JPH04221066A - Thin film vapor-depositing device - Google Patents
Thin film vapor-depositing deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜蒸着装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to a thin film deposition apparatus.
【０００２】0002
【従来の技術】被蒸着基板上に、金属薄膜や酸化物薄膜
を蒸着形成する手段は、従来から種々提案され、その方
法も、ＣＶＤ法やＰＶＤ法など、極めて多岐にわたって
いる。例えば、従来の薄膜蒸着装置（方法）としては、
蒸発源と被蒸着基板との間に高周波電磁界を発生させて
、活性ガスあるいは不活性ガス中で蒸発した物質をイオ
ン化して真空蒸着を行なう、いわゆる、イオンプレーテ
ィング法や、上記の蒸発源と被蒸着基板との間に、直流
電圧を印加するＤＣイオンプレーティング法などが、特
公昭５２−２９９７１号広報、及び、特公昭５２−２９
０９１号公報等により知られている。ここで、上記ＣＶ
Ｄ法では、周知のように、強い反応性を得ることができ
、また、上記ＰＶＤ法では、微密な強い薄膜を形成する
ことができる、高真空中での成膜が可能となる。2. Description of the Related Art Various methods have been proposed in the past for depositing metal thin films and oxide thin films on substrates to be deposited, and the methods are extremely diverse, including CVD and PVD. For example, as a conventional thin film deposition apparatus (method),
The so-called ion plating method, which performs vacuum deposition by generating a high-frequency electromagnetic field between the evaporation source and the substrate to ionize the substance evaporated in active or inert gas, or the evaporation source described above. The DC ion plating method, in which a DC voltage is applied between the substrate and the substrate to be evaporated, is described in Japanese Patent Publication No. 52-29971 and Publication No. 52-29
This is known from Publication No. 091 and the like. Here, the above CV
As is well known, the D method can provide strong reactivity, and the PVD method allows film formation in a high vacuum, allowing the formation of a finely dense, strong thin film.
【０００３】0003
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
薄膜蒸着装置（方法）では、その成膜時に、過渡的なア
ーク放電が発生して、その放電条件が不安定になるため
、被蒸着基板と、この被蒸着基板に形成された薄膜との
密着性が弱かったり、あるいは、強い反応性を必要とす
る成膜や、高い結晶化を必要とする成膜時に、反応温度
や結晶化温度といった、熱エネルギーを必要とするため
、例えば、熱可塑性のプラスチックスなどのような耐熱
性の低い被蒸着基板への蒸着が困難になるなどの不具合
があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional thin film deposition apparatus (method) described above, transient arc discharge occurs during film formation and the discharge conditions become unstable. In some cases, the adhesion to the thin film formed on the substrate to be evaporated may be weak, or when forming a film that requires strong reactivity or high crystallization, the reaction temperature or crystallization temperature may be too low. However, since thermal energy is required, there are problems such as difficulty in vapor deposition on substrates with low heat resistance such as thermoplastics.
【０００４】そこで、本件出願人は、特公平１−５３３
５１号公報に示されるように、被蒸着基板に対して極め
て強い密着力をもった薄膜を形成でき、且つ、耐熱性の
無いプラスチック等をも被蒸着基板として用いることの
できる薄膜蒸着装置を以前に提案した。[0004] Therefore, the applicant of this case filed the patent application No. 1-533.
As shown in Publication No. 51, we have previously developed a thin film deposition apparatus that can form a thin film with extremely strong adhesion to a substrate to be evaporated, and can also use plastics or the like without heat resistance as a substrate to be evaporated. proposed.
【０００５】しかしながら、この薄膜蒸着装置は、蒸着
時間の経過とともに、その網状電極グリッドが蒸発物質
で覆われるため、この蒸発物質、及び、その反応生成物
が絶縁体の場合には、上記グリッドが絶縁体で覆われて
しまい、安定したプラズマ放電が維持できなくなるとい
う問題があった。However, in this thin film deposition apparatus, the mesh electrode grid becomes covered with evaporated material as the evaporation time progresses, so if the evaporated material and its reaction product are insulators, the grid may become There was a problem in that it was covered with an insulator, making it impossible to maintain stable plasma discharge.
【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記グリッドの上記蒸発物質が
付着する部分と上記蒸発物質が付着しない部分とを回転
等により入れ替えて上記蒸発物質の直上に常時きれいな
グリッドを対応させ、常時安定したプラズマ放電を維持
させることにより、耐熱性の無いプラスチック等の被蒸
着基板へも極めて強い密着力をもった導電性及び絶縁性
薄膜を形成することのできる薄膜蒸着装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its object is to replace the portion of the grid to which the evaporated substance adheres and the portion to which the evaporated substance does not adhere by rotation or the like. By placing a clean grid directly above the evaporated material and maintaining stable plasma discharge at all times, conductive and insulating thin films with extremely strong adhesion are formed even on non-heat-resistant plastic and other substrates. The object of the present invention is to provide a thin film deposition apparatus that can perform the following steps.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、活性ガスもしくは不活性ガス、あるい
は、これら両者の混合ガスが導入される真空槽と、この
真空槽内において蒸発物質を蒸発させるための蒸発源と
、上記真空槽内に配備され、薄膜が形成される被蒸着基
板を上記蒸発源に対向させて保持し、且つ上記蒸発源と
同電位におかれる対電極と設けた薄膜蒸着装置において
、上記蒸発源と対電極との間に、上記蒸発物質の一部を
イオン化するための熱電子発生用フィラメントと、この
フィラメントから発生される熱電子を吸収するための上
記蒸発源，対電極，及びフィラメントに対して正電位と
した網状電極グリッドとを有し、且つ、上記フィラメン
ト及びグリッドが、上記蒸発源の直上にあって上記蒸発
物質が付着する部分と、上記蒸発源の直上に無く上記蒸
発物質が付着しない部分からなるとともに、上記グリッ
ドの上記蒸発物質が付着する部分と上記蒸発物質が付着
しない部分とを回転等により入れ替えるためのグリッド
部位入れ替え機構を具備した構成とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vacuum chamber into which active gas, inert gas, or a mixture of both gases is introduced, and evaporates in this vacuum chamber. an evaporation source for evaporating a substance; and a counter electrode that is placed in the vacuum chamber and holds a substrate on which a thin film is to be deposited facing the evaporation source, and that is placed at the same potential as the evaporation source. In the thin film deposition apparatus provided, between the evaporation source and the counter electrode, there is a filament for generating thermionic electrons for ionizing a part of the evaporated substance, and a filament for generating thermionic electrons for absorbing the thermionic electrons generated from the filament. It has an evaporation source, a counter electrode, and a mesh electrode grid that is at a positive potential with respect to the filament, and the filament and the grid have a portion directly above the evaporation source to which the evaporation substance adheres, and a portion where the evaporation substance is attached to the evaporation source. A configuration comprising a portion of the grid that is not directly above the source and to which the evaporative substance does not adhere, and a grid part exchange mechanism for exchanging the portion of the grid to which the evaporative substance adheres and the portion to which the evaporative substance does not adhere by rotation or the like. shall be.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、上記蒸発物質の一部をイオン
化するための熱電子発生用フィラメントと、このフィラ
メントから発生される熱電子を吸収するための上記蒸発
源，対電極，及びフィラメントに対して正電位とした網
状電極グリッドとが、上記蒸発源と対電極との間に配置
され、且つ、上記フィラメント及びグリッドが、上記蒸
発源の直上にあって上記蒸発物質が付着する部分と、上
記蒸発源の直上に無く上記蒸発物質が付着しない部分か
らなるとともに、上記グリッドの上記蒸発物質が付着す
る部分と上記蒸発物質が付着しない部分とが、グリッド
部位入れ替え機構による回転等により入れ替えられる。[Operation] According to the present invention, the filament for generating thermionic electrons for ionizing a part of the evaporated substance, and the evaporation source, counter electrode, and filament for absorbing thermionic electrons generated from the filament are provided. A reticular electrode grid having a positive potential is disposed between the evaporation source and the counter electrode, and a portion of the filament and the grid is located directly above the evaporation source to which the evaporation substance adheres; It consists of a portion that is not directly above the evaporation source and to which the evaporation substance does not adhere, and the portion of the grid to which the evaporation substance adheres and the portion to which the evaporation substance does not adhere are exchanged by rotation or the like by a grid part exchange mechanism.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。但し、本明細書の記述から明らかに想起し得
る範囲の構成・作用、及び本発明の前記並びにその他の
目的と新規な特徴については、説明の煩雑化を避ける上
から、その図示並びに開示を省略、もしくは簡略化する
。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, in order to avoid complicating the explanation, illustrations and disclosures thereof will be omitted to avoid complicating the explanation, as well as the configuration and operation within the range that can be clearly recalled from the description of this specification, as well as the above-mentioned and other objects and novel features of the present invention. , or simplify it.
【００１０】本発明による薄膜蒸着装置は、真空槽、対
電極、グリッド、及び、熱電子発生用のフィラメント等
を有している。真空槽内には、活性ガスもしくは不活性
ガス、あるいは、これら両者の混合ガスが導入される。
対電極は、真空槽内に配備され、被蒸着基板を保持し、
且つ、上記被蒸着基板を蒸発源と対向させる。ここで、
蒸発源と対電極とは、同電位におかれる。グリッドは、
蒸発物質を通過させ得るように網目状に形成されて蒸発
源と対電極との間に配備され、対電極の電位に対して正
電位におかれる。このように、対電極と蒸発源とが同電
位におかれることによって、真空槽内に、グリッドから
被蒸着基板に向かう電界と、グリッドから蒸発源に向か
う電界とが逆向きに形成される。熱電子発生用のフィラ
メントは、真空槽内の、上記グリッドに関し、蒸発源側
に配備される。このフィラメントにより発生する熱電子
は、蒸発物質をイオン化するのに供される。蒸発源から
の蒸発物質は、その一部が、フィラメントからの電子に
より正イオンにイオン化される。このようにして一部が
イオン化された蒸発物質は、グリッドを通過し、さらに
、イオン化されたガスにより正イオンにイオン化を促進
され、上記の電界の作用により被蒸着基板の方へ加速さ
れる。ここで、フィラメントからの電子は、グリッドに
吸収されるため、被蒸着基板には達せず、被蒸着基板に
対する電子衝撃による加熱が無い。従って、この薄膜蒸
着装置では、耐熱性の無いプラスチックのような素材を
も被蒸着基板の対象とすることができる。The thin film deposition apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber, a counter electrode, a grid, a filament for generating thermoelectrons, and the like. An active gas, an inert gas, or a mixture of both gases is introduced into the vacuum chamber. A counter electrode is placed in the vacuum chamber and holds the substrate to be deposited;
Further, the substrate to be evaporated is opposed to the evaporation source. here,
The evaporation source and the counter electrode are placed at the same potential. The grid is
It is formed in a mesh shape so that the evaporated substance can pass therethrough, and is placed between the evaporation source and the counter electrode, and is placed at a positive potential with respect to the potential of the counter electrode. In this manner, by placing the counter electrode and the evaporation source at the same potential, an electric field from the grid toward the evaporation target substrate and an electric field from the grid toward the evaporation source are formed in opposite directions in the vacuum chamber. A filament for generating thermionic electrons is arranged in the vacuum chamber on the evaporation source side with respect to the grid. Thermionic electrons generated by this filament serve to ionize the evaporated material. A portion of the evaporated material from the evaporation source is ionized into positive ions by electrons from the filament. The partially ionized evaporated substance passes through the grid, is further ionized into positive ions by the ionized gas, and is accelerated toward the substrate to be evaporated by the action of the electric field. Here, since the electrons from the filament are absorbed by the grid, they do not reach the substrate to be evaporated, and there is no heating of the substrate to be evaporated due to electron impact. Therefore, with this thin film deposition apparatus, even materials such as plastics that do not have heat resistance can be used as the substrate to be deposited.
【００１１】以下、図示の実施例に即してこの発明を説
明する。本発明による薄膜蒸着装置は、図１に示すよう
に、ベースプレート１，ベルジャー２，蒸発源３，蒸発
源用電極３Ａ，フィラメント４，フィラメント用電極４
Ａ，グリッド５，グリッド用電極５Ａ，対電極６，対電
極用電極６Ａ，蒸発源用電源８，フィラメント用電源９
，及び、直流電圧電源１０などで構成される。The present invention will be explained below with reference to the illustrated embodiments. As shown in FIG. 1, the thin film deposition apparatus according to the present invention includes a base plate 1, a bell jar 2, an evaporation source 3, an evaporation source electrode 3A, a filament 4, and a filament electrode 4.
A, grid 5, grid electrode 5A, counter electrode 6, counter electrode 6A, evaporation source power source 8, filament power source 9
, and a DC voltage power supply 10.
【００１２】図１において、ベースプレート１とベルジ
ャー２とは、パッキング１１を介して一体化されること
により、真空槽３を形成している。ここで、ベースプレ
ート１は、支持体兼用の各電極６Ａ，５Ａ，４Ａ，３Ａ
により、貫通されているが、これらの電極６Ａ，５Ａ，
４Ａ，３Ａの各貫通部は、それぞれ機密状態を保つよう
に構成されている。また、このベースプレート１と、支
持体兼用の各電極６Ａ，５Ａ，４Ａ，３Ａとは、それぞ
れ電気的に絶縁されている。さらに、ベースプレート１
の中央部には、図示しない真空排気系へ連結された給気
口が穿設されている。この真空排気系の動作により、真
空槽内は、１／１０６Ｔｏｒｒ台の真空度となる。In FIG. 1, a base plate 1 and a bell jar 2 are integrated through a packing 11 to form a vacuum chamber 3. Here, the base plate 1 includes each electrode 6A, 5A, 4A, 3A which also serves as a support.
These electrodes 6A, 5A,
Each of the penetration parts 4A and 3A is configured to maintain a confidential state. Further, this base plate 1 and each electrode 6A, 5A, 4A, 3A which also serves as a support are electrically insulated from each other. Furthermore, base plate 1
An air supply port connected to a vacuum evacuation system (not shown) is bored in the center. Due to the operation of this evacuation system, the vacuum degree in the vacuum chamber is on the order of 1/106 Torr.
【００１３】このように構成された真空槽の内部には、
蒸発源３，フィラメント４，グリッド５，及び、対電極
６などが、上述の支持体兼用の各電極、３Ａ，４Ａ，５
Ａ，６Ａにより、それぞれ支持される。すなわち、蒸発
源３は、一対の蒸発源用電極３Ａの間に支持される。こ
の蒸発源３としては、例えば、タングステンもしくはモ
リブデンなどの金属を、コイル状あるいはボート状に形
成した抵抗加熱式の蒸発源で構成される。なお、この蒸
発源３としては、上述のような、抵抗加熱式の蒸発源に
替えて、例えば、従来の真空蒸着方式で用いられている
ビーム蒸発源などを適宜使用することができる。[0013] Inside the vacuum chamber constructed in this way,
The evaporation source 3, filament 4, grid 5, counter electrode 6, etc. are the above-mentioned electrodes that also serve as supports, 3A, 4A, 5.
It is supported by A and 6A, respectively. That is, the evaporation source 3 is supported between the pair of evaporation source electrodes 3A. The evaporation source 3 is, for example, a resistance heating type evaporation source formed of metal such as tungsten or molybdenum into a coil shape or boat shape. As the evaporation source 3, for example, a beam evaporation source used in a conventional vacuum evaporation method can be used as appropriate instead of the resistance heating type evaporation source as described above.
【００１４】熱電子発生用のフィラメント４は、一対の
フィラメント用電極４Ａの間に支持される。本実施例に
おけるフィラメント４は、タングステン等の複数本のワ
イヤからなり、且つ、グリッド５全体に均一にプラズマ
が形成されるように、複数のフィラメント４が、グリッ
ド５の面積と同程度の広がりをもつように配置されてい
る。また、図示のフィラメント４は、蒸発源３の上部に
位置する部分４ａと、蒸発源３から離れた部位に位置す
る部分４ｂとが、一本のワイヤで形成された例を示して
いるが、このフィラメント４の各部分４ａ，４ｂは、複
数に分割して形成してもよい。The filament 4 for generating thermoelectrons is supported between a pair of filament electrodes 4A. The filaments 4 in this embodiment are made of a plurality of wires made of tungsten or the like, and the plurality of filaments 4 are spread to the same extent as the area of the grid 5 so that plasma is uniformly formed over the entire grid 5. It is arranged to hold. Furthermore, the illustrated filament 4 is an example in which a portion 4a located above the evaporation source 3 and a portion 4b located away from the evaporation source 3 are formed of a single wire. Each portion 4a, 4b of the filament 4 may be formed by being divided into a plurality of parts.
【００１５】グリッド５は、グリッド用電極５Ａに支持
される。このグリッド５は、蒸発源３から蒸発した蒸発
物質を通過させうるような形状に形成されており、本実
施例では網目状に形成されている。The grid 5 is supported by a grid electrode 5A. The grid 5 is formed in a shape that allows the evaporation material evaporated from the evaporation source 3 to pass through, and in this embodiment, it is formed in a mesh shape.
【００１６】対電極６は、対電極用電極６Ａに支持され
る。この対電極６は、その下位、すなわち、蒸発源３に
対向する部位に、適宜な方法により被蒸着基板７を保持
し得るように構成されている。The counter electrode 6 is supported by a counter electrode 6A. The counter electrode 6 is configured to be able to hold the evaporation target substrate 7 by an appropriate method below it, that is, at a portion facing the evaporation source 3.
【００１７】ここで、上述の各電極３Ａ，４Ａ，５Ａ，
６Ａは、導電体で形成されており、これにより、それら
の真空槽内への突出部が、上述のように、蒸発源３，フ
ィラメント４，グリッド５，及び、対電極６などの支持
体として機能するとともに、それらの真空槽外への突出
部が、図示のように、蒸発源用電源８，フィラメント用
電源９，及び、直流電圧電源１０などを電気的に接続す
るための電極として機能するように構成される。すなわ
ち、蒸発用電源８は、一対の蒸発源用電極３Ａの間に接
続される。また、フィラメント用電源９は、一対のフィ
ラメント用電極４Ａの間に接続される。さらに、直流電
圧電源１０は、その負極側が一対のフィラメント用電極
４Ａの一方に接続され、その正極側がグリッド用電極５
Ａに接続される。すなわち、フィラメント４の電位は、
グリッド５の電位に対して、負電位にある。ここで、図
中に示した接地は、必ずしも必要としない。また、上述
のような、蒸発源用電源８，フィラメント用電源９，及
び、直流電源１０などの電気的な接続、並びに、後述す
る成膜プロセスは、実際には、種々のスイッチ類を介し
て実現されるが、説明を判り易いものとする上から、こ
れらスイッチ類の図示、及び、具体的構成は示されてい
ない。Here, each of the above-mentioned electrodes 3A, 4A, 5A,
6A is formed of a conductor, so that their protrusion into the vacuum chamber serves as a support for the evaporation source 3, filament 4, grid 5, counter electrode 6, etc., as described above. At the same time, the protruding parts to the outside of the vacuum chamber function as electrodes for electrically connecting the evaporation source power source 8, the filament power source 9, the DC voltage power source 10, etc., as shown in the figure. It is configured as follows. That is, the evaporation power source 8 is connected between the pair of evaporation source electrodes 3A. Further, the filament power source 9 is connected between the pair of filament electrodes 4A. Further, the DC voltage power supply 10 has its negative electrode connected to one of the pair of filament electrodes 4A, and its positive electrode connected to the grid electrode 5A.
Connected to A. That is, the potential of the filament 4 is
It is at a negative potential with respect to the potential of the grid 5. Here, the grounding shown in the figure is not necessarily required. In addition, the electrical connections of the evaporation source power source 8, filament power source 9, DC power source 10, etc. as described above, as well as the film forming process described later, are actually performed via various switches. However, in order to make the explanation easy to understand, illustrations and specific configurations of these switches are not shown.
【００１８】ところで、この実施例におけるグリッド５
は、図１に示すように、蒸発源３の上部に位置する部分
５ａと、蒸発源３から離れた部位に位置する部分５ｂと
で構成されている。さらに、このグリッド５の蒸発源３
から離れた部位に位置する部分５ｂは、ベースプレート
１に配設された防着板１２によって、蒸発源３から遮ら
れることにより、蒸発源３からの蒸発物質が付着しない
ように構成されている。また、このグリッド５は、その
蒸発物質が付着する部分５ａと、蒸発物質が付着しない
部分５ｂとを回転等により入れ替えるためのグリッド部
位入れ替え機構１３（例えば、ステッピングモータ等を
利用した回転機構）を具備しており、このグリッド部位
入れ替え機構１３の作動により、このグリッド５の蒸発
源３の上部に位置する部分５ａと、蒸発源３から離れた
部位に位置する部分５ｂとを入れ替えることができるよ
うに構成されている。これにより、図１において、真空
槽内に、活性ガス又は不活性ガス、あるいはこれら両者
の混合ガスを導入し、フィラメント４とグリッド５との
間に電圧を印加して、プラズマ放電を行いながら、絶縁
体を蒸着する場合、グリッド５の蒸発源３の上部に位置
する部分５ａでは、絶縁体がグリッド５に付着するが、
グリッド５の蒸発源３から離れた部位に位置する部分５
ｂでは、絶縁体の表面が熱電子によって負に帯電するた
め、プラズマ中の正イオンにより、この絶縁体がスパッ
タリングされる。従って、この薄膜蒸着装置では、その
グリッド部位入れ替え機構１３を適宜作動させて、この
グリッド５の蒸発源３の上部に位置する部分５ａと、蒸
発源３から離れた部位に位置する部分５ｂとを時間とと
もに入れ替えることにより、安定したプラズマ放電を維
持させることが可能となる。By the way, the grid 5 in this embodiment
As shown in FIG. 1, the evaporation source 3 is composed of a portion 5a located above the evaporation source 3 and a portion 5b located away from the evaporation source 3. Furthermore, the evaporation source 3 of this grid 5
The portion 5b located away from the evaporation source 3 is shielded from the evaporation source 3 by an adhesion prevention plate 12 disposed on the base plate 1, so that the evaporation substance from the evaporation source 3 does not adhere to the portion 5b. The grid 5 also has a grid part switching mechanism 13 (e.g., a rotation mechanism using a stepping motor, etc.) for replacing the part 5a to which the evaporated substance adheres and the part 5b to which the evaporated substance does not adhere by rotation or the like. By operating the grid part exchange mechanism 13, the part 5a of the grid 5 located above the evaporation source 3 and the part 5b located away from the evaporation source 3 can be replaced. It is composed of As a result, in FIG. 1, an active gas, an inert gas, or a mixture of both gases is introduced into the vacuum chamber, and a voltage is applied between the filament 4 and the grid 5 to generate a plasma discharge. When depositing an insulator, the insulator adheres to the grid 5 in the portion 5a of the grid 5 located above the evaporation source 3;
Portion 5 located away from the evaporation source 3 of the grid 5
In b, since the surface of the insulator is negatively charged by thermionic electrons, the insulator is sputtered by positive ions in the plasma. Therefore, in this thin film deposition apparatus, the grid part exchange mechanism 13 is operated as appropriate to separate the part 5a of the grid 5 located above the evaporation source 3 and the part 5b located away from the evaporation source 3. By replacing them over time, it is possible to maintain stable plasma discharge.
【００１９】ここで、フィラメント４は、それが高温で
あり、また、プラズマ中の正イオンによりスパッタリン
グされるため、このフィラメント４への絶縁体の付着は
生じない。従って、このフィラメント４に関しては、そ
の蒸発源３の上部に位置する部分４ａと蒸発源３から離
れた部位に位置する部分４ｂとを入れ替える必要は無い
。Here, since the filament 4 is at a high temperature and is sputtered by positive ions in the plasma, no insulator is attached to the filament 4. Therefore, regarding this filament 4, there is no need to replace the portion 4a located above the evaporation source 3 with the portion 4b located away from the evaporation source 3.
【００２０】以下、本実施例における成膜プロセスにつ
いて説明する。図１において、先ず、被蒸着基板７が対
電極６の下位にセットされるとともに、蒸発源３に蒸発
物質が保持される。ここで、蒸発物質は、被蒸着基板７
に形成しようとする薄膜の種類に応じて、予め選定され
る。この蒸発物質としては、例えば、アルミニウムや金
のような金属、もしくは、金属の酸化物，ふっ化物，硫
化物，あるいは合金等が使用される。本実施例では、こ
の蒸発物質として、酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）を使
用するものとする。The film forming process in this example will be explained below. In FIG. 1, first, the substrate 7 to be evaporated is set below the counter electrode 6, and the evaporation material is held in the evaporation source 3. Here, the evaporated substance is the substrate 7 to be evaporated.
It is selected in advance depending on the type of thin film to be formed. As this evaporated substance, for example, a metal such as aluminum or gold, or a metal oxide, fluoride, sulfide, or alloy is used. In this embodiment, aluminum oxide (AlO3) is used as the evaporative substance.
【００２１】また、必要に応じて、所定の圧力に減圧さ
れた真空槽内に、活性ガスもしくは不活性ガス、あるい
はこれらの混合ガスが導入される。本実施例では、その
成膜プロセスを具体的なものとするため、導入ガスとし
て酸素（Ｏ２）を使用し、この活性ガスが、１／１０２
〜１／１０４Ｔｏｒｒの圧力で真空槽内に導入されてい
るものとする。[0021] If necessary, an active gas, an inert gas, or a mixed gas thereof is introduced into the vacuum chamber which has been reduced to a predetermined pressure. In this example, in order to make the film formation process specific, oxygen (O2) is used as the introduced gas, and this active gas is 1/102
It is assumed that the sample is introduced into the vacuum chamber at a pressure of ~1/104 Torr.
【００２２】次に、フィラメント４が加熱され、グリッ
ド５側を正として、グリッド５とフィラメント４との間
に数１０Ｖ程度の電圧が印加される。これにより、真空
槽内に酸素プラズマが発生する。この状態で、図示しな
い電源を作動させ、金属アルミニウムの蒸発源３を蒸発
させると、アルミニウムと酸素の反応により、蒸発物質
としての酸化アルミニウムが生成される。Next, the filament 4 is heated, and a voltage of about several tens of volts is applied between the grid 5 and the filament 4, with the grid 5 side being positive. This generates oxygen plasma within the vacuum chamber. In this state, when a power source (not shown) is activated to evaporate the metal aluminum evaporation source 3, aluminum oxide is produced as an evaporation substance through a reaction between aluminum and oxygen.
【００２３】この蒸発源３からの蒸発物質（ＡｌＯ３）
は、前に述べたように、その一部がフィラメント４から
の電子により正イオンにイオン化される。そして、この
ようにして一部がイオン化された蒸発物質（ＡｌＯ３）
は、グリッド５を通過し、さらに、イオン化されたガス
（Ｏ２）により正イオンにイオン化を促進され、グリッ
ド５から被蒸着基板７に向かう電界と、グリッド５から
蒸発源３に向かう電界との作用により被蒸着基板７の方
へ加速される。Evaporated substance (AlO3) from this evaporation source 3
As mentioned above, a part of it is ionized into positive ions by the electrons from the filament 4. The evaporated substance (AlO3) is partially ionized in this way.
passes through the grid 5 and is further ionized into positive ions by the ionized gas (O2), and the action of the electric field from the grid 5 toward the deposition target substrate 7 and the electric field from the grid 5 toward the evaporation source 3 occurs. The evaporation target substrate 7 is accelerated by the evaporation target substrate 7.
【００２４】ここで、酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）の
組成は、導入ガス（Ｏ２）の流量と、アルミニウムの蒸
発速度との関係によって決定される。この実施例におけ
る実験では、導入ガス（Ｏ２）の圧力を、６／１０４Ｔ
ｏｒｒ、蒸発物質（ＡｌＯ３）の蒸着速度を、４Å／ｓ
ｅｃとした場合の条件下で、略、酸化アルミニウム（Ａ
ｌＯ３）の組成からなる薄膜を得ることができた。[0024] Here, the composition of aluminum oxide (AlO3) is determined by the relationship between the flow rate of the introduced gas (O2) and the evaporation rate of aluminum. In the experiment in this example, the pressure of the introduced gas (O2) was set to 6/104T.
orr, the evaporation rate of the evaporated material (AlO3) was set to 4 Å/s.
Under the conditions of ec, approximately aluminum oxide (A
A thin film having a composition of 1O3) could be obtained.
【００２５】上述のように、前記従来の薄膜蒸着装置で
は、蒸着時間の経過とともに、その網状電極グリッドが
蒸発物質で覆われるため、この蒸発物質、及び、その反
応生成物が絶縁体の場合には、上記グリッドが絶縁体で
覆われてしまい、安定したプラズマ放電が維持できなく
なるという問題があったが、この発明による薄膜蒸着装
置では、そのグリッド部位入れ替え機構１３を適宜作動
させて、蒸発源３の上部に位置して絶縁膜が付着したグ
リッド５の部分５ａと、蒸発源３から離れた部位に位置
して付着した絶縁膜がスパッタリングにより除去された
部分５ｂとを時間とともに入れ替えることにより、常時
、絶縁膜の付着されていないきれいなグリッド５を用い
るので、安定したプラズマ放電を維持させることが可能
となる。As described above, in the conventional thin film deposition apparatus, the reticular electrode grid becomes covered with evaporated material as the evaporation time progresses. However, in the thin film deposition apparatus according to the present invention, the grid part exchange mechanism 13 is operated as needed to replace the evaporation source. By replacing over time the portion 5a of the grid 5 located above the evaporation source 3 to which the insulating film is attached, and the portion 5b located away from the evaporation source 3 and having the deposited insulating film removed by sputtering, Since a clean grid 5 with no insulating film attached is always used, stable plasma discharge can be maintained.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、フィラメント、及び、
グリッドが蒸発源の直上にある部分では、従来の薄膜蒸
着装置と同様に、耐熱性の無いプラスチック等の被蒸着
基板へも極めて強い密着力で薄膜を形成させることがで
きる。また、本発明によれば、蒸発物質、又は、導入ガ
スとの反応生成物が絶縁体の場合、グリッドに絶縁膜が
付着しても、このグリッドの蒸発物質の付着しない領域
で、プラズマ中の正イオンにより絶縁体がスパッタリン
されて金属表面が露出されるので、このグリッドの領域
を回転等により入れ替えることにより、蒸発源の直上に
、常にきれいなグリッドを供給することができ、安定し
たプラズマ放電を維持させることが可能となる。[Effects of the Invention] According to the present invention, a filament and
In the area where the grid is directly above the evaporation source, a thin film can be formed with extremely strong adhesion even on a substrate to be evaporated, such as a non-heat resistant plastic, as in a conventional thin film deposition apparatus. Furthermore, according to the present invention, when the evaporated substance or the reaction product with the introduced gas is an insulator, even if an insulating film is attached to the grid, the area of the grid where the evaporated substance does not adhere is Since the insulator is sputtered by positive ions and the metal surface is exposed, by changing the area of this grid by rotating etc., it is possible to always supply a clean grid directly above the evaporation source, resulting in stable plasma discharge. It becomes possible to maintain the
【図１】本発明の薄膜蒸着装置の一例を示す概略断面図
である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a thin film deposition apparatus of the present invention.
１ ベースプレート ２ ベルジャー ３ 蒸発源 ４ フィラメント ５ グリッド ６ 対電極 ７ 被蒸着基板 ８ 蒸発源用電源 ９ フィラメント用電源 １０ 直流電源 １１ パッキング １２ 防着板 1 Base plate 2 Bell jar 3 Evaporation source 4 Filament 5 Grid 6 Counter electrode 7 Deposition substrate 8 Power source for evaporation source 9 Power supply for filament 10 DC power supply 11 Packing 12 Anti-adhesion plate
Claims (1)
これら両者の混合ガスが導入される真空槽と、この真空
槽内において蒸発物質を蒸発させるための蒸発源と、上
記真空槽内に配備され、薄膜が形成される被蒸着基板を
上記蒸発源に対向させて保持し、且つ上記蒸発源と同電
位におかれる対電極と設けた薄膜蒸着装置において、上
記蒸発源と対電極との間に、上記蒸発物質の一部をイオ
ン化するための熱電子発生用フィラメントと、このフィ
ラメントから発生される熱電子を吸収するための上記蒸
発源，対電極，及びフィラメントに対して正電位とした
網状電極グリッドとを有し、且つ、上記フィラメント及
びグリッドが、上記蒸発源の直上にあって上記蒸発物質
が付着する部分と、上記蒸発源の直上に無く上記蒸発物
質が付着しない部分からなるとともに、上記グリッドの
上記蒸発物質が付着する部分と上記蒸発物質が付着しな
い部分とを回転等により入れ替えるためのグリッド部位
入れ替え機構を具備することを特徴とする薄膜蒸着装置
。Claim 1: Active gas or inert gas, or
A vacuum chamber into which a mixture of these two gases is introduced, an evaporation source for evaporating the evaporation substance in the vacuum chamber, and a substrate to be deposited on which a thin film is formed, which is placed in the vacuum chamber, is connected to the evaporation source. In a thin film deposition apparatus provided with a counter electrode held facing each other and placed at the same potential as the evaporation source, thermionic electrons are provided between the evaporation source and the counter electrode to ionize a part of the evaporation substance. It has a generation filament, the evaporation source for absorbing the thermoelectrons generated from the filament, a counter electrode, and a mesh electrode grid having a positive potential with respect to the filament, and the filament and the grid, It consists of a part of the grid that is directly above the evaporation source and to which the evaporation substance adheres, and a part that is not directly above the evaporation source and to which the evaporation substance does not adhere. 1. A thin film deposition apparatus comprising a grid part exchange mechanism for replacing non-attached parts by rotation or the like.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41349690A JPH04221066A (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Thin film vapor-depositing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41349690A JPH04221066A (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Thin film vapor-depositing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221066A true JPH04221066A (en) | 1992-08-11 |
Family
ID=18522126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41349690A Pending JPH04221066A (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Thin film vapor-depositing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04221066A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010102814A (en) * | 2008-07-31 | 2010-05-06 | Canon Anelva Corp | Substrate processing apparatus and magnetic recording medium manufacturing method |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP41349690A patent/JPH04221066A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010102814A (en) * | 2008-07-31 | 2010-05-06 | Canon Anelva Corp | Substrate processing apparatus and magnetic recording medium manufacturing method |
| US8601978B2 (en) | 2008-07-31 | 2013-12-10 | Canon Anelva Corporation | Substrate processing apparatus, and magnetic recording medium manufacturing method |
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