JPH0617241A - Ion plating device - Google Patents
Ion plating deviceInfo
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- JPH0617241A JPH0617241A JP17424792A JP17424792A JPH0617241A JP H0617241 A JPH0617241 A JP H0617241A JP 17424792 A JP17424792 A JP 17424792A JP 17424792 A JP17424792 A JP 17424792A JP H0617241 A JPH0617241 A JP H0617241A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】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
ビームは、図示していない磁石により270°又は18
0°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。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、ランタニウ
ムヘキサボライドの如き熱陰極10、中間電極11、放
電電極12、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、中間電極負荷抵抗1
9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。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. 4 is a filament, 5 is a high voltage power supply, and the electron beam generated from this filament 4 is 270 ° or 18 ° by a magnet (not shown).
The material to be evaporated 3 in the crucible 2 is irradiated with the light deflected by 0 °. 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. Further, the chamber 1 is provided with a plasma electron gun 9. The plasma electron gun 9 includes a hot cathode 10, such as lanthanum hexaboride, an intermediate electrode 11, a discharge electrode 12, an annular DC coil 13, and a needle valve 14.
Argon gas supply pipe 15, hot cathode power source 16, discharge stabilizing resistor 17, discharge power source 18, intermediate electrode load resistor 1
It is composed of 9. 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 to efficiently guide the ionized evaporated particles toward the substrate 6a. Further, 21 is an exhaust pipe connected to an exhaust pump for exhausting the inside of the chamber 1.
【0003】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
中間電極11と放電電極12との間に印加すると、両電
極間に放電が発生し、放電電流が流れる。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、パッシニ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。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 intermediate electrode 11 and the discharge electrode 12, a discharge is generated between both electrodes and a discharge current flows. 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. The flow rate of the argon gas and the discharge voltage at this time are adjusted to values at which discharge according to Passinin'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.
【0004】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。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。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(S
iO2 )がイオンプレーティングされる。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. 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 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. For example, when the evaporation material is silicon and the reaction gas is oxygen gas, the substrate is made of silicon dioxide (S
iO 2 ) is ion plated.
【0005】[0005]
【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、チャンバー1内の蒸発粒子分布は、蒸
発源(ルツボ2)上部近傍が大きく、ルツボから離れる
にしたがって粒子分布は薄くなる。一方、プラズマ電子
銃9から発生し、真空チャンバー1内に向かい加速され
た電子は、チャンバー1内で拡散し、必ずしも蒸発した
粒子と効率良く衝突せず、電子のかなりの量はルツボ2
の上部から外れたりそのまま直進し、真空チャンバー1
の側壁に衝突し消滅してしまう。このため、上記装置
は、プラズマ電子銃からの電子の利用効率が悪い欠点を
有している。In the ion plating apparatus described above, the distribution of evaporated particles in the chamber 1 is large near the upper part of the evaporation source (crucible 2) and becomes smaller as the distance from the crucible increases. On the other hand, the electrons generated from the plasma electron gun 9 and accelerated toward the inside of the vacuum chamber 1 diffuse in the chamber 1 and do not necessarily collide efficiently with the evaporated particles, and a considerable amount of the electrons is generated in the crucible 2.
The vacuum chamber 1
It collides with the side wall of and disappears. Therefore, the above device has a drawback that the utilization efficiency of electrons from the plasma electron gun is poor.
【0006】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、プラズマ電子銃からの電子の利用
効率が優れた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 realize an ion plating apparatus which is excellent in utilization efficiency of electrons from a plasma electron gun.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本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、チャンバー内に設
けられた蒸発源と、蒸発源から蒸発した粒子が付着され
る基板と、チャンバーの側部に設けられ、チャンバー内
の蒸発粒子を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、チャンバー内の蒸発源の上部に配置
され、蒸発源からの蒸発粒子を基板方向に導くための絶
縁部材で形成されたロート状部材と、プラズマ電子銃の
電子ビーム射出口からチャンバー内のロート状部材の側
部までの間に配置され、電子ビームをロート状部材内部
へ効率良く導くための絶縁物質で形成された中空部材と
を備えたことを特徴としている。An ion plating apparatus according to the present invention includes a chamber, an evaporation source provided in the chamber, a substrate to which particles evaporated from the evaporation source are attached, and a side portion of the chamber. A plasma electron gun provided to generate an electron beam for ionizing the vaporized particles in the chamber, and an insulating member arranged above the vaporization source in the chamber for guiding the vaporized particles from the vaporization source toward the substrate. It is placed between the formed funnel-shaped member and the electron beam emission port of the plasma electron gun to the side of the funnel-shaped member in the chamber, and is made of an insulating material for efficiently guiding the electron beam into the funnel-shaped member. And a hollow member that has been formed.
【0008】[0008]
【作用】本発明に基づくイオンプレーティング装置は、
蒸発源上にロート状部材を配置し、このロート状部材内
部と繋がった絶縁物質で形成された中空部材を通してプ
ラズマ電子銃からの電子ビームを導入する。The ion plating device based on the present invention is
A funnel-shaped member is arranged on the evaporation source, and an electron beam from a plasma electron gun is introduced through a hollow member formed of an insulating material and connected to the inside of the funnel-shaped member.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
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。この実施例と図1の従来装置と
の相違点は、チャンバー1内部のルツボ2の上部に逆円
錐状のロート部材25を設け、更に、プラズマ電子銃9
とロート部材25の側部との間に円筒状の電子ビームガ
イド管26を設けた点である。このロート部材25とガ
イド管26とはいずれも石英ガラスによって形成されて
いる。このような構成で、プラズマ電子銃9から発生し
た電子ビームは電子ビーム射出口Eからチャンバー1に
導入されるが、この電子ビームは、ガイド管26内を進
行する。ガイド管26は絶縁物で形成されており、まず
ガイド管26の内面は電子ビームの衝突によって負に帯
電し、帯電後は電子ビームを反射するように作用する。
その結果、ガイド管26内に導入された電子ビームは、
ガイド管26内面によって反射されながら進行し、ほと
んどの電子ビームがロート部材25の下方の側部からロ
ート部材25内に導かれる。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 2 shows an ion plating apparatus according to the present invention, and the same parts as those of the conventional apparatus of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The difference between this embodiment and the conventional apparatus of FIG. 1 is that an inverted conical funnel member 25 is provided above the crucible 2 inside the chamber 1, and further the plasma electron gun 9 is used.
A cylindrical electron beam guide tube 26 is provided between the side of the funnel member 25 and the funnel member 25. Both the funnel member 25 and the guide tube 26 are made of quartz glass. With this configuration, the electron beam generated from the plasma electron gun 9 is introduced into the chamber 1 through the electron beam emission port E, and the electron beam travels inside the guide tube 26. The guide tube 26 is formed of an insulating material. First, the inner surface of the guide tube 26 is negatively charged by the collision of the electron beam, and after charging, acts so as to reflect the electron beam.
As a result, the electron beam introduced into the guide tube 26 is
Most of the electron beams travel while being reflected by the inner surface of the guide tube 26, and are guided into the funnel member 25 from the lower side portion of the funnel member 25.
【0010】一方、フィラメント4からの電子の照射に
よってルツボ2内の材料3が蒸発し、その蒸発粒子はロ
ート部材25の下方の細い部分から部材内に導入され
る。蒸発粒子は部材25内を上方に向かって拡散する
が、この時、プラズマ電子銃9からの電子ビームもルツ
ボ2からの蒸発粒子とほぼ同じ向き、同じような粒子分
布を持って上方に拡散する。その結果、ロート状部材2
5内部で電子ビームと蒸発粒子とは効率良く互いに衝突
し、粒子のイオン化が促進される。蒸発粒子に衝突しな
かった電子ビームは、基板6aに衝突して基板6a上で
の反応性を向上させる。On the other hand, the material 3 in the crucible 2 is evaporated by the irradiation of electrons from the filament 4, and the evaporated particles are introduced into the member from the thin portion below the funnel member 25. The vaporized particles diffuse upward in the member 25, but at this time, the electron beam from the plasma electron gun 9 also diffuses upward with substantially the same direction as the vaporized particles from the crucible 2 and with a similar particle distribution. . As a result, the funnel-shaped member 2
The electron beam and the vaporized particles collide with each other in the interior 5 efficiently and the ionization of the particles is promoted. The electron beam that has not collided with the evaporated particles collides with the substrate 6a and improves the reactivity on the substrate 6a.
【0011】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、ロート状部材と
して円錐状の部材を用いたが、半球状など、ルツボ2に
近い部分の開口径が小さく、基板6aに近い部分の開口
径が大きい他の形状を用いることができる。また、ロー
ト状部材やガイド管を石英ガラスで形成したが、他の絶
縁部材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, a conical member is used as the funnel-shaped member, but another shape such as a hemispherical shape having a small opening diameter in the portion close to the crucible 2 and a large opening diameter in the portion close to the substrate 6a can be used. Although the funnel-shaped member and the guide tube are made of quartz glass, other insulating members can be used.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくイ
オンプレーティング装置は、蒸発源上にロート状部材を
配置し、このロート状部材内部と繋がった絶縁物質で形
成された中空部材を通してプラズマ電子銃からの電子ビ
ームを導入するように構成したので、プラズマ電子銃か
らの電子の利用効率を良くし、イオン化効率を著しく向
上させることができ、高密度のイオンプレーティングを
行うことができる。As described above, in the ion plating apparatus according to the present invention, the funnel-shaped member is arranged on the evaporation source, and the plasma is passed through the hollow member formed of an insulating material and connected to the inside of the funnel-shaped member. Since the electron beam from the electron gun is introduced, the utilization efficiency of electrons from the plasma electron gun can be improved, the ionization efficiency can be significantly improved, and high-density ion plating can be performed.
【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
実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an ion plating apparatus according to the present invention.
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 20 電源 21 排気管 25 ロート状部材 26 電子ビームガイド管 1 vacuum chamber 2 crucible 3 material to be evaporated 4 filament 6a substrate 8 reaction gas supply pipe 9 plasma electron gun 20 power supply 21 exhaust pipe 25 funnel-shaped member 26 electron beam guide pipe
Claims (1)
た蒸発源と、蒸発源から蒸発した粒子が付着される基板
と、チャンバーの側部に設けられ、チャンバー内の蒸発
粒子を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、チャンバー内の蒸発源の上部に配置され、
蒸発源からの蒸発粒子を基板方向に導くための絶縁部材
で形成されたロート状部材と、プラズマ電子銃の電子ビ
ーム射出口からチャンバー内のロート状部材の側部まで
の間に配置され、電子ビームをロート状部材内部へ効率
良く導くための絶縁物質で形成された中空部材とを備え
たイオンプレーティング装置。1. A chamber, an evaporation source provided in the chamber, a substrate to which particles evaporated from the evaporation source are attached, and an electron provided at a side portion of the chamber for ionizing the evaporation particles in the chamber. A plasma electron gun that generates a beam and is placed above the evaporation source in the chamber,
The funnel-shaped member formed of an insulating member for guiding the vaporized particles from the evaporation source toward the substrate, and the electron-shaped member disposed between the electron beam emission port of the plasma electron gun and the side of the funnel-shaped member in the chamber, An ion plating device comprising: a hollow member formed of an insulating material for efficiently guiding a beam into the funnel-shaped member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17424792A JPH0617241A (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Ion plating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17424792A JPH0617241A (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Ion plating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0617241A true JPH0617241A (en) | 1994-01-25 |
Family
ID=15975294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17424792A Withdrawn JPH0617241A (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Ion plating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0617241A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109628895A (en) * | 2019-01-23 | 2019-04-16 | 湖南宇诚精密科技有限公司 | A kind of electronic beam evaporation type vacuum film coating machine |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP17424792A patent/JPH0617241A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109628895A (en) * | 2019-01-23 | 2019-04-16 | 湖南宇诚精密科技有限公司 | A kind of electronic beam evaporation type vacuum film coating machine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |