JPH0548300B2 - - Google Patents
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- JPH0548300B2 JPH0548300B2 JP24432288A JP24432288A JPH0548300B2 JP H0548300 B2 JPH0548300 B2 JP H0548300B2 JP 24432288 A JP24432288 A JP 24432288A JP 24432288 A JP24432288 A JP 24432288A JP H0548300 B2 JPH0548300 B2 JP H0548300B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、イオンプレーテイング装置の改良に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to improvements in ion plating apparatus.
[従来の技術]
従来のイオンプレーテイング装置としては、以
下に説明する構造のものが知られている。[Prior Art] As a conventional ion plating apparatus, one having the structure described below is known.
真空チヤンバと、このチヤンバに設けられた
基板ホルダと、前記チヤンバ内に配置されたル
ツボ内の蒸着材料を電子ビーム照射により蒸発
させるための蒸発源と前記チヤンバ側壁に配置
され、前記蒸着源からの蒸発された蒸着材料に
プラズマを照射させるためのホロカソードガン
とから構成されたイオンプレーテイング装置。
かかる装置において、蒸着源から蒸発された蒸
着材料にホロカソードガンからのプラズマを照
射することにより、イオン化した蒸着材料をホ
ルダの基板に衝突して成膜を行なう。 a vacuum chamber, a substrate holder provided in the chamber, an evaporation source for evaporating the evaporation material in the crucible disposed in the chamber by electron beam irradiation, and an evaporation source disposed on the side wall of the chamber, in which the evaporation source from the evaporation source is disposed on a side wall of the chamber; An ion plating device consisting of a hollow cathode gun for irradiating plasma onto evaporated deposition material.
In such an apparatus, a deposition material evaporated from a deposition source is irradiated with plasma from a hollow cathode gun, so that the ionized deposition material collides with a substrate of a holder to form a film.
真空チヤンバと、このチヤンバに設けられた
基板ホルダと、このホルダの基板保持側と反対
側に配置された磁石と、前記チヤンバ内に配置
されたルツボ内の蒸着材料を電子ビーム照射に
より蒸発させるための蒸発源と、前記チヤンバ
の側壁に設けられ、該チヤンバ内にプラズマを
引出すためのプラズマ銃とから構成されたイオ
ンプレーテイング装置。かかる装置において、
プラズマ銃からチヤンバ内に引出されたプラズ
マをホルダに配置された磁石の磁場等によりホ
ルダに保持された基板表面に集めると共に蒸着
源から蒸発され、基板に向かう蒸着材料を前記
プラズマによりイオン化し、このイオン化した
蒸着材料を基板に衝突することにより成膜を行
なう。 A vacuum chamber, a substrate holder provided in this chamber, a magnet placed on a side opposite to the substrate holding side of this holder, and a material for evaporation in a crucible placed in the chamber by electron beam irradiation. An ion plating apparatus comprising: an evaporation source; and a plasma gun provided on a side wall of the chamber for drawing plasma into the chamber. In such a device,
Plasma drawn into the chamber from the plasma gun is collected on the surface of the substrate held in the holder by the magnetic field of a magnet placed in the holder, and the evaporation material evaporated from the evaporation source and directed toward the substrate is ionized by the plasma. Film formation is performed by colliding ionized vapor deposition material with the substrate.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、前記のイオンプレーテイング
装置ではプラズマの形状は磁場等の強さにより一
定の形になるため、該プラズマによりイオン化さ
れた蒸着材料を凹凸等のある複雑形状の基板全体
に回り込ませることは期待できない。また、前記
のイオンプレーテイング装置ではホルダ基板と
反対側に配置した磁石の磁場等によりプラズマ銃
からチヤンバ内に引出されたプラズマを基板表面
に集めるることができるが、該プラズマによりイ
オン化された蒸着材料を凹凸等のある複雑形状の
基板全体に回り込ませることは殆ど期待できな
い。これは、前記磁場を変化させるだけではプラ
ズマ全体の拡がりを大きくしたり、小さくしたり
するだけで、プラズマの方向性等を変えることが
できないためである。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned ion plating apparatus, the shape of the plasma is fixed depending on the strength of the magnetic field, etc., so the evaporation material ionized by the plasma is ionized by the plasma into a complex shape with unevenness, etc. It cannot be expected to wrap around the entire board. In addition, in the above-mentioned ion plating apparatus, the plasma drawn into the chamber from the plasma gun can be collected on the substrate surface by the magnetic field of the magnet placed on the opposite side of the holder substrate. It is almost impossible to wrap the material around the entire board that has a complicated shape, such as unevenness. This is because changing the magnetic field only increases or decreases the spread of the entire plasma, but cannot change the directionality of the plasma.
本発明は、上記従来の課題を解決するためにな
されたもので、複雑形状の基板でもその表面全体
に均一な膜を効率よく形成し得るイオンプレーテ
イング装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to provide an ion plating apparatus that can efficiently form a uniform film over the entire surface of a substrate even if it has a complex shape.
[課題を解決するための手段]
本発明は、真空チヤンバと、このチヤンバ内に
配設された基板ホルダと、前記チヤンバ内に配設
された蒸着源と、前記チヤンバ内にプラズマを導
入するためのプラズマ発生源と、前記プラズマ発
生源の外周に対応する前記チヤンバの外側および
前記プラズマ発生源と対面する前記チヤンバの外
側にそれぞれ設けられ、前記チヤンバ内に引き出
されたプラズマを集束するための空心磁石と、前
記チヤンバ内に配置され、前記プラズマ発生源か
ら前記チヤンバ内に導入されたプラズマを前記ホ
ルダに保持された基板方面に集束させるための磁
石を内蔵した複数の対向電極と、これら対向電極
をそれぞれXY方向に移動させると共に揺動させ
るための複数の駆動機構とを具備したことを特徴
とするイオンプレーテイング装置である。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a vacuum chamber, a substrate holder disposed within the chamber, a deposition source disposed within the chamber, and a method for introducing plasma into the chamber. a plasma generation source, and an air core provided on the outside of the chamber corresponding to the outer periphery of the plasma generation source and on the outside of the chamber facing the plasma generation source, for focusing the plasma drawn into the chamber. a plurality of opposing electrodes disposed within the chamber and containing magnets for focusing plasma introduced into the chamber from the plasma generation source toward the substrate held by the holder; and these opposing electrodes. This is an ion plating apparatus characterized by comprising a plurality of drive mechanisms for respectively moving and swinging the ion plating apparatus in the X and Y directions.
[作用]
本発明によれば、真空チヤンバ内に磁石を内蔵
した複数の対向電極を駆動機構による夫々XY方
向に移動させると共に揺動させてホルダに保持さ
れた基板表面に対して所望の位置関係及び所望の
角度で傾斜、対向して配置し、かつ各対向電極の
磁石から磁界を発生させることによつて、プラズ
マ発生源から該チヤンバ内に導入されたプラズマ
を前記各対向電極により前記基板表面に高密度で
集束させることができ、同時にプラズマを基板表
面に対して多方向から照射できる。このため、チ
ヤンバ内に配置された蒸着源から蒸発された蒸着
材料を前記プラズマにより効率よくイオン化でき
ると共に、該イオン化された蒸着材料を基板に対
して多方向から導入できる。従つて、複雑形状の
基板に対してイオン化された蒸着材料の廻り込み
性が良好となるため、基板表面全体に均一な膜を
効率よく成膜できるイオンプレーテイング装置を
得ることができる。[Operation] According to the present invention, a plurality of opposing electrodes each having a built-in magnet inside a vacuum chamber are moved and swung in the X and Y directions by a drive mechanism to achieve a desired positional relationship with respect to the surface of a substrate held in a holder. and by arranging them at a desired angle and facing each other, and by generating a magnetic field from the magnets of each of the opposing electrodes, the plasma introduced into the chamber from the plasma generation source is directed to the surface of the substrate by each of the opposing electrodes. The plasma can be focused at high density, and at the same time, the plasma can be irradiated onto the substrate surface from multiple directions. Therefore, the evaporation material evaporated from the evaporation source disposed in the chamber can be efficiently ionized by the plasma, and the ionized evaporation material can be introduced into the substrate from multiple directions. Therefore, the ionized vapor deposition material has a good ability to spread around a complex-shaped substrate, so it is possible to obtain an ion plating apparatus that can efficiently form a uniform film over the entire surface of the substrate.
[発明の実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。[Embodiments of the Invention] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示すイオンプレ
ーテイング装置の概略図、第2図は第1図のX−
X線に沿う断面図、第3図は第1図のY−Y線に
沿う断面図、第4図は第1図の対向電極及びその
駆動機構を示す断面図、第5図は第4図の上面図
である。図中の1は、真空チヤンバであり、この
チヤンバ1の底部には該チヤンバ1内を所定の真
空度に維持するための図示しない真空ポンプと連
通する排気管2が設けられている。図中の3は、
蒸着源である。この蒸着源3は、前記チヤンバ1
内の底部付近に配置されたルツボ4と、前記チヤ
ンバ1の下部側壁に設けられ、電子ビームを照射
するための電子銃5と、前記ルツボ4上方付近に
配置され、前記電子銃5からの電子ビームを偏向
して前記ルツボ4内の蒸着材料に照射するための
偏向コイル6とから構成されている。また、前記
チヤンバ1内の外側壁にはプラズマ発生源として
のプラズマ銃7が設けられており、該プラズマ銃
7の後部はアルゴンガス等の所定のガスを導入す
るための導入管8が設けられている。なお、プラ
ズマ銃7が設けられた前記チヤンバ1の側壁には
プラズマの絞り部9が設けられている。更に、前
記プラズマ銃7の前記チヤンバ1との連結付近及
び該プラズマ銃7と対向するチヤンバ1の外側壁
部分には、プラズマ銃7から引出されたプラズマ
の拡散を防ぐための空心磁石10a,10bが
夫々設けられている。そして、前記チヤンバ1の
側壁には対向電極をXY方向に移動させると共に
揺動させるための複数台(例えば5台)の駆動機
構11が前記プラズマ銃7の設置箇所とほぼ同一
平面上に位置するように貫通して設けられてい
る。 FIG. 1 is a schematic diagram of an ion plating apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a sectional view taken along the Y-Y line in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view showing the counter electrode in FIG. 1 and its driving mechanism, and FIG. 5 is a sectional view taken in FIG. 4. FIG. 1 in the figure is a vacuum chamber, and an exhaust pipe 2 is provided at the bottom of the chamber 1 and communicates with a vacuum pump (not shown) for maintaining the chamber 1 at a predetermined degree of vacuum. 3 in the diagram is
It is a source of vapor deposition. This vapor deposition source 3 is connected to the chamber 1.
a crucible 4 disposed near the bottom of the chamber; an electron gun 5 disposed on the lower side wall of the chamber 1 for irradiating an electron beam; and an electron gun 5 disposed near the top of the crucible 4 to emit electrons from the electron gun 5. It is comprised of a deflection coil 6 for deflecting the beam and irradiating the vapor deposition material in the crucible 4. Further, a plasma gun 7 as a plasma generation source is provided on the outer wall of the chamber 1, and an introduction pipe 8 for introducing a predetermined gas such as argon gas is provided at the rear of the plasma gun 7. ing. Note that a plasma constriction section 9 is provided on the side wall of the chamber 1 in which the plasma gun 7 is provided. Further, near the connection of the plasma gun 7 with the chamber 1 and on the outer wall portion of the chamber 1 facing the plasma gun 7, air-core magnets 10a and 10b are provided to prevent the plasma drawn from the plasma gun 7 from diffusing. are provided for each. On the side wall of the chamber 1, a plurality of drive mechanisms 11 (for example, 5 drive mechanisms) for moving and swinging the counter electrode in the XY directions are located substantially on the same plane as the installation location of the plasma gun 7. It is installed so that it penetrates like this.
前記対向電極の駆動機構11を以下に詳述す
る。この駆動機構11は、第4図及び第5図に示
すように前記チヤンバ1の側壁1aに取着された
環状支持板12にシール部材を介して下方に傾斜
して固定されたフランジ13を備えている。この
フランジ13の筒状支持部14には、後述するX
方向スライダを矢印X方向に移動させるためのX
方向駆動軸15がシール材及び該駆動軸15に嵌
合された摺動円筒体16を介して軸支されてい
る。この駆動軸15のフランジ13側の端部付近
には、ネジ17が切込まれおり、かつ前記筒状支
持部14から挿着された止めピン18が挿入され
る溝19が形成されている。前記駆動軸15のネ
ジ17には、内側にネジ切り加工を施した歯車2
0が螺合されており、かつ該歯車20はX方向ス
ライダ駆動モータ21及び軸22により回転され
る歯車23が歯合されている。つまり、前記モー
タ21を回転させることによつて、軸22の歯車
23の回転が歯車20に伝達され、該歯車20に
螺合し、溝19に止めピン18が挿入された駆動
軸15は筒状支持部14に軸支された状態でX方
向に移動されるようになつている。前記X方向駆
動軸15の先端側には、断面T字形のX方向スラ
イダ24が取着されている。このスライダ24に
は、内部に空洞部25を有するY方向スライダ2
6が該スライダ24の上部を抱き込むように係合
され、かつそれらの係合部の軸受27a,27b
を介してY方向に移動自在に配置されている。 The drive mechanism 11 for the counter electrode will be described in detail below. As shown in FIGS. 4 and 5, this drive mechanism 11 includes a flange 13 that is tilted downward and fixed to an annular support plate 12 attached to the side wall 1a of the chamber 1 via a seal member. ing. The cylindrical support portion 14 of this flange 13 has an X
X to move the direction slider in the arrow X direction
A directional drive shaft 15 is pivotally supported via a sealing material and a sliding cylindrical body 16 fitted to the drive shaft 15. A screw 17 is cut into the vicinity of the end of the drive shaft 15 on the flange 13 side, and a groove 19 is formed into which a stop pin 18 inserted from the cylindrical support portion 14 is inserted. The screw 17 of the drive shaft 15 has a gear 2 threaded on the inside.
0 are screwed together, and the gear 20 is meshed with a gear 23 rotated by an X-direction slider drive motor 21 and a shaft 22. That is, by rotating the motor 21, the rotation of the gear 23 of the shaft 22 is transmitted to the gear 20, and the drive shaft 15, which is threadedly engaged with the gear 20 and has the stop pin 18 inserted into the groove 19, becomes a cylinder. It is adapted to be moved in the X direction while being pivotally supported by the shaped support part 14. An X-direction slider 24 having a T-shaped cross section is attached to the distal end side of the X-direction drive shaft 15 . This slider 24 includes a Y-direction slider 2 having a cavity 25 inside.
6 are engaged so as to embrace the upper part of the slider 24, and the bearings 27a, 27b of these engagement parts
It is disposed so as to be movable in the Y direction via the .
前記フランジ13には、第5図に示すようにY
方向スライダ駆動モータ27が設けられている。
このモータ27には、前記X方向駆動軸15と平
行して配置されたY方向駆動軸28が軸着されて
いる。この駆動軸28の先端部は、内側にスプラ
イン溝を形成した筒状のボス29に挿入され、図
示しないネジ材により固定されている。前記ボス
29には、外周面にスプライン歯を形成したスプ
ライン軸30の後端部が前記駆動軸28と反対側
から挿入、係合されている。このスプライン軸3
0は、前記X方向スライダ24から延出した支持
ブロツク31の軸受32に軸支され、かつその先
端にはピニオン33が嵌着されている。このピニ
オン33は、ラツク34に歯合され、かつ該ラツ
ク34は前記スプライン軸30の軸方向と平行す
る前記Y方向スライダ26の側壁に該軸30に対
して直交する方向に延出するように取着されてい
る。つまり、前記Y方向スライダ駆動モータ27
を回転させ、その回転を駆動軸28、ボス29を
介してスプライン軸30に伝達させ、その先端の
ピニオン33を回転させることによつて、該ピニ
オン33と歯合したラツク34がY方向に移動
し、これに伴つて該ラツク34が取着された前記
Y方向スライダ26は前記X方向スライダ24に
沿つてY方向に移動されるようになつている。な
お、前記X方向スライダ駆動モータ21を回転さ
せて前記X方向スライダ24をX方向に移動させ
た場合、前記Y方向駆動軸28が挿入固定された
ボス29はスプライン軸30にスプライン結合さ
れているため、該X方向スライダ24のX方向に
移動に追従して該スプライン軸30が進退できる
ようになつている。 The flange 13 has a Y as shown in FIG.
A directional slider drive motor 27 is provided.
A Y-direction drive shaft 28 disposed parallel to the X-direction drive shaft 15 is pivotally attached to this motor 27 . The tip of the drive shaft 28 is inserted into a cylindrical boss 29 having a spline groove formed inside, and is fixed by a screw (not shown). A rear end portion of a spline shaft 30 having spline teeth formed on its outer peripheral surface is inserted into and engaged with the boss 29 from the side opposite to the drive shaft 28 . This spline shaft 3
0 is pivotally supported by a bearing 32 of a support block 31 extending from the X-direction slider 24, and a pinion 33 is fitted to the tip thereof. This pinion 33 is meshed with a rack 34, and the rack 34 extends in a direction perpendicular to the axis 30 on a side wall of the Y-direction slider 26 parallel to the axial direction of the spline shaft 30. It is attached. In other words, the Y-direction slider drive motor 27
The rotation is transmitted to the spline shaft 30 via the drive shaft 28 and the boss 29, and by rotating the pinion 33 at the tip, the rack 34 meshed with the pinion 33 moves in the Y direction. Accordingly, the Y-direction slider 26 to which the rack 34 is attached is moved in the Y-direction along the X-direction slider 24. Note that when the X-direction slider drive motor 21 is rotated to move the X-direction slider 24 in the X direction, the boss 29 into which the Y-direction drive shaft 28 is inserted and fixed is spline-coupled to the spline shaft 30. Therefore, the spline shaft 30 can move forward and backward following the movement of the X-direction slider 24 in the X direction.
前記フランジ13には、揺動モータ35が設け
られている。このモータ35には、前記X方向駆
動軸15と平行して配置された駆動軸36が軸着
されている。この駆動軸36の先端部は、第1の
ユニバーサルジヨイント37を介して連結軸38
に連結され、かつ該連結軸38は内側にスプライ
ン溝を形成した筒状のボス39に挿入され、図示
しないネジ材により固定されている。前記ボス3
9には、外周面にスプライン歯を形成したスプラ
イン軸40の後端部が前記連結軸38と反対側か
ら挿入、係合されている。このスプライン軸40
は、第2のユニバーサルジヨイント41を介して
軸42に連結されている。この軸42の先端は、
前記Y方向スライダ26の側壁を通してその空洞
部25内に挿入されていると共に、軸受43a,
43bを介して軸支されている。また、前記軸4
2の先端にはかさ歯車44が軸着されている。こ
のかさ歯車44は、前記Y方向スライダ26の上
面から挿入され、軸受45a,45bを介して軸
支された軸46下端のかさ歯車47に歯合されて
いる。前記軸46の前記Y方向スライダ26から
突出した部分には、係合板48が軸着されてい
る。前記Y方向スライダ26上には枠状のフレー
ム49が設けられている。前記係合板48には、
所定の角度で傾斜したアーム50の下端が軸受5
1を介して軸支されており、かつ該アーム50の
上端には支持台52が一体的に取着されている。
前記アーム50は、軸受部分を前記フレーム49
に軸支された軸受53の中に配置し、その上端の
前記支持台52に対向電極54が固定されてい
る。また、前記アーム50の軸受部分には軸55
が回転自在に軸支され、かつ該軸55は前記軸受
53に直交するように貫通して前記フレーム49
上部に軸支されている。つまり、前記アーム50
の軸受部分の回転支点は、該アーム50先端に固
定される対向電極54を全方向に揺動させるため
のみそ擦り運動の中心軸となつている。 A swing motor 35 is provided on the flange 13 . A drive shaft 36 disposed parallel to the X-direction drive shaft 15 is pivotally attached to the motor 35 . The tip of this drive shaft 36 is connected to a connecting shaft 38 via a first universal joint 37.
The connecting shaft 38 is inserted into a cylindrical boss 39 having a spline groove formed inside, and is fixed by a screw (not shown). Said boss 3
9, a rear end portion of a spline shaft 40 having spline teeth formed on its outer peripheral surface is inserted and engaged from the side opposite to the connecting shaft 38. This spline shaft 40
is connected to the shaft 42 via a second universal joint 41. The tip of this shaft 42 is
The Y-direction slider 26 is inserted into the cavity 25 through the side wall thereof, and the bearings 43a,
43b. In addition, the shaft 4
A bevel gear 44 is pivotally attached to the tip of 2. This bevel gear 44 is inserted from the upper surface of the Y-direction slider 26 and meshed with a bevel gear 47 at the lower end of the shaft 46 which is pivotally supported via bearings 45a and 45b. An engagement plate 48 is pivotally attached to a portion of the shaft 46 that protrudes from the Y-direction slider 26 . A frame-shaped frame 49 is provided on the Y-direction slider 26. The engagement plate 48 includes:
The lower end of the arm 50 inclined at a predetermined angle is the bearing 5
1, and a support base 52 is integrally attached to the upper end of the arm 50.
The arm 50 has a bearing portion attached to the frame 49.
A counter electrode 54 is fixed to the support base 52 at the upper end thereof. Further, a shaft 55 is provided in the bearing portion of the arm 50.
is rotatably supported, and the shaft 55 passes through the bearing 53 perpendicularly to the frame 49.
It is pivoted at the top. In other words, the arm 50
The rotational fulcrum of the bearing portion serves as the central axis of the miso scraping motion for swinging the opposing electrode 54 fixed to the tip of the arm 50 in all directions.
また、前記対向電極54は、円板形状をなし、
かつ内部にリング状の電磁石56が内蔵されてい
る。また、前記対向電極54内には水冷管(図示
せず)が埋設されており、かつ該水冷管の両端に
は一対のフレキシブル管571,572が前記支持
台55を通して連結されている。これらフレキシ
ブル管571,572は、前記環状支持板12を通
してチヤンバ1の外部に延出されている。前記電
磁石56には、図示しないリード線が接続され、
かつ該リード線は前記水冷管及びフレキシブル管
571,572と同様な経路を通つて外部に延出さ
れせいる。更に、前記対向電極54と電気的に接
続される各部材は接地されている。つまり、前記
各部材を通して前記対向電極54を接地すること
によつて、前記プラズマ銃7のプラズマが前記チ
ヤンバ1内の各対向電極54へ向つて引き出され
るようになる。 Further, the counter electrode 54 has a disk shape,
Moreover, a ring-shaped electromagnet 56 is built inside. Further, a water-cooled tube (not shown) is buried in the counter electrode 54, and a pair of flexible tubes 57 1 and 57 2 are connected to both ends of the water-cooled tube through the support base 55. These flexible tubes 57 1 and 57 2 extend outside the chamber 1 through the annular support plate 12 . A lead wire (not shown) is connected to the electromagnet 56,
The lead wires are extended to the outside through the same routes as the water-cooled pipes and flexible pipes 57 1 and 57 2 . Further, each member electrically connected to the counter electrode 54 is grounded. That is, by grounding the counter electrodes 54 through the respective members, the plasma of the plasma gun 7 can be drawn out toward the counter electrodes 54 in the chamber 1.
更に、前記チヤンバ1のプラズマ生成領域近傍
には成膜される基板を保持するためのホルダ58
が配設されている。このホルダ58には、該ホル
ダ58が負電圧を印加するための可変直流電源5
9が接続されている。また、前記ホルダ58の周
囲には図示しないヒータが配置されている。 Furthermore, a holder 58 for holding a substrate on which a film is to be formed is provided near the plasma generation region of the chamber 1.
is installed. This holder 58 has a variable DC power supply 5 for applying a negative voltage.
9 is connected. Further, a heater (not shown) is arranged around the holder 58.
次に、本発明のイオンプレーテイング装置によ
る薄膜形成について説明する。 Next, thin film formation using the ion plating apparatus of the present invention will be explained.
まず、ホルダ58に基板60を保持し、蒸着
源のルツボ4内に所定の蒸着材料61を収容す
る。 First, the substrate 60 is held in the holder 58, and a predetermined vapor deposition material 61 is accommodated in the crucible 4 of the vapor deposition source.
次いで、各駆動機構11のXスライダ駆動モ
ータ21を回転させると、該モータ21に軸着
された軸22の歯車23回転が歯車20に伝達
され、該歯車20に螺合し、溝19に止めピン
18が挿入されたX方向駆動軸15は筒状支持
部14に軸支された状態でX方向に移動され、
該軸15先端に固定されたX方向スライダ24
が所定の位置まで移動される。つづいて、Y方
向スライダ駆動モータ27を回転すると、その
回転が駆動軸28、ボス29を介してスプライ
ン軸30に伝達され、その先端のピニオン33
が回転させることによつて、該ピニオン33と
歯合したラツク34がY方向に移動し、これに
伴つて該ラツク34が取着された前記Y方向ス
ライダ26は前記X方向スライダ24に沿つて
Y方向に所定の位置まで移動される。更に、各
駆動機構11の揺動モータ35を所定の周角度
で回転させると、その回転が駆動軸36、第1
のユニバーサルジヨイント37、連結軸38、
ボス39、スプライン軸40、第2のユニバー
サルジヨイント41、軸42を介して該軸42
先端のかさ歯車44に伝達される。このかさ歯
車44が所定の周角度で回転すると、その回転
は該かさ歯車44と歯合したかさ歯車47、該
歯車47に軸着された軸46に伝達され、該軸
46に軸着された係合板48の軸受51に軸支
され、所定の角度で傾斜したアーム50が所定
の周角度回転する。アーム50の回転により、
その先端に固定された対向電極54が互いに交
差して配置されたアーム50の軸受部分と軸5
3とフレーム49に軸支された軸55を支点と
して揺動し、所定の角度で停止する。このよう
な複数台(例えば5台)の駆動機構11のX方
向スライダ24及びY方向スライダ26の移動
により該Y方向スライダ26にアーム50等の
各種部材を介して連結された対向電極54は
夫々前記ホルダ58の基板60の形状に応じて
所定に位置関係で配置されると共に前記揺動モ
ータ35の所定の周角度での回転により前記対
向電極54が夫々前記基板60の形状に応じて
所定の角度で傾斜、対向される。 Next, when the X slider drive motor 21 of each drive mechanism 11 is rotated, the rotation of the gear 23 of the shaft 22 pivotally attached to the motor 21 is transmitted to the gear 20, which is screwed into the gear 20 and stopped in the groove 19. The X-direction drive shaft 15 into which the pin 18 is inserted is moved in the X-direction while being pivotally supported by the cylindrical support portion 14.
An X-direction slider 24 fixed to the tip of the shaft 15
is moved to a predetermined position. Next, when the Y-direction slider drive motor 27 is rotated, the rotation is transmitted to the spline shaft 30 via the drive shaft 28 and the boss 29, and the pinion 33 at the tip thereof is transmitted to the spline shaft 30.
As the pinion 33 rotates, the rack 34 meshed with the pinion 33 moves in the Y direction, and as a result, the Y direction slider 26 to which the rack 34 is attached moves along the X direction slider 24. It is moved to a predetermined position in the Y direction. Further, when the swing motor 35 of each drive mechanism 11 is rotated at a predetermined circumferential angle, the rotation is caused by the drive shaft 36, the first
universal joint 37, connecting shaft 38,
The shaft 42 is connected to the shaft 42 via the boss 39, the spline shaft 40, the second universal joint 41, and the shaft 42.
The signal is transmitted to the bevel gear 44 at the tip. When the bevel gear 44 rotates at a predetermined circumferential angle, the rotation is transmitted to the bevel gear 47 that meshes with the bevel gear 44 and the shaft 46 that is pivotally attached to the gear 47. An arm 50 that is pivotally supported by a bearing 51 of the engagement plate 48 and inclined at a predetermined angle rotates by a predetermined circumferential angle. By rotating the arm 50,
A bearing portion of an arm 50 and a shaft 5 in which opposing electrodes 54 fixed to the tips thereof are arranged to intersect with each other.
3 and a shaft 55 which is supported by the frame 49 as a fulcrum, and stops at a predetermined angle. Due to the movement of the X-direction slider 24 and the Y-direction slider 26 of the plurality of (for example, five) drive mechanisms 11, the opposing electrodes 54 connected to the Y-direction slider 26 via various members such as the arm 50 are moved. The holder 58 is arranged in a predetermined positional relationship according to the shape of the substrate 60, and the rotation of the swing motor 35 at a predetermined circumferential angle causes the counter electrodes 54 to be arranged in a predetermined position according to the shape of the substrate 60. Tilted and opposed at an angle.
次いで、図示しない真空ポンプを作動してチ
ヤンバ1内のガスを排気管2を通して排気して
チヤンバ1内を所定の真空度(例えば10-3〜
10-4torr)とする。ひきつづき、電子銃5から
電子ビームを放出し、偏向コイル6により該電
子ビームをルツボ4内に収容した蒸着材料61
に照射して溶融、蒸発させる。 Next, a vacuum pump (not shown) is activated to exhaust the gas in the chamber 1 through the exhaust pipe 2 to bring the interior of the chamber 1 to a predetermined degree of vacuum (for example, 10 -3 ~
10 -4 torr). Subsequently, an electron beam is emitted from the electron gun 5, and the electron beam is accommodated in the crucible 4 by the deflection coil 6.
It is irradiated to melt and evaporate.
同時に、プラズマ銃7にアルゴン等の所定の
プラズマ発生ガスを供給することにより、該プ
ラズマ銃7よりプラズマを生成する。こうして
生成したプラズマ62は、空心磁石10a内よ
り絞り部9を通してチヤンバ1内に引出される
と共に、チヤンバ1の外側に配置した空心磁石
10a,10bの磁界により広いチヤンバ1内
での拡散が防止される。また、基板ホルダ58
に可変直流電源59から所定の負電圧を印加す
ると、引出されたプラズマ62中のプラスイオ
ンが蒸気ガスをイオン化し、そのイオンを前記
基板60に加速、衝突される。この時、前述し
た駆動機構11により前記ホルダ58の基板6
0の形状に応じて所定に位置関係で配置され、
かつ該基板60の形状に応じて所定の角度で傾
斜、対向された各対向電極54の電磁石56に
所定の電流を印加すると、各対向電極54表面
から磁界が発生して前記プラズマ銃7で生成さ
れたプラズマ62がチヤンバ1内の基板60下
面全体の領域に高密度で集束される。こうした
高密度のプラズマ62領域に前述した蒸着源3
により蒸発された蒸着材料が到達すると、イオ
ン化されると共にプラズマ62中のプラスイオ
ン化された蒸着材料は前記各対向電極54から
の磁界と負電圧が印加されたホルダ58の吸引
力により該ホルダ58で保持された基板60全
体に亙つて均一かつ効率よく加速、衝突される
ため、該基板60表面に薄膜が形成される。な
お、前記対向電極54の電磁石56に所定の電
流を印加させる際、フレキシブル管571,5
72を通して各対向電極54の水冷パイプ(図
示せず)に水を供給、循環させることにより各
対向電極54の温度上昇を防止する。 At the same time, by supplying a predetermined plasma generating gas such as argon to the plasma gun 7, plasma is generated from the plasma gun 7. The plasma 62 generated in this way is drawn out from inside the air-core magnet 10a into the chamber 1 through the constriction part 9, and is prevented from spreading within the wide chamber 1 by the magnetic fields of the air-core magnets 10a and 10b placed outside the chamber 1. Ru. In addition, the substrate holder 58
When a predetermined negative voltage is applied from the variable DC power supply 59 to , the positive ions in the extracted plasma 62 ionize the vapor gas, and the ions are accelerated and collided with the substrate 60 . At this time, the substrate 6 of the holder 58 is driven by the drive mechanism 11 described above.
arranged in a predetermined positional relationship according to the shape of 0,
When a predetermined current is applied to the electromagnet 56 of each counter electrode 54 which is tilted at a predetermined angle depending on the shape of the substrate 60 and faces each other, a magnetic field is generated from the surface of each counter electrode 54 and generated by the plasma gun 7. The generated plasma 62 is focused at high density on the entire lower surface of the substrate 60 in the chamber 1. The above-mentioned evaporation source 3 is placed in this high-density plasma 62 region.
When the evaporated material arrives, it is ionized and the positively ionized evaporation material in the plasma 62 is ionized by the magnetic field from each opposing electrode 54 and the attractive force of the holder 58 to which a negative voltage is applied. Since the entire held substrate 60 is accelerated and collided uniformly and efficiently, a thin film is formed on the surface of the substrate 60. Note that when applying a predetermined current to the electromagnet 56 of the counter electrode 54, the flexible tubes 57 1 , 5
By supplying and circulating water to a water cooling pipe (not shown) of each counter electrode 54 through 7 2 , the temperature of each counter electrode 54 is prevented from rising.
従つて、本発明によれば複数台(例えば5
台)の駆動機構11により各対向電極54をチ
ヤンバ1内においてXY方向に移動させ、かつ
揺動させて所定の角度で傾斜、対向させると共
に、各対向電極54に内蔵した電磁石56によ
りそれら表面から磁界を発生させ、同時に蒸着
源3から蒸着材料を蒸発させることによつて、
プラズマ銃や生成されたプラズマホルダ58に
保持された基板60下面全体にの領域に広げる
ことができ、しかも該プラズマ中で前記蒸発し
た蒸着材料をイオン化し、該プラスイオン化し
た蒸着材料を基板60表面に対して高密度でか
つ多方面から加速、衝突させて蒸着材料の基板
60表面への回り込み性を向上できるため、複
数形状の基板にも均一かつ均質な薄膜を高い密
着力で効率よく形成できる。 Therefore, according to the present invention, a plurality of units (for example, 5
Each counter electrode 54 is moved in the XY direction within the chamber 1 by the driving mechanism 11 of the counter electrode 54, and is swung to be tilted at a predetermined angle so that they face each other. By generating a magnetic field and simultaneously evaporating the evaporation material from the evaporation source 3,
The plasma can be spread over the entire lower surface of the substrate 60 held in the plasma gun or the generated plasma holder 58, and the evaporated deposition material is ionized in the plasma, and the positively ionized deposition material is applied to the surface of the substrate 60. It is possible to improve the ability of the vapor deposition material to wrap around the surface of the substrate 60 by accelerating and colliding with it at high density and from multiple directions, so it is possible to efficiently form a uniform and homogeneous thin film with high adhesion even on substrates with multiple shapes. .
また、前記各駆動機構11による各対向電極
54の揺動は各対向電極54を基板60に対し
て所定の角度で傾斜、対向させるためになさ
れ、成膜中に常時揺動させないため、各対向電
極54に連結され、チヤンバ1内の苛酷な環境
に曝されるフレキシブル管571,572の劣
化、破損を抑制できる。 Further, each of the opposing electrodes 54 is oscillated by each of the driving mechanisms 11 in order to make each of the opposing electrodes 54 incline and face the substrate 60 at a predetermined angle. Deterioration and breakage of the flexible tubes 57 1 and 57 2 connected to the electrode 54 and exposed to the harsh environment within the chamber 1 can be suppressed.
なお、上記実施例では対向電極をXY方向への
移動及び揺動を行なうための駆動機構を5台用い
たが、2〜4台又は6台以上をチヤンバの同一平
面上の側壁に設けてもよい。 In the above embodiment, five drive mechanisms were used to move and swing the counter electrode in the X and Y directions, but two to four or six or more drive mechanisms may be provided on the side wall of the chamber on the same plane. good.
上記実施例では、対向電極に電磁石を内蔵した
が、これの代わに永久磁石を内蔵させてもよい。 In the above embodiment, an electromagnet is built in the counter electrode, but a permanent magnet may be built in instead.
上記実施例では、蒸着源として電子銃で発生し
た電子ビームをチヤンバ内のルツボに偏向コイル
により照射する構造のものを使用したが、EBガ
ンを有する構造のものを用いてもよい。 In the above embodiment, a structure in which an electron beam generated by an electron gun is irradiated onto a crucible in a chamber by means of a deflection coil was used as the evaporation source, but a structure having an EB gun may also be used.
[発明の効果]
以上詳述した如く、本発明のイオンプレーテイ
ング装置によればプラズマ中でプラスイオン化し
た蒸着材料を基板表面に対して高密度でかつ多方
面から加速、衝突させて該蒸着材料の基板表面へ
の回り込み性を向上できるため、複雑形状の基板
にも均一かつ均質な薄膜を高い密着力で効率よく
形成できる等顕著な効果を奏する。[Effects of the Invention] As described in detail above, the ion plating apparatus of the present invention accelerates and collides the deposition material positively ionized in plasma against the substrate surface at high density and from many directions. Since it is possible to improve the ability of the material to wrap around the surface of the substrate, it has remarkable effects such as being able to efficiently form a uniform and homogeneous thin film with high adhesion even on complex-shaped substrates.
第1図は、本発明の一実施例を示すイオンプレ
ーテイング装置の概略横断面図、第2図は第1図
のX−X線に沿う断面図、第3図は第1図のY−
Y線に沿う断面図、第4図は第1図の対向電極及
びその駆動機構を示す断面図、第5図は第4図の
平面図である。
1……真空チヤンバ、3……蒸着源、4……ル
ツボ、5……電子銃、6……偏向コイル、7……
プラズマ銃、11……駆動機構、13……フラン
ジ、15……X方向駆動軸、21……X方向スラ
イダ駆動モータ、24……X方向スライダ、26
……Y方向スライダ、27……Y方向スライダ駆
動モータ、28……Y方向駆動軸、33……ピニ
オン、34……ラツク、35……揺動モータ、3
6……駆動軸、44,47……かさ歯車、49…
…フレーム、50……アーム、54……対向電
極、56……電磁石、571,572……フレキシ
ブル管、58……基板ホルダ、60……基板、6
1……蒸着材料、62……プラズマ。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an ion plating apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line X--X in FIG. 1, and FIG.
4 is a sectional view taken along the Y line, FIG. 4 is a sectional view showing the counter electrode of FIG. 1 and its driving mechanism, and FIG. 5 is a plan view of FIG. 4. 1... Vacuum chamber, 3... Evaporation source, 4... Crucible, 5... Electron gun, 6... Deflection coil, 7...
Plasma gun, 11 ... Drive mechanism, 13... Flange, 15... X direction drive shaft, 21... X direction slider drive motor, 24... X direction slider, 26
... Y direction slider, 27 ... Y direction slider drive motor, 28 ... Y direction drive shaft, 33 ... pinion, 34 ... rack, 35 ... rocking motor, 3
6... Drive shaft, 44, 47... Bevel gear, 49...
... Frame, 50 ... Arm, 54 ... Counter electrode, 56 ... Electromagnet, 57 1 , 57 2 ... Flexible tube, 58 ... Substrate holder, 60 ... Substrate, 6
1... Vapor deposition material, 62... Plasma.
Claims (1)
た基板ホルダと、前記チヤンバ内に配設された蒸
着源と、前記チヤンバ内にプラズマを導入するた
めのプラズマ発生源と、前記プラズマ発生源の外
周に対応する前記チヤンバの外側および前記プラ
ズマ発生源と対面する前記チヤンバの外側にそれ
ぞれ設けられ、前記チヤンバ内に引き出されたプ
ラズマを集束するための空心磁石と、前記チヤン
バ内に配置され、前記プラズマ発生源から前記チ
ヤンバ内に導入されたプラズマを前記ホルダに保
持された基板表面に集束させるための磁石を内蔵
した複数の対向電極と、これら対向電極をそれぞ
れXY方向に移動させると共に揺動させるための
複数の駆動機構とを具備したことを特徴とするイ
オンプレーテイング装置。1. A vacuum chamber, a substrate holder disposed within the chamber, a deposition source disposed within the chamber, a plasma generation source for introducing plasma into the chamber, and an outer periphery of the plasma generation source. an air-core magnet disposed inside the chamber and provided on the outside of the chamber facing the plasma generation source and on the outside of the chamber facing the plasma generation source to focus the plasma drawn into the chamber; A plurality of opposing electrodes each having a built-in magnet for focusing plasma introduced into the chamber from a generation source onto the surface of the substrate held in the holder, and for moving and swinging these opposing electrodes in X and Y directions, respectively. An ion plating apparatus characterized by comprising a plurality of drive mechanisms.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24432288A JPH0293064A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Ion plating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24432288A JPH0293064A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Ion plating apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293064A JPH0293064A (en) | 1990-04-03 |
| JPH0548300B2 true JPH0548300B2 (en) | 1993-07-21 |
Family
ID=17116997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24432288A Granted JPH0293064A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Ion plating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0293064A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4934830B2 (en) * | 2007-11-08 | 2012-05-23 | スタンレー電気株式会社 | Plasma processing equipment |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24432288A patent/JPH0293064A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293064A (en) | 1990-04-03 |
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