントローラ42,63の制御等を統括的に行うものである。電子銃電源25a,25bを制御する制御装置80が、本発明の電力制御手段に相当する。また、位相シフタ27や、位相シフタ27を制御する制御装置80が本発明の位相制御手段に相当する。   FIG. 4 is a block diagram for explaining the function of the control means of the vapor deposition apparatus 1. The control device 80 includes a CPU that performs various controls, a ROM that stores an operation program for the CPU, a RAM that stores information as needed by the operation of the CPU, and the like. The control device 80 receives input of detection signals and the like from the light receiver 72, the thermocouple 13a, and the like. The control device 80 controls the heater power supply 24, the electron gun power supplies 25a and 25b, the high frequency power supplies 26a and 26b, the phase shifter 27, the ion gun power supply 62, the shutter drive motors 53a and 53b, the mass flow controllers 42 and 63, and the like. Is what you do. The control device 80 that controls the electron gun power supplies 25a and 25b corresponds to the power control means of the present invention. The phase shifter 27 and the control device 80 that controls the phase shifter 27 correspond to the phase control means of the present invention.

制御装置80は、外部からのスイッチ等の操作に応じて、又は予め定められた制御プログラムに従って、各種の制御を行う。例えば、成膜中等に熱伝対13aからの信号を受けて、基板(基板ホルダ13)を所望の温度に維持するように、ヒーター電源24の出力を調整する。また、制御装置80は、受光器72からの信号を受けて、所定の膜厚の薄膜が基板に蒸着されたことを検知すると、シャッタ駆動モータ53a,53b等を制御して、蒸着の中断等を行う。また、成膜の状況に応じて、制御装置80から高周波電源26a,26b、位相シフタ27、マスフローコントローラ42,63等へ制御信号を与える構成にして、制御装置80を介してプラズマ状態の調整を行う。   The control device 80 performs various controls according to the operation of an external switch or the like or according to a predetermined control program. For example, in response to a signal from the thermocouple 13a during film formation, the output of the heater power supply 24 is adjusted so that the substrate (substrate holder 13) is maintained at a desired temperature. When the control device 80 receives a signal from the light receiver 72 and detects that a thin film having a predetermined film thickness has been deposited on the substrate, the control device 80 controls the shutter drive motors 53a, 53b and the like to interrupt the deposition. I do. Further, according to the film formation situation, the control device 80 is configured to give control signals to the high frequency power supplies 26a and 26b, the phase shifter 27, the mass flow controllers 42 and 63, etc., and the plasma state is adjusted via the control device 80. Do.

以下に、上述の本実施形態の蒸着装置1を用いて、2種類の薄膜(例えば、屈折率の相違する2種類の薄膜)を交互に積層させた薄膜を形成する方法について説明する。   Below, the method to form the thin film which laminated | stacked two types of thin films (for example, two types of thin films from which refractive index differs) using the vapor deposition apparatus 1 of this embodiment mentioned above is demonstrated.

まず、坩堝31aに原料Saを充填し、坩堝31bに原料Sbを充填する。原料Saは、本発明の第1の原料に相当する。原料Sbは、本発明の第2の原料に相当する。本実施形態では、坩堝31aと坩堝31bに、それぞれ異なる原料を充填して、2種類の薄膜を交互に積層させた薄膜を形成する。例えば、原料Saとして酸化ケイ素(SiO)を、原料Sbとして酸化タンタル(Ta)を使用する。次いで、基板ホルダ13に基板を保持させて、真空槽11内に配置する。この状態で、真空槽11内を所定の圧力まで減圧する。例えば、約1×10−3Pa以下に調整する。この段階では、シャッタ51a,51bはプラズマ生成空間Pa,Pbの上部を覆う位置にあり、シャッタ64はイオン銃60の上部を覆う位置にある。 First, the raw material Sa is filled in the crucible 31a, and the raw material Sb is filled in the crucible 31b. The raw material Sa corresponds to the first raw material of the present invention. The raw material Sb corresponds to the second raw material of the present invention. In this embodiment, the crucible 31a and the crucible 31b are filled with different raw materials, and a thin film in which two types of thin films are alternately stacked is formed. For example, silicon oxide (SiO 2 ) is used as the raw material Sa, and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) is used as the raw material Sb. Next, the substrate is held by the substrate holder 13 and placed in the vacuum chamber 11. In this state, the inside of the vacuum chamber 11 is depressurized to a predetermined pressure. For example, it is adjusted to about 1 × 10 −3 Pa or less. At this stage, the shutters 51a and 51b are in positions that cover the upper portions of the plasma generation spaces Pa and Pb, and the shutter 64 is in a position that covers the upper portions of the ion gun 60.

真空槽11内が所定の圧力で安定したら、マスフローコントローラ42を制御して、ガスボンベ41から、所定流量で必要なガスを真空槽11内に導入する。例えば、約50ccm(sccmは、0℃,1atmにおける、1分間あたりの流量を表すもので、cm/minに等しい。)で、酸素ガスを真空槽11内に導入する。勿論、必要なければ、ガスボンベ41からのガス導入を行わなくてもよい。 When the inside of the vacuum chamber 11 is stabilized at a predetermined pressure, the mass flow controller 42 is controlled to introduce a necessary gas from the gas cylinder 41 into the vacuum chamber 11 at a predetermined flow rate. For example, oxygen gas is introduced into the vacuum chamber 11 at about 50 ccm (sccm represents a flow rate per minute at 0 ° C. and 1 atm and is equal to cm 3 / min). Of course, if it is not necessary, the gas introduction from the gas cylinder 41 may not be performed.

また、マスフローコントローラ63を制御してイオン銃60にガスを導入し、イオン銃電源62からイオン銃に電力を供給して、イオン銃60に導入したガスのイオンをイオンビームとして真空槽11内へ照射する。この時点では、シャッタ64をイオン銃60の上部を覆う位置に配置しておく。イオン銃60によるイオンビームの真空槽11内への照射は、後述の原料Saの蒸着の最中、及び原料Sbの蒸着の最中に亘って行われる。なお、イオン銃60に導入するガスは、形成する薄膜の構成元素等に応じて適宜都合のよいものを選ぶ。例えば、酸素ガス,窒素ガス等の反応性ガスを導入するようにする。反応性ガスのイオンを基板に形成する薄膜に照射することで、反応性ガスのイオンビームの運動エネルギーを薄膜に与えて、緻密な薄膜を形成することが可能となる。   Further, the mass flow controller 63 is controlled to introduce gas into the ion gun 60, and power is supplied from the ion gun power source 62 to the ion gun, and ions of the gas introduced into the ion gun 60 are entered into the vacuum chamber 11 as an ion beam. Irradiate. At this time, the shutter 64 is disposed at a position covering the upper portion of the ion gun 60. Irradiation of the ion beam into the vacuum chamber 11 by the ion gun 60 is performed during deposition of the raw material Sa, which will be described later, and during deposition of the raw material Sb. The gas introduced into the ion gun 60 is appropriately selected according to the constituent elements of the thin film to be formed. For example, a reactive gas such as oxygen gas or nitrogen gas is introduced. By irradiating the thin film formed on the substrate with ions of the reactive gas, the kinetic energy of the reactive gas ion beam can be applied to the thin film, thereby forming a dense thin film.

続いて、電子銃電源25a,25bによって電子銃32a,32bに対する電力供給を開始する。なお、この時点では、蒸着は未だ開始しないため、電子銃32a,32bに対する電力供給は必要最小限で維持する。次に、シャッタ駆動モータ66を駆動させることで、シャッタ64をイオン銃60の上部を覆わない位置へ移動させることで、イオンビームを真空槽11内の基板に向けて照射する。また、このようにシャッタ64を移動させるとともに、高周波電源26a,26bによって高周波コイル17a,17bに電力を供給して、プラズマ生成空間Pa,Pbでプラズマを発生させる。   Subsequently, power supply to the electron guns 32a and 32b is started by the electron gun power supplies 25a and 25b. At this time, since the vapor deposition has not started yet, the power supply to the electron guns 32a and 32b is maintained to the minimum necessary. Next, the shutter drive motor 66 is driven to move the shutter 64 to a position that does not cover the upper portion of the ion gun 60, thereby irradiating the ion beam toward the substrate in the vacuum chamber 11. In addition, the shutter 64 is moved in this way, and power is supplied to the high-frequency coils 17a and 17b by the high-frequency power sources 26a and 26b to generate plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb.

制御装置80によって、ガス流量や、高周波コイル17a,17bに供給する電力等を調整することで、プラズマ生成空間Paとプラズマ生成空間Pbそれぞれに、待機状態のプラズマを発生させて、この状態を維持する。本実施形態では、高周波コイル17a,17bに対して、プラズマが消えない程度の電力を供給するように調整して、待機状態のプラズマを維持する。また、高周波コイル17a,17bに供給する電力の位相は、位相シフタ27によって調整する。待機状態のプラズマが安定したところで、その後、本発明の第1蒸着工程に相当する工程として、原料Saの蒸着を開始する。   By adjusting the gas flow rate, the power supplied to the high-frequency coils 17a and 17b, and the like by the control device 80, plasma in the standby state is generated in each of the plasma generation space Pa and the plasma generation space Pb, and this state is maintained. To do. In the present embodiment, the plasma in the standby state is maintained by adjusting the high-frequency coils 17a and 17b so that power is supplied so that the plasma does not disappear. The phase of the power supplied to the high frequency coils 17a and 17b is adjusted by the phase shifter 27. When the plasma in the standby state is stabilized, the deposition of the raw material Sa is started as a process corresponding to the first deposition process of the present invention.

原料Saの蒸着では、先ず、電子銃32aに供給する電力を所定の値に上げて、電子ビームを原料Saに照射して、原料Saの蒸発物である原料蒸発物Sa’を発生させる。これと同時期に、高周波コイル17aに供給する電力を上げて、プラズマ生成空間Paに原料Sa蒸着時のプラズマを発生させる。原料Sa蒸着時のプラズマは、待機状態のプラズマよりもプラズマ密度が高い状態のプラズマである。そして、プラズマ生成空間Paで原料Sa蒸着時のプラズマを安定させたら、シャッタ駆動モータ53aを制御して、シャッタ51aをプラズマ生成空間Paの上部を覆わない位置に移動させる。これにより、プラズマ生成空間Paを通過した原料蒸発物Sa’が基板ホルダ13の方向へ移動して、その一部が基板に付着することで、原料Saの蒸着が行われる。本実施形態では、カバー部材18a,18bで覆われた高周波コイル17a,17bを備えた蒸着装置1を用いて原料Saの蒸着を行うことで、高周波コイル17a,17bへの原料蒸発物Sa’の付着を抑制しながら原料Saの蒸着を行う。   In vapor deposition of the raw material Sa, first, the power supplied to the electron gun 32a is raised to a predetermined value, and the raw material Sa is irradiated with an electron beam to generate a raw material vapor Sa 'that is an evaporated material of the raw material Sa. At the same time, the power supplied to the high-frequency coil 17a is increased to generate plasma during the deposition of the raw material Sa in the plasma generation space Pa. The plasma at the time of deposition of the raw material Sa is plasma in a state where the plasma density is higher than that in the standby state plasma. When the plasma during the material Sa vapor deposition is stabilized in the plasma generation space Pa, the shutter drive motor 53a is controlled to move the shutter 51a to a position that does not cover the upper part of the plasma generation space Pa. As a result, the material evaporant Sa ′ that has passed through the plasma generation space Pa moves in the direction of the substrate holder 13, and a part thereof adheres to the substrate, whereby the material Sa is deposited. In the present embodiment, the raw material Sa is vapor-deposited using the vapor deposition apparatus 1 including the high-frequency coils 17a and 17b covered with the cover members 18a and 18b, so that the raw material evaporated Sa ′ on the high-frequency coils 17a and 17b The material Sa is deposited while suppressing the adhesion.

原料Saの蒸着が行われている間、制御装置80は、受光器72からの信号を監視する。制御装置80は、受光器72からの信号によって、所望の膜厚の薄膜が基板に形成されたことを確認すると、シャッタ駆動モータ53aを制御してシャッタ51aをプラズマ生成空間Paの上部を覆う位置に移動させる。このようにシャッタ51aを移動させることで、原料蒸発物Sa’が基板ホルダ13の方向へ移動することを妨げて、原料Saの蒸着を終了する。次いで、電子銃32aに供給する電力を下げるとともに、高周波コイル17aに供給する電力を下げて、プラズマ生成空間Paで待機状態のプラズマを維持する。   While the deposition of the raw material Sa is being performed, the control device 80 monitors a signal from the light receiver 72. When the controller 80 confirms that a thin film having a desired film thickness has been formed on the substrate by a signal from the light receiver 72, the controller 80 controls the shutter drive motor 53a to cover the shutter 51a with the upper part of the plasma generation space Pa. Move to. By moving the shutter 51a in this way, the evaporation of the material Sa is prevented by preventing the material evaporant Sa 'from moving in the direction of the substrate holder 13. Next, the power supplied to the electron gun 32a is lowered, and the power supplied to the high-frequency coil 17a is lowered to maintain the plasma in the standby state in the plasma generation space Pa.

次に、本発明の第2蒸着工程に相当する工程として、原料Sbの蒸着を開始する。原料Sbの蒸着では、先ず、電子銃32bに供給する電力を所定の値に上げて、電子ビームを原料Sbに照射して、原料Sbの蒸発物である原料蒸発物Sb’を発生させる。これと同時期に、高周波コイル17bに供給する電力を上げて、プラズマ生成空間Pbに原料Sb蒸着時のプラズマを発生させる。原料Sb蒸着時のプラズマは、待機状態のプラズマよりもプラズマ密度が高い状態のプラズマである。そして、プラズマ生成空間Pbで原料Sb蒸着時のプラズマを安定させたら、シャッタ駆動モータ53bを制御して、シャッタ51bをプラズマ生成空間Pbの上部を覆わない位置に移動させる。これにより、プラズマ生成空間Pbを通過した原料蒸発物Sb’が基板ホルダ13の方向へ移動して、その一部が基板に付着することで、原料Sbの蒸着が行われる。本実施形態では、カバー部材18a,18bで覆われた高周波コイル17a,17bを備えた蒸着装置1を用いて原料Sbの蒸着を行うことで、高周波コイル17a,17bへの原料蒸発物Sb’の付着を抑制しながら原料Sbの蒸着を行う。   Next, vapor deposition of the raw material Sb is started as a process corresponding to the second vapor deposition process of the present invention. In vapor deposition of the raw material Sb, first, the power supplied to the electron gun 32b is raised to a predetermined value, and the raw material Sb is irradiated with an electron beam to generate a raw material evaporant Sb 'that is an evaporant of the raw material Sb. At the same time, the power supplied to the high-frequency coil 17b is increased to generate plasma during the deposition of the raw material Sb in the plasma generation space Pb. The plasma at the time of depositing the raw material Sb is a plasma having a higher plasma density than the plasma in the standby state. When the plasma during the raw material Sb deposition is stabilized in the plasma generation space Pb, the shutter drive motor 53b is controlled to move the shutter 51b to a position that does not cover the upper part of the plasma generation space Pb. Thereby, the raw material evaporant Sb 'that has passed through the plasma generation space Pb moves in the direction of the substrate holder 13 and a part thereof adheres to the substrate, whereby the raw material Sb is deposited. In the present embodiment, the raw material Sb is deposited on the high-frequency coils 17a and 17b by using the vapor deposition apparatus 1 including the high-frequency coils 17a and 17b covered with the cover members 18a and 18b. The raw material Sb is deposited while suppressing adhesion.

原料Sbの蒸着が行われている間も、制御装置80は、受光器72からの信号を監視する。制御装置80は、受光器72からの信号によって、所望の膜厚の薄膜が基板に形成されたことを確認すると、シャッタ駆動モータ53bを制御してシャッタ51bをプラズマ生成空間Pbの上部を覆う位置に移動させる。このようにシャッタ51bを移動させることで、原料蒸発物Sb’が基板ホルダ13の方向へ移動することを妨げて、原料Sbの蒸着を終了する。次いで、電子銃32bに供給する電力を下げるとともに、高周波コイル17bに供給する電力を下げて、プラズマ生成空間Pbで待機状態のプラズマを維持する。   The control device 80 monitors the signal from the light receiver 72 while the raw material Sb is being deposited. When the controller 80 confirms that a thin film having a desired film thickness has been formed on the substrate based on a signal from the light receiver 72, the controller 80 controls the shutter drive motor 53b to cover the shutter 51b over the plasma generation space Pb. Move to. By moving the shutter 51b in this way, the raw material evaporant Sb 'is prevented from moving in the direction of the substrate holder 13, and the deposition of the raw material Sb is completed. Next, the power supplied to the electron gun 32b is lowered, and the power supplied to the high-frequency coil 17b is lowered to maintain the plasma in the standby state in the plasma generation space Pb.

上述の原料Saの蒸着、原料Sbの蒸着を繰り返すことで、積層数を増やした薄膜を形成することができる。   By repeating the deposition of the raw material Sa and the deposition of the raw material Sb, a thin film with an increased number of layers can be formed.

本実施形態の蒸着装置1を用いて、上記のように薄膜を形成することで、以下の効果を奏する。   By forming the thin film as described above by using the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、高周波電源26によって高周波コイル17a,17bに電力を供給して、プラズマ生成空間Pa,Pbでプラズマを発生させる前に、予め、イオン銃60からイオンビームを真空槽11内に照射している。予め、イオンビームを真空槽11内に照射することで、プラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマが発生するきっかけとなるイオン,電子を多量に存在させておくことができる。従来は、高周波コイルを用いて(RF誘導結合型で)プラズマを発生させるために、3×10−2Pa程度の圧力が必要であった。しかし、本実施形態のように、プラズマが発生するきっかけとなるイオン,電子を多量に存在させ、比較的閉じた空間であるプラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマを発生させることで、従来よりも低い圧力でプラズマをプラズマ生成空間Pa,Pbに発生させることが可能となる。また、従来は、プラズマを維持させるために、3.0×10−2Pa以上の圧力が必要であったが、本実施形態では、イオン銃60からイオン等が供給されるため、2.0×10−2Pa程度の低い圧力でプラズマを維持させることができる。これにより、従来に比べて広い圧力範囲で薄膜の形成をすることが可能になる。 In this embodiment, before the high frequency power supply 26 supplies power to the high frequency coils 17a and 17b to generate plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb, an ion beam is irradiated from the ion gun 60 into the vacuum chamber 11 in advance. doing. By previously irradiating the inside of the vacuum chamber 11 with an ion beam, a large amount of ions and electrons that cause plasma to be generated can exist in the plasma generation spaces Pa and Pb. Conventionally, a pressure of about 3 × 10 −2 Pa has been required in order to generate plasma using a high frequency coil (in an RF inductive coupling type). However, as in the present embodiment, a large amount of ions and electrons that cause plasma to be generated exist, and plasma is generated in the plasma generation spaces Pa and Pb that are relatively closed spaces. Plasma can be generated in the plasma generation spaces Pa and Pb by pressure. Conventionally, in order to maintain the plasma, a pressure of 3.0 × 10 −2 Pa or more has been required. However, in this embodiment, since ions or the like are supplied from the ion gun 60, the pressure is 2.0. The plasma can be maintained at a low pressure of about × 10 −2 Pa. This makes it possible to form a thin film in a wider pressure range than in the past.

本実施形態では、高周波コイル17a,17bでプラズマ生成空間Pa,Pbにプラズマを発生させながら蒸着を行うことで、原料蒸発物Sa’,Sb’は、プラズマ生成空間Pa,Pbで励起される。従って、高周波コイル17a,17bを設けない場合に比べて、ガスボンベ41から供給された反応性ガス等と原料蒸発物Sa’,Sb’とを反応させ易くなる。このように原料蒸発物Sa’,Sb’が反応性ガスと反応し易くなれば、原料蒸発物Sa’,Sb’と反応性ガスを充分に反応させながら、薄膜の形成速度(成膜速度)を上昇させることができる。特に本実施形態では、ガス導入管11bのガス排出口がプラズマ生成空間Pa,Pbに向くようにガス導入管11bが配置されているため、原料蒸発物Sa’,Sb’と反応性ガスを充分に反応させ易くなっている。   In the present embodiment, vapor deposition is performed while generating plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb by the high frequency coils 17a and 17b, whereby the raw material vapors Sa 'and Sb' are excited in the plasma generation spaces Pa and Pb. Therefore, compared with the case where the high frequency coils 17a and 17b are not provided, the reactive gas supplied from the gas cylinder 41 and the raw material vapors Sa 'and Sb' can be easily reacted. If the raw material evaporates Sa ′ and Sb ′ easily react with the reactive gas in this way, the thin film formation rate (deposition rate) while sufficiently reacting the raw material evaporates Sa ′ and Sb ′ with the reactive gas. Can be raised. In particular, in the present embodiment, since the gas introduction pipe 11b is disposed so that the gas discharge port of the gas introduction pipe 11b faces the plasma generation spaces Pa and Pb, the raw material vapors Sa ′ and Sb ′ and the reactive gas are sufficiently provided. It is easy to react to.

例えば、形成させる薄膜が酸化物である場合には、ガスボンベ41からプラズマ生成空間Pa,Pbに反応性ガスとして酸素ガスを供給すれば、プラズマ生成空間Pa,Pbを通過した原料蒸発物Sa’,Sb’を酸素ガスと反応させやすくなる。このように原料蒸発物Sa’,Sb’が酸素ガスと反応し易くなれば、原料蒸発物Sa’,Sb’と反応性ガスを充分に反応させながら、薄膜の形成速度を上昇させて、酸素欠損の少ない薄膜を形成することができる。   For example, in the case where the thin film to be formed is an oxide, if oxygen gas is supplied as a reactive gas from the gas cylinder 41 to the plasma generation spaces Pa and Pb, the raw material vapor Sa ′, which has passed through the plasma generation spaces Pa and Pb, It becomes easy to react Sb ′ with oxygen gas. If the raw material evaporants Sa ′ and Sb ′ easily react with the oxygen gas in this way, the raw material evaporates Sa ′ and Sb ′ and the reactive gas are sufficiently reacted, and the formation rate of the thin film is increased. A thin film with few defects can be formed.

一方で、高周波電源26で供給する電力を調整したり、ガスボンベ41から供給するガス流量を調整したりすることで、プラズマ生成空間Pa,Pbのプラズマ中における励起種の密度を調整できるため、原料蒸発物Sa’,Sb’と反応性ガスとの反応し易さの程度を変化させて、基板に形成する膜質を高精度に制御できる。   On the other hand, the density of the excited species in the plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb can be adjusted by adjusting the power supplied from the high frequency power supply 26 or adjusting the gas flow rate supplied from the gas cylinder 41. The quality of the film formed on the substrate can be controlled with high accuracy by changing the degree of easiness of reaction between the evaporated materials Sa ′ and Sb ′ and the reactive gas.

また、基板に到達した原料蒸発物Sa’,Sb’は、基板面上でイオン銃60から照射されたイオンビームによって叩かれるため、緻密な薄膜を形成することができる。さらに、蒸着装置1によれば、高周波電源26a,26bの制御と、イオン銃電源62の制御とを独立に行うことができるため、成膜プロセス条件をきめ細かく調整することができ、形成する薄膜の性能を精密に制御することができる。   Further, since the material evaporates Sa ′ and Sb ′ reaching the substrate are hit by the ion beam irradiated from the ion gun 60 on the substrate surface, a dense thin film can be formed. Furthermore, according to the vapor deposition apparatus 1, since the control of the high frequency power sources 26a and 26b and the control of the ion gun power source 62 can be performed independently, the film forming process conditions can be finely adjusted, and the thin film to be formed can be controlled. The performance can be precisely controlled.

また、本実施形態では、カバー部材18a,18bが設けられているため、高周波コイル17a,17bに原料蒸発物Sa’,Sb’が付着することを抑制することができる。特に、本実施形態では、カバー部材18a,18bが高周波コイル17a,17bの内周側及び外周側を取り囲むように設けられているため、坩堝31aの中から発生した原料蒸発物Sa’が高周波コイル17bの外周側に付着することや、坩堝31bの中から発生した原料蒸発物Sb’が高周波コイル17aの外周側に付着することを抑制することができる。高周波コイル17a,17bへの原料蒸発物Sa’,Sb’の付着を抑制することにより、プラズマ生成空間Pa,Pbにおけるプラズマを安定させることができる。   Further, in the present embodiment, since the cover members 18a and 18b are provided, it is possible to prevent the raw material vapors Sa 'and Sb' from adhering to the high-frequency coils 17a and 17b. In particular, in this embodiment, since the cover members 18a and 18b are provided so as to surround the inner peripheral side and the outer peripheral side of the high frequency coils 17a and 17b, the raw material evaporant Sa ′ generated from the crucible 31a is generated by the high frequency coil. It can suppress adhering to the outer peripheral side of 17b, or adhering raw material evaporant Sb 'generated in the crucible 31b to the outer peripheral side of the high frequency coil 17a. The plasma in the plasma generation spaces Pa and Pb can be stabilized by suppressing the attachment of the raw material evaporates Sa 'and Sb' to the high-frequency coils 17a and 17b.

また、本実施形態では、原料Sbの蒸着が行われている間、すなわち、プラズマ生成空間Pbで原料Sb蒸着時のプラズマを発生させているときに、プラズマ生成空間Paではプラズマが消えないように、待機状態のプラズマを維持する。また、原料Saの蒸着が行われている間、すなわち、プラズマ生成空間Paで原料Sa蒸着時のプラズマを発生させているときに、プラズマ生成空間Pbではプラズマが消えないように、待機状態のプラズマを維持する。すなわち、高周波コイル17aに対する電力供給と高周波コイル17bに対する電力供給を独立に制御して、プラズマ生成空間Pa,Pbで成膜中は常にプラズマが維持されているように構成して、プラズマの発生・消失を原因とする真空槽11内の雰囲気等の急変を回避することで、成膜プロセスを安定化し、再現性良く同質の薄膜を形成することが可能となっている。   In the present embodiment, the plasma is not extinguished in the plasma generation space Pa while the source Sb is being deposited, that is, when the plasma during the source Sb deposition is generated in the plasma generation space Pb. , Maintain the plasma in standby state. Further, during the deposition of the source material Sa, that is, when the plasma at the time of deposition of the source material Sa is generated in the plasma generation space Pa, the plasma in the standby state is set so that the plasma does not disappear in the plasma generation space Pb. To maintain. That is, the power supply to the high frequency coil 17a and the power supply to the high frequency coil 17b are controlled independently so that the plasma is always maintained during the film formation in the plasma generation spaces Pa and Pb. By avoiding sudden changes in the atmosphere or the like in the vacuum chamber 11 caused by disappearance, it is possible to stabilize the film formation process and form a thin film of the same quality with good reproducibility.

以上のように本実施形態の蒸着装置1を用いて薄膜を形成することで、安定したプラズマ状態の実現により、成膜プロセスを安定させることができ、均一で良質な薄膜を再現性よく形成することができる。   As described above, by forming a thin film using the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, the film formation process can be stabilized by realizing a stable plasma state, and a uniform and high-quality thin film can be formed with good reproducibility. be able to.

次に、本実施形態の蒸着装置1を用いて、酸化ケイ素(SiO)と酸化タンタル(Ta)の薄膜を積層させた薄膜を形成した実験例を示す。 Next, an experimental example is shown in which a thin film in which thin films of silicon oxide (SiO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) are stacked is formed using the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment.

本実験は、蒸着装置(1),蒸着装置(2),蒸着装置(3)を用いて薄膜を形成する実験を行っている。蒸着装置(1),蒸着装置(2)は、イオン銃60を備えているが、本実施形態の蒸着装置1に比べて、高周波コイル17a,17bや高周波電源26a,26bを備えていない蒸着装置である。なお、蒸着装置(1)は、株式会社シンクロン製,形式SID−1100Dを用いている。蒸着装置(2)は、株式会社シンクロン製,形式SID−1350Dを用いている。蒸着装置(3)は、本実施形態の蒸着装置1と同様の構成を備える蒸着装置であり、高周波コイル17a,17b、カバー部材18a,18b、高周波電源26、位相シフタ27、マッチング回路29a,29bを備えている点等を除いては、蒸着装置(2)と同様である。   In this experiment, an experiment for forming a thin film using the vapor deposition apparatus (1), the vapor deposition apparatus (2), and the vapor deposition apparatus (3) is performed. Although the vapor deposition apparatus (1) and the vapor deposition apparatus (2) include the ion gun 60, the vapor deposition apparatus does not include the high frequency coils 17a and 17b and the high frequency power supplies 26a and 26b as compared with the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment. It is. In addition, the vapor deposition apparatus (1) uses the model SID-1100D made from Shincron Co., Ltd. The vapor deposition apparatus (2) uses a model SID-1350D manufactured by Shincron Co., Ltd. The vapor deposition apparatus (3) is a vapor deposition apparatus having the same configuration as the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, and includes high frequency coils 17a and 17b, cover members 18a and 18b, a high frequency power supply 26, a phase shifter 27, and matching circuits 29a and 29b. Except for the point etc. which are equipped with, it is the same as that of a vapor deposition apparatus (2).

本実験例では、高周波コイル17a,17bとして、銅製の管材(管径6.35φ)を螺旋状に二重に巻いたものを用いた。高周波コイル17a,17bの外径は230φであるである。この高周波コイル17a,17bを、蒸着源30a,30bに充填された原料原料から約150mmの位置に設けた。因みに、高周波コイル17a,17bと基板ホルダ13とは、約900mm離間させている。このように、高周波コイル17a,17bを配置することで、高周波コイル17a,17bを蒸着源30a,30bの近傍に設けている。なお、高周波コイル17a,17bを配置する蒸着源30a,30bの近傍の位置としては、本実験例の上記値に限らず、本実験例の高周波コイル17a,17bを用いるのであれば、蒸着源30a,30bから100mm〜300mm程度の距離であってもよい。   In the present experimental example, as the high-frequency coils 17a and 17b, copper pipes (tube diameter 6.35φ) wound in a spiral manner were used. The outer diameter of the high frequency coils 17a, 17b is 230φ. The high frequency coils 17a and 17b were provided at a position of about 150 mm from the raw material filled in the vapor deposition sources 30a and 30b. Incidentally, the high frequency coils 17a and 17b and the substrate holder 13 are separated from each other by about 900 mm. Thus, by arranging the high frequency coils 17a and 17b, the high frequency coils 17a and 17b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b. Note that the positions near the vapor deposition sources 30a and 30b in which the high-frequency coils 17a and 17b are arranged are not limited to the above values in the present experimental example, and if the high-frequency coils 17a and 17b of the present experimental example are used, the vapor deposition source 30a. 30b to a distance of about 100 mm to 300 mm.

蒸着装置(1),(2),(3)は、いずれも、蒸着源を2つ備え、本実験では、一方の蒸着源に酸化ケイ素(SiO)を充填して、他方の蒸着源に酸化タンタル(Ta)を充填して、酸化ケイ素(SiO)と酸化タンタル(Ta)を交互に、各50層程度を積層させた薄膜を形成した。蒸着装置(3)を用いた実験では、上記実施形態の薄膜形成方法で薄膜を形成した。 Each of the vapor deposition apparatuses (1), (2), (3) includes two vapor deposition sources. In this experiment, one vapor deposition source is filled with silicon oxide (SiO 2 ), and the other vapor deposition source is used as the vapor deposition source. filled with tantalum oxide (Ta 2 O 5), alternating silicon oxide (SiO 2) and tantalum oxide (Ta 2 O 5), a thin film was formed as a laminate of the 50 layers or so. In the experiment using the vapor deposition apparatus (3), a thin film was formed by the thin film forming method of the above embodiment.

表1は、本実験例の結果を示す。

Figure 2005076095
Table 1 shows the results of this experimental example.
Figure 2005076095

表1中の「基板ドーム径」は、基板ホルダ13に相当する基板ホルダのドームの直径を示している。表1中の「排気時間」は、蒸着開始前に、真空槽内を6.0×10−4Paまで減圧するのに要する時間を示している。表1中の「成膜後の待機時間」は、イオン銃60の保護のために、全ての層の成膜が全て終了した後に蒸着装置を待機させておくのに必要な時間を示している。表1中の「成膜時間」は、1層目の蒸着開始から最後の層の蒸着を終了させるまでに要した時間を示している。表1中の「成膜速度」は、薄膜が形成される速度で、酸化ケイ素(SiO)と酸化タンタル(Ta)それぞれについての成膜速度を示している。表1中の「サイクル時間」は、成膜のために必要な全体の時間であり、上記「排気時間」,「成膜後の待機時間」,「成膜時間」を足し合わせた時間を示している。表1中の「生産性」は、蒸着装置(1)を用いて薄膜を形成した場合の生産量を基準として、各蒸着装置での薄膜の生産量を示している。なお、いずれの装置を用いた場合も、酸化ケイ素(SiO)の蒸着を1層終了してから、酸化タンタル(Ta)の蒸着を開始するまでには、約2分の待ち時間を設け、酸化タンタル(Ta)の蒸着を1層終了してから、酸化ケイ素(SiO)の蒸着を開始するまでには、約1分の待ち時間を設けた。 “Substrate dome diameter” in Table 1 indicates the dome diameter of the substrate holder corresponding to the substrate holder 13. The “evacuation time” in Table 1 indicates the time required to depressurize the inside of the vacuum chamber to 6.0 × 10 −4 Pa before the start of vapor deposition. “Standby time after film formation” in Table 1 indicates the time required for the vapor deposition apparatus to stand by after the film formation of all the layers has been completed in order to protect the ion gun 60. . The “film formation time” in Table 1 indicates the time required from the start of vapor deposition of the first layer to the end of vapor deposition of the last layer. The “film formation rate” in Table 1 is the rate at which a thin film is formed, and indicates the film formation rate for each of silicon oxide (SiO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). “Cycle time” in Table 1 is the total time required for film formation, and indicates the time obtained by adding the above “evacuation time”, “waiting time after film formation”, and “film formation time”. ing. “Productivity” in Table 1 indicates the production amount of the thin film in each vapor deposition device on the basis of the production amount when the thin film is formed by using the vapor deposition device (1). Note that, in any case, a waiting time of about 2 minutes is required after one layer of silicon oxide (SiO 2 ) is deposited and before the deposition of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) is started. After a single layer of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) deposition was completed, a waiting time of about 1 minute was provided before starting the deposition of silicon oxide (SiO 2 ).

いずれの装置を用いた場合も、基板温度を成膜中約250℃に保ち、イオン銃60には酸素ガスを約50sccmで導入し、イオン銃60の加速電圧は約1000V,加速電流は約1200mAである。   Whichever apparatus is used, the substrate temperature is kept at about 250 ° C. during film formation, oxygen gas is introduced into the ion gun 60 at about 50 sccm, the acceleration voltage of the ion gun 60 is about 1000 V, and the acceleration current is about 1200 mA. It is.

蒸着装置(3)を用いた製膜では、酸化ケイ素(SiO)蒸着時のプラズマを発生させるために約1kWの電力を高周波コイル17aに供給し、酸化タンタル(Ta)蒸着時のプラズマを発生させるために約1kWの電力を高周波コイル17bに供給した。待機状態のプラズマは、約200Wの電力を高周波コイル17a,17bに供給することで維持した。蒸着装置(3)におけるカバー部材18a,18bの内周被覆部材18a,18bは、溶融石英から形成したものである。 In film formation using the vapor deposition apparatus (3), about 1 kW of electric power is supplied to the high-frequency coil 17a in order to generate plasma at the time of vapor deposition of silicon oxide (SiO 2 ), and at the time of vapor deposition of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). In order to generate plasma, about 1 kW of electric power was supplied to the high frequency coil 17b. The plasma in the standby state was maintained by supplying power of about 200 W to the high frequency coils 17a and 17b. The inner peripheral covering members 18a 1 and 18b 1 of the cover members 18a and 18b in the vapor deposition apparatus (3) are made of fused quartz.

上記表1の結果からわかるように、上記した本実施形態の蒸着装置1と同様の蒸着装置(3)を用いて、本実施形態の薄膜形成方法によって薄膜を形成した場合に、成膜速度が速く、また生産性に優れることがわかる。   As can be seen from the results in Table 1, when the thin film is formed by the thin film forming method of the present embodiment using the same vapor deposition apparatus (3) as the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment described above, the film formation rate is It turns out to be fast and excellent in productivity.

なお、蒸着装置(2)を用いた場合の生産性の値が、蒸着装置(1)を用いた場合の生産性の値よりも大きくなっているのは、基板ドーム径の値が大きいことにともなって、多くの基板を基板ドームに配置して一度に成膜できる薄膜の面積が広いことに起因する。   Note that the productivity value when the vapor deposition apparatus (2) is used is larger than the productivity value when the vapor deposition apparatus (1) is used because the substrate dome diameter is large. At the same time, the large area of the thin film that can be formed at a time by arranging many substrates on the substrate dome is large.

図5,図6は、酸化タンタル(Ta)の薄膜を形成させた実験結果を示す。なお、図5,図6に示す実験結果は、上記の蒸着装置(3)を用いて、酸化タンタル(Ta)の層だけで構成される薄膜を形成させた場合の実験結果を示す。すなわち、蒸着源に酸化タンタル(Ta)を充填して薄膜を形成した。 5 and 6 show experimental results in which a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) thin film was formed. The experimental results shown in FIG. 5 and FIG. 6 show the experimental results when a thin film composed only of a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) layer is formed using the above-described vapor deposition apparatus (3). . That is, a thin film was formed by filling a vapor deposition source with tantalum oxide (Ta 2 O 5 ).

図5は、上記の蒸着装置(3)を用いて形成した酸化タンタル(Ta)薄膜の屈折率を示した表である。図5で示した表は、各基板に形成した酸化タンタル(Ta)薄膜について、400,450,500,550,600,650,700nmの波長に対する屈折率を示している。「1」〜「9」番の各基板は、基板ホルダ13の回転中心から順番に、125,182.5,240,297.5,355,412.5,470,521.5,585mmの距離に配置されたものである。また、図5には、各波長について、屈折率の標準偏差σ,平均値Av,変動係数CVを示している。 FIG. 5 is a table showing the refractive index of a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) thin film formed by using the vapor deposition apparatus (3). The table shown in FIG. 5 shows the refractive index with respect to wavelengths of 400, 450, 500, 550, 600, 650, and 700 nm for the tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) thin film formed on each substrate. Each of the substrates “1” to “9” has a distance of 125, 182.5, 240, 297.5, 355, 412.5, 470, 521.5, and 585 mm in order from the rotation center of the substrate holder 13. Is arranged. FIG. 5 shows the standard deviation σ of the refractive index, the average value Av, and the variation coefficient CV for each wavelength.

図6は、上記の蒸着装置(3)を用いて形成した酸化タンタル(Ta)薄膜の分光特性を示している。
表1,図5,図6の実験結果から、上記の蒸着装置(3)を用いて薄膜を形成することで、基板ホルダ13に対する基板の配置位置による屈折率等のばらつきが少ない良好な薄膜を高速で成膜できることがわかる。
FIG. 6 shows the spectral characteristics of a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) thin film formed using the vapor deposition apparatus (3).
From the experimental results shown in Table 1, FIG. 5 and FIG. 6, by forming a thin film using the vapor deposition apparatus (3), a good thin film with little variation in refractive index depending on the position of the substrate relative to the substrate holder 13 is obtained. It can be seen that the film can be formed at high speed.

以上に説明した実施形態は、例えば、以下の(a)〜(k)のように、改変することもできる。なお、以下の説明において、上記実施形態と同一部材は同一の符号を用いて示しており、その説明は上記と同様であるので省略する。   The embodiment described above can be modified, for example, as in the following (a) to (k). In the following description, the same members as those in the above embodiment are indicated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted because it is the same as described above.

(a) 上記実施形態では、本発明の付着抑制部や被覆部材に相当するカバー部材18a,18bは、高周波コイル17a,17bを内周側から覆うための内周被覆部材18a,18bと、高周波コイル17aを外周側と下側,上側から覆うための外周被覆部材18a,18bとで構成した。しかし、カバー部材18a,18bの構成はこれに限定されるものではない。例えば、内周被覆部材18a,18bが高周波コイル17a,17bを内周側及び上側から覆うように構成し、外周被覆部材18a,18bが高周波コイル17a,17bを外周側及び下側から覆うように構成してもよい。また、上記実施形態では、外周被覆部材18b,18aを導電体で形成したが、絶縁体で形成するように構成しても、原料蒸発物の高周波コイル17a,17bへの付着を抑制することが可能である。 (A) In the above embodiment, the cover members 18a and 18b corresponding to the adhesion suppressing portion and the covering member of the present invention are the inner peripheral covering members 18a 1 and 18b 1 for covering the high frequency coils 17a and 17b from the inner peripheral side. The high frequency coil 17a is composed of outer peripheral covering members 18a 2 and 18b 2 for covering the outer peripheral side, the lower side, and the upper side. However, the configuration of the cover members 18a and 18b is not limited to this. For example, the inner peripheral covering members 18a 1 and 18b 1 are configured to cover the high frequency coils 17a and 17b from the inner peripheral side and the upper side, and the outer peripheral covering members 18a 2 and 18b 2 cover the high frequency coils 17a and 17b on the outer peripheral side and the lower side. You may comprise so that it may cover. Further, in the above embodiment has formed the outer periphery covering member 18b 2, 18a 2 with a conductive material, be configured to form an insulator, the high-frequency coil 17a of the raw material evaporant, inhibits adhesion to 17b It is possible.

(b) 上記実施形態では、原料Saの蒸着の後に、原料Sbの蒸着を行うことで、2種類の薄膜を交互に積層させた薄膜を形成する場合について説明した。しかし、原料Saの蒸着と原料Sbの蒸着とを同時期に行うことで、原料Saと原料Sbを混合させた薄膜を形成することもできる。すなわち、プラズマ生成空間Paにおける原料Sa蒸着時のプラズマの発生と、プラズマ生成空間Paにおける原料Sb蒸着時のプラズマの発生とを同時期に行い、原料Saの蒸着と原料Sbの蒸着とを同時期に行うこともできる。   (B) In the above-described embodiment, the case where a thin film in which two types of thin films are alternately stacked is formed by vapor deposition of the raw material Sb after vapor deposition of the raw material Sa has been described. However, it is also possible to form a thin film in which the raw material Sa and the raw material Sb are mixed by performing the vapor deposition of the raw material Sa and the vapor deposition of the raw material Sb at the same time. That is, the generation of the plasma during the deposition of the source material Sa in the plasma generation space Pa and the generation of the plasma during the deposition of the source material Sb in the plasma generation space Pa are performed simultaneously, and the deposition of the source material Sa and the deposition of the source material Sb are performed simultaneously. Can also be done.

(c) 上記実施形態では、原料Saの蒸着を行うときや、原料Sbの蒸着を行うときには、シャッタ64がイオン銃60の上部を覆わない位置にあって、イオンビームを基板に向けて照射していた。しかし、原料Saの蒸着を行うとき、又は原料Sbの蒸着を行うときのいずれか一方において、シャッタ64をイオン銃60の上部を覆う位置へ移動させておくこともできる。すなわち、原料Saの蒸着を行うとき、又は原料Sbの蒸着を行うときのいずれか一方において、イオンビームを基板に向けて照射しないようにすることもできる。   (C) In the above embodiment, when the source material Sa is deposited or the source material Sb is deposited, the shutter 64 is in a position not covering the upper portion of the ion gun 60 and the ion beam is irradiated toward the substrate. It was. However, it is also possible to move the shutter 64 to a position that covers the upper portion of the ion gun 60 when either vapor deposition of the raw material Sa or vapor deposition of the raw material Sb is performed. That is, it is possible to prevent the ion beam from being irradiated toward the substrate either when the raw material Sa is vapor-deposited or when the raw material Sb is vapor-deposited.

(d) 上記実施形態では、高周波コイル17a,17bと蒸着源30a,30bを備えたが、高周波コイル17b,蒸着源30bを備えないように構成することもできる。
また、この場合には、蒸着源30aにおける坩堝31aの構造を図7,図8に示すように改変して、蒸着源30aに代えて蒸着源130を用いることができる。図7は、蒸着装置1を改変した本発明の薄膜形成装置に相当する蒸着装置101の概略構成を示す説明図である。図8は、坩堝31aの構造を説明する説明図であり、坩堝31aを基板ホルダ13の方からみた図である。
(D) In the above embodiment, the high frequency coils 17a and 17b and the vapor deposition sources 30a and 30b are provided. However, the high frequency coil 17b and the vapor deposition source 30b may be omitted.
In this case, the structure of the crucible 31a in the vapor deposition source 30a can be modified as shown in FIGS. 7 and 8, and the vapor deposition source 130 can be used instead of the vapor deposition source 30a. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus 101 corresponding to the thin film forming apparatus of the present invention in which the vapor deposition apparatus 1 is modified. FIG. 8 is an explanatory view for explaining the structure of the crucible 31 a, as seen from the substrate holder 13.

図7に示す蒸着装置101は、真空槽11の底面に坩堝131を備える。坩堝131は、その全体形状が概ねドーナツ状をしており、上面に原料を保持するための環状に形成された凹部131aを備えている(図8参照)。図8に示す例では、凹部131aは、連続した環状に形成されているが、凹部131aを、環状に間欠的に形成してもよい。蒸着装置101には、坩堝131を回転させる機構が備えられている。図7に示す例では、坩堝131を回転させる機構として、坩堝131を支持するとともに回転させる回転軸131bを備える。回転軸131bは、図8の矢印Rで示す方向に、坩堝駆動モータ(不図示)によって回転駆動される。   A vapor deposition apparatus 101 illustrated in FIG. 7 includes a crucible 131 on the bottom surface of the vacuum chamber 11. The crucible 131 has a generally donut shape as a whole, and is provided with a recess 131a formed in an annular shape for holding the raw material on the upper surface (see FIG. 8). In the example shown in FIG. 8, the recess 131a is formed in a continuous annular shape, but the recess 131a may be intermittently formed in an annular shape. The vapor deposition apparatus 101 is provided with a mechanism for rotating the crucible 131. In the example shown in FIG. 7, a rotating shaft 131 b that supports and rotates the crucible 131 is provided as a mechanism for rotating the crucible 131. The rotary shaft 131b is rotationally driven by a crucible drive motor (not shown) in the direction indicated by the arrow R in FIG.

蒸着装置101の高周波コイル17aは、蒸着源130の近傍に設けられ、ドーナツ状をした坩堝131直上で、電子銃32aに近い側の一部の空間を囲繞するように配置されている。高周波コイル17aに電力を供給することによって、蒸着源130直上の高周波コイル17aで囲われた空間であるプラズマ生成空間にプラズマを発生させることができる。電子銃32aからの電子ビームは、坩堝131の凹部131aに充填される原料のうち、高周波コイル17aの直下に位置する原料に照射される。   The high frequency coil 17a of the vapor deposition apparatus 101 is provided in the vicinity of the vapor deposition source 130, and is disposed so as to surround a part of the space near the electron gun 32a directly above the doughnut-shaped crucible 131. By supplying power to the high-frequency coil 17a, plasma can be generated in a plasma generation space that is a space surrounded by the high-frequency coil 17a immediately above the vapor deposition source 130. The electron beam from the electron gun 32a is irradiated to the raw material located directly under the high frequency coil 17a among the raw materials filled in the recess 131a of the crucible 131.

上記蒸着装置101を使用して、原料Saの蒸着の後に原料Sbの蒸着を行うことで、2種類の薄膜を交互に積層させた薄膜を形成する場合について説明する。まず、坩堝131には、原料Sa及び原料Sbを充填する。このとき、例えば、図8に示すように、原料Sa及び原料Sbが環状に交互に配置するように充填される。この状態で、真空槽11内を所定の圧力まで減圧する。この段階では、原料Saが高周波コイル17aの直下に位置し、シャッタ51aはプラズマ生成空間の上部を覆う位置にあり、シャッタ64はイオン銃60の上部を覆う位置にある。   A case will be described in which a thin film in which two types of thin films are alternately stacked is formed by performing vapor deposition of the raw material Sb after vapor deposition of the raw material Sa using the vapor deposition apparatus 101. First, the crucible 131 is filled with the raw material Sa and the raw material Sb. At this time, for example, as shown in FIG. 8, the raw material Sa and the raw material Sb are filled so as to be alternately arranged in a ring shape. In this state, the inside of the vacuum chamber 11 is depressurized to a predetermined pressure. At this stage, the raw material Sa is located immediately below the high frequency coil 17a, the shutter 51a is in a position covering the upper part of the plasma generation space, and the shutter 64 is in a position covering the upper part of the ion gun 60.

真空槽11内が所定の圧力で安定したら、マスフローコントローラ42を制御して、必要なガスを真空槽11内に導入する。そして、イオン銃電源62からイオン銃に電力を供給して、イオン銃60に導入したガスのイオンをイオンビームとして真空槽11内へ照射する。この時点では、シャッタ64をイオン銃60の上部を覆う位置に配置しておく。イオンビームの真空槽11内への照射は、後述の原料Saの蒸着の最中、及び原料Sbの蒸着の最中に亘って行われる。続いて、電子銃32aに対する電力供給を開始する。なお、この時点では、蒸着は未だ開始しないため、電子銃32aに対する電力供給は必要最小限で維持する。   When the inside of the vacuum chamber 11 is stabilized at a predetermined pressure, the mass flow controller 42 is controlled to introduce necessary gas into the vacuum chamber 11. Then, power is supplied from the ion gun power source 62 to the ion gun, and ions of the gas introduced into the ion gun 60 are irradiated into the vacuum chamber 11 as an ion beam. At this time, the shutter 64 is disposed at a position covering the upper portion of the ion gun 60. Irradiation of the ion beam into the vacuum chamber 11 is performed during the deposition of the raw material Sa, which will be described later, and during the deposition of the raw material Sb. Subsequently, power supply to the electron gun 32a is started. At this time, since the vapor deposition has not started yet, the power supply to the electron gun 32a is maintained to the minimum necessary.

次に、シャッタ64をイオン銃60の上部を覆わない位置へ移動させて、イオンビームを真空槽11内の基板に向けて照射する。また、このようにシャッタ64を移動させるとともに、高周波コイル17aに電力を供給してプラズマ生成空間でプラズマを発生させる。   Next, the shutter 64 is moved to a position where the upper part of the ion gun 60 is not covered, and the ion beam is irradiated toward the substrate in the vacuum chamber 11. In addition, the shutter 64 is moved in this way, and power is supplied to the high frequency coil 17a to generate plasma in the plasma generation space.

制御装置80によって、ガス流量や、高周波コイル17aに供給する電力等を調整することで、プラズマ生成空間に、待機状態のプラズマを発生させて、この状態を維持する。待機状態のプラズマが安定したところで、その後、原料Saの蒸着を開始する。その後、原料Saの蒸着を上記の実施形態と同様に行う。原料Saの蒸着を終了すると、電子銃32aに供給する電力を下げるとともに、高周波コイル17aに供給する電力を下げて、プラズマ生成空間で待機状態のプラズマを維持する。   By adjusting the gas flow rate, the power supplied to the high frequency coil 17a, and the like by the control device 80, the plasma in the standby state is generated in the plasma generation space, and this state is maintained. When the plasma in the standby state is stabilized, vapor deposition of the raw material Sa is started thereafter. Thereafter, the material Sa is deposited in the same manner as in the above embodiment. When the deposition of the raw material Sa is finished, the power supplied to the electron gun 32a is lowered and the power supplied to the high-frequency coil 17a is lowered to maintain the plasma in the standby state in the plasma generation space.

次に、原料Sbの蒸着を開始するために、坩堝駆動モータ(不図示)を駆動させて、原料Sbが高周波コイル17aの直下に位置するように、坩堝131を回転させる。続いて、プラズマ生成空間でプラズマが安定したら、その後、原料Sbの蒸着を原料Saの蒸着の場合と同様に行う。原料Sbの蒸着を終了すると、電子銃32aに供給する電力を下げるとともに、高周波コイル17aに供給する電力を下げて、プラズマ生成空間で待機状態のプラズマを維持する。   Next, in order to start the deposition of the raw material Sb, a crucible drive motor (not shown) is driven to rotate the crucible 131 so that the raw material Sb is positioned directly below the high-frequency coil 17a. Subsequently, when the plasma is stabilized in the plasma generation space, the deposition of the raw material Sb is performed in the same manner as the deposition of the raw material Sa. When the deposition of the raw material Sb is completed, the power supplied to the electron gun 32a is lowered, and the power supplied to the high-frequency coil 17a is lowered to maintain the standby plasma in the plasma generation space.

更に、上述の原料Saの蒸着、原料Sbの蒸着を繰り返す場合には、坩堝駆動モータ(不図示)を駆動させて、原料Saが高周波コイル17aの直下に位置するように、坩堝131を回転させる。そして、上述の原料Saの蒸着、原料Sbの蒸着を繰り返す。   Further, when the above-described deposition of the raw material Sa and the deposition of the raw material Sb are repeated, a crucible drive motor (not shown) is driven to rotate the crucible 131 so that the raw material Sa is positioned directly below the high-frequency coil 17a. . And the vapor deposition of the above-mentioned raw material Sa and the vapor deposition of the raw material Sb are repeated.

本実施形態のように蒸着装置101を用いて薄膜の形成を行う場合には、上記実施形態の蒸着装置1を用いる場合に比べて、原料の種類を容易に増減させることができる。すなわち、蒸着装置1を用いる場合には、原料の種類の増加に応じて、蒸着源,高周波コイル等の設置数を増加させる必要があるが、蒸着装置101を用いる場合には、坩堝131に複数の原料を並べれば、坩堝131や高周波コイルの数を増加する必要がない。   When forming a thin film using the vapor deposition apparatus 101 like this embodiment, the kind of raw material can be increased / decreased easily compared with the case where the vapor deposition apparatus 1 of the said embodiment is used. That is, when the vapor deposition apparatus 1 is used, it is necessary to increase the number of vapor deposition sources, high frequency coils and the like according to the increase in the types of raw materials. If the raw materials are arranged, it is not necessary to increase the number of crucibles 131 and high-frequency coils.

(e) 図4の破線で示したように、プラズマの状態をモニタするためのプラズマモニタ90を設け、このプラズマモニタ90からの信号を制御装置80が受付けるように構成してもよい。これにより、プラズマモニタ90からの信号に基づいて、プラズマの状態を判別しながら成膜を行うことが可能になる。例えば、プラズマモニタ90からの成膜中の信号に基づいて、プラズマの状態を判断し、必要に応じて所望のプラズマ状態になるように、高周波電源26a,26b、マスフローコントローラ42,63等の制御を行う。   (E) As indicated by a broken line in FIG. 4, a plasma monitor 90 for monitoring the plasma state may be provided, and the control device 80 may be configured to receive a signal from the plasma monitor 90. Thus, film formation can be performed while determining the plasma state based on the signal from the plasma monitor 90. For example, the state of the plasma is determined based on a signal during film formation from the plasma monitor 90, and the high-frequency power sources 26a and 26b, the mass flow controllers 42 and 63, etc. are controlled so that a desired plasma state is obtained as necessary. I do.

(f) 図9は、蒸着装置1を改変した本発明の薄膜形成装置に相当する蒸着装置201の概略構成を示す説明図である。上記の蒸着装置1では、蒸着源30aの直上の空間だけを囲うように高周波コイル17aが設けられ、蒸着源30bの直上の空間だけを囲繞するように高周波コイル17bが設けられていた。しかし、図9のように改変することができる。すなわち、図9の蒸着装置201では、高周波コイル17a,高周波コイル17bの代わりに、真空槽11内に本発明のプラズマ電極に相当する高周波コイル217を設けて、高周波コイル217が、蒸着源30a及び蒸着源30bの直上の空間を囲繞する構成となっている。この構成によっても、原料蒸発物Sa’,Sb’は、高周波コイル217に囲われた空間で励起されることによって、酸素ガス等と反応し易くなる。なお、蒸着装置201も、上記実施形態のカバー部材18a又は、カバー部材118aに相当するカバー部材218を備え、カバー部材218が高周波コイル217を覆っている。   (F) FIG. 9 is an explanatory view showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus 201 corresponding to the thin film forming apparatus of the present invention in which the vapor deposition apparatus 1 is modified. In the vapor deposition apparatus 1, the high frequency coil 17a is provided so as to surround only the space immediately above the vapor deposition source 30a, and the high frequency coil 17b is provided so as to surround only the space immediately above the vapor deposition source 30b. However, it can be modified as shown in FIG. That is, in the vapor deposition apparatus 201 of FIG. 9, a high frequency coil 217 corresponding to the plasma electrode of the present invention is provided in the vacuum chamber 11 in place of the high frequency coil 17a and the high frequency coil 17b, and the high frequency coil 217 includes the vapor deposition source 30a and The space directly above the vapor deposition source 30b is enclosed. Also with this configuration, the raw material vapors Sa ′ and Sb ′ are easily reacted with oxygen gas or the like by being excited in the space surrounded by the high frequency coil 217. The vapor deposition apparatus 201 also includes a cover member 218 corresponding to the cover member 18a or the cover member 118a of the above embodiment, and the cover member 218 covers the high-frequency coil 217.

(g) 上記の蒸着装置1では、蒸着源30a,30bの直上の空間を囲繞するように高周波コイル17a,17bが設けられ、カバー部材18a,18bが高周波コイル17a,17bを覆っていた。蒸着源30bからの原料蒸発物Sb’を励起する必要があるが、蒸着源30aからの原料蒸発物Sa’を励起する必要がない場合等には、高周波コイル17a,カバー部材18aを設けずに、高周波コイル17b,カバー部材18bだけを設けた構成としてもよい。   (G) In the vapor deposition apparatus 1 described above, the high frequency coils 17a and 17b are provided so as to surround the space immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b, and the cover members 18a and 18b cover the high frequency coils 17a and 17b. The raw material evaporant Sb ′ from the vapor deposition source 30b needs to be excited, but when the raw material evaporant Sa ′ from the vapor deposition source 30a does not need to be excited, the high frequency coil 17a and the cover member 18a are not provided. Alternatively, only the high frequency coil 17b and the cover member 18b may be provided.

(h) 図10は、蒸着装置1を改変した本発明の薄膜形成装置に相当する蒸着装置301の概略構成を示す説明図である。上記の蒸着装置1では、蒸着源30a,30bの直上の空間を囲繞するように高周波コイル17a,17bが設けられ、カバー部材18a,18bが高周波コイル17a,17bを覆っていた。しかし、図10のように改変することができる。すなわち、図10の蒸着装置301では、高周波コイル17a、カバー部材18a,18bを設けずに、高周波コイル17bだけを設ける。そして、蒸着源30aと高周波コイル17bとの間を仕切る仕切り壁318を、真空槽11内の底面に立設した構成とする。この場合、仕切り壁318が、本発明の付着抑制部に相当する。   (H) FIG. 10 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus 301 corresponding to the thin film forming apparatus of the present invention in which the vapor deposition apparatus 1 is modified. In the vapor deposition apparatus 1, the high frequency coils 17a and 17b are provided so as to surround the space immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b, and the cover members 18a and 18b cover the high frequency coils 17a and 17b. However, it can be modified as shown in FIG. That is, in the vapor deposition apparatus 301 of FIG. 10, only the high frequency coil 17b is provided without providing the high frequency coil 17a and the cover members 18a and 18b. And the partition wall 318 which divides between the vapor deposition source 30a and the high frequency coil 17b is set as the structure standingly arranged in the bottom face in the vacuum chamber 11. FIG. In this case, the partition wall 318 corresponds to the adhesion suppressing portion of the present invention.

上記蒸着装置301は、蒸着源30aからの原料蒸発物Sa’を励起する必要がない場合等に用いられるために、高周波コイルに17aを設けずに、高周波コイルに17bだけを設けている。また、蒸着装置301は、蒸着源30bからの原料蒸発物Sb’が高周波コイルに17bに付着し難い物質である場合等に用いられるために、カバー部材18bを設けていない。また、蒸着装置301では、蒸着源30aからの原料蒸発物Sa’が高周波コイルに17bに付着するのを抑制するために、仕切り壁318を設けている。ここで、仕切り壁318は、板状部材で、ステンレス等の導電体で形成し、仕切り壁318を接地するとよい。   Since the vapor deposition apparatus 301 is used when it is not necessary to excite the raw material evaporation Sa ′ from the vapor deposition source 30a, the high frequency coil is not provided with 17a, but only the high frequency coil is provided with 17b. The vapor deposition apparatus 301 is not provided with the cover member 18b because it is used when the raw material evaporant Sb 'from the vapor deposition source 30b is a substance that hardly adheres to the high frequency coil 17b. Further, in the vapor deposition apparatus 301, a partition wall 318 is provided in order to prevent the raw material evaporant Sa 'from the vapor deposition source 30a from adhering to the high frequency coil 17b. Here, the partition wall 318 is a plate-like member, and is preferably formed of a conductor such as stainless steel, and the partition wall 318 is grounded.

(i) 上記実施形態では、本発明の励起手段に相当する構成として高周波コイル17a,17b,217を用いて、所謂RF誘導結合型でプラズマを発生させる構成としていた。プラズマの発生の方法には、RF誘導結合型の他にも、RF容量結合型、熱電子衝撃型や、マイクロ波を用いた方法等がある。本発明の励起手段は、これらのプラズマの発生の方法に応じて上記実施形態と異なる構成とすることができる。   (I) In the above embodiment, the high frequency coils 17a, 17b, and 217 are used as the configuration corresponding to the excitation means of the present invention, and the so-called RF inductively coupled plasma is generated. In addition to the RF inductive coupling type, the plasma generation method includes an RF capacitive coupling type, a thermal electron impact type, a method using a microwave, and the like. The excitation means of the present invention can be configured differently from the above embodiment according to the method of generating these plasmas.

図11は、RF容量結合型でプラズマを発生させる場合の励起手段を備えた蒸着装置401の概略構成を示す説明図である。図11に示すように、RF容量結合型でプラズマを発生させる場合には、蒸着源30a,30bの近傍に、本発明のプラズマ電極に相当するプラズマ発生電極417a,417bを設け、さらに、プラズマ発生電極417a,417bに本発明の励起電源に相当する高周波電源426a,426bを接続する。プラズマ発生電極417aは対向する一対の平板状の電極で構成されており、蒸着源30aの直上の空間を囲繞するように、当該一対の平板状の電極が対向して設けられている。プラズマ発生電極417bも、上記プラズマ発生電極417aと同様に、一対の平板状の電極が対向して蒸着源30bの直上の空間を囲繞するように設けられている。高周波電源426a,426bは、プラズマ発生電極417a,417bに100KHz〜50MHzの高周波電力を印加するものであり、高周波電源426a,426bによってプラズマ発生電極417a,417bへ電力を供給することで、蒸着源30a,30bの直上の空間にプラズマを発生させる。蒸着装置401でも、上記の仕切り壁318に相当するものを設けて、蒸着源30aからの原料蒸発物がプラズマ発生電極417bに付着するのを抑制したり、蒸着源30bからの原料蒸発物がプラズマ発生電極417aに付着するのを抑制したりすることができる。なお、プラズマ発生電極417aとプラズマ発生電極417bのいずれか一方のみ設けるようにすることもできる。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus 401 provided with excitation means for generating plasma in an RF capacitive coupling type. As shown in FIG. 11, in the case of generating RF capacitively coupled plasma, plasma generating electrodes 417a and 417b corresponding to the plasma electrodes of the present invention are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b. High-frequency power sources 426a and 426b corresponding to the excitation power source of the present invention are connected to the electrodes 417a and 417b. The plasma generating electrode 417a is composed of a pair of opposed flat electrodes, and the pair of flat electrodes are provided facing each other so as to surround a space immediately above the vapor deposition source 30a. Similarly to the plasma generation electrode 417a, the plasma generation electrode 417b is also provided so that a pair of flat electrodes face each other and surround a space immediately above the vapor deposition source 30b. The high-frequency power sources 426a and 426b apply high-frequency power of 100 KHz to 50 MHz to the plasma generation electrodes 417a and 417b, and supply power to the plasma generation electrodes 417a and 417b by the high-frequency power sources 426a and 426b. , 30b, plasma is generated in the space immediately above. Also in the vapor deposition apparatus 401, an equivalent to the partition wall 318 is provided to suppress the raw material evaporant from the vapor deposition source 30a from adhering to the plasma generating electrode 417b, or the raw material evaporant from the vapor deposition source 30b is plasma. It is possible to suppress adhesion to the generation electrode 417a. Note that only one of the plasma generation electrode 417a and the plasma generation electrode 417b may be provided.

図12は、熱電子衝撃型でプラズマを発生させる場合の励起手段を備えた蒸着装置501の概略構成を示す説明図である。図12に示すように、熱電子衝撃型でプラズマを発生させる場合には、蒸着源30a,30bの近傍に、熱陰極517a,517bを設け、さらに、熱陰極517a,517bに本発明の励起電源に相当する熱陰極電源526a,526bを接続する。熱陰極517a,517bは、タングステン、トリウム−タングステンで形成されるフィラメントである。熱陰極517a,517bは、蒸着源30a,30bの近傍に設けられる。熱陰極電源526a,526bによって熱陰極517a,517bへ電力を供給することで、熱陰極517a,517bが熱電子を放出し、蒸着源30a,30bの直上の空間にプラズマを発生させる。蒸着装置501でも、上記の仕切り壁318に相当するものを設けて、蒸着源30aからの原料蒸発物が熱陰極517bに付着するのを抑制したり、蒸着源30bからの原料蒸発物が熱陰極517aに付着するのを抑制したりすることができる。なお、熱陰極517aと熱陰極517bのいずれか一方のみ設けるようにすることもできる。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vapor deposition apparatus 501 provided with excitation means when generating plasma in a thermoelectron impact type. As shown in FIG. 12, when the plasma is generated by the thermoelectron impact type, the hot cathodes 517a and 517b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b, and the hot cathodes 517a and 517b are provided with the excitation power source of the present invention. Are connected to the hot cathode power supplies 526a and 526b. The hot cathodes 517a and 517b are filaments formed of tungsten or thorium-tungsten. The hot cathodes 517a and 517b are provided in the vicinity of the vapor deposition sources 30a and 30b. By supplying electric power to the hot cathodes 517a and 517b by the hot cathode power sources 526a and 526b, the hot cathodes 517a and 517b emit thermal electrons, and plasma is generated in a space immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b. The vapor deposition apparatus 501 is also provided with an equivalent to the partition wall 318 to suppress the evaporation of the raw material from the vapor deposition source 30a to the hot cathode 517b, or the raw material vapor from the vapor deposition source 30b is the hot cathode. It can suppress adhering to 517a. Note that only one of the hot cathode 517a and the hot cathode 517b may be provided.

マイクロ波を用いたプラズマ発生装置を用いる場合には、概ね蒸着装置1の場合と同様の構成であるが、高周波電源26a,26bの代わりに、マイクロ波電源を用いる。マイクロ波電源では、2.45GHzのマクロ波を印加して、蒸着源30a,30bの直上の空間にプラズマを発生させる。なお、高周波コイル17a,17bの形状等をマイクロ波の放電のために適宜変更する。   When a plasma generator using microwaves is used, the configuration is almost the same as that of the vapor deposition apparatus 1, but a microwave power source is used instead of the high-frequency power sources 26a and 26b. In the microwave power source, a 2.45 GHz macro wave is applied to generate plasma in a space immediately above the vapor deposition sources 30a and 30b. Note that the shape and the like of the high-frequency coils 17a and 17b are changed as appropriate for microwave discharge.

(j) 上記した蒸着装置1,101,201ではカバー部材18a,18b,218が設けられ、蒸着装置301,401,501では仕切り壁318が設けられ、この構成によって、原料蒸発物等が、高周波コイル17a,17b,217、プラズマ発生電極417a,417b、熱陰極517a,517bへ付着するのを抑制していた。カバー部材18a,18b,218や仕切り壁318を設けない場合や、カバー部材18a,18b,218や仕切り壁318を設けても、僅かに蒸着原料が高周波コイル等に付着する場合には、異常放電を抑制するために、高周波電源26a,26b,426a,426bや、熱陰極電源526a,526b、又は制御装置80に異常放電防止手段を備えるように構成することができる。   (J) Cover members 18a, 18b, and 218 are provided in the above-described vapor deposition apparatuses 1, 101, and 201, and a partition wall 318 is provided in the vapor deposition apparatuses 301, 401, and 501. With this configuration, raw material evaporates and the like Adhering to the coils 17a, 17b, 217, plasma generating electrodes 417a, 417b, and hot cathodes 517a, 517b was suppressed. If the cover members 18a, 18b, 218 and the partition wall 318 are not provided, or if the deposition material slightly adheres to the high-frequency coil or the like even if the cover members 18a, 18b, 218 or the partition wall 318 are provided, abnormal discharge occurs. Therefore, the high frequency power supplies 26a, 26b, 426a, 426b, the hot cathode power supplies 526a, 526b, or the control device 80 can be configured to include abnormal discharge prevention means.

異常放電防止手段は、高周波コイル17a,17b,217、プラズマ発生電極417a,417b、熱陰極517a,517b(以下「高周波コイル17a等」という)に対して、高周波電源26a,26b,426a,426b、熱陰極電源526a,526b(以下「高周波電源26a等」という)で印加する電力の周波数の周期1/Fよりも長い周期1/fで、高周波電源26a等からの周波数Fの電力を印加する手段である。例えば、振動子を用いて高周波電源26a等で印加する電力の周波数Fよりも低い周波数fを発生させて、高周波コイル17a等に対して、高周波電源26a等からの周波数Fの電力を、周期1/Fよりも長い周期1/fで間欠的に印加する。例えば、高周波電源26a,26bの周波数F(=13.56MHz)に対しては、それよりも低い周波数1kHz〜400kHz、好ましくは10〜100kHzの周波数の周期で、高周波電源26a,26bからの電力が間欠的に供給されるようにする。具体的には、図13に示すような電力を印加する。   The abnormal discharge prevention means includes high frequency power supplies 26a, 26b, 426a, 426b, high frequency coils 17a, 17b, 217, plasma generating electrodes 417a, 417b, hot cathodes 517a, 517b (hereinafter referred to as “high frequency coil 17a”), Means for applying power of frequency F from high frequency power supply 26a, etc. at a period 1 / f longer than frequency 1 / F of power applied by hot cathode power supplies 526a, 526b (hereinafter referred to as "high frequency power supply 26a, etc.") It is. For example, a frequency f lower than the frequency F of the power applied by the high frequency power supply 26a or the like is generated using a vibrator, and the power of the frequency F from the high frequency power supply 26a or the like is supplied to the high frequency coil 17a or the like with a period of 1 Apply intermittently with a period 1 / f longer than / F. For example, for the frequency F (= 13.56 MHz) of the high-frequency power sources 26a and 26b, the power from the high-frequency power sources 26a and 26b is generated at a lower frequency of 1 kHz to 400 kHz, preferably 10 to 100 kHz. Be supplied intermittently. Specifically, power as shown in FIG. 13 is applied.

図13は、プラズマ電極に印加される電圧を示している。縦軸が電圧で、横軸が時間である。図13の(A)が、本実施形態の異常放電防止手段を備えない場合、図13の(B)が、本実施形態の異常放電防止手段を備えた場合である。本実施形態では、図3の(B)で示すように、異常放電防止手段を用いて、高周波コイル17a等のプラズマ電極に対して、プラズマを発生させるための周波数Fの電力を、周期1/fで間欠的に印加して、プラズマ電極への電力の供給が休止されるような開放時間Tを周期1/fで設ける。プラズマ電極に原料蒸発物が付着して、この付着した原料蒸発物にイオンが滞留しそうになっても、このようにプラズマ電極に対して電力を印加することで、プラズマを発生させるための周波数Fの電力が途切れる開放時間Tにイオンが開放される。イオンが開放されれば、プラズマ電極に付着した原料蒸発物にイオンが滞留しなくなり、原料蒸発物にイオンが滞留することを要因として発生する異常放電の発生を抑制して、安定した成膜プロセスを実現することが可能となる。   FIG. 13 shows the voltage applied to the plasma electrode. The vertical axis is voltage and the horizontal axis is time. FIG. 13A shows a case where the abnormal discharge preventing means of this embodiment is not provided, and FIG. 13B shows a case where the abnormal discharge preventing means of this embodiment is provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the power of the frequency F for generating plasma is applied to the plasma electrode such as the high-frequency coil 17a using the abnormal discharge prevention means. An open time T is provided at a period of 1 / f so that the supply of power to the plasma electrode is stopped intermittently by applying f. Even if the raw material evaporate adheres to the plasma electrode and ions are likely to stay in the adhering raw material evaporate, the frequency F for generating plasma by applying electric power to the plasma electrode in this way The ions are released at the opening time T when the power of the current is interrupted. If ions are released, ions will not stay in the raw material evaporate attached to the plasma electrode, and the stable deposition process that suppresses the occurrence of abnormal discharge caused by the ions remaining in the raw material evaporate. Can be realized.

(k) 上記実施形態では、坩堝31a,31bに充填する原料として酸化ケイ素(SiO),酸化タンタル(Ta)を用いているが、これに限定されるものではない。坩堝31a,31bに充填する原料として、アルミニウム(Al),チタン(Ti),ジルコニウム(Zr),スズ(Sn),クロム(Cr),タンタル(Ta),テルル(Te),鉄(Fe),マグネシウム(Mg),ハフニウム(Hf),ニッケル・クロム(Ni−Cr),インジウム・スズ(In−Sn)などの金属を用いることもできる。また、これらの金属の化合物,例えば、Al,TiO,ZrO,Ta,HfO等を用いることもできる。なお、坩堝31a,31bに保持する原料を同一のものとしてもよいことは勿論である。 (K) In the above embodiment, silicon oxide (SiO 2 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) are used as raw materials to be filled in the crucibles 31a and 31b. However, the present invention is not limited to this. As raw materials to be filled in the crucibles 31a and 31b, aluminum (Al), titanium (Ti), zirconium (Zr), tin (Sn), chromium (Cr), tantalum (Ta), tellurium (Te), iron (Fe), Metals such as magnesium (Mg), hafnium (Hf), nickel-chromium (Ni—Cr), and indium-tin (In—Sn) can also be used. Moreover, compounds of these metals, for example, Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , HfO 2, etc. can also be used. Of course, the raw materials held in the crucibles 31a and 31b may be the same.

これらの原料を用いた場合、ガスボンベ41,61から供給するガスを適宜、酸素ガス,窒素ガス,弗素ガス,オゾンガス等に代えることで、Al,TiO,ZrO,Ta,SiO,Nb,HfO,MgF等の光学膜ないし絶縁膜、ITO等の導電膜、Feなどの磁性膜、TiN,CrN,TiCなどの超硬膜を形成することができる。 When these raw materials are used, the gas supplied from the gas cylinders 41 and 61 is appropriately replaced with oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas, ozone gas, etc., so that Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , Nb 2 O 5 , HfO 2 , MgF 2 or other optical film or insulating film, ITO conductive film, Fe 2 O 3 magnetic film, TiN, CrN, TiC or other super hard film be able to.

本発明に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on this invention. 図2は、付着抑制部を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an adhesion suppression unit. 図3は、付着抑制部を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an adhesion suppression unit. 本発明に係る薄膜形成装置の制御手段の機能を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the function of the control means of the thin film forming apparatus which concerns on this invention. 図5は、本発明に係る薄膜形成装置を用いて薄膜を形成させた場合の実験結果を示す。FIG. 5 shows experimental results when a thin film is formed using the thin film forming apparatus according to the present invention. 図6は、本発明に係る薄膜形成装置を用いて薄膜を形成させた場合の実験結果を示す。FIG. 6 shows experimental results when a thin film is formed using the thin film forming apparatus according to the present invention. 別の実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on another embodiment. 坩堝の構造の説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a crucible. 別の実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る薄膜形成装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on another embodiment. プラズマ電極に印加される電圧を示している。The voltage applied to the plasma electrode is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1,101,201,301,401,501 蒸着装置
11 真空槽
11a 配管
11b ガス導入管
12 真空ポンプ
13 基板ホルダ
13a 熱伝対
14 ヒーター
15 補正板
17a,17b,217 高周波コイル
18a,18b,118a,118b,218 カバー部材
18a1,18b1,118a1 内周被覆部材
18a2,18b2,118a2 外周被覆部材
24 ヒーター電源
25a,25b 電子銃電源
26a,26b,426a,426b 高周波電源
27 位相シフタ
29a,29b マッチング回路
30a,30b,130 蒸着源
31a,31b,131 坩堝
32a,32b 電子銃
41,61 ガスボンベ
42,63 マスフローコントローラ
51a,51b,64 シャッタ
52a,52b,65 回転棒
53a,53b,66 シャッタ駆動モータ
60 イオン銃
62 イオン銃電源
71 投光器
72 受光器
73 モニタ
74 モニタマスク
75 投光側ミラー
76 受光側ミラー
80 制御装置
90 プラズマモニタ
118a1_d 内周下側被覆部材
118a1_u 内周上側被覆部材
131a 凹部
131b 回転軸
318 仕切り壁
417a,417b プラズマ発生電極
517a,517b 熱陰極
526a,526b 熱陰極電源
ha1 係合片
ha2 係合部
ho 挿通孔
m 支持溝
Pa,Pb プラズマ生成空間
Sa,Sb 原料
Sa’,Sb’ 原料蒸発物
W1 側壁面
W2 上壁面
W3 下壁面
1, 101, 201, 301, 401, 501 Deposition apparatus 11 Vacuum tank 11a Pipe 11b Gas introduction pipe 12 Vacuum pump 13 Substrate holder 13a Thermocouple 14 Heater 15 Correction plates 17a, 17b, 217 High-frequency coils 18a, 18b, 118a, 118b, 218 Cover members 18a1, 18b1, 118a1 Inner periphery covering members 18a2, 18b2, 118a2 Outer periphery covering members 24 Heater power supplies 25a, 25b Electron gun power supplies 26a, 26b, 426a, 426b High frequency power supplies 27 Phase shifters 29a, 29b Matching circuit 30a, 30b, 130 Deposition source 31a, 31b, 131 Crucible 32a, 32b Electron gun 41, 61 Gas cylinder 42, 63 Mass flow controller 51a, 51b, 64 Shutter 52a, 52b, 65 Rotating rod 53a, 53b, 66 Sha Ion motor 62 ion gun 62 ion gun power supply 71 projector 72 light receiver 73 monitor 74 monitor mask 75 light projection side mirror 76 light reception side mirror 80 control device 90 plasma monitor 118a1_d inner circumference lower side covering member 118a1_u inner circumference upper side covering member 131a recess 131b Rotating shaft 318 Partition walls 417a, 417b Plasma generating electrodes 517a, 517b Hot cathode 526a, 526b Hot cathode power source ha1, engaging piece ha2, engaging portion ho insertion hole m, support groove Pa, Pb plasma generating space Sa, Sb raw material Sa ′, Sb 'Raw material evaporate W1 Side wall surface W2 Upper wall surface W3 Lower wall surface

Claims (22)

真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、
前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、
原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる蒸着源と、
該蒸着源の上方位置にプラズマを形成させることにより該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、
前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、
前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源から発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。
In a thin film forming apparatus for forming a thin film by adhering a raw material vapor generated by heating a raw material in a vacuum chamber to a substrate,
A substrate holding means disposed in the vacuum chamber for holding the substrate;
A deposition source for evaporating the raw material to generate a raw material evaporant;
Excitation means for exciting the raw material evaporate evaporated from the deposition source by forming a plasma above the deposition source;
An ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate,
The excitation means suppresses adhesion of a plasma electrode disposed in the vacuum chamber, an excitation power source for applying power to the plasma electrode, and a raw material vapor generated from the vapor deposition source to the plasma electrode. A thin film forming apparatus comprising: an adhesion suppressing portion for performing the operation.
前記プラズマ電極が、前記励起電源からの高周波電力の印加を受けて高周波放電によりプラズマを形成させる高周波コイルで構成されるとともに、前記蒸着源の直上の空間を囲繞するように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。   The plasma electrode is composed of a high-frequency coil that receives high-frequency power from the excitation power source to form plasma by high-frequency discharge, and is disposed so as to surround a space immediately above the vapor deposition source. The thin film forming apparatus according to claim 1. 真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、
前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、
原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる少なくとも2つの蒸着源と、
該蒸着源のうちの少なくとも1つの蒸着源の上方位置にプラズマを発生させることにより当該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、
前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、
前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。
In a thin film forming apparatus for forming a thin film by adhering a raw material vapor generated by heating a raw material in a vacuum chamber to a substrate,
A substrate holding means disposed in the vacuum chamber for holding the substrate;
At least two deposition sources for evaporating the raw material to generate a raw material evaporant;
Excitation means for exciting the raw material evaporate evaporated from the vapor deposition source by generating plasma at a position above the vapor deposition source of at least one of the vapor deposition sources;
An ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate,
The excitation means includes a plasma electrode disposed in the vacuum chamber, an excitation power source for applying electric power to the plasma electrode, and a raw material vapor generated from at least one of the vapor deposition sources. A thin film forming apparatus comprising: an adhesion suppressing portion for suppressing adhesion to the substrate.
前記プラズマ電極が、前記励起電源からの高周波電力の印加を受けて高周波放電によりプラズマを形成させる高周波コイルで構成されるとともに、前記蒸着源のうちの少なくとも1つの蒸着源に対応して該蒸着源の直上の空間を囲繞するように配置され、
前記付着抑制部が、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が他の蒸発源に対応して配置された前記高周波コイルに付着するのを抑制するように構成されたことを特徴とする請求項3に記載薄膜形成装置。
The plasma electrode is composed of a high-frequency coil that receives high-frequency power from the excitation power source to form plasma by high-frequency discharge, and corresponds to at least one of the deposition sources. Placed so as to surround the space directly above
The adhesion suppression unit is configured to suppress the raw material vapor generated from at least one of the vapor deposition sources from adhering to the high-frequency coil disposed corresponding to another evaporation source. The thin film forming apparatus according to claim 3.
真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、
前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、
原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる少なくとも2つの蒸着源と、
該少なくとも2つの蒸着源それぞれの上方位置にプラズマを発生させることにより当該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、
前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、
前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に電力を印加するための励起電源と、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記プラズマ電極に付着するのを抑制するための付着抑制部と、を有して構成され
前記プラズマ電極が、前記少なくとも2つの蒸着源のいずれか1つに対応して配置された第1のプラズマ電極と、他の蒸着源の1つに対応して配置された第2のプラズマ電極と、で構成され、
前記付着抑制部が、前記蒸着源のうちの少なくとも1つから発生した原料蒸発物が前記第1のプラズマ電極及び前記第2のプラズマ電極のうち少なくともいずれか一方に付着するのを抑制するように構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。
In a thin film forming apparatus for forming a thin film by adhering a raw material vapor generated by heating a raw material in a vacuum chamber to a substrate,
A substrate holding means disposed in the vacuum chamber for holding the substrate;
At least two deposition sources for evaporating the raw material to generate a raw material evaporant;
Excitation means for exciting raw material evaporates evaporated from the vapor deposition source by generating a plasma above each of the at least two vapor deposition sources;
An ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate,
The excitation means includes a plasma electrode disposed in the vacuum chamber, an excitation power source for applying electric power to the plasma electrode, and a raw material vapor generated from at least one of the vapor deposition sources. A first plasma electrode arranged to correspond to any one of the at least two vapor deposition sources, and an adhesion suppression portion for suppressing adhesion to the plasma. A second plasma electrode arranged corresponding to one of the other vapor deposition sources,
The adhesion suppression unit suppresses the raw material vapor generated from at least one of the vapor deposition sources from adhering to at least one of the first plasma electrode and the second plasma electrode. A thin film forming apparatus characterized by being configured.
前記励起電源が、前記記第1のプラズマ電極に電力を印加するための第1の励起電源と、前記第2のプラズマ電極に電力を印加するための第2の励起電源と、で構成され、
前記第1のプラズマ電極と前記第2のプラズマ電極に前記励起電源から供給する電力を独立に制御するための電力制御手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の薄膜形成装置。
The excitation power source includes a first excitation power source for applying power to the first plasma electrode and a second excitation power source for applying power to the second plasma electrode,
6. The thin film forming apparatus according to claim 5, further comprising power control means for independently controlling power supplied from the excitation power source to the first plasma electrode and the second plasma electrode.
前記第1のプラズマ電極に前記第1の励起電源から印加する所定の周波数の電力の位相と、前記第2のプラズマ電極に前記第2の励起電源から印加する所定の周波数の電力の位相とを制御するための位相制御手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の薄膜形成装置。   A phase of power having a predetermined frequency applied from the first excitation power source to the first plasma electrode and a phase of power having a predetermined frequency applied from the second excitation power source to the second plasma electrode. The thin film forming apparatus according to claim 6, further comprising phase control means for controlling. 前記付着抑制部が、前記プラズマ電極を取り囲むように設けられた被覆部材であることを特徴とする請求項1,請求項3,請求項5ないし請求項7のうちいずれか1つに記載の薄膜形成装置。   The thin film according to claim 1, wherein the adhesion suppressing portion is a covering member provided so as to surround the plasma electrode. Forming equipment. 前記付着抑制部が、前記高周波コイルの内周側及び外周側を取り囲むように設けられた被覆部材で構成されたことを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置。   5. The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the adhesion suppressing unit is configured by a covering member provided so as to surround an inner peripheral side and an outer peripheral side of the high-frequency coil. 前記被覆部材が、前記高周波コイルの内周側に設けられた内側被覆部材と、前記プラズマ電極の外周側に設けられた外側被覆部材とで構成され、
前記内側被覆部材が絶縁体で形成され、前記外側被覆部材が導電体で形成され、
前記外側被覆部材が接地されていることを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置。
The covering member is composed of an inner covering member provided on the inner peripheral side of the high-frequency coil and an outer covering member provided on the outer peripheral side of the plasma electrode,
The inner covering member is formed of an insulator, and the outer covering member is formed of a conductor;
The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the outer covering member is grounded.
前記付着抑制部が、前記高周波コイルの少なくとも内周側を取り囲むように設けられた被覆部材で構成され、
該被覆部材が、前記高周波コイルの内周側に設けられた第1の内側被覆部材と、該第1の内側被覆部材と所定の間隔をもって配置された第2の内側被覆部材とを有して構成されていることを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の薄膜形成装置。
The adhesion suppressing portion is constituted by a covering member provided so as to surround at least the inner peripheral side of the high-frequency coil,
The covering member has a first inner covering member provided on the inner peripheral side of the high-frequency coil, and a second inner covering member disposed at a predetermined interval from the first inner covering member. The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the thin film forming apparatus is configured.
真空槽内で原料を加熱して生じた原料蒸発物を基体に付着させて薄膜を形成させる薄膜形成装置において、
前記真空槽内に配置されて前記基体を保持するための基体保持手段と、
原料を蒸発させて原料蒸発物を発生させる蒸着源と、
該蒸着源の上方位置にプラズマを形成させることにより該蒸着源から蒸発した原料蒸発物を励起するための励起手段と、
前記基体に向けてイオンを照射するためのイオン照射手段と、を備え、
前記励起手段が、前記真空槽内に配置されたプラズマ電極と、該プラズマ電極に所定の周波数で電力を印加するための励起電源と、を有して構成され、
前記プラズマ電極に対して前記励起電源からの所定の周波数の電力を該所定の周波数の周期よりも長い周期で間欠的に印加する異常放電防止手段を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
In a thin film forming apparatus for forming a thin film by adhering a raw material vapor generated by heating a raw material in a vacuum chamber to a substrate,
A substrate holding means disposed in the vacuum chamber for holding the substrate;
A deposition source for evaporating the raw material to generate a raw material evaporant;
Excitation means for exciting the raw material evaporate evaporated from the deposition source by forming a plasma above the deposition source;
An ion irradiation means for irradiating ions toward the substrate,
The excitation means includes a plasma electrode disposed in the vacuum chamber, and an excitation power source for applying electric power to the plasma electrode at a predetermined frequency.
An apparatus for forming a thin film, comprising: an abnormal discharge preventing unit that intermittently applies electric power of a predetermined frequency from the excitation power source to the plasma electrode at a cycle longer than the cycle of the predetermined frequency.
前記蒸着源で発生させた原料蒸発物が前記基板に到達することを一時的に妨げるための蒸着停止手段を備え、
該蒸着停止手段は、シャッタ部材と、該シャッタ部材を前記プラズマ電極と前記基体保持手段との間に位置させることが可能なシャッタ部材駆動部と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項12のうちいずれか1つに記載の薄膜形成装置。
Evaporation stop means for temporarily preventing the raw material evaporant generated in the vapor deposition source from reaching the substrate;
The vapor deposition stopping means includes a shutter member, and a shutter member driving unit capable of positioning the shutter member between the plasma electrode and the substrate holding means. The thin film forming apparatus according to claim 12.
真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、
前記原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記基体に対して蒸着を行うことを特徴とする薄膜形成方法。
In order to irradiate ions while generating a raw material evaporate by heating the raw material filled in the vapor deposition source in the vacuum chamber, generating plasma in the space above the vapor deposition source by the excitation means for generating plasma In the thin film formation method of forming a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by the ion irradiation means of
A method of forming a thin film, characterized in that vapor deposition is performed on the substrate while suppressing the evaporation of the raw material from adhering to the excitation means.
真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、
前記励起手段によって前記蒸着源の直上の限定的な空間にプラズマを発生させながら前記基体に対して蒸着を行うことを特徴とする薄膜形成方法。
In order to irradiate ions while generating a raw material evaporate by heating the raw material filled in the vapor deposition source in the vacuum chamber, generating plasma in the space above the vapor deposition source by the excitation means for generating plasma In the thin film formation method of forming a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by the ion irradiation means of
A method of forming a thin film, characterized in that vapor deposition is performed on the substrate while generating plasma in a limited space immediately above the vapor deposition source by the excitation means.
真空槽内の蒸着源に充填した原料を加熱することで原料蒸発物を発生させ、プラズマを発生させるための励起手段によって前記蒸着源の上方の空間にプラズマを発生させるとともに、イオンを照射するためのイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射しながら、前記基体に対して蒸着を行うことで薄膜を形成させる薄膜形成方法において、
前記励起手段によるプラズマの発生を、前記真空槽内に設置されたプラズマ電極に対して所定の周波数の電力を印加することで放電により行うとともに、
前記励起手段によるプラズマの発生の際に、前記プラズマ電極に対して前記所定の周波数の電力を該所定の周波数の周期よりも長い周期で間欠的に印加することを特徴とする薄膜形成方法。
In order to irradiate ions while generating a raw material evaporate by heating the raw material filled in the vapor deposition source in the vacuum chamber, generating plasma in the space above the vapor deposition source by the excitation means for generating plasma In the thin film formation method of forming a thin film by performing vapor deposition on the substrate while irradiating the substrate with ions by the ion irradiation means of
The generation of plasma by the excitation means is performed by discharging by applying power of a predetermined frequency to the plasma electrode installed in the vacuum chamber,
A method for forming a thin film, comprising: intermittently applying power of the predetermined frequency to the plasma electrode at a period longer than the period of the predetermined frequency when plasma is generated by the excitation means.
真空槽内に第1の蒸着源と第2の蒸着源を備えた薄膜形成装置を用いて基体に薄膜を形成させる薄膜形成方法において、
前記第1の蒸着源に充填した第1の原料を加熱するともに、プラズマを発生させるための励起手段によって前記第1の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させながら前記基体に対して蒸着を行う第1蒸着工程と、
前記第2の蒸着源に充填した第2の原料を加熱して前記基体に対して蒸着を行う第2蒸着工程と、を行い、
前記第2の蒸着工程の最中に前記第1の蒸着源の直上の空間でプラズマを維持するとともに、
前記第1蒸着工程及び前記第2蒸着工程の少なくともいずれか1つの工程において、前記真空槽内にイオンを照射するイオン照射手段によって前記基体に向けてイオンを照射することを特徴とする薄膜形成方法。
In a thin film forming method of forming a thin film on a substrate using a thin film forming apparatus including a first vapor deposition source and a second vapor deposition source in a vacuum chamber,
The first raw material filled in the first vapor deposition source is heated and vapor deposition is performed on the substrate while generating plasma in a space immediately above the first vapor deposition source by excitation means for generating plasma. A first vapor deposition step to be performed;
Performing a second vapor deposition step in which the second raw material charged in the second vapor deposition source is heated and vapor deposited on the substrate;
Maintaining the plasma in a space directly above the first deposition source during the second deposition step;
A method of forming a thin film, characterized in that, in at least one of the first vapor deposition step and the second vapor deposition step, ions are irradiated toward the substrate by an ion irradiation means for irradiating ions into the vacuum chamber. .
前記第2の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする請求項17に記載の薄膜形成方法。   18. The thin film forming method according to claim 17, wherein the second vapor deposition step is performed while suppressing the evaporation of the raw material of the second raw material from adhering to the excitation unit. 前記第1の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第1蒸着工程を行い、
プラズマを発生させるための励起手段によって前記第2の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させるとともに、前記第2の原料の原料蒸発物が前記励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする請求項17に記載の薄膜形成方法。
Performing the first vapor deposition step while suppressing the evaporation of the raw material of the first raw material from adhering to the excitation means;
Plasma is generated in a space immediately above the second vapor deposition source by the excitation means for generating plasma, and the second evaporation source material is suppressed from adhering to the excitation means. The thin film forming method according to claim 17, wherein a vapor deposition step is performed.
前記第1蒸着工程では、前記第1の蒸着源に対応して設けられた第1の励起手段によって、前記第1の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させ、
前記第2蒸着工程では、前記第2の蒸着源に対応して設けられた第2の励起手段によって、前記第2の蒸着源の直上の空間にプラズマを発生させ、
前記第1の原料の原料蒸発物が前記第2の励起手段に付着することを抑制しながら前記第1蒸着工程を行い、
前記第2の原料の原料蒸発物が前記第1の励起手段に付着することを抑制しながら前記第2蒸着工程を行うことを特徴とする請求項19に記載の薄膜形成方法。
In the first vapor deposition step, plasma is generated in a space immediately above the first vapor deposition source by a first excitation unit provided corresponding to the first vapor deposition source,
In the second vapor deposition step, plasma is generated in a space immediately above the second vapor deposition source by a second excitation means provided corresponding to the second vapor deposition source,
Performing the first vapor deposition step while suppressing the evaporation of the raw material of the first raw material from adhering to the second excitation means;
20. The thin film forming method according to claim 19, wherein the second vapor deposition step is performed while suppressing the evaporation of the raw material of the second raw material from adhering to the first excitation unit.
前記第1蒸着工程と前記第2蒸着工程との少なくともいずれか1つの工程において、前記イオン照射手段によって反応性ガスのイオンを照射することを特徴とする請求項17乃至請求項20のうちいずれか1つに記載の薄膜形成方法。   21. The reactive gas ions are irradiated by the ion irradiation means in at least one of the first vapor deposition step and the second vapor deposition step. The thin film formation method as described in one. 前記第1蒸着工程と前記第2蒸着工程とを同時期に行うことを特徴とする請求項17乃至請求項21のうちいずれか1つに記載の薄膜形成方法。   The thin film forming method according to any one of claims 17 to 21, wherein the first vapor deposition step and the second vapor deposition step are performed simultaneously.
JP2003309556A 2003-09-02 2003-09-02 Thin film deposition system and thin film deposition method Withdrawn JP2005076095A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003309556A JP2005076095A (en) 2003-09-02 2003-09-02 Thin film deposition system and thin film deposition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003309556A JP2005076095A (en) 2003-09-02 2003-09-02 Thin film deposition system and thin film deposition method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005076095A true JP2005076095A (en) 2005-03-24

Family

ID=34411657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003309556A Withdrawn JP2005076095A (en) 2003-09-02 2003-09-02 Thin film deposition system and thin film deposition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005076095A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008023802A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Nalux Co., Ltd. Optical device having multilayer film and method for producing the same
WO2008023440A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Nalux Co., Ltd. Optical element having laser damage suppression film and its fabrication process
JP2009179828A (en) * 2008-01-29 2009-08-13 Hoya Corp Vapor deposition method and vapor deposition device
US7852562B2 (en) 2005-02-28 2010-12-14 Nalux Co., Ltd. Optical element with laser damage suppression film
WO2014119840A1 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 한국기초과학지원연구원 Plasma-assisted physical vapour deposition source
WO2015182977A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 한국기초과학지원연구원 Plasma enhanced physical vapor deposition source and deposition apparatus using same
WO2017044278A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 Cpfilms Inc. Vapor deposition device and method employing plasma as an indirect heating medium
EP3063571A4 (en) * 2013-10-30 2017-10-18 Tecport Optics, Inc. Ophthalmic optical filters for prevention and reduction of photophobic effects and responses
JP2019515430A (en) * 2016-04-25 2019-06-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Method and apparatus for producing separators for battery applications

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7852562B2 (en) 2005-02-28 2010-12-14 Nalux Co., Ltd. Optical element with laser damage suppression film
WO2008023802A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Nalux Co., Ltd. Optical device having multilayer film and method for producing the same
WO2008023440A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Nalux Co., Ltd. Optical element having laser damage suppression film and its fabrication process
US8263172B2 (en) 2006-08-25 2012-09-11 Nalux Co., Ltd. Method for producing optical element having multi-layered film
JP2009179828A (en) * 2008-01-29 2009-08-13 Hoya Corp Vapor deposition method and vapor deposition device
KR101432514B1 (en) 2013-01-29 2014-08-21 한국기초과학지원연구원 Plasma Aided physical Vapor Deposition Source
WO2014119840A1 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 한국기초과학지원연구원 Plasma-assisted physical vapour deposition source
CN104955979A (en) * 2013-01-29 2015-09-30 韩国基础科学支援研究院 Plasma-assisted physical vapour deposition source
JP2016511791A (en) * 2013-01-29 2016-04-21 コリア ベーシック サイエンス インスティテュート Plasma assisted physical vapor deposition source
EP3063571A4 (en) * 2013-10-30 2017-10-18 Tecport Optics, Inc. Ophthalmic optical filters for prevention and reduction of photophobic effects and responses
WO2015182977A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 한국기초과학지원연구원 Plasma enhanced physical vapor deposition source and deposition apparatus using same
WO2017044278A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 Cpfilms Inc. Vapor deposition device and method employing plasma as an indirect heating medium
JP2019515430A (en) * 2016-04-25 2019-06-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Method and apparatus for producing separators for battery applications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6113752A (en) Method and device for coating substrate
JP6408862B2 (en) Low pressure arc / plasma immersion coating vapor deposition and ion treatment
TWI683020B (en) Film forming method and film forming device
JP2017031501A (en) Remote arc discharge plasma supporting process
JP6707559B2 (en) Method of manufacturing coated substrate
EP1640474B1 (en) Thin film forming device
JPH11286781A (en) Formation of film and film forming device
JP2005076095A (en) Thin film deposition system and thin film deposition method
JP2001073136A (en) Optical thin film producing system
US20210164092A1 (en) Device and method for producing layers with improved uniformity in coating systems with horizontally rotating substrate guiding
JP2004204304A (en) Thin film manufacturing method and sputtering apparatus
JP2009120925A (en) Sputtering system
JP3779317B2 (en) Thin film formation method
JPH11269643A (en) Deposition apparatus and deposition method using the same
TW201123298A (en) System and apparatus to facilitate physical vapor deposition to modify non-metal films on semiconductor substrates
JP7160531B2 (en) Surface treatment equipment
JP2007305336A (en) Dc high-density plasma source, film-forming device, and manufacturing method of film
JP2000336477A (en) Condensed cluster depositing device in high efficiency plasma gas
US20230067917A1 (en) Device and method for producing layers with improved uniformity in coating systems with horizontally rotating substrate and additional plasma sources
TW201540858A (en) Systems and methods for generating metal oxide coatings
JPH0992133A (en) Manufacture of plasma display panel
JP2017088976A (en) Multicomponent film formation apparatus and multicomponent film formation method
JP3822778B2 (en) High frequency ion plating equipment
US20130129937A1 (en) Vapor Deposition of Ceramic Coatings
JP2008248344A (en) Vapor deposition system and vapor deposition method

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: 20061107