JPH04235279A - Apparatus for forming thin film - Google Patents

Apparatus for forming thin film

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JPH04235279A
JPH04235279A JP1380991A JP1380991A JPH04235279A JP H04235279 A JPH04235279 A JP H04235279A JP 1380991 A JP1380991 A JP 1380991A JP 1380991 A JP1380991 A JP 1380991A JP H04235279 A JPH04235279 A JP H04235279A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thin film
gas
reaction gas
reactive gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP1380991A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Takahashi
正人 高橋
Katsuo Matsubara
克夫 松原
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable formation of thin film of compound having good quality even in the case pressure of reaction gas is not made to high or temp. of a substrate is not made to high. CONSTITUTION:An optical beam source 26 for exciting reaction gas 20, by which the optical beam 28 irradiates near surface of the substrate 12 in a holder 14, is arranged. By this method, reactivity of the reaction gas 20 is made to high.

Description

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

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、例えば反応性のイオ
ンビームスパッタリング装置、真空蒸着装置等のように
、粒子発生源から発生させた粒子と反応ガスとを反応さ
せて基板表面に化合物薄膜を形成する薄膜形成装置に関
する。
[Industrial Application Field] This invention is applicable to reactive ion beam sputtering equipment, vacuum evaporation equipment, etc., in which particles generated from a particle source are reacted with a reactive gas to form a compound thin film on the surface of a substrate. The present invention relates to a thin film forming apparatus.

【0002】0002

【従来の技術】この種の薄膜形成装置の従来例を図3お
よび図4にそれぞれ示す。
2. Description of the Related Art Conventional examples of this type of thin film forming apparatus are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.

【0003】図3の装置は、反応性のイオンビームスパ
ッタリング装置であり、粒子発生源として、スパッタリ
ング用のイオン源2およびターゲット6を備えている。
The apparatus shown in FIG. 3 is a reactive ion beam sputtering apparatus, and is equipped with an ion source 2 and a target 6 for sputtering as particle generation sources.

【0004】そして、図示しない真空容器内において、
基板12の近傍にガス導入管18から導入した反応ガス
(例えば酸化物、窒化物、炭化物等の化合物薄膜を形成
する場合は、酸素、窒素、メタン等)20を吹き付ける
と共に、イオン源2から引き出した高速のイオンビーム
4をターゲット6に衝突させてターゲット構成物質の分
子、原子等から成るスパッタ粒子10を空間に放出させ
てこれを基板12に入射堆積させるようにしている。こ
れによって、基板12の表面に、反応ガス20とスパッ
タ粒子10とが反応した化合物薄膜が形成される。
[0004] Then, in a vacuum container (not shown),
A reactive gas (for example, oxygen, nitrogen, methane, etc. when forming a compound thin film of oxides, nitrides, carbides, etc.) 20 introduced from the gas introduction pipe 18 is blown near the substrate 12, and at the same time, the reaction gas 20 is drawn out from the ion source 2. A high-speed ion beam 4 collides with a target 6 to emit sputtered particles 10 made of molecules, atoms, etc. of the target constituent material into space, and the sputtered particles 10 are deposited on a substrate 12. As a result, a compound thin film is formed on the surface of the substrate 12 by the reaction between the reactive gas 20 and the sputtered particles 10 .

【0005】基板12は、この例では複数枚が回転式の
ホルダ14に取り付けられている。また、ホルダ14内
またはその背面に設けたヒータ16で基板12の温度を
制御することができるようにしている。8はターゲット
6のホルダである。
[0005] In this example, a plurality of substrates 12 are attached to a rotary holder 14 . Further, the temperature of the substrate 12 can be controlled by a heater 16 provided inside the holder 14 or on the back thereof. 8 is a holder for the target 6.

【0006】図4の装置は、反応性の真空蒸着装置であ
り、粒子発生源として、電子ビーム加熱式あるいは抵抗
加熱式等の蒸発源22を備えている。
The apparatus shown in FIG. 4 is a reactive vacuum evaporation apparatus, and is equipped with an evaporation source 22 such as an electron beam heating type or a resistance heating type as a particle generation source.

【0007】そして、図示しない真空容器内において、
基板12の近傍にガス導入管18から導入した前述した
ような反応ガス20を吹き付けると共に、蒸発源22か
ら所要の蒸発粒子24を蒸発させてこれを基板12に入
射堆積させるようにしている。これによって、基板12
の表面に、反応ガス20と蒸発粒子24とが反応した化
合物薄膜が形成される。
[0007] Then, in a vacuum container (not shown),
A reaction gas 20 as described above introduced from a gas introduction pipe 18 is blown near the substrate 12, and required evaporation particles 24 are evaporated from an evaporation source 22 and deposited on the substrate 12. As a result, the substrate 12
A thin compound film is formed on the surface of the reactant gas 20 and the evaporated particles 24 by reaction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記いずれの装置の場
合も、基板表面での反応性を向上させるためには、反応
ガス20の圧力を高くしたり、基板12の温度を高くし
なければならない。例えば、図4の装置でSiCを形成
する場合、通常は基板温度を900℃近くまで上げなけ
ればならない。
[Problems to be Solved by the Invention] In any of the above devices, in order to improve the reactivity on the substrate surface, it is necessary to increase the pressure of the reaction gas 20 or increase the temperature of the substrate 12. . For example, when forming SiC using the apparatus shown in FIG. 4, the substrate temperature must normally be raised to nearly 900°C.

【0009】しかし、反応ガス20の圧力を高くすると
、スパッタ粒子10や蒸発粒子24が基板12に到達し
にくくなる。また、薄膜中の不純物密度が高くなる。 更に、図3のイオンビームスパッタリング装置の場合は
、ターゲット6に到達するイオンビーム4の量が減少す
る。
However, when the pressure of the reaction gas 20 is increased, it becomes difficult for the sputtered particles 10 and the evaporated particles 24 to reach the substrate 12. Furthermore, the density of impurities in the thin film increases. Furthermore, in the case of the ion beam sputtering apparatus of FIG. 3, the amount of ion beam 4 reaching target 6 is reduced.

【0010】一方、基板12の温度を高くすると、基板
12やホルダ14等の熱的負荷が大きくなり、用いる材
料等に制約が出てくる。また、反応ガス20に酸素を使
用するときは、ヒータ16の寿命を極端に短くする可能
性が高くなる。
On the other hand, when the temperature of the substrate 12 is increased, the thermal load on the substrate 12, the holder 14, etc. increases, and there are restrictions on the materials used. Further, when oxygen is used as the reaction gas 20, there is a high possibility that the life of the heater 16 will be extremely shortened.

【0011】そこでこの発明は、反応ガスのガス圧を高
くしたり基板温度を高くしたりしなくても、良質の化合
物薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供する
ことを主たる目的とする。
[0011] Therefore, the main object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus that can form a high quality compound thin film without increasing the gas pressure of the reaction gas or increasing the substrate temperature. .

【0012】0012

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明の薄膜形成装置は、前記基板の表面近傍に光
を照射してそこで前記反応ガスを励起する光源を設けた
ことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the thin film forming apparatus of the present invention is characterized in that a light source is provided that irradiates light near the surface of the substrate and excites the reaction gas there. do.

【0013】[0013]

【作用】上記光源からの光によって基板の表面近傍にお
いて反応ガスを励起すると、反応ガスの反応性が高まる
。その結果、反応ガスのガス圧を高くしたり基板温度を
高くしたりしなくても、良質の化合物薄膜を形成するこ
とができる。
[Operation] When the reactive gas is excited near the surface of the substrate by the light from the light source, the reactivity of the reactive gas increases. As a result, a high-quality compound thin film can be formed without increasing the gas pressure of the reaction gas or increasing the substrate temperature.

【0014】[0014]

【実施例】図1および図2に、この発明の実施例の装置
をそれぞれ示す。図3および図4の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 and 2 respectively show apparatuses according to embodiments of the present invention. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in the conventional example shown in FIGS. 3 and 4, and the differences from the conventional example will be mainly explained below.

【0015】図1の実施例は、反応性のイオンビームス
パッタリング装置の場合の例であり、図3の従来例に対
応している。
The embodiment shown in FIG. 1 is an example of a reactive ion beam sputtering apparatus, and corresponds to the conventional example shown in FIG.

【0016】そしてこの実施例では、ホルダ14上の基
板12の表面近傍に光28を照射する光源26を設けて
、この光28によって基板12の表面近傍でそこに吹き
付けられる反応ガス20を励起するようにしている。
In this embodiment, a light source 26 that irradiates light 28 near the surface of the substrate 12 on the holder 14 is provided, and this light 28 excites the reactive gas 20 that is blown onto the surface of the substrate 12 near the surface. That's what I do.

【0017】光源26は、例えばレーザ光源であり、そ
の場合は光28はレーザ光である。レーザ光は、パルス
、連続波(CW)のどちらでも良い。また、光源26に
レーザ光源以外のもの、例えば紫外線ランプ等を用いて
も良い。これらのことは、後述する他の実施例において
も同様である。
The light source 26 is, for example, a laser light source, in which case the light 28 is a laser light. The laser light may be either pulsed or continuous wave (CW). Further, the light source 26 may be other than a laser light source, for example, an ultraviolet lamp or the like. The same applies to other embodiments described later.

【0018】光源26からの光28によって基板12の
表面近傍において反応ガス20を励起すると、反応ガス
20を構成する分子等が活性状態になってその反応性が
高まる。その結果、反応ガス20のガス圧を高くしたり
基板12の温度を高くしたりしなくても、従来よりも良
質の化合物薄膜を基板12上に形成することができる。
When the reactive gas 20 is excited in the vicinity of the surface of the substrate 12 by the light 28 from the light source 26, the molecules constituting the reactive gas 20 become activated and their reactivity increases. As a result, a compound thin film of better quality than before can be formed on the substrate 12 without increasing the gas pressure of the reaction gas 20 or increasing the temperature of the substrate 12.

【0019】光28を照射して反応ガス20を励起する
位置は、基板12の表面に近い方が好ましく、そのよう
にすれば、反応ガス20の励起された分子等がより多く
基板12に到達するので、それらをより効果的に利用す
ることができるようになる。
The position at which the reactive gas 20 is excited by irradiating the light 28 is preferably close to the surface of the substrate 12. If this is done, more excited molecules of the reactive gas 20 will reach the substrate 12. This allows them to be used more effectively.

【0020】図2の装置は、反応性の真空蒸着装置の場
合の例であり、図4の従来例に対応している。
The apparatus shown in FIG. 2 is an example of a reactive vacuum deposition apparatus, and corresponds to the conventional example shown in FIG.

【0021】この実施例も、上記実施例と同様、ホルダ
14上の基板12の表面近傍に光28を照射する光源2
6を設けて、この光28によって基板12の表面近傍で
そこに吹き付けられた反応ガス20を励起するようにし
ている。これによって、反応ガス20のガス圧を高くし
たり基板12の温度を高くしたりしなくても、従来より
も良質の化合物薄膜を基板12上に形成することができ
る。
Similar to the above embodiment, this embodiment also includes a light source 2 that irradiates light 28 near the surface of the substrate 12 on the holder 14.
6 is provided so that the light 28 excites the reactive gas 20 blown onto the surface of the substrate 12 near the surface thereof. As a result, a compound thin film of better quality than before can be formed on the substrate 12 without increasing the gas pressure of the reaction gas 20 or increasing the temperature of the substrate 12.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基板の
表面近傍に光を照射してそこで反応ガスを励起する光源
を設けたので、反応ガスのガス圧を高くしたり基板温度
を高くしたりしなくても、従来よりも良質の化合物薄膜
を基板上に形成することができる。その結果、反応ガス
のガス圧を高くしたり基板温度を高くすることに伴う諸
々の弊害を排除することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a light source is provided that irradiates light near the surface of the substrate to excite the reactive gas there, so that the gas pressure of the reactive gas can be increased and the substrate temperature can be increased. A compound thin film of better quality than before can be formed on a substrate without having to do so. As a result, various adverse effects associated with increasing the gas pressure of the reaction gas or increasing the substrate temperature can be eliminated.

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

【図1】  この発明の一実施例に係る薄膜形成装置を
示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】  この発明の他の実施例に係る薄膜形成装置
を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図3】  従来の薄膜形成装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional thin film forming apparatus.

【図4】  従来の薄膜形成装置の他の例を示す概略図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a conventional thin film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2  スパッタリング用イオン源 6  ターゲット 10  スパッタ粒子 12  基板 18  ガス導入管 20  反応ガス 22  蒸発源 24  蒸発粒子 26  光源 28  光 2 Ion source for sputtering 6 Target 10 Sputtered particles 12 Board 18 Gas introduction pipe 20 Reactant gas 22 Evaporation source 24 Evaporation particles 26 Light source 28 Light

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  真空容器内で基板の近傍に反応ガスを
導入すると共に、粒子発生源から発生させた粒子を基板
に入射堆積させ、それによって基板の表面に前記反応ガ
スと粒子とが反応した化合物薄膜を形成する薄膜形成装
置において、前記基板の表面近傍に光を照射してそこで
前記反応ガスを励起する光源を設けたことを特徴とする
薄膜形成装置。
Claim 1: A reactive gas is introduced in the vicinity of a substrate in a vacuum container, and particles generated from a particle generation source are deposited on the substrate, whereby the reactive gas and particles react on the surface of the substrate. A thin film forming apparatus for forming a compound thin film, characterized in that the thin film forming apparatus is provided with a light source that irradiates light near the surface of the substrate and excites the reactive gas there.
JP1380991A 1991-01-10 1991-01-10 Apparatus for forming thin film Pending JPH04235279A (en)

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