JPH04221065A - Thin film forming device - Google Patents

Thin film forming device

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Publication number
JPH04221065A
JPH04221065A JP41221090A JP41221090A JPH04221065A JP H04221065 A JPH04221065 A JP H04221065A JP 41221090 A JP41221090 A JP 41221090A JP 41221090 A JP41221090 A JP 41221090A JP H04221065 A JPH04221065 A JP H04221065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
counter electrode
grid
evaporation source
filament
evaporated
Prior art date
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Pending
Application number
JP41221090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Miyabori
透 宮堀
Wasaburo Ota
太田 和三郎
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP41221090A priority Critical patent/JPH04221065A/en
Publication of JPH04221065A publication Critical patent/JPH04221065A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the vaporized substance from being vapor-deposited on both the part except the vapor deposition part of the material to be vapor- deposited and a counter electrode holding the material to be vapor-deposited and furthermore to prevent plasma from being made unstable even when electric potential between the counter electrode and a grid is fluctuated. CONSTITUTION:A vaporization source 4 for vaporizing the vapor deposition substance is arranged in a vacuum tank 51. Both a grid 8 for passing the vaporized substance and a counter electrode 12 for holding a base plate 13 used as the material to be vapor-deposited are arranged oppositely to this vaporization source 4. A cylindrical magnet 19 is arranged which surrounds the space between the grid 8 and the counter electrode 12.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ蒸着による薄膜
形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming thin films by plasma deposition.

【0002】0002

【従来の技術】従来、基板等の表面に蒸着を施し薄膜を
形成する薄膜形成装置では、形成された薄膜の基板に対
する密着性が悪かったり、耐熱性のない基板に薄膜を形
成することが困難である問題点があった。そこで、特公
平1ー53351号公報に示されている薄膜形成装置の
ように真空槽内に活性ガスまたは不活性ガスおよびこれ
らの混合ガスを導入し、さらに直流電源を用いてプラズ
マを発生させることによって薄膜の基板に対する密着性
を向上させている。またこの薄膜形成装置では、プラズ
マプロセスを低温下で行うことが可能であることから耐
熱性の低いプラスチックなどの基板にも薄膜の形成がで
きるようになっている。
[Prior Art] Conventionally, with thin film forming apparatuses that form thin films by vapor deposition on the surface of substrates, etc., the adhesion of the formed thin film to the substrate is poor, and it is difficult to form thin films on substrates that are not heat resistant. There was a problem. Therefore, as in the thin film forming apparatus shown in Japanese Patent Publication No. 1-53351, an active gas, an inert gas, or a mixture thereof is introduced into a vacuum chamber, and plasma is generated using a DC power supply. This improves the adhesion of the thin film to the substrate. Furthermore, since this thin film forming apparatus can perform the plasma process at low temperatures, thin films can be formed on substrates such as plastics with low heat resistance.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
1ー53351号公報に示されている薄膜形成装置では
、真空槽内において、プラズマがプラズマ発生の必要で
ない空間にまで発生するため、蒸着物質が基板の裏面に
付着してしまういわゆる裏回りを生じることになる。さ
らに基板の蒸着層表面でスパッタ現象等が起こることに
なる。 また、蒸着物質が絶縁体あるいは半導体である場合には
、基板や基板を保持する対電極の表面に、蒸着物質が蒸
着されてしまうため、グリッド、基板および対電極間の
電位が変動し、プラズマが不安定となる。また、蒸発源
とグリッドおよび対電極とを結ぶ経路を遮るようにして
熱電子発生用のフィラメントが設置されているため、フ
ィラメントから発生するフィラメント構成物質が基板に
付着することになる。本発明は、上記従来の問題点に着
目してなされたものであり、蒸着物質が基板の裏面に付
着してしまういわゆる裏回り、さらに基板の蒸着層表面
でスパッタ現象等の発生を防止でき、また、蒸着物質が
絶縁体あるいは半導体である場合に、基板や基板を保持
する対電極の表面に、蒸着物質が蒸着することがなく、
グリッド、基板および対電極間の電位が変動し、プラズ
マが不安定となるのを防ぐことができるとともに、フィ
ラメントから発生するフィラメント構成物質が基板に付
着することがない薄膜形成装置を提供することを目的と
する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the thin film forming apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-53351, plasma is generated in a vacuum chamber even in a space where plasma generation is not necessary, so that the deposited material is This results in so-called back-turning in which the film adheres to the back surface of the substrate. Furthermore, sputtering phenomenon etc. will occur on the surface of the vapor deposited layer of the substrate. Additionally, if the deposition material is an insulator or semiconductor, the deposition material will be deposited on the surface of the substrate or the counter electrode that holds the substrate, which will cause the potential between the grid, substrate, and counter electrode to fluctuate, causing plasma becomes unstable. Further, since the filament for generating thermionic electrons is installed so as to block the path connecting the evaporation source to the grid and the counter electrode, the filament constituent material generated from the filament will adhere to the substrate. The present invention has been made by focusing on the above-mentioned conventional problems, and can prevent the so-called back side in which the vapor deposition substance adheres to the back surface of the substrate, as well as the occurrence of sputtering phenomena etc. on the surface of the vapor deposited layer of the substrate. In addition, when the deposition material is an insulator or a semiconductor, the deposition material is not deposited on the surface of the substrate or the counter electrode that holds the substrate.
It is an object of the present invention to provide a thin film forming device that can prevent plasma from becoming unstable due to fluctuations in potential between a grid, a substrate, and a counter electrode, and prevent filament constituent substances generated from a filament from adhering to a substrate. purpose.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、活性
ガスまたは不活性ガスあるいは活性ガスと不活性ガスと
の混合ガスを導入する真空槽と、前記真空槽内において
蒸着物質を蒸発させる蒸発源と、前記蒸発源を所定の電
位とする蒸発源用電源と、前記真空槽内に配置され蒸着
物質が蒸着される被蒸着材を前記蒸発源に対向する姿勢
に保持する対電極と、前記対電極を前記蒸発源と同電位
とする対電極用電源と、前記蒸発源と前記対電極との間
に配置され蒸発源によって蒸発させられた蒸着物質を通
過させ得るグリッドと、前記グリッドを前記対電極なら
びに前記蒸発源の電位に対し正電位とし、しかも前記グ
リッドから前記対電極に保持された被蒸着材に向かう電
界とを互いに逆向きに形成する電界制御手段と、前記真
空槽内に配置され前記蒸発源によって蒸発させられた蒸
着物質をイオン化する熱電子発生用のフィラメントとを
有する薄膜形成装置において、前記グリッドと前記対電
極との間の空間を囲む磁石を配置したことを特徴とする
薄膜形成装置である。
[Means for Solving the Problems] The invention according to claim 1 provides a vacuum chamber into which an active gas, an inert gas, or a mixed gas of an active gas and an inert gas is introduced, and a vapor deposition substance is evaporated in the vacuum chamber. an evaporation source, an evaporation source power source that sets the evaporation source to a predetermined potential, and a counter electrode that holds a material to be evaporated, which is placed in the vacuum chamber and on which a evaporation substance is evaporated, in a position facing the evaporation source; a power source for a counter electrode that makes the counter electrode have the same potential as the evaporation source; a grid that is disposed between the evaporation source and the counter electrode and allows the vapor deposition material evaporated by the evaporation source to pass through; an electric field control means that has a positive potential with respect to the potentials of the counter electrode and the evaporation source, and that creates an electric field directed from the grid toward the material to be evaporated held by the counter electrode in opposite directions; and a filament for generating thermionic electrons arranged to ionize the deposition material evaporated by the evaporation source, characterized in that a magnet is arranged to surround the space between the grid and the counter electrode. This is a thin film forming device.

【0005】請求項2の発明は、請求項1において、フ
ィラメントが、蒸発した蒸着物質の通過経路を遮らず、
且つ蒸発源とグリッドとの間の略中間で蒸発源によって
蒸発させられた蒸発物質とフィラメントから発生した熱
電子とが衝突するように配置されていることを特徴とす
る薄膜形成装置である。請求項3の発明は、請求項1に
おいて、熱電子発生用のフィラメントに対向する位置に
グリッドの電位より低く、フィラメントから発生した熱
電子の運動エネルギーよりも高い電位をもつ電子反射手
段を設けたことを特徴とする薄膜形成装置である。
[0005] The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the filament does not block the passage path of the evaporated deposition material,
Moreover, the thin film forming apparatus is characterized in that the thin film forming apparatus is disposed so that the evaporation material evaporated by the evaporation source and the thermoelectrons generated from the filament collide approximately midway between the evaporation source and the grid. The invention according to claim 3 is the method according to claim 1, wherein an electron reflecting means having a potential lower than the potential of the grid and higher than the kinetic energy of the thermoelectrons generated from the filament is provided at a position opposite to the filament for generating thermoelectrons. This is a thin film forming apparatus characterized by the following.

【0006】[0006]

【作用】本発明では、真空槽に活性ガスまたは不活性ガ
スあるいは活性ガスと不活性ガスとの混合ガスが導入さ
れ、蒸発源用電源によって蒸発源が所定の電位とされ、
真空槽内において蒸発源によって蒸着物質が蒸発させら
れる。また被蒸着材を蒸発源に対向する姿勢に保持する
対電極が、対電極用電源によって蒸発源と同電位とされ
、電界制御手段によってグリッドが対電極ならびに蒸発
源の電位に対し正電位とされ、しかもグリッドから対電
極に保持された被蒸着材に向かう電界とが互いに逆向き
に形成される。またフィラメントから熱電子が発生し、
蒸発源によって蒸発させられた蒸着物質がイオン化され
、さらに蒸発源によって蒸発させられた蒸着物質がグリ
ッドを通過し加速される。磁石は、グリッドと対電極と
の間の空間に平行磁場を形成し、この平行磁場によって
弱い反磁性を示すプラズマは磁界方向に加速される。し
たがって蒸着物質が絶縁体もしくは半導体である場合に
対電極にこれらの蒸着物質が付着し、グリッドと対電極
の正電位が不安定となった場合でも、プラズマが被蒸着
材の方向へ移動することが可能となる。請求項3の発明
のように、熱電子反射手段を設ければ、フィラメントか
ら発生した熱電子は熱電子反射手段によって反射され、
この反射された電子とフィラメントから発生した熱電子
は正電位となっているグリッドにキャプチャーされず通
過し、グリッドによるクーロン力と、磁石の平行磁場に
より引き戻され、またグリッドを通過する。すなわち熱
電子は振動運動を繰り返す。そしてついには熱電子はグ
リッドに吸収されるため、被蒸着材には到達せず、被蒸
着材は電子衝撃を受けることはない。したがって被蒸着
材は加熱されることはない。
[Operation] In the present invention, an active gas, an inert gas, or a mixed gas of an active gas and an inert gas is introduced into a vacuum chamber, and the evaporation source is brought to a predetermined potential by a power source for the evaporation source.
A deposition material is evaporated by an evaporation source within the vacuum chamber. In addition, the counter electrode that holds the material to be evaporated in a position facing the evaporation source is brought to the same potential as the evaporation source by the counter electrode power supply, and the grid is brought to a positive potential with respect to the potential of the counter electrode and the evaporation source by the electric field control means. Moreover, the electric fields directed from the grid toward the material to be deposited held by the counter electrode are formed in opposite directions. Also, thermoelectrons are generated from the filament,
The evaporation material evaporated by the evaporation source is ionized, and the evaporation material evaporated by the evaporation source passes through the grid and is accelerated. The magnet forms a parallel magnetic field in the space between the grid and the counter electrode, and the parallel magnetic field accelerates the weakly diamagnetic plasma in the direction of the magnetic field. Therefore, even if the deposited material is an insulator or semiconductor and the deposited material adheres to the counter electrode and the positive potential between the grid and the counter electrode becomes unstable, the plasma will still move toward the material to be deposited. becomes possible. According to the third aspect of the invention, if the thermoelectron reflecting means is provided, the thermoelectrons generated from the filament are reflected by the thermoelectron reflecting means,
The reflected electrons and the hot electrons generated from the filament are not captured by the grid, which has a positive potential, but are pulled back by the Coulomb force of the grid and the parallel magnetic field of the magnet, and pass through the grid again. In other words, thermoelectrons repeat vibrational motion. Since the thermoelectrons are eventually absorbed by the grid, they do not reach the material to be evaporated, and the material to be evaporated is not subjected to electron bombardment. Therefore, the material to be deposited is not heated.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図において符号1はベースプレートを示し、こ
のベースプレート1上にはパッキン21を介してベルジ
ャー2が取り付けられ、真空槽51が形成されている。 ベースプレート1の中心には孔1Aが形成されており、
この孔1Aには図示しない真空排気装置が接続されてい
る。この真空排気装置によって真空槽51内の空気が排
出され、真空槽51内は減圧状態とされる。また真空槽
51には図示しないガス供給装置が接続され、真空槽5
1内には活性ガスまたは不活性ガスおよびこれらの混合
ガスが導入できるようになっている。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, reference numeral 1 denotes a base plate, on which a bell jar 2 is attached via a packing 21, and a vacuum chamber 51 is formed. A hole 1A is formed in the center of the base plate 1,
A vacuum evacuation device (not shown) is connected to this hole 1A. The air inside the vacuum chamber 51 is exhausted by this evacuation device, and the inside of the vacuum chamber 51 is brought into a reduced pressure state. Further, a gas supply device (not shown) is connected to the vacuum chamber 51.
An active gas, an inert gas, and a mixed gas thereof can be introduced into the chamber 1 .

【0008】ベースプレート1には支持体を兼ねた一対
の電極3a、3b、一対の電極5a、5b、電極7、電
極11、電極30、電極31が設けられている。電極3
a、3b、5a、5b、7、11、30、31はベース
プレート1に形成された貫通孔に貫入されて取り付けら
れている。
[0008] The base plate 1 is provided with a pair of electrodes 3a and 3b which also serve as supports, a pair of electrodes 5a and 5b, an electrode 7, an electrode 11, an electrode 30, and an electrode 31. Electrode 3
a, 3b, 5a, 5b, 7, 11, 30, and 31 are inserted into through holes formed in the base plate 1 and attached.

【0009】電極3a、3bのには導電性の蒸発源支持
体40、42が取り付けられている。この蒸発源支持体
40、42には、タングステン、モリブデン等の金属を
コイル状に形成した抵抗加熱式の蒸発源4が渡設されて
いる。蒸発源4の形状はコイル状の他ボート状としても
よく、また抵抗加熱式のものの他、電子ビーム蒸発源な
ど、従来の真空蒸着装置に用いられているものを使用し
てもよい。
Conductive evaporation source supports 40 and 42 are attached to the electrodes 3a and 3b. A resistance heating type evaporation source 4 made of metal such as tungsten or molybdenum and formed into a coil shape is provided across the evaporation source supports 40 and 42 . The shape of the evaporation source 4 may be a coil shape or a boat shape, and in addition to a resistance heating type, an electron beam evaporation source or the like used in a conventional vacuum evaporation apparatus may be used.

【0010】電極5a、5bには、導電性のフィラメン
ト支持体43、44が取り付けられている。このフィラ
メント6は対電極12に対し直交するように配置されて
いる。フィラメント支持体43、44には、タングステ
ンなどによって構成された熱電子発生用のフィラメント
6が渡設されている。このフィラメント6は網状を有し
ている。フィラメント6はこの他、格子状としてもよい
。電極30には、熱電子反射手段としての熱電子デフレ
クタ電極17が取り付けられている。この熱電子デフレ
クタ電極17はフィラメント6に対向して配置されてい
る。
Conductive filament supports 43, 44 are attached to the electrodes 5a, 5b. This filament 6 is arranged perpendicularly to the counter electrode 12. A filament 6 for generating thermoelectrons made of tungsten or the like is provided across the filament supports 43 and 44 . This filament 6 has a net shape. In addition to this, the filament 6 may have a lattice shape. A thermionic deflector electrode 17 is attached to the electrode 30 as a thermionic reflecting means. This thermionic deflector electrode 17 is arranged facing the filament 6.

【0011】電極7には、グリッド支持体47が取り付
けられており、このグリッド支持体47には、グリッド
8が支持されている。グリッド8は網目状を有しており
、蒸発物質を通過させ得る形状となっている。電極11
には先端部が直角に曲がった形状の対電極支持体61が
取り付けられ、この対電極支持体61の先端部には対電
極12が支持されている。この対電極12の下面には、
図示しない手段によって被蒸着材としての基板13が保
持され、蒸着源4側からみた場合、基板13の背後に対
電極12が配置されることになる。電極31には導電性
の支持体20が取り付けられ、この支持体20には磁石
19が固定されている。磁石19は円筒形で蒸発源4と
対電極12を結ぶ空間を囲むようになっている。
A grid support 47 is attached to the electrode 7, and the grid 8 is supported on the grid support 47. The grid 8 has a mesh shape and is shaped to allow the evaporated substance to pass through. Electrode 11
A counter electrode support 61 having a tip bent at a right angle is attached to the counter electrode support 61, and the counter electrode 12 is supported at the tip of the counter electrode support 61. On the lower surface of this counter electrode 12,
A substrate 13 as a material to be evaporated is held by means not shown, and a counter electrode 12 is placed behind the substrate 13 when viewed from the evaporation source 4 side. A conductive support 20 is attached to the electrode 31, and a magnet 19 is fixed to this support 20. The magnet 19 has a cylindrical shape and surrounds a space connecting the evaporation source 4 and the counter electrode 12.

【0012】一対の電極3aと3bは蒸発用電源14を
介して接続されている。電極7は直流電圧電源16の正
端子に、また電極11は直流電圧電源16の負端子にそ
れぞれ接続されている。電極5aと5bは交流電圧電源
15に接続されている。また電極30は抵抗器18を介
して交流電圧電源15に接続されている。なお交流電圧
電源15のかわりに直流電圧電源を用いることもできる
。電極31は交流電圧電源22に接続されている。なお
図中の接地は必ずしも行う必要はない。なお上記の電極
は成膜をプロセスを制御するための種々のスイッチを介
して電源と接続されているが、図では省略する。
The pair of electrodes 3a and 3b are connected via an evaporation power source 14. The electrode 7 is connected to the positive terminal of the DC voltage power source 16, and the electrode 11 is connected to the negative terminal of the DC voltage power source 16. Electrodes 5a and 5b are connected to an AC voltage power source 15. Further, the electrode 30 is connected to an AC voltage power source 15 via a resistor 18. Note that a DC voltage power source may be used instead of the AC voltage power source 15. Electrode 31 is connected to AC voltage power source 22 . Note that the grounding shown in the figure does not necessarily have to be performed. Note that the above electrodes are connected to a power source via various switches for controlling the film forming process, but these are omitted from the diagram.

【0013】次に薄膜形成装置50の動作について説明
する。基板13を対電極12の下面に保持させる。また
蒸着物質を蒸発源4に保持させる。蒸着物質は形成する
薄膜によって決定されるが、鉄、ニッケルなどの金属、
金属の酸化物、窒化物、弗化物、硫化物および合金等を
使用する。孔1aに接続された真空排気装置によって真
空槽51内は10のマイナス3乗Paから10のマイナ
ス8乗Paの圧力とされる。またガス供給装置によって
アルゴンなどの不活性ガスが10Paから10のマイナ
ス3乗Paの圧力で導入される。なお必要に応じて活性
ガスまたは不活性ガスあるいは活性ガスと不活性ガスと
の混合ガスを使用する。
Next, the operation of the thin film forming apparatus 50 will be explained. The substrate 13 is held on the lower surface of the counter electrode 12. Further, the evaporation source 4 holds the evaporation material. The material to be deposited is determined by the thin film to be formed, but metals such as iron and nickel,
Metal oxides, nitrides, fluorides, sulfides and alloys are used. The inside of the vacuum chamber 51 is brought to a pressure ranging from 10 to the minus 3 power Pa to 10 to the minus 8 power Pa by the evacuation device connected to the hole 1a. Further, an inert gas such as argon is introduced by a gas supply device at a pressure of 10 Pa to 10 −3 Pa. Note that an active gas, an inert gas, or a mixed gas of an active gas and an inert gas may be used as necessary.

【0014】次いで電源14、15、16、18、22
を作動させ、グリッド8を正の電位とし、対電極12を
負の電位とする。さらにフィラメント6に電流が流され
、フィラメント6は抵抗加熱によって発熱し、熱電子を
放出する。真空槽51内のアルゴン分子は、フィラメン
ト6から放出された熱電子と衝突する。このためアルゴ
ン分子の外殻電子がはじき出され、正イオンにイオン化
される。蒸発物質、すなわち蒸発した蒸発物質の粒子は
拡がりをもって基板13の方向へ飛行する。そしてその
蒸発物質の一部とアルゴンガスはフィラメント6から放
出された熱電子および前述のイオン化されたアルゴンガ
スとの衝突によって、さらにイオン化が促進される。
Next, power supplies 14, 15, 16, 18, 22
is activated, the grid 8 is brought to a positive potential, and the counter electrode 12 is brought to a negative potential. Further, a current is passed through the filament 6, and the filament 6 generates heat due to resistance heating and emits thermoelectrons. Argon molecules within the vacuum chamber 51 collide with thermionic electrons emitted from the filament 6. For this reason, the outer shell electrons of the argon molecule are ejected and ionized into positive ions. The evaporated material, that is, the particles of the evaporated material spread out and fly toward the substrate 13. Ionization of a portion of the evaporated substance and the argon gas is further promoted by collision with thermionic electrons emitted from the filament 6 and the aforementioned ionized argon gas.

【0015】グリッド8を通過した蒸発物質中、いまだ
イオン化されていないものは、さらにグリッド8と基板
13との間において、前述のイオン化されたアルゴンガ
スとの衝突により、正イオンにイオン化され、蒸発物質
全体のイオン化率が上昇する。  このようにして正イ
オンにイオン化された蒸発物質は、グリッド8から対電
極12に向かう電界の作用によって基板13に向かって
加速され、基板13に高エネルギーをもった状態で衝突
し、付着する。したがって基板13に密着性が非常によ
い薄膜が形成される。
Among the evaporated substances that have passed through the grid 8, those that have not yet been ionized are further ionized into positive ions by collision with the ionized argon gas between the grid 8 and the substrate 13, and evaporated. The ionization rate of the entire substance increases. The evaporated substance thus ionized into positive ions is accelerated toward the substrate 13 by the action of the electric field directed from the grid 8 toward the counter electrode 12, collides with the substrate 13 with high energy, and adheres thereto. Therefore, a thin film with very good adhesion is formed on the substrate 13.

【0016】一方、磁石19には、交流電源22から支
持体20を介して電流が供給され、グリッド8と対電極
12との間の空間に平行磁場を形成し、この平行磁場が
形成された空間内にプラズマを閉じ込める。そしてこの
平行磁場によって弱い反磁性を示すプラズマは磁界方向
(対電極12の方向)に加速される。これにより従来の
プラズマ蒸着装置において空間的に比較的ランダムに発
生していたプラズマを、限定された空間内で磁場の強度
を変化させることにより、ある程度制御できることにな
る。さらに蒸着部卯室の基板13に対する突入角度を垂
直に近い角度とすることができる。
On the other hand, a current is supplied to the magnet 19 from an AC power supply 22 through the support 20, and a parallel magnetic field is formed in the space between the grid 8 and the counter electrode 12. Confines plasma within space. The parallel magnetic field accelerates the weakly diamagnetic plasma in the direction of the magnetic field (toward the counter electrode 12). As a result, plasma, which was generated spatially and relatively randomly in conventional plasma deposition apparatuses, can be controlled to some extent by changing the strength of the magnetic field within a limited space. Furthermore, the angle of entry of the vapor deposition chamber into the substrate 13 can be made nearly vertical.

【0017】また蒸着物質が絶縁体もしくは半導体であ
る場合に対電極12にこれらの蒸着物質が付着し、グリ
ッド8と対電極12の正電位が不安定となった場合でも
、プラズマが基板13の方向へ移動することが可能とな
る。よって電界が不安定な状態においても蒸着物質が基
板13に到達する確立が向上することになる。さらにプ
ラズマは磁石19によって囲まれた空間内に閉じ込めら
れるため、プラズマの空間的安定性が向上することにな
る。
Furthermore, if the vapor deposited substance is an insulator or a semiconductor and the vapor deposited substance adheres to the counter electrode 12 and the positive potential between the grid 8 and the counter electrode 12 becomes unstable, the plasma may not reach the substrate 13. It becomes possible to move in the direction. Therefore, even when the electric field is unstable, the probability that the deposited material will reach the substrate 13 is improved. Furthermore, since the plasma is confined within the space surrounded by the magnets 19, the spatial stability of the plasma is improved.

【0018】熱電子デフレクタ電極17は、電子の熱運
動エネルギーよりも大きく、グリッド8の正電位の絶対
値よりも小さな負電位がかけられている。したがってフ
ィラメント6から発生した熱電子のうち蒸着物質のイオ
ン化に寄与しなかった熱電子や蒸着物質と熱電子との衝
突により発生した第2次電子を、再度、蒸着物質と衝突
させることができる。よって蒸着物質のイオン化効率を
高めることができる。なお、熱電子の一部は、グリッド
8の近傍での電子の運動にも寄与する。
A negative potential that is greater than the thermal kinetic energy of electrons and smaller than the absolute value of the positive potential of the grid 8 is applied to the thermionic deflector electrode 17 . Therefore, among the thermoelectrons generated from the filament 6, the thermoelectrons that did not contribute to the ionization of the vapor deposition material and the secondary electrons generated by the collision between the vapor deposition material and the thermoelectrons can be caused to collide with the vapor deposition material again. Therefore, the ionization efficiency of the vapor deposition material can be increased. Note that some of the thermoelectrons also contribute to the movement of electrons near the grid 8.

【0019】熱電子デフレクタ電極17によって反射さ
れ、この反射された電子とフィラメント6から発生した
熱電子は正電位となっているので、グリッド8にキャプ
チャーされず通過し、グリッド8によるクーロン力と、
磁石19の平行磁場により引き戻され、またグリッドを
通過する。すなわち熱電子はグリッド8を中心とする振
動運動を繰り返す。そしてついには熱電子はグリッド8
に吸収されるため、基板13には到達せず、基板13は
電子衝撃を受けることはない。したがって基板13は加
熱されることはない。
The reflected electrons and the thermoelectrons generated from the filament 6 are reflected by the thermionic deflector electrode 17 and have a positive potential, so they pass through without being captured by the grid 8, and the Coulomb force due to the grid 8 and
It is pulled back by the parallel magnetic field of magnet 19 and passes through the grid. That is, the thermoelectrons repeat oscillating motion around the grid 8. And finally, thermionic is grid 8
Since the electrons are absorbed by the electrons, they do not reach the substrate 13, and the substrate 13 is not subjected to electron impact. Therefore, the substrate 13 is not heated.

【0020】フィラメント6は上述のように配置されて
いるので、フィラメント6からの輻射熱が基板13に到
達することはない。またフィラメント6の構成物質が基
板に蒸着されのも防止されることになる。さらにフィラ
メント6が蒸着物質の移動方向に直交するように配置さ
れているので、熱電子流と蒸着物質の流れが直交するこ
とになる。したがって熱電子と蒸着物質との衝突が高頻
度に行われることになる。
Since the filament 6 is arranged as described above, radiant heat from the filament 6 does not reach the substrate 13. Also, the constituent materials of the filament 6 are prevented from being deposited on the substrate. Furthermore, since the filament 6 is arranged perpendicular to the moving direction of the vapor deposition material, the flow of thermionic electrons and the flow of the vapor deposition material are perpendicular to each other. Therefore, collisions between thermal electrons and the vapor deposited material occur frequently.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、蒸着物質
が被蒸着材の裏面に付着してしまういわゆる裏回り、さ
らに被蒸着材の蒸着層表面でスパッタ現象等の発生を防
止できるようになる。また、蒸着物質が絶縁体あるいは
半導体である場合に、被蒸着材や被蒸着材を保持する対
電極の表面に、蒸着物質が蒸着することがなく、グリッ
ド、被蒸着材および対電極間の電位が変動し、プラズマ
が不安定となるのを防ぐことができるようになる。さら
にフィラメントから発生するフィラメント構成物質が被
蒸着材に付着することがなくなる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the so-called back side where the vapor deposition substance adheres to the back surface of the material to be vapor-deposited, as well as the occurrence of sputtering phenomena on the surface of the vapor-deposited layer of the material to be vapor-deposited. become. In addition, when the deposition material is an insulator or a semiconductor, the deposition material is not deposited on the surface of the material to be deposited or the counter electrode that holds the material to be deposited, and the potential between the grid, the material to be deposited, and the counter electrode is This makes it possible to prevent the plasma from becoming unstable due to fluctuations in the plasma. Furthermore, filament constituent substances generated from the filament will not adhere to the material to be deposited.

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

【図1】本発明の実施例にかかる薄膜形成装置の構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6      フィラメント 8      グリッド 12    対電極 13    基板 19    磁石 51    真空槽 6 Filament 8 Grid 12 Counter electrode 13    Substrate 19 Magnet 51 Vacuum chamber

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】活性ガスまたは不活性ガスあるいは活性ガ
スと不活性ガスとの混合ガスを導入する真空槽と、前記
真空槽内において蒸着物質を蒸発させる蒸発源と、前記
蒸発源を所定の電位とする蒸発源用電源と、前記真空槽
内に配置され蒸着物質が蒸着される被蒸着材を前記蒸発
源に対向する姿勢に保持する対電極と、前記対電極を前
記蒸発源と同電位とする対電極用電源と、前記蒸発源と
前記対電極との間に配置され蒸発源によって蒸発させら
れた蒸着物質を通過させ得るグリッドと、前記グリッド
を前記対電極ならびに前記蒸発源の電位に対し正電位と
し、しかも前記グリッドから前記対電極に保持された被
蒸着材に向かう電界とを互いに逆向きに形成する電界制
御手段と、前記真空槽内に配置され前記蒸発源によって
蒸発させられた蒸着物質をイオン化する熱電子発生用の
フィラメントとを有する薄膜形成装置において、前記グ
リッドと前記対電極との間の空間を囲む磁石を配置した
ことを特徴とする薄膜形成装置。
Claims: 1. A vacuum chamber into which an active gas, an inert gas, or a mixed gas of an active gas and an inert gas is introduced; an evaporation source for evaporating a deposition material in the vacuum chamber; a power source for the evaporation source; a counter electrode that is placed in the vacuum chamber and holds the material to be evaporated on which the evaporation substance is deposited in a position facing the evaporation source; and the counter electrode is set at the same potential as the evaporation source. a power supply for a counter electrode, a grid disposed between the evaporation source and the counter electrode and capable of passing the evaporation material evaporated by the evaporation source; an electric field control means for forming a positive potential and an electric field directed from the grid toward the material to be evaporated held by the counter electrode in opposite directions; 1. A thin film forming apparatus comprising a filament for generating thermoelectrons for ionizing a substance, characterized in that a magnet is disposed to surround a space between the grid and the counter electrode.
【請求項2】請求項1において、フィラメントが、蒸発
した蒸着物質の通過経路を遮らず、且つ蒸発源とグリッ
ドとの間の略中間で蒸発源によって蒸発させられた蒸発
物質とフィラメントから発生した熱電子とが衝突するよ
うに配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
[Claim 2] In Claim 1, the filament does not obstruct the passage path of the evaporated deposition material and is generated from the evaporation material and the filament evaporated by the evaporation source approximately midway between the evaporation source and the grid. 1. A thin film forming apparatus characterized in that the device is arranged so that thermal electrons collide with each other.
【請求項3】請求項1において、熱電子発生用のフィラ
メントに対向する位置にグリッドの電位より低く、フィ
ラメントから発生した熱電子の運動エネルギーよりも高
い電位をもつ電子反射手段を設けたことを特徴とする薄
膜形成装置。
3. In claim 1, an electron reflecting means having a potential lower than the potential of the grid and higher than the kinetic energy of the thermoelectrons generated from the filament is provided at a position opposite to the filament for generating thermoelectrons. Characteristic thin film forming equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010027175A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Showa Denko HD Singapore Pte Ltd Method of forming carbon film, method of manufacturing magnetic recording medium, and device for forming carbon film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010027175A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Showa Denko HD Singapore Pte Ltd Method of forming carbon film, method of manufacturing magnetic recording medium, and device for forming carbon film

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