JPS6260876A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS6260876A JPS6260876A JP19878285A JP19878285A JPS6260876A JP S6260876 A JPS6260876 A JP S6260876A JP 19878285 A JP19878285 A JP 19878285A JP 19878285 A JP19878285 A JP 19878285A JP S6260876 A JPS6260876 A JP S6260876A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- thin film
- bell jar
- magnet
- density
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、高真空中でのプラズマ流のエネルギーを利用
して薄膜を作成するための薄膜蒸着装置に関する。
して薄膜を作成するための薄膜蒸着装置に関する。
従来技術
従来、プラズマを用いた薄膜蒸着技術としては、イオン
ブレーティング法が最も一般的である。ここに、プラズ
マを得ろ方法によって直流法、高周波法の区別があるが
、何れにしても薄膜を作るべく蒸発した蒸気がプラズマ
によって活性化(励起、一部イオン化)される。このた
め、スパッタリング法や蒸着法に比べて低い支持体(J
!板)温度にて成膜が可能なものである。
ブレーティング法が最も一般的である。ここに、プラズ
マを得ろ方法によって直流法、高周波法の区別があるが
、何れにしても薄膜を作るべく蒸発した蒸気がプラズマ
によって活性化(励起、一部イオン化)される。このた
め、スパッタリング法や蒸着法に比べて低い支持体(J
!板)温度にて成膜が可能なものである。
しかし、このときにイオン化1$、は、10%以下と言
われ、決して充分なものではない。又、プラズマを安定
に生成するためには10−2〜1o−4Torrの高ガ
ス圧力が必要であり、不純物が薄膜中に混入しやすい。
われ、決して充分なものではない。又、プラズマを安定
に生成するためには10−2〜1o−4Torrの高ガ
ス圧力が必要であり、不純物が薄膜中に混入しやすい。
このような2点につき、直流法と高周波法とでは高周波
法の方が改良されているものの、高周波法では高周波コ
イルを必要とする。この結果、この高周波コイルがプラ
ズマによってスパッタされ、そのコイル材料が薄膜中に
混入することが避けられず、純度の高い薄膜を作成でき
ない。又、上述したように、イオン化率が低いため、支
持体温度が特に低い場合には成膜しにくいものでもある
。
法の方が改良されているものの、高周波法では高周波コ
イルを必要とする。この結果、この高周波コイルがプラ
ズマによってスパッタされ、そのコイル材料が薄膜中に
混入することが避けられず、純度の高い薄膜を作成でき
ない。又、上述したように、イオン化率が低いため、支
持体温度が特に低い場合には成膜しにくいものでもある
。
目的
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、導入ガ
スの活性化を著しく向上させて、低い支持体温度であっ
ても高品質の薄膜を作成することができる薄膜蒸着装置
を得ることを目的とする。
スの活性化を著しく向上させて、低い支持体温度であっ
ても高品質の薄膜を作成することができる薄膜蒸着装置
を得ることを目的とする。
構成
本発明は、上記目的を達成するため、マイクロ波電子サ
イクロトロン共鳴プラズマを発生させるプラズマ生成室
をベルジャ内に臨ませて設け、前記マイクロ波電子サイ
クロトロン共鳴プラズマのベルジャ内での空間的形状を
プラズマ密度が向上するように制御する磁気手段を設け
、この高密度化されたプラズマ中を蒸発粒子が通るよう
に蒸発源を設置し、この蒸発粒子に基づき薄膜が形成さ
れる支持体に負電圧を印加する電圧印加手段を設けたこ
とを特徴とするものである。
イクロトロン共鳴プラズマを発生させるプラズマ生成室
をベルジャ内に臨ませて設け、前記マイクロ波電子サイ
クロトロン共鳴プラズマのベルジャ内での空間的形状を
プラズマ密度が向上するように制御する磁気手段を設け
、この高密度化されたプラズマ中を蒸発粒子が通るよう
に蒸発源を設置し、この蒸発粒子に基づき薄膜が形成さ
れる支持体に負電圧を印加する電圧印加手段を設けたこ
とを特徴とするものである。
以下1本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、反応性ガスが導入される導入口1が形成されるとと
もに、真空ポンプに接続される排気口2が形成されて高
真空とされるベルジャ3が設けられている。このベルジ
ャ3には開口部4が形成されてプラズマ発生部5が取付
けられている。
ず、反応性ガスが導入される導入口1が形成されるとと
もに、真空ポンプに接続される排気口2が形成されて高
真空とされるベルジャ3が設けられている。このベルジ
ャ3には開口部4が形成されてプラズマ発生部5が取付
けられている。
このプラズマ発生部5はマグネットコイル6により囲ま
れた部分により構成されており、その中には前記ベルジ
ャ3内にプラズマ窓7を介して連通ずるプラズマ生成室
8を有する。ここで、このプラズマ生成室8には矩形導
波管9及び石英ガラス板によるマイクロ波導入窓1oを
通して2.45GHzのマイクロ波が導入されろととも
に、ガス導入口11から成膜に必要なガスが導入されて
プラズマが生成されるように構成されている。このよう
に生成されるプラズマはマイクロ波電子サイクロトロン
共鳴(ECR)プラズマと称されるものである。ここで
、ω:マイクロ波角周波数、ωC:電子サイクロトロン
角周波数、e:電荷、B:磁束密度、m:電子質量とし
たとき、ECR条件がω=ωC9ωc=eB/mのとき
に最も効率よくプラズマが生成される。このようなプラ
ズマ生成室8及び前記マグネットコイル6は水導入口1
2から導入される冷却水により水冷される。
れた部分により構成されており、その中には前記ベルジ
ャ3内にプラズマ窓7を介して連通ずるプラズマ生成室
8を有する。ここで、このプラズマ生成室8には矩形導
波管9及び石英ガラス板によるマイクロ波導入窓1oを
通して2.45GHzのマイクロ波が導入されろととも
に、ガス導入口11から成膜に必要なガスが導入されて
プラズマが生成されるように構成されている。このよう
に生成されるプラズマはマイクロ波電子サイクロトロン
共鳴(ECR)プラズマと称されるものである。ここで
、ω:マイクロ波角周波数、ωC:電子サイクロトロン
角周波数、e:電荷、B:磁束密度、m:電子質量とし
たとき、ECR条件がω=ωC9ωc=eB/mのとき
に最も効率よくプラズマが生成される。このようなプラ
ズマ生成室8及び前記マグネットコイル6は水導入口1
2から導入される冷却水により水冷される。
このようにプラズマ生成室8に生成されたプラズマはマ
グネットコイル6によって作られた磁界の勾配によりプ
ラズマ窓7を通してベルジャ3中に引出される。このよ
うに引出されたプラズマのベルジャ3内での空間的形状
を蒸発用の材料13を入れたるつぼ14の上を通りなが
らプラズマ密度が向上するように制御する磁石15がベ
ルジャ3内に設けられている。即ち1点線で示す部分が
プラズマ16であり、磁石15により引き寄せる二とに
よりプラズマ16の空間的形状を制御して高密度化させ
るものである。この時、ベルジャ3内のガス圧力が10
−s〜10−’ Torrで安定したプラズマ1Gを生
成できる。るつぼ14内の蒸発材料13は電子銃17に
より溶解され蒸発する。
グネットコイル6によって作られた磁界の勾配によりプ
ラズマ窓7を通してベルジャ3中に引出される。このよ
うに引出されたプラズマのベルジャ3内での空間的形状
を蒸発用の材料13を入れたるつぼ14の上を通りなが
らプラズマ密度が向上するように制御する磁石15がベ
ルジャ3内に設けられている。即ち1点線で示す部分が
プラズマ16であり、磁石15により引き寄せる二とに
よりプラズマ16の空間的形状を制御して高密度化させ
るものである。この時、ベルジャ3内のガス圧力が10
−s〜10−’ Torrで安定したプラズマ1Gを生
成できる。るつぼ14内の蒸発材料13は電子銃17に
より溶解され蒸発する。
蒸発した蒸発材料13は高密度のプラズマ1G中を通っ
て活性化(励起、イオン化)され、ベルジャ3内の上部
に設けられた支持体18上に薄膜が形成される。この支
持体18としては、シリコンウェハー、ガラス等のセラ
ミックスや金属、プラスチックス等が用いられている。
て活性化(励起、イオン化)され、ベルジャ3内の上部
に設けられた支持体18上に薄膜が形成される。この支
持体18としては、シリコンウェハー、ガラス等のセラ
ミックスや金属、プラスチックス等が用いられている。
ここで、プラズマ生成室8内に導入するガスとして酸素
ガスのように反応性の高いものを用いれば、蒸発材料1
3との反応物の薄膜を形成することもできる。又、支持
体18を高密度化されたプラズマ1G中に配置すれば、
プラズマ16の低エネルギーのイオン衝撃によって支持
体18表面での膜形成反応を促進させることができる。
ガスのように反応性の高いものを用いれば、蒸発材料1
3との反応物の薄膜を形成することもできる。又、支持
体18を高密度化されたプラズマ1G中に配置すれば、
プラズマ16の低エネルギーのイオン衝撃によって支持
体18表面での膜形成反応を促進させることができる。
そして、支持体18は電圧印加手段としての直流電源1
9により負電圧が印加されており、イオン化された蒸発
粒子は加速されることになる。この加速方式は従来のも
のと同様であるが、イオン化している粒子の密度が高い
ため、従来よりも支持体18の温度が低い状態でも成膜
できるものとなる。
9により負電圧が印加されており、イオン化された蒸発
粒子は加速されることになる。この加速方式は従来のも
のと同様であるが、イオン化している粒子の密度が高い
ため、従来よりも支持体18の温度が低い状態でも成膜
できるものとなる。
このような装置によって支持体18上に成膜できる材料
は特に限定されるものでなく、例えば金属、金属の酸化
物、弗化物、硫化物あるいは合金のいずれであっても可
能である。即ち、ベルジャ3内には反応性ガス用のガス
導入口1が設けられており、プラズマ生成に用いたガス
、例えば不活性ガスとは別種の反応性ガスをガス導入口
1からベルジャ3内に導入し、蒸発材料13と反応させ
て成膜させることもできる。例えば、プラズマ生成用ガ
スとしてアルゴンガスを用い、ガス導入口1からは酸素
を導入し、ベルジャ3内の圧力を10′″’〜10−3
Torrに調整し、蒸発材料13としてアルミニウムを
選択すれば、支持体18上にはAQ203の薄膜を形成
することができる。又、この際、蒸発材料13としてア
ルミニウムに代えて、Si又はSiOを用いれば、Si
O2の薄膜を形成できる。更に、InやZnを用いれば
、各々I n20.やZn○の薄膜を形成できる。また
、反応性導入ガスとしてH,S、蒸発材料13としてC
dを選択すれば、CdSの薄膜を形成できろ。
は特に限定されるものでなく、例えば金属、金属の酸化
物、弗化物、硫化物あるいは合金のいずれであっても可
能である。即ち、ベルジャ3内には反応性ガス用のガス
導入口1が設けられており、プラズマ生成に用いたガス
、例えば不活性ガスとは別種の反応性ガスをガス導入口
1からベルジャ3内に導入し、蒸発材料13と反応させ
て成膜させることもできる。例えば、プラズマ生成用ガ
スとしてアルゴンガスを用い、ガス導入口1からは酸素
を導入し、ベルジャ3内の圧力を10′″’〜10−3
Torrに調整し、蒸発材料13としてアルミニウムを
選択すれば、支持体18上にはAQ203の薄膜を形成
することができる。又、この際、蒸発材料13としてア
ルミニウムに代えて、Si又はSiOを用いれば、Si
O2の薄膜を形成できる。更に、InやZnを用いれば
、各々I n20.やZn○の薄膜を形成できる。また
、反応性導入ガスとしてH,S、蒸発材料13としてC
dを選択すれば、CdSの薄膜を形成できろ。
更に、反応性導入ガスとしてアンモニア及びアルゴンを
用い、蒸発材料13としてTiやTaを選択すれば、各
々TiNやTaNの薄膜を形成できる。
用い、蒸発材料13としてTiやTaを選択すれば、各
々TiNやTaNの薄膜を形成できる。
このように、本実施例によれば、ECRプラズマを発生
させるプラズマ生成室8を備えているものであり、この
ようなECRプラズマは低ガス圧力で生成できてプラズ
マ中の電子が高エネルギーとなるため、従来のプラズマ
方式に比べて、導入ガスの活性化が著しく向上するもの
である。これにより、従来よりも低い温度の支持体18
に対しても高品質の薄膜を形成できるものとなる。又、
プラズマ生成室8の出口のプラズマ窓7部分に設けたマ
グネットコイル6と磁石15とによってプラズマ16の
空間的形状を任意に変えてそのプラズマ密度を向上させ
ることができるので、蒸発粒子の活性化(イオン化)を
他の方式、例えば高周波イオンブレーティング法に比べ
て向上させることができる。この点でも、低い温度の支
持体18上に高品質の薄膜を形成できる。この結果、例
えばプラスチックフィルムのように耐熱性のないものを
支持体18として用いて成膜することもでき、長尺の連
続薄膜の作成も容易となる。
させるプラズマ生成室8を備えているものであり、この
ようなECRプラズマは低ガス圧力で生成できてプラズ
マ中の電子が高エネルギーとなるため、従来のプラズマ
方式に比べて、導入ガスの活性化が著しく向上するもの
である。これにより、従来よりも低い温度の支持体18
に対しても高品質の薄膜を形成できるものとなる。又、
プラズマ生成室8の出口のプラズマ窓7部分に設けたマ
グネットコイル6と磁石15とによってプラズマ16の
空間的形状を任意に変えてそのプラズマ密度を向上させ
ることができるので、蒸発粒子の活性化(イオン化)を
他の方式、例えば高周波イオンブレーティング法に比べ
て向上させることができる。この点でも、低い温度の支
持体18上に高品質の薄膜を形成できる。この結果、例
えばプラスチックフィルムのように耐熱性のないものを
支持体18として用いて成膜することもでき、長尺の連
続薄膜の作成も容易となる。
なお、上述した装置の特殊な使用形態としては、プラズ
マ16を第1図に示した状態では磁石15に集めず、る
つぼ14中の蒸発材料13部分に集まるように磁石15
をるつぼ14の下に配置させれば、電子銃17を用いる
ことなく蒸発材料13を蒸発させて成膜することができ
る。
マ16を第1図に示した状態では磁石15に集めず、る
つぼ14中の蒸発材料13部分に集まるように磁石15
をるつぼ14の下に配置させれば、電子銃17を用いる
ことなく蒸発材料13を蒸発させて成膜することができ
る。
第2図は変形例を示すもので、電子銃17に代えて、抵
抗加熱式蒸発′g20を用いたものである。
抗加熱式蒸発′g20を用いたものである。
この他、真空蒸着法において一般に用いられる蒸発源を
同様に用いることができる。
同様に用いることができる。
効果
本発明は、上述したようにマイクロ波電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマ方式を採用するとともに、これを高密度
化させるように構成したので、支持体の温度が低い場合
であっても高品質の薄膜を形成することができ、支持体
としも各種材質のものを選択使用できるものである。
ン共鳴プラズマ方式を採用するとともに、これを高密度
化させるように構成したので、支持体の温度が低い場合
であっても高品質の薄膜を形成することができ、支持体
としも各種材質のものを選択使用できるものである。
第1図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第2図は
変形例を示す概略断面図である。
変形例を示す概略断面図である。
Claims (1)
- マイクロ波電子サイクロトロン共鳴プラズマを発生させ
るプラズマ生成室をベルジヤ内に臨ませて設け、前記マ
イクロ波電子サイクロトロン共鳴プラズマのベルジヤ内
での空間的形状をプラズマ密度が向上するように制御す
る磁気手段を設け、この高密度化されたプラズマ中を蒸
発粒子が通るように蒸発源を設置し、この蒸発粒子に基
づき薄膜が形成される支持体に負電圧を印加する電圧印
加手段を設けたことを特徴とする薄膜蒸着装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19878285A JPS6260876A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19878285A JPS6260876A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6260876A true JPS6260876A (ja) | 1987-03-17 |
Family
ID=16396822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19878285A Pending JPS6260876A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6260876A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6286166A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成方法 |
JPS62205282A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成方法及びエッチング方法 |
JPS63303070A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属酸化物膜の形成方法 |
JPS64270A (en) * | 1987-06-22 | 1989-01-05 | Canon Inc | Microwave plasma cvd device |
JPH0391701A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Hitachi Ltd | 反射防止膜及びその形成方法 |
US5079033A (en) * | 1988-12-21 | 1992-01-07 | Technics Plasma Gmbh | Process and apparatus for resin-coating of extrusions |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP19878285A patent/JPS6260876A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6286166A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成方法 |
JPH0474431B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1992-11-26 | ||
JPS62205282A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成方法及びエッチング方法 |
JPS63303070A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属酸化物膜の形成方法 |
JPS64270A (en) * | 1987-06-22 | 1989-01-05 | Canon Inc | Microwave plasma cvd device |
US5079033A (en) * | 1988-12-21 | 1992-01-07 | Technics Plasma Gmbh | Process and apparatus for resin-coating of extrusions |
JPH0391701A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Hitachi Ltd | 反射防止膜及びその形成方法 |
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