JPH0254758A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JPH0254758A JPH0254758A JP20537188A JP20537188A JPH0254758A JP H0254758 A JPH0254758 A JP H0254758A JP 20537188 A JP20537188 A JP 20537188A JP 20537188 A JP20537188 A JP 20537188A JP H0254758 A JPH0254758 A JP H0254758A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は薄膜形成のためにプラズマ源と蒸発源とイオ
ン源とを備えた薄膜形成装置に関するものである。
ン源とを備えた薄膜形成装置に関するものである。
近時、薄膜の形成に低ガス圧を用い、プラズマの高活性
化とともに適度のエネルギーのイオン衝撃によって膜形
成反応を促進させることを目的として電子サイクロトロ
ン共鳴（以下、ＥＣＲという）を利用したＥＣＲプラズ
マＣＶ Ｄ （ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法が提案されている。
化とともに適度のエネルギーのイオン衝撃によって膜形
成反応を促進させることを目的として電子サイクロトロ
ン共鳴（以下、ＥＣＲという）を利用したＥＣＲプラズ
マＣＶ Ｄ （ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法が提案されている。
すなわら、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法は、プラズマチャン
バ内にガスを導入後、マイクロ波電力を供給し、マグネ
ントコイルにより磁場（約８７５Ｇａｕｓｓ ）を印加
することで、ＥＣＲ条件が満たされプラズマが発生する
。そして、成膜ガスを真空チャンバ内またはプラズマチ
ャンバ内へ導入することで成膜が可能となり、低温で緻
密な膜形成が可能となる。
バ内にガスを導入後、マイクロ波電力を供給し、マグネ
ントコイルにより磁場（約８７５Ｇａｕｓｓ ）を印加
することで、ＥＣＲ条件が満たされプラズマが発生する
。そして、成膜ガスを真空チャンバ内またはプラズマチ
ャンバ内へ導入することで成膜が可能となり、低温で緻
密な膜形成が可能となる。
一方、他の成膜方法として、いわゆるＩＶＤ（ｔｏｎ
ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用したもの
が知られている。この方法は真空容器内に蒸発源とイオ
ン源とを設置し、基材表面に対して蒸着とイオンビーム
の照射とを行うものであって、イオンの打ち込みにより
基材と薄膜との間に混合層が形成されるため薄膜と基材
との密着性にすぐれ、またイオンと蒸着物とを反応させ
て化合物薄膜を容易に得ることができる。さらに、イオ
ンの照射角度を調整することにより結晶の配向性制御が
可能となるなどの利点を有する。
ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用したもの
が知られている。この方法は真空容器内に蒸発源とイオ
ン源とを設置し、基材表面に対して蒸着とイオンビーム
の照射とを行うものであって、イオンの打ち込みにより
基材と薄膜との間に混合層が形成されるため薄膜と基材
との密着性にすぐれ、またイオンと蒸着物とを反応させ
て化合物薄膜を容易に得ることができる。さらに、イオ
ンの照射角度を調整することにより結晶の配向性制御が
可能となるなどの利点を有する。
ＥＣＲプラズマＣＶＤ法では、基材に対する膜の密着性
が劣り、またプラズマチャンバから引き出されたイオン
は基材に対する入射角の調整ができないため薄膜の結晶
配向を制御することが困難であった。
が劣り、またプラズマチャンバから引き出されたイオン
は基材に対する入射角の調整ができないため薄膜の結晶
配向を制御することが困難であった。
また、前記ＩＶＤ法では、蒸着に基づく成膜であるため
、成膜速度が遅いという欠点があった。
、成膜速度が遅いという欠点があった。
したがって、この発明の目的は薄膜の高密着性、高速成
膜および結晶配向制御を可能とした薄膜形成装置を提供
することである。
膜および結晶配向制御を可能とした薄膜形成装置を提供
することである。
この発明の薄膜形成装置は、内部に基材が設置された真
空チャンバと、この真空チャンバに付設されＥＣＲを利
用して生成したイオンを前記真空チャンバ内に引き出す
プラズマ源と、前記真空チャンバ内に設置され前記基材
の表面に蒸発物を付着させる蒸発源と、前記真空チャン
バ内に設置され前記基材の表面にイオンビームを照射す
るイオン源とを備えたものである。
空チャンバと、この真空チャンバに付設されＥＣＲを利
用して生成したイオンを前記真空チャンバ内に引き出す
プラズマ源と、前記真空チャンバ内に設置され前記基材
の表面に蒸発物を付着させる蒸発源と、前記真空チャン
バ内に設置され前記基材の表面にイオンビームを照射す
るイオン源とを備えたものである。
〔作用］
この発明によれば、ＥＣＲのプラズマ源に■■Ｄ法を利
用する蒸発源およびイオン源を付加したことにより、そ
れぞれの特性が相まって薄膜の密着性が向上し、高速成
膜および結晶の配向性制御が可能となる。
用する蒸発源およびイオン源を付加したことにより、そ
れぞれの特性が相まって薄膜の密着性が向上し、高速成
膜および結晶の配向性制御が可能となる。
［実施例］
第１図はこの実施例の薄膜形成装置を示す概略図である
。第１図において、■は真空チャンバであり、これには
真空ポンプ２が接続されている。
。第１図において、■は真空チャンバであり、これには
真空ポンプ２が接続されている。
真空チャンバ１内には基材３が設置される。すなわち、
基材３は基材ホルダ４に装着されている。
基材３は基材ホルダ４に装着されている。
基材ホルダ４にはヒータ５が設けられ、また内部を冷却
水が通過できるように冷却水導入バイブロおよび排出パ
イプ７が接続され、基材３の加熱または冷却を可能にし
ている。また、基材３またはその表面に形成される薄膜
が絶縁物の場合、イオン照射によりチャージアップを起
こさないように、またこのイオンのエネルギー制御用に
直流バイアスを印加できるようになっている。図におい
て、８は高周波電源、９は直流電源、１ｏはフィルタで
ある。
水が通過できるように冷却水導入バイブロおよび排出パ
イプ７が接続され、基材３の加熱または冷却を可能にし
ている。また、基材３またはその表面に形成される薄膜
が絶縁物の場合、イオン照射によりチャージアップを起
こさないように、またこのイオンのエネルギー制御用に
直流バイアスを印加できるようになっている。図におい
て、８は高周波電源、９は直流電源、１ｏはフィルタで
ある。
また、真空チャンバ１にはＥＣＲプラズマ源１工が付設
される。このプラズマ源１１はプラズマチャンバ１２、
マイクロ波導入用の導波管１６．マイクロ波導入窓１３
（石英ガラス等からなる）、ガス導入管１４およびプラ
ズマチャンバ１２の周囲に配置したマグネットコイル１
５ａ、１５ｂを主要構成要素とする。このプラズマａｉ
ｔ＋には分解種を有効に引き出せるように引き出し電極
等を引き出し口に設けていない。
される。このプラズマ源１１はプラズマチャンバ１２、
マイクロ波導入用の導波管１６．マイクロ波導入窓１３
（石英ガラス等からなる）、ガス導入管１４およびプラ
ズマチャンバ１２の周囲に配置したマグネットコイル１
５ａ、１５ｂを主要構成要素とする。このプラズマａｉ
ｔ＋には分解種を有効に引き出せるように引き出し電極
等を引き出し口に設けていない。
プラズマを発生させるには、ガス導入管１４がらプラズ
マチャンバ１２内にガスを導入し、導波管１６にマイク
ロ波を導入し、一方のマグネットコイル１５ｂによって
プラズマチャンバ１２内にＥＣＲ条件を果たす磁場（た
とえば８７５ Ｇａｕｓｓの磁場）を発生させる。この
とき、他方のマグネットコイル１５ａを３周整すること
でプラズマ流の広がりを変えることができる。発生した
プラズマ流を矢印Ａで示す。
マチャンバ１２内にガスを導入し、導波管１６にマイク
ロ波を導入し、一方のマグネットコイル１５ｂによって
プラズマチャンバ１２内にＥＣＲ条件を果たす磁場（た
とえば８７５ Ｇａｕｓｓの磁場）を発生させる。この
とき、他方のマグネットコイル１５ａを３周整すること
でプラズマ流の広がりを変えることができる。発生した
プラズマ流を矢印Ａで示す。
また、プラズマ′ｔＡ１１の近傍にはイオン源１７およ
び蒸発源１８が設置される。イオン源１７はバケット型
のほかカウフマン型、ＥＣＲ型のものでも使用可能であ
る。このイオン源１７は基材３に対してイオンビームの
照射角度を変えることができように矢印Ｂ方向に移動自
在に設置され、かつ低エネルギー（たとえば０〜２ｋＶ
程度）のイオンビームまたは高エネルギー（たとえば２
〜４０ｋＶ程度）のイオンビームを必要に応じて照射で
きる。イオンビームを矢印Ｃで示す。
び蒸発源１８が設置される。イオン源１７はバケット型
のほかカウフマン型、ＥＣＲ型のものでも使用可能であ
る。このイオン源１７は基材３に対してイオンビームの
照射角度を変えることができように矢印Ｂ方向に移動自
在に設置され、かつ低エネルギー（たとえば０〜２ｋＶ
程度）のイオンビームまたは高エネルギー（たとえば２
〜４０ｋＶ程度）のイオンビームを必要に応じて照射で
きる。イオンビームを矢印Ｃで示す。
また、蒸発源１日としては、たとえば抵抗加熱型のもの
が使用可能である。蒸発源１８からの蒸発物を矢印りで
示す。
が使用可能である。蒸発源１８からの蒸発物を矢印りで
示す。
真空チャンバ１内の圧力は、イオンビームの効果を上げ
るために低いほど好ましく、具体的には１０−’Ｔｏｒ
ｒ以下である。一方、ＥＣＲプラズマ源１１のプラズマ
チャンバ１２内の圧力は１０４〜１０−’Ｔｏｒｒであ
るのが照射用イオンビームを効率よく引き出すために好
ましい。このため、プラズマチャンバ１２では排気管２
０にて差動排気を行っている。従って、真空チャンバ２
内の圧力が１０−’〜１０−ｈＴｏｒｒのオーダーであ
っても、イ・オンビームとプラズマ流とを有効に利用で
きる。
るために低いほど好ましく、具体的には１０−’Ｔｏｒ
ｒ以下である。一方、ＥＣＲプラズマ源１１のプラズマ
チャンバ１２内の圧力は１０４〜１０−’Ｔｏｒｒであ
るのが照射用イオンビームを効率よく引き出すために好
ましい。このため、プラズマチャンバ１２では排気管２
０にて差動排気を行っている。従って、真空チャンバ２
内の圧力が１０−’〜１０−ｈＴｏｒｒのオーダーであ
っても、イ・オンビームとプラズマ流とを有効に利用で
きる。
次にプラズマｔＡ１１、イオン源１７および蒸発源１８
の動作条件を示す。
の動作条件を示す。
（ａ）ＥＣＲプラズマ源１１
ガス流量 Ｏ〜５０ｃｃ／分
コイル磁界 ０〜１０００Ｇａｕｓｓマイクロ波
周波数 たとえば９１５旧ｚ ２．４５ＧＨｚ、
８Ｇｌｌｚ、 １６ＧＩｌｚ等電力 １０ｋＶ （ｂ） イオン源１７ 低エネルギー ０〜２ｋＶ 高エネルギー ２〜４０ｋＶ イオンビームの入射角θ Ｏ〜６０″ （入射角θは第２図に示す） （Ｃ） 蒸発源１８ 電子ビーム電流 たとえば０〜ＩＡ 加速電圧 たとえば１０ｋＶ 以下、ダイヤモンド薄膜の作製条件を具体的に説明する
。
８Ｇｌｌｚ、 １６ＧＩｌｚ等電力 １０ｋＶ （ｂ） イオン源１７ 低エネルギー ０〜２ｋＶ 高エネルギー ２〜４０ｋＶ イオンビームの入射角θ Ｏ〜６０″ （入射角θは第２図に示す） （Ｃ） 蒸発源１８ 電子ビーム電流 たとえば０〜ＩＡ 加速電圧 たとえば１０ｋＶ 以下、ダイヤモンド薄膜の作製条件を具体的に説明する
。
ＥＣＩＩプラズマ源１１
マイクロ波電力 Ｏ〜１ｋＷ
使用ガス ＣＨｎ＋Ｌ
ガス圧 １０−’〜１０−’Ｔｏｒｒ周波数
２．４５ ＧＨｚ 磁場 ８７５Ｇａｕｓｓ イオン源１フ イオン引き出し電圧 Ｏ〜２０００ Ｖ使用ガス
Ａｒ、 Ｎｅ、 Ｋｒ、 Ｘｅまたは、１１ガス圧
１０−’ 〜１０弓Ｔｏｒｒ蒸発源１８ 加速電圧 １０ｋｖ ビーム電流 ０〜ＩＡ 蒸発物 炭素 得られたダイヤモンド薄膜は従来のＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄに比較して密着力は５倍も向上していた。また、成膜
速度は１０００〜３０００人／分と高速度であった。さ
らに結晶配向（１００）の制御が可能であった。
２．４５ ＧＨｚ 磁場 ８７５Ｇａｕｓｓ イオン源１フ イオン引き出し電圧 Ｏ〜２０００ Ｖ使用ガス
Ａｒ、 Ｎｅ、 Ｋｒ、 Ｘｅまたは、１１ガス圧
１０−’ 〜１０弓Ｔｏｒｒ蒸発源１８ 加速電圧 １０ｋｖ ビーム電流 ０〜ＩＡ 蒸発物 炭素 得られたダイヤモンド薄膜は従来のＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄに比較して密着力は５倍も向上していた。また、成膜
速度は１０００〜３０００人／分と高速度であった。さ
らに結晶配向（１００）の制御が可能であった。
また、ダイヤモンド薄膜以外にも、ｃ−ＢＮ、 ＴｉＮ
＋ＳｉＮ等の薄膜作製についても同様の結果が得られた
。
＋ＳｉＮ等の薄膜作製についても同様の結果が得られた
。
〔発明の効果〕
この発明によれば、ＥＣＲのプラズマ源にＩＶＤ法を利
用する蒸発源およびイオン源を付加したことにより、そ
れぞれの特性が相まって薄膜の密着性が向上し、高速成
膜および結晶の配向性制御が可能となる。
用する蒸発源およびイオン源を付加したことにより、そ
れぞれの特性が相まって薄膜の密着性が向上し、高速成
膜および結晶の配向性制御が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例の概略図、第２図はイオン
ビームの入射角を示す説明図である。 １−真空チャンバ、３・・・基材、１１−・−ＥＣＲプ
ラズマ源、１７・−・イオン源、１８・・・蒸発源第１
図 第２図
ビームの入射角を示す説明図である。 １−真空チャンバ、３・・・基材、１１−・−ＥＣＲプ
ラズマ源、１７・−・イオン源、１８・・・蒸発源第１
図 第２図
Claims (1)
- 基材が設置された真空チャンバと、この真空チャンバに
付設され電子サイクロトロン共鳴を利用して生成したイ
オンを前記真空チャンバ内に引き出すプラズマ源と、前
記真空チャンバ内に設置され前記基材の表面に蒸発物を
付着させる蒸発源と、前記真空チャンバ内に設置され前
記基材の表面にイオンビームを照射するイオン源とを備
えた薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205371A JP2687468B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205371A JP2687468B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254758A true JPH0254758A (ja) | 1990-02-23 |
| JP2687468B2 JP2687468B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16505736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63205371A Expired - Fee Related JP2687468B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687468B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0959151A2 (en) * | 1998-05-22 | 1999-11-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Thin film forming apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169559A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPS6389661A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-04-20 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP63205371A patent/JP2687468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169559A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPS6389661A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-04-20 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0959151A2 (en) * | 1998-05-22 | 1999-11-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Thin film forming apparatus |
| EP0959151A3 (en) * | 1998-05-22 | 2003-09-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | Thin film forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2687468B2 (ja) | 1997-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |