JPH09256148A - Ion plating device - Google Patents
Ion plating deviceInfo
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- JPH09256148A JPH09256148A JP8062527A JP6252796A JPH09256148A JP H09256148 A JPH09256148 A JP H09256148A JP 8062527 A JP8062527 A JP 8062527A JP 6252796 A JP6252796 A JP 6252796A JP H09256148 A JPH09256148 A JP H09256148A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】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Ｅは、図示していない磁石により２７０°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。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. Reference numeral 4 is a filament, 5 is a high-voltage power supply, and the electron beam E generated from this filament 4 is deflected by 270 ° by a magnet (not shown) and is irradiated on the material 3 to be evaporated in the crucible 2. 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.
【０００３】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、タン
グステン材の熱陰極１０、放電電極１１、放電電極１
２、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、放電電極負荷抵抗１９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。Further, the chamber 1 is provided with a plasma electron gun 9. The plasma electron gun 9 includes a hot cathode 10 made of a tungsten material, a discharge electrode 11, and a discharge electrode 1.
2, an annular DC coil 13, an argon gas supply pipe 15 having a needle valve 14, a hot cathode power source 16, a discharge stabilizing resistor 17, a discharge power source 18, and a discharge electrode load resistor 19. 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, so that the ionized evaporated particles can be efficiently transferred to the substrate 6a.
I try to lead in the direction. 21 is the chamber 1
An exhaust pipe connected to an exhaust pump for exhausting the inside.
【０００４】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
放電電極１１と放電電極１２との間に印加すると、両電
極間にアルゴン放電が発生し、放電電流が流れる。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 discharge electrode 11 and the discharge electrode 12, an argon discharge is generated between both electrodes and a discharge current flows.
【０００５】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、パッシェ
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。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. In addition,
At this time, the flow rate of the argon gas and the discharge voltage are adjusted to values at which discharge according to Paschen'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.
【０００６】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。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.
【０００７】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６
ａ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（ＳｉＯ2 ）がイオンプレーティン
グされる。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,
Ion plating is performed by attaching to a. 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, silicon dioxide (SiO 2 ) is ion-plated on the substrate.
【０００８】[0008]
【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、プラズマ電子銃９からの電子ビームの
一部は、アース電位のチャンバー１の壁に衝突して吸収
され、高密度のプラズマを形成することができない。ま
た、チャンバー壁の内側は、初期の状態ではクリーンな
状態となっているが、イオンプレーティングを進めるう
ちに蒸発物質が壁の内側に付着し、絶縁膜で覆われる。
この壁に絶縁膜が生じると、チャンバー壁の内側が帯電
し、その結果、内部で形成されるプラズマの状態が不安
定となる。In the above-described ion plating apparatus, a part of the electron beam from the plasma electron gun 9 collides with the wall of the chamber 1 at the ground potential and is absorbed to form high density plasma. Can not do it. Although the inside of the chamber wall is in a clean state in the initial state, the vaporized substance adheres to the inside of the wall while advancing the ion plating and is covered with the insulating film.
When an insulating film is formed on this wall, the inside of the chamber wall is charged, and as a result, the state of the plasma formed inside becomes unstable.
【０００９】更に、上記したイオンプレーティング装置
では、プラズマ電子銃９からの電子ビームの軌道に再現
性がなく、チャンバー１内で形成されるプラズマの分布
が不均一になる可能性がある。そして、蒸発物と反応性
ガスとの反応性が低い成膜種があり、そのような成膜種
の場合、効率良く基板にイオンプレーティングを行うこ
とができない。Further, in the above-described ion plating apparatus, the trajectory of the electron beam from the plasma electron gun 9 is not reproducible, and the distribution of plasma formed in the chamber 1 may be non-uniform. Then, there is a film-forming species having a low reactivity between the vaporized substance and the reactive gas, and in the case of such a film-forming species, the ion plating cannot be efficiently performed on the substrate.
【００１０】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、再現性良くプラズマを発生でき、
精密な成膜を安定的に行うことができるイオンプレーテ
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 generate a plasma with good reproducibility,
It is to realize an ion plating device capable of stably performing precise film formation.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
イオンプレーティング装置は、チャンバーと、チャンバ
ー内に設けられた被蒸着材料の蒸発源と、チャンバーの
側部に設けられ、蒸発源から蒸発した材料をイオン化す
るための電子ビームを発生するプラズマ電子銃と、蒸発
源の上部に設けられた開閉可能のシャッタ板と、チャン
バー内に設けられチャンバー内で生成されるプラズマを
囲むように配置されたフローティング電極と、シャッタ
板の電位をアース電位とフローティング電位との間で切
り換える手段とを備えたことを特徴としている。According to another aspect of the present invention, there is provided an ion plating apparatus including a chamber, an evaporation source for a material to be vapor-deposited provided in the chamber, and a side portion of the chamber. A plasma electron gun that generates an electron beam to ionize the evaporated material, a shutter plate that can be opened and closed provided above the evaporation source, and a chamber that is provided inside the chamber and surrounds the plasma generated inside the chamber And a means for switching the potential of the shutter plate between the ground potential and the floating potential.
【００１２】請求項１の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、チャンバー内で生成されるプラズマを囲む
ようにフローティング電極を配置し、蒸発源の上部に設
けられた開閉可能のシャッタ板の電位をアース電位とフ
ローティング電位との間で切り換える。In the ion plating apparatus according to the first aspect of the invention, the floating electrode is arranged so as to surround the plasma generated in the chamber, and the potential of the openable / closable shutter plate provided above the evaporation source is grounded. Switching between a potential and a floating potential.
【００１３】請求項２の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して電極が設けられ、この電
極の電位をアース電位とフローティング電位との間で切
り換えるように構成したことを特徴としている。An ion plating apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that an electrode is provided close to the evaporation source and the potential of this electrode is switched between a ground potential and a floating potential. There is.
【００１４】請求項２の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して設けられた電極の電位を
アース電位とフローティング電位との間で切り換える。
請求項３の発明に基づくイオンプレーティング装置は、
フローティング電極は、フローティング電位からアース
電位に切り換えられることを特徴としている。In the ion plating apparatus according to the second aspect of the present invention, the potential of the electrode provided close to the evaporation source is switched between the ground potential and the floating potential.
The ion plating device based on the invention of claim 3 is
The floating electrode is characterized by being switched from the floating potential to the ground potential.
【００１５】請求項３の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、フローティング電極の電位をフローティン
グ電位からアース電位に切り換える。In the ion plating apparatus according to the third aspect of the invention, the potential of the floating electrode is switched from the floating potential to the ground potential.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。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。この実施例にお
いて、ルツボ２は回転台２２上に載せられており、図示
していないが、チャンバー１外部に設けられたモータに
よって回転させられるように構成されている。ルツボ２
上には蒸発材料（例えばＳｉＯ 2 ）３が載せられてお
り、この材料３にはフィラメント４からの電子ビームＥ
が照射される。また、ルツボ２に接近してチャージアッ
プ防止電極２３が配置されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described with reference to the drawings.
The embodiment will be described in detail. FIG. 2 shows an image based on the present invention.
1 shows an on-plating device, the conventional device of FIG.
The same numbers are given to the same parts as. In this example
The crucible 2 is mounted on the turntable 22.
Although it is not done, the motor installed outside the chamber 1
Therefore, it is configured to be rotated. Crucible 2
The evaporation material (eg SiO Two) 3 is posted
The electron beam E from the filament 4
Is irradiated. In addition, it approaches the crucible 2 and charges up.
A protection electrode 23 is arranged.
【００１７】図３はチャンバー１内の各構成要素の配置
を概略的に示す図であり、チャンバー１内には、ルツボ
２，材料３，フィラメントを有した電子銃２４の組み合
わせより成る蒸発源２５が２組備えられており、チャー
ジアップ防止電極２３は２つの蒸発源２５の間に配置さ
れている。なお、チャージアップ防止電極２３は銅で形
成されており、図示してないが水冷される構造となって
いる。FIG. 3 is a diagram schematically showing the arrangement of each component in the chamber 1. In the chamber 1, an evaporation source 25 composed of a combination of a crucible 2, a material 3 and an electron gun 24 having a filament is provided. 2 are provided, and the charge-up prevention electrode 23 is arranged between the two evaporation sources 25. The charge-up prevention electrode 23 is made of copper and is water-cooled although not shown.
【００１８】図２，図３において、チャンバー１内のプ
ラズマ発生領域を囲むように、円筒状のフローティング
電極２６が配置されている。フローティング電極２６
は、発生したプラズマを一定の領域内に閉じ込める効果
を有し、チャンバー１の壁部に碍子２７を介して取り付
けられている。また、この円筒状のフローティング電極
２６には、ルツボ２上の材料からの蒸気が通過でき、プ
ラズマ電子銃９からの電子ビームがチャンバー１の中心
部に向かえるように、更には、チャンバー１内の排気を
効率良く行うなどのために、数箇所に開口が設けられて
いる。In FIGS. 2 and 3, a cylindrical floating electrode 26 is arranged so as to surround the plasma generation region in the chamber 1. Floating electrode 26
Has the effect of confining the generated plasma in a certain region, and is attached to the wall of the chamber 1 via an insulator 27. Further, vapor from the material on the crucible 2 can pass through the cylindrical floating electrode 26, and the electron beam from the plasma electron gun 9 can be directed toward the center of the chamber 1. Openings are provided at several locations for efficient exhaustion.
【００１９】上記フローティング電極２６は、電位調整
器２８を介して接地されている。また、チャージアップ
防止電極２３は、電位調整器２９を介してスイッチ３０
に接続されている。スイッチ３０は電極２３の電位をア
ース電位とフローティング電位とに切り換える。The floating electrode 26 is grounded via a potential adjuster 28. In addition, the charge-up prevention electrode 23 is connected to the switch 30 via the potential adjuster 29.
It is connected to the. The switch 30 switches the potential of the electrode 23 between the ground potential and the floating potential.
【００２０】前記ルツボ２の上部には、水冷されるシャ
ツター３１が配置されている。このシャッター３１は詳
細に図示していないが、図２の水平状態から垂直状態に
回転できるように構成されており、イオンプレーティン
グ動作の初期状態において、材料３からの蒸気が安定に
発生していない場合には、図に示すように蒸発材料が基
板６に向かわないように遮蔽しており、材料３の蒸発が
安定となった際には、回転してルツボ２の上部から取り
除かれる。なお、シャッター３１はスイッチ３２に接続
されており、スイッチ３２により、シャッター３１の電
位はフローティング状態とアース電位とに切り換えられ
る。このような構成の動作を次に説明する。A water-cooled shirt 31 is arranged above the crucible 2. Although not shown in detail, the shutter 31 is configured to be able to rotate from the horizontal state to the vertical state in FIG. 2, and the vapor from the material 3 is stably generated in the initial state of the ion plating operation. If not, the evaporation material is shielded so as not to face the substrate 6 as shown in the figure, and when the evaporation of the material 3 becomes stable, it is rotated and removed from the upper portion of the crucible 2. The shutter 31 is connected to a switch 32, and the switch 32 switches the potential of the shutter 31 between a floating state and a ground potential. The operation of such a configuration will now be described.
【００２１】まず、基板６ａへのイオンプレーティング
の動作は、図１の従来装置と同様に行われる。初期状態
では、シャッター３１は閉じられており、また、シャッ
ター３１の電位はスイッチ３２によってアース電位とさ
れている。更に、チャージアップ防止電極２３は、スイ
ッチ３０によってアース電位とされている。First, the operation of ion plating on the substrate 6a is performed in the same manner as in the conventional device of FIG. In the initial state, the shutter 31 is closed and the potential of the shutter 31 is set to the ground potential by the switch 32. Further, the charge-up prevention electrode 23 is set to the ground potential by the switch 30.
【００２２】この状態で、材料３を電子銃２４（フィラ
メント４）からの電子で溶かすことになるが、この際、
シャッター３１はアース電位となっているので、電子銃
２４（フィラメント４）からの電子の軌道は安定とな
り、効率良く材料の加熱蒸発を行うことができる。In this state, the material 3 is melted by the electrons from the electron gun 24 (filament 4). At this time,
Since the shutter 31 is at the ground potential, the trajectory of electrons from the electron gun 24 (filament 4) becomes stable, and the material can be efficiently heated and evaporated.
【００２３】一方、チャンバー１内で形成されたプラズ
マ中の電子がルツボ２の方向に向かうが、チャージアッ
プ防止電極２３は、シャッター３１が閉じられていると
きは常にスイッチ３０によりアース電位とされている。
この結果、プラズマ電子銃９からの電子の一部はチャー
ジアップ防止電極２３に流れ込む。従って、プラズマ電
子銃９からの電子は、電極２３に衝突して放電し、ルツ
ボ２の表面がプラズマ中の電子によってチャージアップ
することは防止される。On the other hand, the electrons in the plasma formed in the chamber 1 move toward the crucible 2, but the charge-up prevention electrode 23 is always set to the ground potential by the switch 30 when the shutter 31 is closed. There is.
As a result, some of the electrons from the plasma electron gun 9 flow into the charge-up prevention electrode 23. Therefore, the electrons from the plasma electron gun 9 collide with the electrode 23 and are discharged, and the surface of the crucible 2 is prevented from being charged up by the electrons in the plasma.
【００２４】また、フィラメント４から発生した電子ビ
ームが材料３に衝突し、材料３から反射電子や２次電子
が発生するが、これら反射電子や２次電子はルツボ２に
接近して設けられたアース電位の電極２３に向かうこと
になり、ルツボ２の表面がチャージアップすることはな
い。Further, the electron beam generated from the filament 4 collides with the material 3 to generate reflected electrons and secondary electrons from the material 3. These reflected electrons and secondary electrons are provided close to the crucible 2. The surface of the crucible 2 is not charged up because it goes to the electrode 23 of the ground potential.
【００２５】この結果、ルツボ２と他の箇所との間で放
電が生じ、ルツボ２が蒸発する現象は防止される。従っ
て、ルツボ材料が蒸発して成膜材料の蒸気の中に混入す
ることはなくなり、純粋な成膜が可能となる。また、ル
ツボ２と他の箇所との間の放電により、プラズマが乱さ
れて成膜の安定性に悪影響を及ぼすことも防止される。As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which a discharge is generated between the crucible 2 and another place and the crucible 2 evaporates. Therefore, the crucible material does not evaporate and is not mixed in the vapor of the film forming material, and a pure film can be formed. Further, it is also possible to prevent the plasma from being disturbed by the discharge between the crucible 2 and the other part and adversely affecting the stability of the film formation.
【００２６】次に、材料３の加熱が進み、安定して蒸気
が発生する状態となった場合、シャッター３１は開けら
れ（垂直の状態とされる）、蒸発した材料は真空チャン
バー１内で上方向に向かう。この蒸発材料は真空チャン
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。Next, when the heating of the material 3 progresses and the steam is stably generated, the shutter 31 is opened (it is set to the vertical state), and the evaporated material is moved upward in the vacuum chamber 1. Head in the direction. This vaporized material collides with the electron from the plasma electron gun 9 in the vacuum chamber 1, is ionized and activated, and plasma is generated.
【００２７】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。The ionized material in this plasma is
It 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.
【００２８】上記した蒸発材料のイオン化を行う際、ス
イッチ３０とスイッチ３２は切り換えられ、チャージア
ップ防止電極２３とシャッター３１はフローティング電
位とされる。この結果、生成されたプラズマはフローテ
ィング電位の電極２６、電極２３、シャッター３１によ
って囲まれることになる。When ionizing the evaporation material, the switch 30 and the switch 32 are switched, and the charge-up prevention electrode 23 and the shutter 31 are set to the floating potential. As a result, the generated plasma is surrounded by the electrode 26 having a floating potential, the electrode 23, and the shutter 31.
【００２９】この各フローティング電位の電極等は、プ
ラズマのセルフバイアス電位により、アースに対して負
電位（数１０〜１００Ｖ）となる。この結果、プラズマ
電子銃９から射出する電子は、真空チャンバー１内で閉
じ込められることになり、電子密度が増加することにな
る。The electrodes and the like of each floating potential have a negative potential (several 10 to 100 V) with respect to the ground due to the self-bias potential of plasma. As a result, the electrons emitted from the plasma electron gun 9 are confined in the vacuum chamber 1 and the electron density is increased.
【００３０】従って、チャンバー１内では均一性の良い
高密度プラズマが生成される。一方、蒸着用の蒸発源２
５はアース電位であることから、電子は蒸発源に集中
し、蒸発物の励起イオン化が促進される。従って、蒸発
材料ならびに反応性ガスを高密度にプラズマ化でき、反
応性が向上して良質の膜を基板６ａに成膜できることに
なる。Therefore, high-density plasma with good uniformity is generated in the chamber 1. On the other hand, evaporation source 2 for vapor deposition
Since 5 is at the ground potential, the electrons are concentrated in the evaporation source and the excited ionization of the evaporated material is accelerated. Therefore, the evaporation material and the reactive gas can be turned into a high density plasma, the reactivity is improved, and a good quality film can be formed on the substrate 6a.
【００３１】ここで、フローティング電極２６は電位調
整器２８によりフローティング電位をプラズマのセルフ
バイアス電位からアース電位まで可変できるようになっ
ている。これは、成膜条件により基板ホルダー６ｂや基
板６ａとフローティング電極２６との間の電位差を持た
せて、基板６ａに取り込むイオン量を制御する場合や、
電気的に弱い基板を使用する際に、フローティング電極
２６をアース電位として、基板６ａに向かうイオンのエ
ネルギーを減少させ、基板の電気的損傷を防ぐことに効
果がある。Here, the floating electrode 26 can change its floating potential from a plasma self-bias potential to a ground potential by a potential regulator 28. This is because when the potential difference between the substrate holder 6b or the substrate 6a and the floating electrode 26 is given depending on the film forming conditions to control the amount of ions taken into the substrate 6a.
When using an electrically weak substrate, it is effective to set the floating electrode 26 to the ground potential to reduce the energy of the ions toward the substrate 6a and prevent electrical damage to the substrate.
【００３２】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、図２のプラズマ
電子銃は、図１に示した構造以外のプラズマ電子銃を用
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, the plasma electron gun of FIG. 2 can use a plasma electron gun other than the structure shown in FIG.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
基づくイオンプレーティング装置は、チャンバー内で生
成されるプラズマを囲むようにフローティング電極を配
置し、蒸発源の上部に設けられた開閉可能のシャッタ板
の電位をアース電位とフローティング電位との間で切り
換えるように構成したので、プラズマ電子銃からの電子
はチャンバー内に効率良く閉じ込められ、電子密度が増
加して均一性の良い高密度プラズマが生成される。その
結果、再現性良くプラズマを発生でき、高品質な成膜を
安定的に行うことができる。As described above, in the ion plating apparatus according to the first aspect of the present invention, the floating electrode is arranged so as to surround the plasma generated in the chamber, and the opening / closing provided above the evaporation source. Since the potential of the possible shutter plate is configured to be switched between the ground potential and the floating potential, the electrons from the plasma electron gun are efficiently confined in the chamber, and the electron density is increased to achieve a high density with good uniformity. Plasma is generated. As a result, plasma can be generated with good reproducibility, and high-quality film formation can be stably performed.
【００３４】請求項２の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、蒸発源に接近して設けられた電極の電位を
アース電位とフローティング電位との間で切り換えるよ
うに構成したので、初期状態においてプラズマ電子銃か
らの電子はこの電極に流れ込み、ルツボのチャージアッ
プを防止することに効果がある。また、イオンプレーテ
ィングを行う定常状態では、電極はフローティング電位
とされるので、プラズマをチャンバー内に効率良く閉じ
込めることができる。In the ion plating device according to the second aspect of the present invention, the potential of the electrode provided close to the evaporation source is switched between the ground potential and the floating potential. Electrons from the gun flow into this electrode and are effective in preventing charge-up of the crucible. Further, in the steady state where ion plating is performed, the electrodes are set to the floating potential, so that the plasma can be efficiently confined in the chamber.
【００３５】請求項３の発明に基づくイオンプレーティ
ング装置は、フローティング電極の電位をフローティン
グ電位からアース電位に切り換えるように構成したの
で、成膜条件に応じて基板に向かうイオン量を制御する
ことが可能となる。Since the ion plating apparatus according to the third aspect of the present invention is configured to switch the potential of the floating electrode from the floating potential to the ground potential, it is possible to control the amount of ions toward the substrate according to the film forming conditions. It will be possible.
【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
例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an ion plating apparatus according to the present invention.
【図３】図２の実施例に用いられたルツボ、アース電極
部分の平面図である。3 is a plan view of a crucible and an earth electrode portion used in the embodiment of FIG.
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 ２２ 回転台 ２３ チャージアップ防止電極 ２６ フローティング電極 ２７ 碍子 ２８，２９ 電位調整器 ３０，３２ スイッチ ３１ シャッター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 vacuum chamber 2 crucible 3 material to be evaporated 4 filament 6a substrate 8 reaction gas supply tube 9 plasma electron gun 22 turntable 23 charge-up prevention electrode 26 floating electrode 27 insulator 28, 29 potential adjuster 30, 32 switch 31 shutter
Claims (3)
た被蒸着材料の蒸発源と、チャンバーの側部に設けら
れ、蒸発源から蒸発した材料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、蒸発源の上部に設
けられた開閉可能のシャッタ板と、チャンバー内に設け
られチャンバー内で生成されるプラズマを囲むように配
置されたフローティング電極と、シャッタ板の電位をア
ース電位とフローティング電位との間で切り換える手段
とを備えたイオンプレーティング装置。1. A chamber, an evaporation source for a material to be vapor-deposited provided in the chamber, and a plasma electron gun provided on a side portion of the chamber for generating an electron beam for ionizing the material evaporated from the evaporation source. , An openable / closable shutter plate provided above the evaporation source, a floating electrode provided in the chamber so as to surround the plasma generated in the chamber, and a shutter plate having a ground potential and a floating potential. An ion plating device having means for switching between.
電極の電位をアース電位とフローティング電位との間で
切り換えるように構成した請求項１記載のイオンプレー
ティング装置。2. The ion plating apparatus according to claim 1, wherein an electrode is provided close to the evaporation source, and the potential of the electrode is switched between a ground potential and a floating potential.
電位からアース電位に切り換えられるように構成した請
求項１記載のイオンプレーティング装置。3. The ion plating apparatus according to claim 1, wherein the floating electrode is configured to be switched from a floating potential to a ground potential.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089158A (en) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Jeol Ltd | Film forming apparatus |
| JP2012132055A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Canon Anelva Corp | Vacuum rotation drive device and vacuum treatment apparatus |
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