JP3406769B2 - Ion plating equipment - Google Patents

Ion plating equipment

Info

Publication number
JP3406769B2
JP3406769B2 JP06252796A JP6252796A JP3406769B2 JP 3406769 B2 JP3406769 B2 JP 3406769B2 JP 06252796 A JP06252796 A JP 06252796A JP 6252796 A JP6252796 A JP 6252796A JP 3406769 B2 JP3406769 B2 JP 3406769B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
potential
electrode
plasma
ion plating
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06252796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09256148A (en
Inventor
康司 清水
和利 日下部
定俊 小鮒
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol 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 Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP06252796A priority Critical patent/JP3406769B2/en
Publication of JPH09256148A publication Critical patent/JPH09256148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3406769B2 publication Critical patent/JP3406769B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発した材料粒子
に電子を照射してイオン化し、イオン化粒子を基板に付
着させるようにしたイオンプレーティング装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion plating apparatus in which vaporized material particles are irradiated with electrons to be ionized and the ionized particles are attached to a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、従来のイオンプレーティング装
置を示しており、1は真空チャンバーである。真空チャ
ンバー1の下部には、ルツボ2が配置され、その中に被
蒸発材料3が入れられている。4はフィラメント、5は
高圧電源であり、このフィラメント4から発生した電子
ビームEは、図示していない磁石により270°偏向さ
れ、ルツボ2中の被蒸発材料3に照射される。チャンバ
ー1の上部には、イオン化された蒸発材料が付着させら
れる基板6aが取り付けられている基板ホルダー6bが
配置される。チャンバー1の側部には、ニードルバルブ
7を有した反応ガス供給管8が備えられている。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional ion plating apparatus, in which 1 is a vacuum chamber. In the lower part of the vacuum chamber 1, a crucible 2 is arranged, and a material to be evaporated 3 is put therein. Reference numeral 4 is a filament, 5 is a high-voltage power supply, and the electron beam E generated from this filament 4 is deflected by 270 ° by a magnet (not shown) and is irradiated on the material 3 to be evaporated in the crucible 2. On the upper part of the chamber 1, a substrate holder 6b to which a substrate 6a to which an ionized evaporation material is attached is attached is arranged. A reaction gas supply pipe 8 having a needle valve 7 is provided on the side of the chamber 1.

【0003】更に、チャンバー1には、プラズマ電子銃
9が設けられている。このプラズマ電子銃9には、タン
グステン材の熱陰極10、放電電極11、放電電極1
2、環状直流コイル13、ニードルバルブ14を有した
アルゴンガス供給管15、熱陰極電源16、放電安定化
抵抗17、放電電源18、放電電極負荷抵抗19より構
成されている。なお、基板ホルダー6bと接地電位の蒸
発源(ルツボ2)との間には、直流あるいは高周波電源
20が設けられ、イオン化蒸発粒子を効率良く基板6a
方向に導くようにしている。また、21はチャンバー1
内を排気するための排気ポンプに接続された排気管であ
る。
Further, the chamber 1 is provided with a plasma electron gun 9. The plasma electron gun 9 includes a hot cathode 10 made of a tungsten material, a discharge electrode 11, and a discharge electrode 1.
2, an annular DC coil 13, an argon gas supply pipe 15 having a needle valve 14, a hot cathode power source 16, a discharge stabilizing resistor 17, a discharge power source 18, and a discharge electrode load resistor 19. A direct-current or high-frequency power source 20 is provided between the substrate holder 6b and the evaporation source (crucible 2) at the ground potential, so that the ionized evaporated particles can be efficiently transferred to the substrate 6a.
I try to lead in the direction. 21 is the chamber 1
An exhaust pipe connected to an exhaust pump for exhausting the inside.

【0004】上記した構成において、まず、チャンバー
1内部とプラズマ電子銃9の内部を10-5Torr以下にま
で排気する。その後、プラズマ電子銃9のアルゴンガス
供給管15に設けられているニードルバルブ14を徐々
に開け、アルゴンガスを電子銃9内に導入する。そし
て、熱陰極電源16をオンにし、熱陰極電流を熱陰極定
格温度にまで徐々に増加させ、熱陰極16から電子を放
出させる。次に、放電電源18をオンとし、放電電圧を
放電電極11と放電電極12との間に印加すると、両電
極間にアルゴン放電が発生し、放電電流が流れる。
In the above structure, first, the inside of the chamber 1 and the inside of the plasma electron gun 9 are evacuated to 10 -5 Torr or less. After that, the needle valve 14 provided in the argon gas supply pipe 15 of the plasma electron gun 9 is gradually opened to introduce the argon gas into the electron gun 9. Then, the hot cathode power supply 16 is turned on, the hot cathode current is gradually increased to the hot cathode rated temperature, and electrons are emitted from the hot cathode 16. Next, when the discharge power supply 18 is turned on and a discharge voltage is applied between the discharge electrode 11 and the discharge electrode 12, an argon discharge is generated between both electrodes and a discharge current flows.

【0005】この放電による電子がアルゴンガス分子と
衝突し、アルゴンガス分子を電離し、この電離が進行す
ることにより電子励起のプラズマPが発生する。なお、
この時のアルゴンガスの流量と放電電圧とは、パッシェ
ンの法則に従った放電が開始される値に調整される。ま
た、プラズマ電子銃9内で発生したプラズマPは、環状
の直流コイル13による磁場により発散が防止され、中
心方向に集束される。
Electrons generated by this discharge collide with the argon gas molecules, ionize the argon gas molecules, and this ionization proceeds to generate electron-excited plasma P. In addition,
At this time, the flow rate of the argon gas and the discharge voltage are adjusted to values at which discharge according to Paschen's law is started. Further, the plasma P generated in the plasma electron gun 9 is prevented from diverging by the magnetic field generated by the annular DC coil 13, and is focused in the central direction.

【0006】このプラズマP中で生成した電子は、直進
し、真空チャンバー1の内部に向け加速される。なお、
図示していないが、放電電極12とチャンバー1との間
には加速電極が設けられ、プラズマP中の電子を効率良
く引き出すようにしている。真空チャンバー1内では、
フィラメント4を加熱させて電子を放出させ、ルツボ2
中の被蒸発材料3に電子が照射されている。材料3は電
子の照射によって加熱され、蒸発させられる。
The electrons generated in the plasma P go straight and are accelerated toward the inside of the vacuum chamber 1. In addition,
Although not shown, an acceleration electrode is provided between the discharge electrode 12 and the chamber 1 so that the electrons in the plasma P can be efficiently extracted. In the vacuum chamber 1,
The filament 4 is heated to emit electrons and the crucible 2
The material 3 to be evaporated therein is irradiated with electrons. The material 3 is heated and evaporated by irradiation with electrons.

【0007】この蒸発した材料は、真空チャンバー1内
でプラズマ電子銃9からの電子と衝突し、イオン化,活
性化されプラズマが生成される。このプラズマ中のイオ
ン化された材料は、基板6aに引き寄せられて該基板6
aに付着しイオンプレーティングが行われる。なお、ル
ツボ2内の材料3の蒸発と同時に、供給管8より反応ガ
スを供給すれば、蒸発材料と反応ガスとの反応に基づく
物質を基板に付着させることができる。例えば、蒸発物
質がシリコンで、反応ガスが酸素ガスの場合、基板に
は、二酸化シリコン(SiO2 )がイオンプレーティン
グされる。
The evaporated material collides with electrons from the plasma electron gun 9 in the vacuum chamber 1 and is ionized and activated to generate plasma. The ionized material in the plasma is attracted to the substrate 6a,
Ion plating is performed by attaching to a. If the reaction gas is supplied from the supply pipe 8 simultaneously with the evaporation of the material 3 in the crucible 2, a substance based on the reaction between the evaporation material and the reaction gas can be attached to the substrate. For example, when the evaporation material is silicon and the reaction gas is oxygen gas, silicon dioxide (SiO 2 ) is ion-plated on the substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記したイオンプレー
ティング装置で、プラズマ電子銃9からの電子ビームの
一部は、アース電位のチャンバー1の壁に衝突して吸収
され、高密度のプラズマを形成することができない。ま
た、チャンバー壁の内側は、初期の状態ではクリーンな
状態となっているが、イオンプレーティングを進めるう
ちに蒸発物質が壁の内側に付着し、絶縁膜で覆われる。
この壁に絶縁膜が生じると、チャンバー壁の内側が帯電
し、その結果、内部で形成されるプラズマの状態が不安
定となる。
In the ion plating apparatus described above, a part of the electron beam from the plasma electron gun 9 collides with the wall of the chamber 1 at the earth potential and is absorbed to form high density plasma. Can not do it. Further, the inside of the chamber wall is in a clean state in the initial state, but as the ion plating is advanced, the vaporized substance adheres to the inside of the wall and is covered with the insulating film.
When an insulating film is formed on this wall, the inside of the chamber wall is charged, and as a result, the state of the plasma formed inside becomes unstable.

【0009】更に、上記したイオンプレーティング装置
では、プラズマ電子銃9からの電子ビームの軌道に再現
性がなく、チャンバー1内で形成されるプラズマの分布
が不均一になる可能性がある。そして、蒸発物と反応性
ガスとの反応性が低い成膜種があり、そのような成膜種
の場合、効率良く基板にイオンプレーティングを行うこ
とができない。
Further, in the above-described ion plating apparatus, the trajectory of the electron beam from the plasma electron gun 9 is not reproducible, and the distribution of plasma formed in the chamber 1 may be non-uniform. Then, there is a film-forming species having a low reactivity between the vaporized substance and the reactive gas, and in the case of such a film-forming species, the ion plating cannot be efficiently performed on the substrate.

【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、再現性良くプラズマを発生でき、
精密な成膜を安定的に行うことができるイオンプレーテ
ィング装置を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to generate a plasma with good reproducibility,
It is to realize an ion plating device capable of stably performing precise film formation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
イオンプレーティング装置は、チャンバーと、チャンバ
ー内の上部に設けられた基板ホルダーと、チャンバー内
の下部に設けられ、被蒸着材料加熱用電子銃を有する
発源と、チャンバーの側部に設けられ、蒸発源から蒸発
した材料をチャンバー内でイオン化するための電子ビー
ムを発生するプラズマ電子銃と、蒸発源の上部に設けら
、被蒸着材料の蒸発の初期状態および安定状態におい
てそれぞれ閉および開となる開閉可能のシャッタ板と、
チャンバー内に設けられ、内側に蒸発源およびシャッタ
板を包含するとともに、チャンバー内で生成されるプラ
ズマを上部以外の方向から囲むように配置されたフロー
ティング電極と、シャッタ板の電位を被蒸着材料の蒸発
の初期状態および安定状態においてそれぞれアース電位
およびフローティング電位に切り換える手段とを備えた
ことを特徴としている。
An ion plating apparatus according to the first aspect of the present invention comprises a chamber and a chamber.
-The inside of the chamber and the substrate holder installed on the top
And a vaporization source having an electron gun for heating the vapor deposition material, and an electron beam for ionizing the material vaporized from the vaporization source in the chamber. The plasma electron gun to be used and the evaporation source are provided above the evaporation source, and the evaporation state of the vapor deposition material is in the initial state and the stable state.
And a shutter plate that can be opened and closed ,
Evaporation source and shutter provided inside the chamber
The floating electrode, which includes the plate and surrounds the plasma generated in the chamber from directions other than the upper part, and the potential of the shutter plate are used to evaporate the vapor deposition material.
Ground potential in the initial and stable states of
And a means for switching to a floating potential .

【0012】請求項1の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、チャンバー内で生成されるプラズマを囲む
ようにフローティング電極を配置し、蒸発源の上部に設
けられた開閉可能のシャッタ板の電位をアース電位とフ
ローティング電位との間で切り換える。
In the ion plating apparatus according to the first aspect of the invention, the floating electrode is arranged so as to surround the plasma generated in the chamber, and the potential of the openable / closable shutter plate provided above the evaporation source is grounded. Switching between a potential and a floating potential.

【0013】請求項2の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して電極が設けられ、この電
極の電位を被蒸着材料の蒸発の初期状態および安定状態
においてそれぞれアース電位およびフローティング電位
切り換えるように構成したことを特徴としている。
In the ion plating apparatus according to the second aspect of the present invention, an electrode is provided close to the evaporation source, and the potential of the electrode is set to the initial state and the stable state of evaporation of the material to be evaporated.
At ground potential and floating potential respectively
It is characterized by being configured to switch to.

【0014】請求項2の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して設けられた電極の電位を
アース電位とフローティング電位との間で切り換える。
請求項3の発明に基づくイオンプレーティング装置は、
フローティング電極は、フローティング電位からアース
電位まで変更可能に構成したことを特徴としている。
In the ion plating apparatus according to the second aspect of the present invention, the potential of the electrode provided close to the evaporation source is switched between the ground potential and the floating potential.
The ion plating device based on the invention of claim 3 is
The floating electrode is characterized in that it can be changed from the floating potential to the ground potential.

【0015】請求項3の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、フローティング電極の電位をフローティン
グ電位からアース電位まで変更可能となる。
In the ion plating apparatus according to the third aspect of the invention, the potential of the floating electrode can be changed from the floating potential to the ground potential .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図2は、本発明に基づくイ
オンプレーティング装置を示しており、図1の従来装置
と同一部分は同一番号が付されている。この実施例にお
いて、ルツボ2は回転台22上に載せられており、図示
していないが、チャンバー1外部に設けられたモータに
よって回転させられるように構成されている。ルツボ2
上には蒸発材料(例えばSiO 2 )3が載せられてお
り、この材料3にはフィラメント4からの電子ビームE
が照射される。また、ルツボ2に接近してチャージアッ
プ防止電極23が配置されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described with reference to the drawings.
The embodiment will be described in detail. FIG. 2 shows an image based on the present invention.
1 shows an on-plating device, the conventional device of FIG.
The same numbers are given to the same parts as. In this example
The crucible 2 is mounted on the turntable 22.
Although it is not done, the motor installed outside the chamber 1
Therefore, it is configured to be rotated. Crucible 2
The evaporation material (eg SiO 2) 3 is posted
The electron beam E from the filament 4
Is irradiated. In addition, it approaches the crucible 2 and charges up.
A protection electrode 23 is arranged.

【0017】図3はチャンバー1内の各構成要素の配置
を概略的に示す図であり、チャンバー1内には、ルツボ
2,材料3,フィラメントを有した電子銃24の組み合
わせより成る蒸発源25が2組備えられており、チャー
ジアップ防止電極23は2つの蒸発源25の間に配置さ
れている。なお、チャージアップ防止電極23は銅で形
成されており、図示してないが水冷される構造となって
いる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the arrangement of each component in the chamber 1. In the chamber 1, an evaporation source 25 composed of a combination of a crucible 2, a material 3 and an electron gun 24 having a filament is provided. 2 are provided, and the charge-up prevention electrode 23 is arranged between the two evaporation sources 25. The charge-up prevention electrode 23 is made of copper and is water-cooled although not shown.

【0018】図2,図3において、チャンバー1内のプ
ラズマ発生領域を囲むように、円筒状のフローティング
電極26が配置されている。フローティング電極26
は、発生したプラズマを一定の領域内に閉じ込める効果
を有し、チャンバー1の壁部に碍子27を介して取り付
けられている。また、この円筒状のフローティング電極
26には、ルツボ2上の材料からの蒸気が通過でき、プ
ラズマ電子銃9からの電子ビームがチャンバー1の中心
部に向かえるように、更には、チャンバー1内の排気を
効率良く行うなどのために、数箇所に開口が設けられて
いる。
In FIGS. 2 and 3, a cylindrical floating electrode 26 is arranged so as to surround the plasma generation region in the chamber 1. Floating electrode 26
Has the effect of confining the generated plasma in a certain region, and is attached to the wall of the chamber 1 via an insulator 27. In addition, vapor from the material on the crucible 2 can pass through the cylindrical floating electrode 26, and the electron beam from the plasma electron gun 9 can be directed to the center of the chamber 1. Openings are provided at several locations for efficient exhaustion.

【0019】上記フローティング電極26は、電位調整
器28を介して接地されている。また、チャージアップ
防止電極23は、電位調整器29を介してスイッチ30
に接続されている。スイッチ30は電極23の電位をア
ース電位とフローティング電位とに切り換える。
The floating electrode 26 is grounded via a potential adjuster 28. In addition, the charge-up prevention electrode 23 is connected to the switch 30 via the potential adjuster 29.
It is connected to the. The switch 30 switches the potential of the electrode 23 between the ground potential and the floating potential.

【0020】前記ルツボ2の上部には、水冷されるシャ
ツター31が配置されている。このシャッター31は詳
細に図示していないが、図2の水平状態から垂直状態に
回転できるように構成されており、イオンプレーティン
グ動作の初期状態において、材料3からの蒸気が安定に
発生していない場合には、図に示すように蒸発材料が基
板6に向かわないように遮蔽しており、材料3の蒸発が
安定となった際には、回転してルツボ2の上部から取り
除かれる。なお、シャッター31はスイッチ32に接続
されており、スイッチ32により、シャッター31の電
位はフローティング状態とアース電位とに切り換えられ
る。このような構成の動作を次に説明する。
A water-cooled shirt 31 is arranged above the crucible 2. Although not shown in detail, the shutter 31 is configured so that it can be rotated from the horizontal state to the vertical state in FIG. 2, and the vapor from the material 3 is stably generated in the initial state of the ion plating operation. If not, the evaporation material is shielded so as not to face the substrate 6 as shown in the figure, and when the evaporation of the material 3 becomes stable, it is rotated and removed from the upper portion of the crucible 2. The shutter 31 is connected to a switch 32, and the switch 32 switches the potential of the shutter 31 between a floating state and a ground potential. The operation of such a configuration will be described below.

【0021】まず、基板6aへのイオンプレーティング
の動作は、図1の従来装置と同様に行われる。初期状態
では、シャッター31は閉じられており、また、シャッ
ター31の電位はスイッチ32によってアース電位とさ
れている。更に、チャージアップ防止電極23は、スイ
ッチ30によってアース電位とされている。
First, the operation of ion plating on the substrate 6a is performed in the same manner as in the conventional device of FIG. In the initial state, the shutter 31 is closed and the potential of the shutter 31 is set to the ground potential by the switch 32. Further, the charge-up prevention electrode 23 is set to the ground potential by the switch 30.

【0022】この状態で、材料3を電子銃24(フィラ
メント4)からの電子で溶かすことになるが、この際、
シャッター31はアース電位となっているので、電子銃
24(フィラメント4)からの電子の軌道は安定とな
り、効率良く材料の加熱蒸発を行うことができる。
In this state, the material 3 is melted by the electrons from the electron gun 24 (filament 4). At this time,
Since the shutter 31 is at the ground potential, the trajectory of electrons from the electron gun 24 (filament 4) becomes stable, and the material can be efficiently heated and evaporated.

【0023】一方、チャンバー1内で形成されたプラズ
マ中の電子がルツボ2の方向に向かうが、チャージアッ
プ防止電極23は、シャッター31が閉じられていると
きは常にスイッチ30によりアース電位とされている。
この結果、プラズマ電子銃9からの電子の一部はチャー
ジアップ防止電極23に流れ込む。従って、プラズマ電
子銃9からの電子は、電極23に衝突して放電し、ルツ
ボ2の表面がプラズマ中の電子によってチャージアップ
することは防止される。
On the other hand, the electrons in the plasma formed in the chamber 1 head toward the crucible 2, but the charge-up prevention electrode 23 is always set to the ground potential by the switch 30 when the shutter 31 is closed. There is.
As a result, some of the electrons from the plasma electron gun 9 flow into the charge-up prevention electrode 23. Therefore, the electrons from the plasma electron gun 9 collide with the electrode 23 and are discharged, and the surface of the crucible 2 is prevented from being charged up by the electrons in the plasma.

【0024】また、フィラメント4から発生した電子ビ
ームが材料3に衝突し、材料3から反射電子や2次電子
が発生するが、これら反射電子や2次電子はルツボ2に
接近して設けられたアース電位の電極23に向かうこと
になり、ルツボ2の表面がチャージアップすることはな
い。
Further, the electron beam generated from the filament 4 collides with the material 3 to generate reflected electrons and secondary electrons from the material 3. These reflected electrons and secondary electrons are provided close to the crucible 2. The surface of the crucible 2 is not charged up because it goes to the electrode 23 of the ground potential.

【0025】この結果、ルツボ2と他の箇所との間で放
電が生じ、ルツボ2が蒸発する現象は防止される。従っ
て、ルツボ材料が蒸発して成膜材料の蒸気の中に混入す
ることはなくなり、純粋な成膜が可能となる。また、ル
ツボ2と他の箇所との間の放電により、プラズマが乱さ
れて成膜の安定性に悪影響を及ぼすことも防止される。
As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which a discharge is generated between the crucible 2 and another place and the crucible 2 evaporates. Therefore, the crucible material does not evaporate and is not mixed in the vapor of the film forming material, and a pure film can be formed. Further, it is also possible to prevent the plasma from being disturbed by the discharge between the crucible 2 and the other part and adversely affecting the stability of the film formation.

【0026】次に、材料3の加熱が進み、安定して蒸気
が発生する状態となった場合、シャッター31は開けら
れ(垂直の状態とされる)、蒸発した材料は真空チャン
バー1内で上方向に向かう。この蒸発材料は真空チャン
バー1内でプラズマ電子銃9からの電子と衝突し、イオ
ン化、活性化され、プラズマが生成される。
Next, when the heating of the material 3 progresses and the steam is stably generated, the shutter 31 is opened (it is set to the vertical state), and the evaporated material is moved upward in the vacuum chamber 1. Head in the direction. This vaporized material collides with the electron from the plasma electron gun 9 in the vacuum chamber 1, is ionized and activated, and plasma is generated.

【0027】このプラズマ中のイオン化された材料は、
基板6aに引き寄せられて該基板6aに付着しイオンプ
レーティングが行われる。なお、ルツボ2内の材料3の
蒸発と同時に、供給管8より反応ガスを供給すれば、蒸
発材料と反応ガスとの反応に基づく物質を基板に付着さ
せることができる。
The ionized material in this plasma is
It is attracted to the substrate 6a and adheres to the substrate 6a for ion plating. If the reaction gas is supplied from the supply pipe 8 simultaneously with the evaporation of the material 3 in the crucible 2, a substance based on the reaction between the evaporation material and the reaction gas can be attached to the substrate.

【0028】上記した蒸発材料のイオン化を行う際、ス
イッチ30とスイッチ32は切り換えられ、チャージア
ップ防止電極23とシャッター31はフローティング電
位とされる。この結果、生成されたプラズマはフローテ
ィング電位の電極26、電極23、シャッター31によ
って囲まれることになる。
When ionizing the evaporation material, the switch 30 and the switch 32 are switched, and the charge-up prevention electrode 23 and the shutter 31 are set to the floating potential. As a result, the generated plasma is surrounded by the electrode 26 having a floating potential, the electrode 23, and the shutter 31.

【0029】この各フローティング電位の電極等は、プ
ラズマのセルフバイアス電位により、アースに対して負
電位(数10〜100V)となる。この結果、プラズマ
電子銃9から射出する電子は、真空チャンバー1内で閉
じ込められることになり、電子密度が増加することにな
る。
The electrodes and the like of each floating potential have a negative potential (several 10 to 100 V) with respect to the ground due to the self-bias potential of plasma. As a result, the electrons emitted from the plasma electron gun 9 are confined in the vacuum chamber 1 and the electron density is increased.

【0030】従って、チャンバー1内では均一性の良い
高密度プラズマが生成される。一方、蒸着用の蒸発源2
5はアース電位であることから、電子は蒸発源に集中
し、蒸発物の励起イオン化が促進される。従って、蒸発
材料ならびに反応性ガスを高密度にプラズマ化でき、反
応性が向上して良質の膜を基板6aに成膜できることに
なる。
Therefore, high-density plasma with good uniformity is generated in the chamber 1. On the other hand, evaporation source 2 for vapor deposition
Since 5 is at the ground potential, the electrons are concentrated in the evaporation source and the excited ionization of the evaporated material is promoted. Therefore, the evaporation material and the reactive gas can be turned into a high density plasma, the reactivity is improved, and a good quality film can be formed on the substrate 6a.

【0031】ここで、フローティング電極26は電位調
整器28によりフローティング電位をプラズマのセルフ
バイアス電位からアース電位まで可変できるようになっ
ている。これは、成膜条件により基板ホルダー6bや基
板6aとフローティング電極26との間の電位差を持た
せて、基板6aに取り込むイオン量を制御する場合や、
電気的に弱い基板を使用する際に、フローティング電極
26をアース電位として、基板6aに向かうイオンのエ
ネルギーを減少させ、基板の電気的損傷を防ぐことに効
果がある。
Here, the floating electrode 26 can change its floating potential from a plasma self-bias potential to a ground potential by a potential regulator 28. This is because when the potential difference between the substrate holder 6b or the substrate 6a and the floating electrode 26 is given depending on the film forming conditions to control the amount of ions taken into the substrate 6a.
When using an electrically weak substrate, it is effective to set the floating electrode 26 to the ground potential to reduce the energy of the ions toward the substrate 6a and prevent electrical damage to the substrate.

【0032】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、図2のプラズマ
電子銃は、図1に示した構造以外のプラズマ電子銃を用
いることができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, the plasma electron gun of FIG. 2 can use a plasma electron gun other than the structure shown in FIG.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
基づくイオンプレーティング装置は、チャンバー内で生
成されるプラズマを囲むようにフローティング電極を配
置し、蒸発源の上部に設けられた開閉可能のシャッタ板
の電位をアース電位とフローティング電位との間で切り
換えるように構成したので、プラズマ電子銃からの電子
はチャンバー内に効率良く閉じ込められ、電子密度が増
加して均一性の良い高密度プラズマが生成される。その
結果、再現性良くプラズマを発生でき、高品質な成膜を
安定的に行うことができる。
As described above, in the ion plating apparatus according to the first aspect of the present invention, the floating electrode is arranged so as to surround the plasma generated in the chamber, and the opening / closing provided above the evaporation source. Since the potential of the possible shutter plate is configured to be switched between the ground potential and the floating potential, the electrons from the plasma electron gun are efficiently confined in the chamber, and the electron density is increased to achieve high density with good uniformity. Plasma is generated. As a result, plasma can be generated with good reproducibility, and high-quality film formation can be stably performed.

【0034】請求項2の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して設けられた電極の電位を
アース電位とフローティング電位との間で切り換えるよ
うに構成したので、初期状態においてプラズマ電子銃か
らの電子はこの電極に流れ込み、ルツボのチャージアッ
プを防止することに効果がある。また、イオンプレーテ
ィングを行う定常状態では、電極はフローティング電位
とされるので、プラズマをチャンバー内に効率良く閉じ
込めることができる。
In the ion plating device according to the second aspect of the present invention, the potential of the electrode provided close to the evaporation source is switched between the ground potential and the floating potential. Electrons from the gun flow into this electrode and are effective in preventing charge-up of the crucible. Further, in the steady state where ion plating is performed, the electrodes are set to the floating potential, so that the plasma can be efficiently confined in the chamber.

【0035】請求項3の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、フローティング電極の電位をフローティン
グ電位からアース電位まで変更可能に構成したので、成
膜条件に応じて基板に向かうイオン量を制御することが
可能となる。
In the ion plating apparatus according to the third aspect of the present invention, since the potential of the floating electrode can be changed from the floating potential to the ground potential, the amount of ions directed to the substrate can be controlled according to the film forming conditions. It will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のイオンプレーティング装置を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional ion plating apparatus.

【図2】本発明に基づくイオンプレーティング装置の一
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an ion plating apparatus according to the present invention.

【図3】図2の実施例に用いられたルツボ、アース電極
部分の平面図である。
3 is a plan view of a crucible and an earth electrode portion used in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバー 2 ルツボ 3 被蒸発材料 4 フィラメント 6a 基板 8 反応ガス供給管 9 プラズマ電子銃 22 回転台 23 チャージアップ防止電極 26 フローティング電極 27 碍子 28,29 電位調整器 30,32 スイッチ 31 シャッター 1 vacuum chamber 2 crucibles 3 Material to be evaporated 4 filament 6a substrate 8 Reaction gas supply pipe 9 Plasma electron gun 22 turntable 23 Charge-up prevention electrode 26 Floating electrode 27 Insulator 28,29 Potential regulator 30,32 switch 31 shutter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−264227(JP,A) 特開 平6−2166(JP,A) 特公 昭62−46630(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H01J 37/32 H05H 1/24 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-6-264227 (JP, A) JP-A-6-2166 (JP, A) JP-B-62-46630 (JP, B1) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 H01J 37/32 H05H 1/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チャンバーと、チャンバー内の上部に設
けられた基板ホルダーと、チャンバー内の下部に設けら
れ、被蒸着材料加熱用電子銃を有する蒸発源と、チャン
バーの側部に設けられ、蒸発源から蒸発した材料をチャ
ンバー内でイオン化するための電子ビームを発生するプ
ラズマ電子銃と、蒸発源の上部に設けられ、被蒸着材料
の蒸発の初期状態および安定状態においてそれぞれ閉お
よび開となる開閉可能のシャッタ板と、チャンバー内に
設けられ、内側に蒸発源およびシャッタ板を包含すると
ともに、チャンバー内で生成されるプラズマを上部以外
の方向から囲むように配置されたフローティング電極
と、シャッタ板の電位を被蒸着材料の蒸発の初期状態お
よび安定状態においてそれぞれアース電位およびフロー
ティング電位に切り換える手段とを備えたイオンプレー
ティング装置。
1. A chamber and an upper part inside the chamber.
The mounted substrate holder and the lower part inside the chamber .
Is, an evaporation source having an electron gun for heating the deposited material, provided on the side of the chamber, the evaporated material from the evaporation source tea
Plasma electron gun that generates an electron beam for ionization in the chamber and the material to be vapor-deposited provided above the evaporation source.
Closed in the initial and stable states of evaporation of
And a shutter plate that can be opened and closed , and an evaporation source and a shutter plate that are provided inside the chamber and are inside.
In both cases, plasma generated in the chamber is not on top
Direction of the floating electrode and the potential of the shutter plate are set to the initial state of evaporation of the material to be evaporated.
Ground potential and flow in steady state and steady state, respectively
And an ion plating device provided with means for switching to a charging potential .
【請求項2】 蒸発源に接近して電極が設けられ、この
電極の電位を被蒸着材料の蒸発の初期状態および安定状
態においてそれぞれアース電位およびフローティング電
位に切り換えるように構成した請求項1記載のイオンプ
レーティング装置。
2. An electrode is provided close to an evaporation source, and the potential of the electrode is set to an initial state and a stable state of evaporation of a material to be evaporated.
Ground potential and floating
The ion plating device according to claim 1, wherein the ion plating device is configured to be switched to a position .
【請求項3】 フローティング電極は、フローティング
電位からアース電位まで変更可能に構成した請求項1
たは請求項2に記載のイオンプレーティング装置。
3. A floating electrode, according to claim 1 or was capable of changing the floating potential to the ground potential
Alternatively, the ion plating apparatus according to claim 2 .
JP06252796A 1996-03-19 1996-03-19 Ion plating equipment Expired - Fee Related JP3406769B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06252796A JP3406769B2 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Ion plating equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06252796A JP3406769B2 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Ion plating equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09256148A JPH09256148A (en) 1997-09-30
JP3406769B2 true JP3406769B2 (en) 2003-05-12

Family

ID=13202760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06252796A Expired - Fee Related JP3406769B2 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Ion plating equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3406769B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5436143B2 (en) * 2009-10-21 2014-03-05 日本電子株式会社 Film forming device
JP5530348B2 (en) * 2010-12-21 2014-06-25 キヤノンアネルバ株式会社 Rotation drive device and vacuum processing device
JP2013147684A (en) * 2012-01-17 2013-08-01 Sumitomo Heavy Ind Ltd Film deposition apparatus
JP5404950B1 (en) 2012-07-18 2014-02-05 ラボテック株式会社 Deposition apparatus and deposition method
JP7160531B2 (en) * 2017-12-28 2022-10-25 神港精機株式会社 Surface treatment equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09256148A (en) 1997-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5656141A (en) Apparatus for coating substrates
EP0328033B1 (en) Thin film forming apparatus and ion source utilizing plasma sputtering
JPH02290965A (en) Vacuum deposition system of thin film and method thereof
WO1985003954A1 (en) Controlled vacuum arc material deposition, method and apparatus
JPH0122729B2 (en)
JP3345009B2 (en) Method for ionizing material vapor produced by heating and apparatus for performing the method
JP3481953B2 (en) Equipment for coating substrates
JP3406769B2 (en) Ion plating equipment
JPH06212433A (en) Device and method for coating substrate in vacuum chamber
JPH0456761A (en) Thin film forming device
JP3401365B2 (en) Plasma generator and ion plating device
JP2849771B2 (en) Sputter type ion source
JPS6372875A (en) Sputtering device
JP2977862B2 (en) Plasma generator
JP3186777B2 (en) Plasma source
JP2620474B2 (en) Ion plating equipment
JP2648167B2 (en) Plasma electron beam heating equipment
JP3431174B2 (en) Substrate coating equipment
JPH08246138A (en) Ion plating device
JPH09165673A (en) Thin film forming device and thin film forming method
JP3330159B2 (en) Dynamic mixing device
JPS616271A (en) Method and device for bias ion plating
JPH0620631A (en) Plasma electron gun
JPH062120A (en) Lance for blowing oxygen into vacuum degassing vessel
JPS595732Y2 (en) Ion plating equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030225

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100307

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140307

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees