JPH04136161A - Formation of thin film and device therefor - Google Patents

Formation of thin film and device therefor

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Publication number
JPH04136161A
JPH04136161A JP25818090A JP25818090A JPH04136161A JP H04136161 A JPH04136161 A JP H04136161A JP 25818090 A JP25818090 A JP 25818090A JP 25818090 A JP25818090 A JP 25818090A JP H04136161 A JPH04136161 A JP H04136161A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thin film
high frequency
vacuum chamber
evaporated particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP25818090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadasuke Hirayama
平山 忠亮
Hidehiko Funaoka
英彦 船岡
Yoshihiro Arai
芳博 荒井
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.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Priority to JP25818090A priority Critical patent/JPH04136161A/en
Publication of JPH04136161A publication Critical patent/JPH04136161A/en
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Abstract

PURPOSE:To form at high speed the thin film having excellent adhesive strength to a substrate by supporting the substrate in a vacuum chamber, ionizing the evaporated particles generated from the vapor deposition source in the vacuum chamber and impressing a high frequency to a substrate supporting means and depositing evaporated particles on the substrate while generating an electric discharge. CONSTITUTION:The film substrate 4 having 1.1mm thickness and 130mmphi is mounted to a substrate supporting part 3 of the device as shown in Fig.1 and Ti as the vapor deposition source 6 is imposed thereon. After the inside of the vacuum chamber 2 is discharged to 3X10<-6>Torr, gaseous argon is introduced therein until the vacuum degree attains 6X10<-5>Torr. Ti particles are generated by the vapor deposition 6 and a high-frequency voltage of 13.56MHz is so impressed to the substrate part until VDC attains 1.1kV. Further, a high frequency of 13.56MHz is impressed at 1kW to the high-frequency coil 11 disposed in a heating source as an ionizing means and the thin film of the Ti having the excellent adhesive strength is formed on the substrate at 3600Angstrom film thickness.

Description

【発明の詳細な説明】 λ吋旦弦貫没1 本発明は−基板上への薄膜形成方法およびその装置に関
し さらに詳しくは、基板上に該基板との密着性に優れ
た薄膜を形成し得るような薄膜形成方法およびその装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a thin film on a substrate and an apparatus thereof.More specifically, it is possible to form a thin film on a substrate with excellent adhesion to the substrate. The present invention relates to a thin film forming method and an apparatus thereof.

、8の ′的 返歌 記録媒体あるいは半導体の製造プロセスなどの分
野において、基板上へ薄膜を形成する必要性が高まって
いる。
, No. 8's reply In fields such as recording media and semiconductor manufacturing processes, there is an increasing need to form thin films on substrates.

基板上へ薄膜を形成するための方法としては、従東 真
空蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタリング法
などが知られている。このうち真空蒸着法1 基板と蒸
着被膜との密着強度が小さいこと、および反応性蒸着に
おいて蒸発粒子が酸(1,窒化などの反応性が低いこと
などの問題点があうt4 このような真空蒸着法の問題点を解決して、基板との密
着性に優れた薄膜を得るため、基板に直流電圧を印加り
、  I X 1O−ITorr程度の真空度で放電さ
せて蒸発粒子をイオン化させなから成膜をおこなう直流
イオンブレーティング法が開発されている。また、蒸着
源と基板との間に高周波電圧を印加したコイルを設け、
蒸発粒子をイオン化させながら成膜を行う高周波イオン
ブレーティング法が開発されている。
Known methods for forming a thin film on a substrate include the Yoto vacuum evaporation method, the ion blasting method, and the sputtering method. Among these, vacuum evaporation method 1 has problems such as low adhesion strength between the substrate and the evaporated film, and low reactivity of evaporated particles with acids (1, nitriding, etc.) in reactive evaporation t4 Such vacuum evaporation method In order to solve the problems of the method and obtain a thin film with excellent adhesion to the substrate, we applied a DC voltage to the substrate and discharged it at a vacuum level of about I A direct current ion brating method has been developed to form a film.Also, a coil to which a high frequency voltage is applied is installed between the evaporation source and the substrate.
A high-frequency ion blating method has been developed in which film formation is performed while ionizing evaporated particles.

このような直流イオンブレーティング法あるいは高周波
イオンブレーティング法によれば、蒸発粒子は一部イオ
ン化されているため、蒸発粒子のイオン化が促進されて
いない蒸着法と比較すると、蒸発粒子が反応性に便法 
基板と薄膜との密着強度に優れた薄膜を形成することが
できるが、満足できるものではない。そこで、さらに基
板と薄膜との密着強度に便法 かつ反応性イオンブレー
ティングにおいて蒸発粒子が高い反応性を有するような
薄膜製造方法およびその装置の開発が望まれている。
According to such DC ion blating method or high frequency ion brating method, the evaporated particles are partially ionized, so compared to the evaporation method in which ionization of the evaporated particles is not promoted, the evaporated particles become more reactive. expedient
Although it is possible to form a thin film with excellent adhesion strength between the substrate and the thin film, it is not satisfactory. Therefore, there is a need for the development of a method and apparatus for manufacturing a thin film that improves the adhesion strength between the substrate and the thin film and that allows the evaporated particles to have high reactivity in reactive ion blating.

発5IとW追 本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決
しようとするものであって、基板との密着強度に優れた
薄膜を大きな成膜速度で形成すること、および反応性イ
オンブレーティングにおいて蒸発粒子が高い反応性を有
するような薄膜形成方法およびその装置を提供すること
を目的としている。
The present invention aims to solve the above-mentioned problems in the conventional technology, and aims to form a thin film with excellent adhesion strength to a substrate at a high deposition rate, and to improve reactivity. The object of the present invention is to provide a method and apparatus for forming a thin film in which evaporated particles have high reactivity in ion blating.

兄J引Ω」1粟 本発明に係る薄膜形成方法は、真空槽内において基板を
支持手段によって支持し、 上記真空槽内の蒸着源から発生した蒸発粒子をイオン化
するとともに、 上記基板支持手段に高周波を印加して放電を生じさせな
がら、蒸発粒子を基板に被着させることを特徴としてい
る。
The method for forming a thin film according to the present invention supports a substrate in a vacuum chamber by a support means, ionizes evaporated particles generated from a vapor deposition source in the vacuum chamber, and applies a method to the substrate support means. The method is characterized in that evaporated particles are deposited on the substrate while applying high frequency waves to generate discharge.

また、本発明に係る薄膜形成装置は真空槽内で蒸着源を
蒸発させて蒸発粒子を発生させる蒸発手段と、 上記蒸発粒子をイオン化するためのイオン化手段と、 基板を支持する支持手段と、 上記支持手段に高周波電圧を印加し放電を生じさせると
ともに、基板表面に上記蒸発粒子を被着させ薄膜を形成
させる高周波電圧印加手段とを備えることを特徴として
いる。
Further, the thin film forming apparatus according to the present invention includes: evaporation means for evaporating a deposition source in a vacuum chamber to generate evaporated particles; ionization means for ionizing the evaporated particles; support means for supporting the substrate; The present invention is characterized by comprising a high-frequency voltage applying means for applying a high-frequency voltage to the supporting means to cause discharge, and for causing the evaporated particles to adhere to the substrate surface to form a thin film.

本発明に係る薄膜形成方法および装置では、蒸発粒子の
基板への衝突エネルギーを大きくすることができるので
、基板との密着性に優れた薄膜を形成することができる
。また、蒸発粒子の反応性が高く反応性イオンブレーテ
ィングにおいて酸(1゜2化などの反応性に優れている
ので、基板上への薄膜形成速度を大きくすることができ
る。
In the thin film forming method and apparatus according to the present invention, the collision energy of the evaporated particles against the substrate can be increased, so that a thin film with excellent adhesion to the substrate can be formed. Further, since the evaporated particles have high reactivity and are excellent in reactivity with acids (1°2, etc.) in reactive ion blating, the rate of thin film formation on the substrate can be increased.

免胛立1准遊IJ 以下、本発明に係る基板への薄膜形成方法およびその装
置について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method and apparatus for forming a thin film on a substrate according to the present invention will be specifically described below.

本発明では、真空槽内において基板を支持手段によって
支持し 上記真空槽内の蒸着源から発生した蒸発粒子をイオン化
するとともに、 上記基板支持手段に高周波を印加して放電を生じさせな
がら、蒸発粒子を基板に被着させているカー 以下に本
発明に係る薄膜形成方法およびその装置を第1図に基づ
いて説明する。
In the present invention, a substrate is supported by a support means in a vacuum chamber, and evaporated particles generated from an evaporation source in the vacuum chamber are ionized. A thin film forming method and an apparatus therefor according to the present invention will be explained below with reference to FIG. 1.

第1図(戴 本発明に係る薄膜形成装置の一例を示す。FIG. 1 shows an example of a thin film forming apparatus according to the present invention.

第1図に示すようにこの薄膜形成装置1では、真空槽2
の内部上方に、基板支持部3が設けられており、この基
板支持部3には、薄膜が被着される基板4が取り付けら
れている。基板支持部3には高周波電源7が接続されお
り、高周波電圧を印加できるようになっている。
As shown in FIG. 1, in this thin film forming apparatus 1, a vacuum chamber 2
A substrate support section 3 is provided inside and above the substrate support section 3, and a substrate 4 to which a thin film is applied is attached to this substrate support section 3. A high frequency power source 7 is connected to the substrate support section 3 so that a high frequency voltage can be applied thereto.

本発明では基板4は金K 合金、あるいはガラス、セラ
ミックス、単結晶などの無機材料であってもよく、プラ
スチックなどの有機材料であってもよく、またフィルム
であってもよい。
In the present invention, the substrate 4 may be a gold-K alloy, or an inorganic material such as glass, ceramics, or single crystal, an organic material such as plastic, or a film.

本発明において基板支持部は基板を支持でき、高周波を
印加できる部材であれば特に限定されない。また、基板
支持部は冷却装置を備えていてもよい。
In the present invention, the substrate support section is not particularly limited as long as it is a member that can support the substrate and can apply high frequency waves. Moreover, the substrate support part may be equipped with a cooling device.

真空槽2の内部下方には、蒸着源6が設けられており、
この蒸着源6は蒸発手段としての加熱源5により加熱さ
れて蒸発し蒸発粒子を発生する。
A vapor deposition source 6 is provided in the lower part of the interior of the vacuum chamber 2.
This evaporation source 6 is heated by a heating source 5 serving as an evaporation means to evaporate and generate evaporated particles.

加熱源には各種の加熱方法が使用可能であり、たとえば
、電子ビーム万人 抵抗加熱万人 誘導加熱万民 クラ
スターイオンビーム万人  ホロカソード方式などが挙
げられる。
Various heating methods can be used as the heating source, such as electron beam, resistance heating, induction heating, cluster ion beam, and hollow cathode method.

加熱源5と基板部とのほぼ中央には、蒸発粒子をイオン
化するイオン化手段として、たとえば高周波コイル11
が配設されている。高周波コイル11には高周波電源8
が接続されおり、高周波電圧を印加できるようになって
いる。
Approximately in the center between the heating source 5 and the substrate section, for example, a high frequency coil 11 is installed as an ionization means for ionizing the evaporated particles.
is installed. The high frequency coil 11 has a high frequency power supply 8
is connected so that high frequency voltage can be applied.

基板支持部3および高周波フィル11へは同一の高周波
電源を用いて高周波を印加してもよいが、基板支持部3
および高周波コイル11に印加する高周波を独立して制
御できるので、それぞれ別の高周波電源を用いることが
好ましい。
Although high frequency waves may be applied to the substrate support section 3 and the high frequency filter 11 using the same high frequency power source, the substrate support section 3
Since the high frequency applied to the high frequency coil 11 can be independently controlled, it is preferable to use separate high frequency power supplies.

本実施例ではイオン化手段として高周波コイルを用いて
いるが、本発明では他のイオン化手段を用いることもで
きる。
Although a high frequency coil is used as the ionization means in this embodiment, other ionization means can also be used in the present invention.

なお、本発明においてイオン化手段とは、基板付着前な
いしは付着後に、蒸着源から発生した蒸発粒子のイオン
化を促進せしめる手段をいう。
In the present invention, the ionization means refers to a means for promoting ionization of evaporated particles generated from a vapor deposition source before or after attachment of a substrate.

イオン化手段として具体的には、蒸着源と基板との間に
電圧を印加したイオン化電極を股は蒸発粒子をイオン化
する装置、真空槽内にイオン源を設は蒸発粒子にイオン
ビームを照射してイオン化する装置などがある。
Specifically, the ionization means is a device that uses an ionization electrode that applies a voltage between the evaporation source and the substrate to ionize the evaporated particles, and an ion source that is installed in a vacuum chamber and irradiates the evaporated particles with an ion beam. There are devices that ionize.

イオン化工m憾 コイル次 針法 棒状 リング状など
の形状をとることができる。印加される電圧はDCでも
RF高周波でもよく、DC印加の場合はアーク放電タイ
プが好ましい。
It can be shaped like a coil, a needle, a rod, or a ring. The applied voltage may be DC or RF high frequency, and in the case of DC application, an arc discharge type is preferable.

また、熱電子放出のためのフィラメントを併設してもよ
い。
Further, a filament for thermionic emission may also be provided.

イオン源としては、高周波放電型、マイクロ波放電型、
電子衝撃型、PIG型、電子振動型、電子ビーム入射型
、デュオプラズマトロン型、スパッター型、レーザー照
射型などが挙げら蜆 その照射位置は、蒸着源と基板を
含め基板間であればいずれでもよい。
Ion sources include high frequency discharge type, microwave discharge type,
Examples include electron impact type, PIG type, electron oscillation type, electron beam injection type, duoplasmatron type, sputter type, and laser irradiation type.The irradiation position can be anywhere between the substrate, including the evaporation source and the substrate. good.

なお、このようなイオン化手段は複数用いることもでき
る。
Note that a plurality of such ionization means can also be used.

また、反応性イオンブレーティングの際には、このよう
なイオン化手段を用いて反応性ガスをイオン化すること
もできる。
Further, during reactive ion blating, the reactive gas can also be ionized using such an ionization means.

本発明では基板上に形成される薄膜は金縁 合金、酸化
物、窒化物、珪化物、炭化物などどのようなの薄膜であ
ってもよく、このような薄膜は蒸着源および反応性ガス
を退座に選択することにより形成することができる。
In the present invention, the thin film formed on the substrate may be any thin film such as metal alloy, oxide, nitride, silicide, or carbide. It can be formed by selection.

第1図において、9は排気管、1oはガス導入管である
In FIG. 1, 9 is an exhaust pipe, and 1o is a gas introduction pipe.

なお、本明細書において基板部とは基板支持部3および
基板4の両者、あるいはこのいずれが−方を意味してい
る。
Note that in this specification, the term "substrate section" refers to both the substrate support section 3 and the substrate 4, or the negative of either of them.

以上のような薄膜形成装置1を用いて薄膜を形成するに
は、先ず基板4が基板支持部3に装着される。
To form a thin film using the thin film forming apparatus 1 as described above, the substrate 4 is first mounted on the substrate support 3 .

さらに蒸着源6を装着した後、真空槽z内を減圧し、次
いで蒸着源6を加熱・蒸発させる。
Furthermore, after the vapor deposition source 6 is attached, the pressure inside the vacuum chamber z is reduced, and then the vapor deposition source 6 is heated and evaporated.

この際の真空槽2内の真空度頃 通常I X 10−5
〜I X 1O−3Torr、好ましくは2.6X 1
0−5〜8X 10−4、Torr、さらに好ましくは
2.6X 10−5〜4 X 1O−4Torrである
ことが望ましい。
The degree of vacuum in the vacuum chamber 2 at this time is usually I x 10-5
~I X 1O-3Torr, preferably 2.6X 1
0-5 to 8X 10-4 Torr, more preferably 2.6X 10-5 to 4 X 1O-4 Torr.

この真空度は、薄膜形成部近傍での値であり、薄膜形成
部近傍とは、基板から蒸着源の直線距離の1/3程度ま
での領域を意味している。
This degree of vacuum is a value in the vicinity of the thin film formation part, and the vicinity of the thin film formation part means an area up to about ⅓ of the straight line distance from the substrate to the evaporation source.

本発明では、上記のような真空条件下に保持するのに真
空槽2内にガス導入管1oがらアルゴンガスなどの不活
性ガスを導入してもよいし 反応性イオンブレーティン
グを行う場合には酸素ガス、窒素ガスなどの気体を導入
してもよく、また残留ガスによってもよい。
In the present invention, an inert gas such as argon gas may be introduced into the vacuum chamber 2 through the gas introduction tube 1o to maintain the above-mentioned vacuum conditions, or when performing reactive ion blating, Gases such as oxygen gas and nitrogen gas may be introduced, or residual gas may be introduced.

このようにして、真空槽z内の真空度を上記条件に設定
し、蒸発粒子濃度を安定させた後、基板支持部3に高周
波電圧を印加する。
In this way, after setting the degree of vacuum in the vacuum chamber z to the above conditions and stabilizing the concentration of evaporated particles, a high frequency voltage is applied to the substrate support section 3.

ここで、基板支持部3に印加される高周波電圧とは、1
00kHz以上の周波数を有する電圧を意味する。
Here, the high frequency voltage applied to the substrate support section 3 is 1
means a voltage having a frequency of 00kHz or higher.

本発明では、基板支持部3に上記のような高周波電圧だ
けを印加してもよく、高周波電圧を直流電圧に重畳させ
ながら印加してもよい。
In the present invention, only the high-frequency voltage as described above may be applied to the substrate support portion 3, or the high-frequency voltage may be applied while being superimposed on the DC voltage.

このような高周波電圧を基板支持部3に印加すると基板
部近傍に放電が生ずる。
When such a high frequency voltage is applied to the substrate support section 3, a discharge occurs near the substrate section.

この際、基板支持部3に生ずる直流成分の電圧、すなわ
ち直流電圧VOCは通常0.22〜8kV、好ましくは
0.4〜6kVの範囲となるようにすることが望ましい
。この直流電圧Voc広 高周波電圧のみを印加した場
合であっても、また高周波電圧を直流電圧に重畳させて
印加した場合であっても同様の条件に設定される。
At this time, it is desirable that the voltage of the DC component generated in the substrate support part 3, that is, the DC voltage VOC, is usually in the range of 0.22 to 8 kV, preferably 0.4 to 6 kV. The same conditions are set even when only the high frequency voltage is applied or when the high frequency voltage is applied in a superimposed manner on the DC voltage.

また、基板支持部3に高周波電圧を印加するのと同時へ
 たとえば高周波コイル11に高周波を印加する。
Further, at the same time as applying a high frequency voltage to the substrate support part 3, for example, a high frequency is applied to the high frequency coil 11.

ここで、高周波コイル11に印加される高周波電圧とは
、100kHz以上の周波数を有する電圧を意味する。
Here, the high frequency voltage applied to the high frequency coil 11 means a voltage having a frequency of 100 kHz or more.

なお、基板支持部3および高周波コイル11に印加する
高周波は同位相でもよい。
Note that the high frequency waves applied to the substrate support section 3 and the high frequency coil 11 may be in the same phase.

上記の高周波コイル11によりイオン化された蒸発粒子
は基板支持部傍に生じた放電により、基板4は基板支持
部3に支持される部分、すなわち薄膜が形成される部分
で放電処理されて活性化さ汰同時にイオン化がさらに促
進され基板に被着されこのように、イオン化された蒸発
粒子は大きなエネルギーで活性化された基板に衝突する
ため、基板との密着強度に優れた薄膜が基板上に形成さ
れる。
The evaporated particles ionized by the above-mentioned high-frequency coil 11 are activated by discharge treatment at the part of the substrate 4 supported by the substrate support part 3, that is, the part where the thin film is formed, by the discharge generated near the substrate support part. At the same time, ionization is further promoted and adhered to the substrate.In this way, the ionized evaporated particles collide with the activated substrate with large energy, so a thin film with excellent adhesion strength to the substrate is formed on the substrate. Ru.

以ム イオン化手段としてイオン化電極を用い単葉の基
板全体に高周波を印加しながら薄膜を形成する方法につ
いて説明したが、基板がフィルム状であり、イオン化手
段としてイオン源を用いる場合には、第3図に示すよう
な装置を用い、基板の一部に高周波を印加しながら成膜
することもできる。
We have described the method of forming a thin film while applying high frequency to the entire single substrate using an ionization electrode as an ionization means. However, if the substrate is in the form of a film and an ion source is used as an ionization means, the method shown in FIG. It is also possible to form a film while applying high frequency waves to a part of the substrate using an apparatus as shown in FIG.

なお、本明細書では各図において同一の部分には同一の
符号を付した 第3図に示す薄膜形成装置では、真空槽2の内部上方左
右に、フィルム基板4aの送り出し手段としての送り出
しコアな 送り出し側ガイドローラ23と、巻取り手段
としての巻取りコア21および巻取り側ガイドローラ2
4とが配設されている。また、真空槽2は、送り出しコ
ア22と巻取りコア21とのほぼ中間下方位置に配設さ
れる基板支持部(クーリングキャン) 3aを備えてい
る。フィルム基板4aは送り出しコア22から送り出さ
れて、基板支持部(クーリングキャン) 3aの外周面
を巻回し 巻取りコア21に巻取られるようになってい
る。
Note that in the thin film forming apparatus shown in FIG. 3, in which the same parts are given the same reference numerals in each figure in this specification, a feeding core as a feeding means for the film substrate 4a is provided on the upper left and right sides of the inside of the vacuum chamber 2. A feeding side guide roller 23, a winding core 21 as a winding means, and a winding side guide roller 2
4 are arranged. Further, the vacuum chamber 2 includes a substrate support portion (cooling can) 3a disposed at a position substantially midway down between the sending core 22 and the winding core 21. The film substrate 4a is sent out from the feeding core 22, wound around the outer peripheral surface of the substrate support portion (cooling can) 3a, and wound onto the winding core 21.

なお巻取りコア21は、図示されないクラッチを介して
駆動軸に接続さ瓢 このクラッチは、作動fffi14
11J回路によりその面圧をフィルム基板4aに適当な
張力を与えるように調節されている。
Note that the winding core 21 is connected to the drive shaft via a clutch (not shown).
The surface pressure is adjusted by the 11J circuit so as to apply an appropriate tension to the film substrate 4a.

このような送り出し手段および巻取り手段を内蔵する真
空槽2の内部下方には蒸着源6が設けられており、この
蒸着源6は蒸発手段としての加熱源(EBガン) 5a
により加熱されて蒸発し蒸発粒子を発生する。
An evaporation source 6 is provided in the lower part of the interior of the vacuum chamber 2 which incorporates such a feeding means and a winding means, and this evaporation source 6 is a heating source (EB gun) 5a as an evaporation means.
is heated and evaporated to generate evaporated particles.

また、真空槽2の内部下方にはイオン化手段としてイオ
ンガン13が設けられている。
Further, an ion gun 13 is provided below inside the vacuum chamber 2 as an ionization means.

この薄膜形成装置lでは、基板支持部(クーリングキャ
ン) 3aにマツチングボックス(図示せず)を経て高
周波電源7が接続されおり、基板支持部(クーリングキ
ャン) 3aに高周波電圧を印加できるようになってい
る。
In this thin film forming apparatus 1, a high frequency power source 7 is connected to the substrate support part (cooling can) 3a through a matching box (not shown), so that a high frequency voltage can be applied to the substrate support part (cooling can) 3a. It has become.

なお、第3図において、9は排気管、10はガス導入管
、26はマスクである。
In addition, in FIG. 3, 9 is an exhaust pipe, 10 is a gas introduction pipe, and 26 is a mask.

以上のような薄膜形成装置lを用いて薄膜を形成するに
は、先ずフィルム基板4aが送り出しコア22およびガ
イドローラム からなる送り出し手段と、巻取りコア2
1およびガイドローラ24からなる巻取り手段に装着さ
れる。この際フィルム基板4aは、基板支持部3a(ク
ーリングキャン)の外周面に巻回されることにより、裏
面側から支持される。
In order to form a thin film using the thin film forming apparatus l as described above, first the film substrate 4a is connected to a feeding means consisting of a feeding core 22 and a guide roller, and a winding core 2.
1 and a guide roller 24. At this time, the film substrate 4a is supported from the back side by being wound around the outer peripheral surface of the substrate support portion 3a (cooling can).

このようにしてフィルム基板4aを装着し さらに蒸着
源6を装着した後、真空槽Z内を減圧し次いで蒸着源6
を加熱・蒸発させる。
After mounting the film substrate 4a in this way and further mounting the vapor deposition source 6, the pressure inside the vacuum chamber Z is reduced, and then the vapor deposition source 6 is
Heat and evaporate.

蒸発粒子濃度を安定させた後、フィルム基板の搬送を開
始するとともに、イオンガン13にてイオンビームを蒸
発粒子およびフィルムに照射し、基板支持部(クーリン
グキャン) 3aに高周波電圧を印加しながら成膜する
After stabilizing the concentration of evaporated particles, transport of the film substrate is started, and the ion gun 13 irradiates the evaporated particles and the film with an ion beam, forming a film while applying a high frequency voltage to the substrate support part (cooling can) 3a. do.

なお、真空槽Z内の真空条件および基板支持部3aに印
加する高周波コイル 第1図に示した装置の場合と同様
である。
Note that the vacuum conditions in the vacuum chamber Z and the high frequency coil applied to the substrate support portion 3a are the same as in the case of the apparatus shown in FIG.

このような薄膜形成装置では、蒸発粒子はまずイオンガ
ンによってイオン化される。
In such a thin film forming apparatus, evaporated particles are first ionized by an ion gun.

次に、基板支持部近傍に生じた放電により、基板4aは
基板支持部3aに支持される部分、すなわち薄膜が形成
される部分で放電処理されて活性化さ帳 同時に放電に
よりイオンガン13によってイオン化された蒸発粒子の
イオン化がさらに促進され基板に被着される。
Next, due to the discharge generated near the substrate support part, the part of the substrate 4a supported by the substrate support part 3a, that is, the part where the thin film is to be formed, is subjected to discharge treatment and activated. The ionization of the evaporated particles is further promoted and adhered to the substrate.

このように、イオン化された蒸発粒子は大きなエネルギ
ーで活性化された基板に衝突するため、基板との密着強
度に優れた薄膜が基板上に形成される。
In this way, the ionized evaporated particles collide with the activated substrate with large energy, so that a thin film with excellent adhesion strength to the substrate is formed on the substrate.

また、このような薄膜形成装置ではイオンガン13にて
イオンビームを蒸発粒子およびフィルムに照射しながら
成膜しているので、反応性イオンブレーティングにおい
て基板上での蒸発粒子と反応性ガスとの反応が促進され
薄膜形成速度を大きくすることができる。
In addition, in such a thin film forming apparatus, since the ion gun 13 irradiates the evaporated particles and the film with an ion beam while forming the film, the reaction between the evaporated particles and the reactive gas on the substrate occurs during reactive ion blating. is promoted and the thin film formation rate can be increased.

以ム 第1図および第3図に基づき本発明に係る薄膜形
成方法およびその装置について説明してきたう−本発明
においてイオン化手段、基板支持部の構造、加熱源は第
1図および第3図に示す以外の構成を用いることができ
ることは言うまでもない。
The thin film forming method and apparatus thereof according to the present invention have been explained based on FIG. 1 and FIG. It goes without saying that configurations other than those shown can be used.

発馴Iと法要 本発明に係る薄膜形成方法およびその装置頃真空槽内に
おいて基板を支持手段によって支持獣上記真空槽内の蒸
着源から発生した蒸発粒子をイオン化するとともに、 上記基板支持手段に高周波を印加して放電を生じさせな
がら、蒸発粒子を基板に被着させているので、蒸発粒子
の基板への衝突エネルギーを大きくすることができ、基
板の種類すなわち導電へ非導電性にかかわらず、基板と
の密着性に優れた薄膜が形成される。また蒸発粒子の反
応性が高く反応性イオンブレーティングにおいて酸イし
  窒化などの反応性に優れているので、基板上への薄
膜形成速度を大きくすることができる。
Introduction I and Remarks About the method and apparatus for forming a thin film according to the present invention A substrate is supported in a vacuum chamber by means of supporting means. Evaporated particles generated from a deposition source in the vacuum chamber are ionized, and high frequency waves are applied to the substrate supporting means. Since the evaporated particles are deposited on the substrate while the evaporated particles are applied to generate a discharge, the energy of the evaporated particles colliding with the substrate can be increased, regardless of the type of substrate, whether it is conductive or non-conductive. A thin film with excellent adhesion to the substrate is formed. Furthermore, since the evaporated particles have high reactivity and are excellent in oxidizing, nitriding, and other reactivity in reactive ion blating, it is possible to increase the rate of thin film formation on the substrate.

以下、本発明を実施例により説明するカー 本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained with reference to examples.The present invention is not limited to these examples.

失蓋1」 第1図に示されるような装置に、厚さ1.1mm。Lost lid 1” The device as shown in Figure 1 has a thickness of 1.1 mm.

130mm11のウルテム基板を基板支持部3に取り付
けるとともに、蒸着源としてのTiを載置しtう真空槽
2内を真空度を3 X 1O−6Torrまで排気し次
いでアルゴンガスを真空度が6 X 1O−5Torr
になるまで導入し八 次に、蒸着源6よりTi粒子を発生させ、基板部に13
.56M Hzの高周波電圧をVDCが1.1kVとな
るように印加して放電させ、さらにイオン化手段として
加熱源上に配設した高周波コイル11に13.56MH
zの高周波を1 kW印加して、Ti薄膜を360OA
の膜厚で基板上に成膜しt4 このようにして基板上に成膜した薄膜の剥離強度を、第
4図に示すような装置を用いて測定したすなわち、第4
図では基板4は支持台3oに接着剤層31を介して固着
さ蜆 接着強度測定棒33は接着剤層31を介して薄F
J32に接着さ枳 この接着強度測定棒33を上方に引
き上げてU−ゲージ(図示せず)により、薄膜膜の剥離
強度を測定しへ結果を表1に示す。
A 130 mm x 11 Ultem substrate was attached to the substrate support 3, and the vacuum chamber 2 in which Ti was placed as an evaporation source was evacuated to a vacuum level of 3 x 1O-6 Torr, and then argon gas was pumped to a vacuum level of 6 x 1O. -5 Torr
Then, Ti particles are generated from the evaporation source 6 to form Ti particles on the substrate part.
.. A high frequency voltage of 56 MHz was applied so that VDC was 1.1 kV to cause discharge, and a high frequency voltage of 13.56 MHz was applied to the high frequency coil 11 disposed on the heating source as an ionization means.
By applying 1 kW of high frequency of z, the Ti thin film was heated to 360 OA.
The peel strength of the thin film thus formed on the substrate was measured using the apparatus shown in FIG.
In the figure, the substrate 4 is fixed to the support stand 3o through the adhesive layer 31.
The adhesive strength measuring rod 33 was pulled upward and the peel strength of the thin film was measured using a U-gauge (not shown). The results are shown in Table 1.

失鳥遺」 第2図に示されるような装置に、厚さ1.1mm。Lost Bird Remains” A device as shown in FIG. 2, 1.1 mm thick.

120mrnlのポリカーボネート基板を基板支持部3
に取り付けるとともに、蒸着源としてのT1を載置しム 真空槽Z内の真空度を2.5X 1O−6Torrまで
排気し次いでアルゴンガスな真空度が7.5X 1O−
5Torrになるまで導入しtら 次に、蒸着源よりTi粒子を発生させ、基板部に13、
56M Hzの高周波電圧をVDCが1.1kVとなる
ように印加して放電させ、さらにイオン化手段として加
熱源5上に配設したリング状のアノード12に直流電圧
100vを印加して、Ti膜を3600人の膜厚で基板
上に成膜した このようにして基板上に成膜したTi1lの剥離強度を
測定し八 結果を表1に示す。
A 120 mrnl polycarbonate substrate is attached to the substrate support part 3.
At the same time, the vacuum chamber Z was evacuated to 2.5X 1O-6 Torr, and the vacuum chamber Z was evacuated to 7.5X 1O-6 Torr using argon gas.
After introducing Ti particles until the temperature reaches 5 Torr, Ti particles are generated from the evaporation source and 13,
A high frequency voltage of 56 MHz was applied so that the VDC was 1.1 kV to cause discharge, and a DC voltage of 100 V was applied to the ring-shaped anode 12 disposed on the heating source 5 as an ionization means to oxidize the Ti film. The peel strength of the Ti11 film formed on the substrate in this way was measured to a film thickness of 3,600 mm, and the results are shown in Table 1.

叉為1」 第3図に示されるような装置に、PPAフィルム基板と
蒸着源としてのCuを装着し 真空槽内の真空度を8.
6X 1O−6Torrまで排気し 次いでアルゴンガ
スを真空度が9.5X 1O−5Torrになるまで導
入しへ 蒸着源6よりCu蒸発粒子を発生させ、フィルム基板を
搬送しながら、基板支持部3aに13.56M Hzの
高周波電圧を印加し さらにフィルムの薄膜形成部に向
けてイオンガン13にて、Arイオンビームを加速電圧
450vで照射しながら、Cu膜を1 pmの膜厚でフ
ィルム基板上に成膜しへ このようにして基板上に成膜したCu1liの剥離強度
を測定し八 結果を表1に示す。
"Form 1" A PPA film substrate and Cu as an evaporation source were installed in the apparatus shown in Fig. 3, and the degree of vacuum in the vacuum chamber was set to 8.
The vacuum was evacuated to 6X 1O-6 Torr, and then argon gas was introduced until the degree of vacuum reached 9.5X 1O-5 Torr. Cu evaporation particles were generated from the evaporation source 6, and while the film substrate was being transported, 13 While applying a high frequency voltage of .56 MHz and irradiating an Ar ion beam with an ion gun 13 toward the thin film forming part of the film at an acceleration voltage of 450 V, a Cu film with a thickness of 1 pm was formed on the film substrate. The peel strength of Cu1li thus formed on the substrate was measured and the results are shown in Table 1.

ル艶碧」 実施例1において、イオン化手段である高周波コイルを
取り除いた以外は、実施例1と同様にしてTIMを34
0OAの膜厚で成膜したこのようにして基板上に成膜し
たTi膜の剥離強度を測定し八 結果を表1に示す。
In Example 1, TIM was heated at 34° C. in the same manner as in Example 1, except that the high-frequency coil serving as the ionization means was removed.
The peel strength of the Ti film thus formed on the substrate was measured to a film thickness of 0OA, and the results are shown in Table 1.

皮歌漬」 実施例1において、基板を接地した以外は、実施例1と
同様の装置番へ 実施例1と同様の基板と蒸着源として
のTiを装着した 真空槽内の真空度を3.4X 1O−BTorrまで排
気し、次いでアルゴンガスを真空度が6.5X 1O−
5Torrになるまで導入した 次&へ 蒸着源よりT1粒子を発生させ、基板部に13
、56M Hzの高周波電圧をVDCが1.1kVとな
るように印加して放電させ、さらに高周波コイルに13
、56M Hzの高周波電圧を0.5kW印加し、Ti
1gを3500人のi厚で基板上に成膜し九 このようにして基板上に成膜したTi膜の剥離強度を測
定し九 結果を表1に示す。
In Example 1, except that the substrate was grounded, the device number was the same as in Example 1.The vacuum degree in the vacuum chamber equipped with the same substrate as in Example 1 and Ti as a deposition source was set to 3. Evacuate to 4X 1O-BTorr, then argon gas to a vacuum level of 6.5X 1O-
Next & Next T1 particles were generated from the evaporation source until the temperature reached 5 Torr, and 13
, a high frequency voltage of 56 MHz was applied so that the VDC was 1.1 kV, and a voltage of 13 MHz was applied to the high frequency coil.
, 0.5 kW of high frequency voltage of 56 MHz was applied, and Ti
The peel strength of the Ti film thus formed on the substrate was measured, and the results are shown in Table 1.

(以下余白) 表1(Margin below) Table 1

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

第1〜3図は、本発明に係る薄膜形成装置の一例を示す
概略断面図である。 第4図は、剥離強度の測定方法を示す概略図である。 なお表1において、実施例2.3および比較例1.2の
剥離強度は、実施例1の剥離強度を100とした場合の
相対値である。 (以下余白) 1・・・薄膜形成装置 3.3a・・・基板支持部 5.58・・・加熱源 7.8・・高周波電源 11・・・高周波コイル 12・・・リング状アノ− 13・・・イオンガン ト 2・・真空槽 4.4a・・・基板 6・・蒸着源
1 to 3 are schematic cross-sectional views showing an example of a thin film forming apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for measuring peel strength. In Table 1, the peel strengths of Example 2.3 and Comparative Example 1.2 are relative values when the peel strength of Example 1 is taken as 100. (Left below) 1 Thin film forming device 3.3a Substrate support 5.58 Heating source 7.8 High frequency power source 11 High frequency coil 12 Ring shaped anode 13 ... Ion gant 2 ... Vacuum chamber 4.4a ... Substrate 6 ... Vapor deposition source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)真空槽内において基板を支持手段によって支持し
、 上記真空槽内の蒸着源から発生した蒸発粒子をイオン化
するとともに、 上記基板支持手段に高周波を印加して放電を生じさせな
がら、蒸発粒子を基板に被着させることを特徴とする薄
膜形成方法。
(1) The substrate is supported by a support means in a vacuum chamber, and the evaporated particles generated from the evaporation source in the vacuum chamber are ionized, and the evaporated particles are A thin film forming method characterized by depositing on a substrate.
(2)真空槽内で蒸着源を蒸発させて蒸発粒子を発生さ
せる蒸発手段と、 上記蒸発粒子をイオン化するためのイオン化手段と、 基板を支持する支持手段と、 上記支持手段に高周波電圧を印加し放電を生じさせると
ともに、基板表面に上記蒸発粒子を被着させ薄膜を形成
させる高周波電圧印加手段とを備えることを特徴とする
薄膜形成装置。
(2) evaporation means for evaporating a deposition source in a vacuum chamber to generate evaporated particles; ionization means for ionizing the evaporated particles; support means for supporting the substrate; and applying a high frequency voltage to the support means. 1. A thin film forming apparatus comprising: a high frequency voltage applying means for generating a discharge and depositing the evaporated particles on the surface of a substrate to form a thin film.
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