JPH0779085B2 - Compound thin film forming equipment - Google Patents
Compound thin film forming equipmentInfo
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- JPH0779085B2 JPH0779085B2 JP5668687A JP5668687A JPH0779085B2 JP H0779085 B2 JPH0779085 B2 JP H0779085B2 JP 5668687 A JP5668687 A JP 5668687A JP 5668687 A JP5668687 A JP 5668687A JP H0779085 B2 JPH0779085 B2 JP H0779085B2
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- thin film
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、化合物薄膜形成装置、特にクラスターイオ
ンビーム蒸着法（ICB法）で薄膜を蒸着形成する化合物
薄膜形成装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a compound thin film forming apparatus, and more particularly to a compound thin film forming apparatus for forming a thin film by a cluster ion beam evaporation method (ICB method).
［従来の技術］ 従来から、TiN、A12O3、SiC等の化合物薄膜がスパッタ
リング、CVD等の方法で種々の部品表面に被覆されてい
る。しかし、このような方法で部品表面に被覆された化
合物薄膜は、硬度が不十分であり、また付着力が弱いと
いう欠点があった。[Prior Art] Conventionally, compound thin films such as TiN, A1 2 O 3 , and SiC have been coated on various component surfaces by methods such as sputtering and CVD. However, the compound thin film coated on the surface of the component by such a method has a defect that the hardness is insufficient and the adhesive force is weak.
そこで、反応性ガス雰囲気中でICB法により蒸着物質の
蒸気を噴出させて化合物薄膜を形成するＲ−ICB法が行
われている。Therefore, an R-ICB method has been performed in which vapor of a vapor deposition material is ejected by the ICB method in a reactive gas atmosphere to form a compound thin film.
第２図は、「プロシーディングス・オブ・ザ・インター
ナショナル・イオン・エンジニアリング・コングレス
（Proceedings of the International Ion Engineering
Congress）」（ISIAT'83＆IPAT'83）に掲載されている
Ｒ−ICB装置を模式的に示す概略構成図である。図にお
いて、（１）は所定の真空度に保持された真空槽、
（２）はこの真空槽（１）内のガスを排気する真空排気
系、（３）は真空槽（１）内の下方に設けられた、密閉
型のルツボ、（４）はこのルツボ（３）の上部に設けら
れた少なくとも一つのノズル、（５）はルツボ（３）内
に充填された蒸着物質、（６）はルツボ（３）を加熱す
る加熱用フィラメント、（７）はこの加熱用フィラメン
ト（６）の熱を遮る熱シールド板、（８）はルツボ
（３）のノズル（４）から蒸着物質（５）の蒸気を噴出
させて形成したクラスター（塊状原子集団）、（９）は
ルツボ（３）、加熱用フィラメント（６）および熱シー
ルド板（７）によって構成された蒸気発生源である。Figure 2 shows "Proceedings of the International Ion Engineering.
Congress) ”(ISIAT'83 &IPAT'83) is a schematic configuration diagram schematically showing an R-ICB device. In the figure, (1) is a vacuum chamber maintained at a predetermined degree of vacuum,
(2) is a vacuum exhaust system for exhausting the gas in the vacuum chamber (1), (3) is a closed type crucible provided in the lower part of the vacuum chamber (1), and (4) is the crucible (3). ) At least one nozzle, (5) is a vapor deposition material filled in the crucible (3), (6) is a heating filament for heating the crucible (3), and (7) is for this heating. A heat shield plate which shields the heat of the filament (6), (8) is a cluster (massive mass group) formed by ejecting vapor of the vapor deposition material (5) from the nozzle (4) of the crucible (3), and (9) is It is a vapor generation source composed of a crucible (3), a heating filament (6) and a heat shield plate (7).
（10）は電子ビームを放出するイオン化フィラメント、
（11）はこのイオン化フィラメント（10）からイオン化
用電子を引き出して加速する電子ビーム引き出し電極、
（12）はイオン化フィラメント（10）の熱を遮る熱シー
ルド板、（13）はこれらイオン化フィラメント（10）、
電子ビーム引き出し電極（11）および熱シールド板（1
2）によって構成された、クラスター（８）のイオン化
手段である。(10) is an ionizing filament that emits an electron beam,
(11) is an electron beam extraction electrode for extracting and accelerating ionizing electrons from the ionizing filament (10),
(12) is a heat shield plate that shields the heat of the ionizing filament (10), (13) is these ionizing filaments (10),
Electron beam extraction electrode (11) and heat shield plate (1
It is an ionization means of the cluster (8) constituted by 2).
（14）はこのイオン化手段（13）によって正電荷にイオ
ン化されたクラスターイオン、（15）はこのクラスター
イオン（14）を電界で加速し、運動エネルギーを付与す
る加速電極、（16）は基板、（17）はこの基板（16）の
表面に形成された蒸着薄膜である。(14) is a cluster ion that has been positively ionized by this ionization means (13), (15) is an acceleration electrode that accelerates the cluster ion (14) with an electric field to impart kinetic energy, and (16) is a substrate, (17) is a vapor-deposited thin film formed on the surface of the substrate (16).
（18）は化合物を組成する元素例えば酸素、窒素、炭化
水素等を含む反応性ガスが充填されているガスボンベ、
（19）はこのガスボンベ（18）からの反応性ガスを真空
槽（１）内に導入する際の流量を調整する流量調整バル
ブ、（20）はこの流量調整バルブ（19）を通って導入さ
れた反応性ガスをルツボ（３）のノズル（４）上方に導
くためのパイプ、（21）はこれらのガスボンベ（18）、
流量調整バルブ（19）およびパイプ（20）によって構成
された反応性ガス導入系である。(18) is a gas cylinder filled with a reactive gas containing elements composing the compound, such as oxygen, nitrogen and hydrocarbons,
(19) is a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate when the reactive gas from this gas cylinder (18) is introduced into the vacuum chamber (1), and (20) is introduced through this flow rate adjusting valve (19). A pipe (21) for guiding the reactive gas above the nozzle (4) of the crucible (3), these gas cylinders (18),
It is a reactive gas introduction system composed of a flow rate adjusting valve (19) and a pipe (20).
（22）は加熱用フィラメント（６）を加熱する第１交流
電源、（23）はルツボ（３）の電位を正にバイアスする
第１直流電源、（24）はイオン化フィラメント（10）を
加熱する第２交流電源、（25）はイオン化フィラメント
（10）を負の電位にバイアスする第２直流電源、（26）
はアース電位にある加速電極（15）に対して電子ビーム
引き出し電極（11）およびルツボ（３）を正の電位にバ
イアスする第３直流電源、（27）はこれら第１交流電源
（22）、第１直流電源（23）、第２交流電源（24）、第
２直流電源（25）および第３直流電源（26）によって構
成された電源装置である。(22) is a first AC power supply for heating the heating filament (6), (23) is a first DC power supply for positively biasing the potential of the crucible (3), and (24) is for heating the ionizing filament (10). A second alternating current power source, (25) a second direct current power source for biasing the ionizing filament (10) to a negative potential, (26)
Is a third DC power source for biasing the electron beam extraction electrode (11) and the crucible (3) to a positive potential with respect to the acceleration electrode (15) at the ground potential, and (27) is these first AC power source (22), A power supply device including a first DC power supply (23), a second AC power supply (24), a second DC power supply (25), and a third DC power supply (26).
従来の化合物薄膜形成装置は上述したように構成され、
真空槽（１）を１×10-6mmHg程度の真空度になるまで真
空排気系（２）によって排気する。加熱用フィラメント
（６）から放出された電子を第１直流電源（23）から印
加される電界によって加速し、この加速された電子をル
ツボ（３）に衝突させ、ルツボ（３）内の蒸気圧が数mm
Hgになる温度まで加熱する。この加熱によってルツボ
（３）内の蒸着物質（５）は蒸発し、ノズル（４）から
真空槽（１）中に噴射される。この蒸着物質（５）の蒸
気は、ノズル（４）を通過する際、ルツボ（３）と真空
槽（１）との圧力差による断熱膨張によって過冷却状態
となり、100ないし1000個程度の原子が結合してクラス
ター（８）と呼ばれる塊状原子集団となる。このクラス
ター（８）は、イオン化フィラメント（10）から放出さ
れた電子ビームによって一部がイオン化されることによ
り、クラスターイオン（14）となる。このクラスターイ
オン（14）は、イオン化されていない中性のクラスター
（８）と共に加速電極（15）で形成される電界によって
加速制御され、基板（16）表面に衝突する。一方、基板
（16）付近には反応性ガス導入系（21）から導入された
反応性ガスが存在する。基板（16）付近で蒸着物質
（５）のクラスター（８）およびクラスターイオン（1
4）と反応性ガスとの反応が進行して化合物の薄膜が基
板（16）面に蒸着し、蒸着薄膜（17）が形成される。The conventional compound thin film forming apparatus is configured as described above,
The vacuum chamber (1) is evacuated by the vacuum evacuation system (2) until the degree of vacuum reaches about 1 × 10 −6 mmHg. The electrons emitted from the heating filament (6) are accelerated by the electric field applied from the first DC power supply (23), and the accelerated electrons collide with the crucible (3) to generate vapor pressure in the crucible (3). Is a few mm
Heat to a temperature of Hg. By this heating, the vapor deposition material (5) in the crucible (3) is evaporated and jetted from the nozzle (4) into the vacuum chamber (1). When the vapor of the vapor deposition material (5) passes through the nozzle (4), it becomes supercooled due to adiabatic expansion due to the pressure difference between the crucible (3) and the vacuum chamber (1), and about 100 to 1000 atoms are generated. They are combined to form a cluster of atomic atoms called a cluster (8). A part of the cluster (8) is ionized by the electron beam emitted from the ionization filament (10) to become a cluster ion (14). The cluster ions (14) are accelerated and controlled by the electric field formed by the accelerating electrode (15) together with the non-ionized neutral clusters (8) and collide with the surface of the substrate (16). On the other hand, the reactive gas introduced from the reactive gas introduction system (21) exists near the substrate (16). In the vicinity of the substrate (16), the cluster (8) and the cluster ion (1) of the vapor deposition material (5)
The reaction between 4) and the reactive gas proceeds, and a thin film of the compound is vapor-deposited on the surface of the substrate (16) to form a vapor-deposited thin film (17).
なお、各直流電源の機能は次の通りである。第１直流電
源（23）は、加熱用フィラメント（６）に対してルツボ
（３）の電位を正にバイアスし、加熱用フィラメント
（６）から放出された熱電子をルツボ（３）に衝突させ
る。第２直流電源（25）は、電子ビーム引き出し電極
（11）に対して、第２交流電源（24）で加熱されたイオ
ン化フィラメント（10）を負の電位にバイアスし、イオ
ン化フィラメント（10）から放出された熱電子を電子ビ
ーム引き出し電極（11）内部に引き出す。第３直流電源
（26）は、アース電位にある加速電極（15）に対して電
子ビーム引き出し電極（11）およびルツボ（３）を正の
電位にバイアスする。The function of each DC power supply is as follows. The first DC power supply (23) positively biases the potential of the crucible (3) with respect to the heating filament (6), and causes the thermoelectrons emitted from the heating filament (6) to collide with the crucible (3). . The second DC power supply (25) biases the ionized filament (10) heated by the second AC power supply (24) to a negative potential with respect to the electron beam extraction electrode (11), so that the ionized filament (10) The emitted thermoelectrons are extracted into the electron beam extraction electrode (11). The third DC power supply (26) biases the electron beam extraction electrode (11) and the crucible (3) to a positive potential with respect to the acceleration electrode (15) at the ground potential.
［発明が解決しようとする問題点］ 上述したような化合物薄膜形成装置では、真空槽（１）
内の反応性ガスが分子状態にあって活性度が低く、イオ
ン化手段（13）付近で形成される励起、解離もしくは活
性化された元素であっても、その寿命が短いものは基板
（16）付近で活性度の低い状態に戻る。従って、得られ
る薄膜の反応度が低く、反応性ガスの大部分は排気さ
れ、薄膜形成にあずかる反応性ガスは非常に少ないとい
う問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the compound thin film forming apparatus as described above, the vacuum chamber (1)
If the reactive gas inside is in a molecular state and its activity is low, and even if it is an excited, dissociated or activated element that is formed near the ionization means (13), its life is short, the substrate (16) It returns to a low activity state in the vicinity. Therefore, there is a problem that the reactivity of the obtained thin film is low, most of the reactive gas is exhausted, and the reactive gas involved in thin film formation is very small.
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、基板の表面に、能率よく安定して質のよい化
合物薄膜を蒸着することができる化合物薄膜装置を得る
ことを目的とする。The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to obtain a compound thin film device capable of efficiently and stably depositing a high quality compound thin film on the surface of a substrate. .
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る化合物薄膜形成装置は、真空槽内に設け
られた内部槽内に、電子ビーム引き出し電極および電子
ビーム放出手段を電位的にシールドするための電界シー
ルド板と、この電界シールド板と基板との間に設けら
れ、電子ビーム引き出し電極および電子ビーム放出手段
を正の電位にバイアスする加速電極とを備えたものであ
る。[Means for Solving the Problems] In the compound thin film forming apparatus according to the present invention, an electric field for electrically shielding the electron beam extraction electrode and the electron beam emitting means in the inner chamber provided in the vacuum chamber. A shield plate and an accelerating electrode that is provided between the electric field shield plate and the substrate and biases the electron beam extraction electrode and the electron beam emission means to a positive potential are provided.
［作用］ この発明においては、電子ビーム引き出し電極および電
子ビーム放出手段と同電位である電界シールド板によ
り、放出された電子ビームがこの電界シールド板内に閉
じ込められ、特に、反応性ガス通路近傍に集中するた
め、励起、解離もしくはイオン化が高効率で行える。[Operation] In the present invention, the emitted electron beam is confined in the electric field shield plate by the electric field shield plate having the same potential as the electron beam extraction electrode and the electron beam emission means, and particularly in the vicinity of the reactive gas passage. Since they are concentrated, excitation, dissociation, or ionization can be performed with high efficiency.
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を模式的に示す概略構成図
であり、（１）〜（20）は上述した従来の化合物薄膜形
成装置におけるものと全く同一であり、同様に動作す
る。蒸気発生源（９）及びイオン化手段（13）は基板
（16）に対して斜め下方に配置されており、電源装置の
図示は省略してある。[Embodiment] FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing an embodiment of the present invention. (1) to (20) are exactly the same as those in the conventional compound thin film forming apparatus described above, and the same. To work. The vapor generation source (9) and the ionization means (13) are arranged obliquely below the substrate (16), and the power supply device is not shown.
（28）は真空槽（１）内に設けられた内部槽、（29）は
この内部槽（28）内に設けられかつパイプ（20）の先端
に接続された、反応性ガスのガス噴射ノズル、（30）は
内部槽（28）内に設けられて電子ビームを放出する電子
ビーム放出手段例えばフィラメント、（31）はこの電子
ビーム放出手段（30）から放出された電子ビームを引き
出す第２電子ビーム引き出し電極、（32）は電子ビーム
放出手段（30）および第２電子ビーム引き出し電極（3
1）を囲み、ガス噴射ノズル（29）からの反応性ガスの
通路となる部分に設けられた電界シールド板、（33）は
この電界シールド板（32）内で形成された反応性ガスイ
オンを加速する第２加速電極である。（21A）はガスボ
ンベ（18）、流量調整バルブ（19）、パイプ（20）およ
びガス噴射ノズル（29）によって構成された反応性ガス
導入系である。(28) is an internal tank provided in the vacuum tank (1), and (29) is a gas injection nozzle for reactive gas provided in the internal tank (28) and connected to the tip of the pipe (20). , (30) are provided in the inner tank (28) to emit an electron beam, for example, an electron beam emitting means such as a filament, and (31) is a second electron for extracting the electron beam emitted from the electron beam emitting means (30). A beam extraction electrode (32) is an electron beam emission means (30) and a second electron beam extraction electrode (3
1) is an electric field shield plate provided in a portion which is a passage of the reactive gas from the gas injection nozzle (29), and (33) shows the reactive gas ions formed in the electric field shield plate (32). It is the second accelerating electrode that accelerates. (21A) is a reactive gas introduction system including a gas cylinder (18), a flow rate adjusting valve (19), a pipe (20) and a gas injection nozzle (29).
（34）は電子ビーム放出手段（30）を加熱する第３交流
電源、（35）は第２電子ビーム引き出し電極（31）を電
子ビーム放出手段（30）に対して正の電位にバイアスす
る第４直流電源、（36）は第２加速電極（33）を電子ビ
ーム放出手段（30）および第２電子ビーム引き出し電極
（31）に対して負の電位にバイアスする第５直流電源、
（37）はこれら第３交流電源（34）、第４直流電源（3
5）および第５直流電源（36）によって構成された第２
電源装置である。(34) is a third AC power source for heating the electron beam emission means (30), and (35) is a third bias for biasing the second electron beam extraction electrode (31) to a positive potential with respect to the electron beam emission means (30). 4 DC power source, (36) fifth DC power source for biasing the second accelerating electrode (33) to a negative potential with respect to the electron beam emitting means (30) and the second electron beam extracting electrode (31),
(37) is the third AC power supply (34), the fourth DC power supply (3
5) and the second composed of the fifth DC power supply (36)
It is a power supply device.
上述したように構成された化合物薄膜形成装置において
は、真空排気系（２）によって高真空に保たれた真空槽
（１）内に、ガスボンベ（18）と真空槽（１）との間に
設けられている流量調整バルブ（19）を調整することに
より、反応性ガスをガス噴射ノズル（29）から導入し、
真空槽（１）内のガス圧を10-5〜10-3mmHg程度になるよ
うに調整する。このとき、内部槽（28）内のガス圧はさ
らに高く保たれる。一方、第３交流電源（34）によって
2000℃程度に加熱された電子ビーム放出手段（30）か
ら、ガス噴射ノズル（29）の下流に設けられている第２
電子ビーム引き出し電極（31）に電子ビームが放出され
るように第４直流電源（35）によってバイアス電圧を印
加し、1A〜5A程度の電子を放出させて反応性ガスを励
起、解離もしくはイオン化して非常に活性化された状態
とする。電子ビーム放出手段（30）は電界シールド板
（32）と同電位であるため、放出された電子ビームは電
界シールド板（32）内に閉じ込められ、特に反応性ガス
通路近傍に集中する。従って、反応性ガスの励起、解離
もしくはイオン化が高効率で行われる。In the compound thin film forming apparatus configured as described above, the compound thin film forming apparatus is provided between the gas cylinder (18) and the vacuum chamber (1) in the vacuum chamber (1) kept at a high vacuum by the vacuum exhaust system (2). By adjusting the flow rate adjusting valve (19), the reactive gas is introduced from the gas injection nozzle (29),
The gas pressure in the vacuum chamber (1) is adjusted to be about 10 -5 to 10 -3 mmHg. At this time, the gas pressure in the internal tank (28) is kept higher. On the other hand, by the third AC power supply (34)
A second device provided downstream of the gas injection nozzle (29) from the electron beam emitting means (30) heated to about 2000 ° C.
A bias voltage is applied by the fourth DC power supply (35) so that an electron beam is emitted to the electron beam extraction electrode (31), and electrons of about 1A to 5A are emitted to excite, dissociate or ionize the reactive gas. And it is in a very activated state. Since the electron beam emitting means (30) has the same potential as the electric field shield plate (32), the emitted electron beam is confined in the electric field shield plate (32) and particularly concentrated near the reactive gas passage. Therefore, excitation, dissociation or ionization of the reactive gas is performed with high efficiency.
次いで、ルツボ（３）内の蒸気圧が数mmHgになる温度ま
で加熱用フィラメント（６）でルツボ（３）を加熱する
と、蒸着物質（５）は蒸発してノズル（４）から噴射さ
れる。この噴射する蒸着物質（５）の蒸気もしくはクラ
スター（８）は、イオン化フィラメント（10）から放出
された電子によって一部イオン化されてクラスターイオ
ン（14）となり、第１加速電極（15）［（以下加速電極
（15）を第１加速電極（15）とする］で形成される電界
による加速を受けることにより、イオン化されていない
蒸着物質（５）の蒸気もしくはクラスター（８）と共
に、基板（16）に衝突させられる。Then, when the crucible (3) is heated by the heating filament (6) to a temperature at which the vapor pressure in the crucible (3) becomes several mmHg, the vapor deposition substance (5) is evaporated and jetted from the nozzle (4). The vapor or the cluster (8) of the ejected vapor deposition material (5) is partially ionized by the electrons emitted from the ionization filament (10) to become cluster ions (14), and the first acceleration electrode (15) [(hereinafter The acceleration electrode (15) is the first acceleration electrode (15)], and the substrate (16) together with the vapor or cluster (8) of the non-ionized vapor deposition substance (5) is subjected to the acceleration by the electric field. Be collided with.
一方、基板（16）およびその付近には励起、解離もしく
はイオン化された反応性ガスが存在し、蒸着物質（５）
の蒸気もしくはクラスター（８）と衝突して反応が進行
し、化合物の蒸着薄膜（17）が基板（16）に形成され
る。また、第１加速電極（15）および第２加速電極（3
3）に、第３直流電源（26）および第５直流電源（36）
によってそれぞれ０〜数KV程度の電圧を印加すると、上
述したクラスターイオン（14）およびイオン化された反
応性ガスは加速されて基板（16）に到達する。従って、
このときの加速電圧を独立に変えることによって、基板
（16）に噴射される反応性ガスイオン並びに蒸着物質
（５）の蒸気もしくはクラスター（８）の運動エネルギ
ーを独立に制御することがかのうである。これにより、
基板（16）上に形成される化合物薄膜の結晶性（単結
晶、多結晶、アモルファス等）や付着力などの膜質をコ
ントロールすることができる。基板（16）に射突するイ
オンもしくは電子ビームは、基板（16）付近に存在する
反応性ガスを励起、解離もしくはイオン化するため、基
板（16）に入射してくるクラスターイオン（14）ビーム
との反応性が促進されて効率よく化合物薄膜が形成され
る。On the other hand, there is an excited, dissociated or ionized reactive gas on the substrate (16) and its vicinity, and the vapor deposition material (5)
And the reaction progresses by colliding with the vapor or the cluster (8), and a vapor deposition thin film (17) of the compound is formed on the substrate (16). In addition, the first acceleration electrode (15) and the second acceleration electrode (3
3), the third DC power supply (26) and the fifth DC power supply (36)
When a voltage of about 0 to several KV is applied, the cluster ions (14) and the ionized reactive gas are accelerated and reach the substrate (16). Therefore,
By independently changing the accelerating voltage at this time, it is possible to independently control the reactive gas ions injected to the substrate (16) and the vapor of the deposition material (5) or the kinetic energy of the cluster (8). . This allows
It is possible to control the crystal quality (single crystal, polycrystal, amorphous, etc.) of the compound thin film formed on the substrate (16) and the film quality such as adhesion. The ion or electron beam impinging on the substrate (16) excites, dissociates, or ionizes the reactive gas existing in the vicinity of the substrate (16), so that the ion beam or the electron beam impinges on the substrate (16) and the cluster ion (14) beam. The reactivity is promoted to efficiently form a compound thin film.
なお、上述した実施例では、電子ビーム放出手段（30）
と電界シールド板（32）とを同電位とした場合について
説明したが、電子ビーム放出手段（30）に対して電界シ
ールド板（32）を負の電位にバイアスしてもよく、この
場合、電子ビーム放出手段（30）から放出される電子ビ
ームがさらに反応性ガスの通路に集中し、ガスの活性化
が促進されることになる。In the embodiment described above, the electron beam emitting means (30)
Although the case where the electric field shield plate (32) and the electric field shield plate (32) have the same electric potential has been described, the electric field shield plate (32) may be biased to a negative electric potential with respect to the electron beam emitting means (30). The electron beam emitted from the beam emission means (30) is further concentrated in the passage of the reactive gas, and the activation of the gas is promoted.
［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、真空槽内に設けられ
た内部槽内に、電子ビーム引き出し電極および電子ビー
ム放出手段を電位的にシールドするための電界シールド
板と、この電界シールド板と基板との間に設けられ、電
子ビーム引き出し電極および電子ビーム放出手段を正の
電位にバイアスする加速電極とを備えたので、基板上に
形成される蒸着薄膜の結晶性や付着力などの膜質を制御
することができ、高蒸着速度で効率よく安定して良質な
蒸着薄膜が成膜ができるという効果を奏する。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides an electric field shield plate for electrically shielding the electron beam extraction electrode and the electron beam emission means in the inner chamber provided in the vacuum chamber, and this electric field. Since the electron beam extraction electrode and the accelerating electrode that biases the electron beam emission means to a positive potential are provided between the shield plate and the substrate, the crystallinity and the adhesive force of the vapor-deposited thin film formed on the substrate, etc. It is possible to control the film quality and to efficiently and stably form a high-quality evaporated thin film at a high evaporation rate.
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は従来の化合物薄膜形成装置を示す概略構成図である。 図において、（１）は真空槽、（３）はルツボ、（５）
は蒸着物質、（６）は加熱用フィラメント、（７），
（12）は熱シールド板、（８）はクラスター、（９）は
蒸気発生源、（10）はイオン化フィラメント、（11）は
電子ビーム引き出し電極、（13）はイオン化手段、（1
4）はクラスターイオン、（15）は第１加速電極、（1
6）は基板、（17）は蒸着薄膜、（21A）は反応性ガス導
入系、（28）は内部槽、（29）はガス噴射ノズル、（3
0）は電子ビーム放出手段、（31）は第２電子ビーム引
き出し電極、（32）は電界シールド板、（33）は第２加
速電極である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional compound thin film forming apparatus. In the figure, (1) is a vacuum chamber, (3) is a crucible, and (5)
Is a vapor deposition material, (6) is a heating filament, (7),
(12) is a heat shield plate, (8) is a cluster, (9) is a vapor generation source, (10) is an ionizing filament, (11) is an electron beam extraction electrode, (13) is an ionizing means, and (1)
4) is cluster ion, (15) is the first accelerating electrode, (1
6) is a substrate, (17) is a vapor-deposited thin film, (21A) is a reactive gas introduction system, (28) is an internal tank, (29) is a gas injection nozzle, (3)
0) is an electron beam emitting means, (31) is a second electron beam extraction electrode, (32) is an electric field shield plate, and (33) is a second accelerating electrode. In each drawing, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
真空槽内に配置された基板と、この基板に向けて蒸着物
質の蒸気を噴出し、前記蒸着物質のクラスターを発生さ
せるための蒸気発生源と、この蒸気発生源と前記基板と
の間に配置され、前記クラスターの少なくとも一部をイ
オン化するためのイオン化手段と、このイオン化手段と
前記基板との間に配置され、前記イオン化手段によって
イオン化されたクラスター並びにイオン化されていない
蒸着物質のクラスターおよび蒸気を前記基板に向けて衝
突させるための加速電極と、前記真空槽内に設けられた
内部槽と、この内部槽の内側に設けられ、反応性ガスを
噴射するためのガス噴射ノズルと、このガス噴射ノズル
の反応性ガス噴射方向に設けられ、電子ビームを引き出
すための電子ビーム引き出し電極と、この電子ビーム引
き出し電極の反応性ガス噴射方向に設けられ、電子ビー
ムを放出するための電子ビーム放出手段と、前記内部槽
内で前記電子ビーム引き出し電極および前記電子ビーム
放出手段の外側に設けられ、これら電子ビーム引き出し
電極および電子ビーム放出手段を電位的にシールドする
ための電界シールド板と、この電界シールド板と前記基
板との間に設けられ、前記電子ビーム引き出し電極およ
び前記電子ビーム放出手段を正の電位にバイアスしかつ
前記反応性ガスを加速するための加速電極とを備えたこ
とを特徴とする化合物薄膜形成装置。1. A vacuum chamber maintained at a predetermined degree of vacuum, a substrate arranged in the vacuum chamber, and a vapor of a vapor deposition substance ejected toward the substrate to generate clusters of the vapor deposition substance. A vapor generation source, an ionization means arranged between the vapor generation source and the substrate for ionizing at least a part of the cluster, and an ionization means arranged between the ionization means and the substrate, Means for colliding the clusters and vapors of the non-ionized evaporation material toward the substrate, the internal tank provided in the vacuum tank, and the inside of the internal tank. And a gas injection nozzle for injecting a reactive gas, and an electronic beam for ejecting an electron beam provided in the reactive gas injection direction of the gas injection nozzle. An extraction electrode, an electron beam emission means for emitting an electron beam provided in the reactive gas injection direction of the electron beam extraction electrode, and an outside of the electron beam extraction electrode and the electron beam emission means in the inner tank. An electric field shield plate for electrically shielding the electron beam extraction electrode and the electron beam emission means, and the electron beam extraction electrode and the electron beam provided between the electric field shield plate and the substrate. An apparatus for forming a compound thin film, comprising: an accelerating electrode for biasing the discharging means to a positive potential and accelerating the reactive gas.
同電位もしくは電子ビーム放出手段に対して負の電位に
バイアスされていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の化合物薄膜形成装置。2. The compound thin film formation according to claim 1, wherein the electric field shield plate is biased to the same potential as the electron beam emitting means or to a negative potential with respect to the electron beam emitting means. apparatus.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5668687A JPH0779085B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Compound thin film forming equipment |
| KR1019870011455A KR900008155B1 (en) | 1986-10-29 | 1987-10-15 | Method and apparatus for forming a thin fim |
| CN87107161A CN1019513B (en) | 1986-10-29 | 1987-10-21 | Composition film forming device |
| EP87309497A EP0266178B1 (en) | 1986-10-29 | 1987-10-27 | Method and apparatus for forming a thin film |
| DE3789753T DE3789753T2 (en) | 1986-10-29 | 1987-10-27 | Method and arrangement for producing a thin layer. |
| CA000550340A CA1308689C (en) | 1986-10-29 | 1987-10-27 | Method and apparatus for forming a thin film |
| US07/113,165 US4805555A (en) | 1986-10-29 | 1987-10-27 | Apparatus for forming a thin film |
| US07/238,114 US4959242A (en) | 1986-10-29 | 1988-08-30 | Method for forming a thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5668687A JPH0779085B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Compound thin film forming equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278218A JPS63278218A (en) | 1988-11-15 |
| JPH0779085B2 true JPH0779085B2 (en) | 1995-08-23 |
Family
ID=13034321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5668687A Expired - Lifetime JPH0779085B2 (en) | 1986-10-29 | 1987-03-13 | Compound thin film forming equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779085B2 (en) |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5668687A patent/JPH0779085B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278218A (en) | 1988-11-15 |
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