JPH0765165B2 - Thin film deposition equipment - Google Patents
Thin film deposition equipmentInfo
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- JPH0765165B2 JPH0765165B2 JP61142197A JP14219786A JPH0765165B2 JP H0765165 B2 JPH0765165 B2 JP H0765165B2 JP 61142197 A JP61142197 A JP 61142197A JP 14219786 A JP14219786 A JP 14219786A JP H0765165 B2 JPH0765165 B2 JP H0765165B2
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- thin film
- evaporation source
- vacuum chamber
- counter electrode
- vapor deposition
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Description
【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、薄膜蒸着装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film deposition apparatus.
(従来技術) 薄膜蒸着装置としては従来、多種多様のものが提案せら
れ、知られている。これら種々の薄膜蒸着装置のうち
に、基板に対する密着性のよい薄膜を形成でき、なおか
つ、基板として、耐熱性のないプラスチック基板をも用
いる装置が知られている。(Prior Art) A wide variety of thin film deposition apparatuses have been proposed and known. Among these various thin film deposition apparatuses, there is known an apparatus capable of forming a thin film having good adhesion to a substrate and using a plastic substrate having no heat resistance as the substrate.
この薄膜蒸着装置では、被蒸着基板を保持する対電極
と、これに対向する蒸発源との間にグリッドが介設され
る。そして、このグリットは対電極に対して正電位とさ
れる。さらに、クリッドと蒸発源との間には熱電子発生
用のフィラメントが配備される。In this thin film vapor deposition apparatus, a grid is provided between the counter electrode holding the vapor deposition substrate and the evaporation source facing the counter electrode. Then, this grit has a positive potential with respect to the counter electrode. Further, a filament for generating thermoelectrons is provided between the grid and the evaporation source.
蒸発源から蒸発した蒸着物質は、フィラメントから放出
される熱電子により陽イオン化される。この陽イオン
は、グリッドを通過すると、グリッドから対電極へと向
う電界の作用により加速され非蒸着基板に衝突し、密着
性の良い薄膜を形成する。The vapor deposition material evaporated from the evaporation source is cationized by thermions emitted from the filament. When the cations pass through the grid, they are accelerated by the action of the electric field directed from the grid to the counter electrode and collide with the non-deposited substrate to form a thin film having good adhesion.
このような薄膜蒸着装置における問題点は、陽イオンが
主として、グリッドより蒸発源側で発生するため、グリ
ッドの正電位のため、相当量の陽イオンがグリッドを通
過できず、このため、薄膜形成に与る陽イオンの数が少
くなって、薄膜形成の能率が必らずしも良くないことで
ある。The problem with such a thin film deposition apparatus is that cations are mainly generated on the side of the evaporation source rather than the grid, and therefore a large amount of cations cannot pass through the grid due to the positive potential of the grid. This means that the number of cations that contribute to the film is small and the efficiency of thin film formation is not necessarily good.
(目的) 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、上述の薄膜蒸着装置をさ
らに改良し、薄膜形成を能率よく行ないいうる新規な薄
膜蒸着装置の提供にある。(Object) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to improve the above-described thin film deposition apparatus and to provide a novel thin film deposition apparatus capable of efficiently forming a thin film. Is provided.
(構成) 以下、本発明を説明する。(Structure) Hereinafter, the present invention will be described.
本発明の薄膜蒸着装置は、真空槽と、蒸発源と、対電極
と、フィラメントと、グリッドと、電源手段と、導電手
段とを有する。The thin film vapor deposition apparatus of the present invention includes a vacuum chamber, an evaporation source, a counter electrode, a filament, a grid, a power supply unit, and a conductive unit.
真空槽は、その内部空間に活性ガスあるいは不活性ガ
ス、もしくは活性ガスと不活性ガスの混合ガスを導入し
うるようになっており、蒸発源、対電極フィラメント、
グリッドは、真空槽内に配備される。The vacuum chamber is configured so that an active gas or an inert gas, or a mixed gas of an active gas and an inert gas, can be introduced into the internal space of the vacuum chamber, the evaporation source, the counter electrode filament,
The grid is arranged in a vacuum chamber.
対電極と蒸発源とは、互いに対向するように配備され
る。対電極は、その蒸発源と対向する側に、被蒸着基板
を保持しうるようになっている。蒸発源は、蒸着物質を
蒸発させるための手段である。The counter electrode and the evaporation source are arranged so as to face each other. The counter electrode is capable of holding the vapor deposition substrate on the side facing the evaporation source. The evaporation source is a means for evaporating the vapor deposition material.
グリッドは、蒸発源と対電極との間に介設され、電源手
段により、対電極に対し正電位にされる。従って、蒸着
時には、発生する電界はグリッドから対電極へと向う。
勿論グリッドは蒸発した蒸着物質を通過させうるもので
ある。The grid is interposed between the evaporation source and the counter electrode, and is set to a positive potential with respect to the counter electrode by the power supply means. Therefore, during vapor deposition, the electric field generated is directed from the grid to the counter electrode.
Of course, the grid can pass vaporized vapor deposition material.
フィラメントは熱電子発生用であって、グリッドと対電
極との間に配備される。The filament is for thermionic generation and is arranged between the grid and the counter electrode.
電源手段は、真空槽内に所定の電気的状態を実現するた
めの手段であり、この電源手段と真空槽内部が、導電手
段により電気的に連結される。The power supply means is a means for realizing a predetermined electric state in the vacuum chamber, and the power supply means and the inside of the vacuum chamber are electrically connected by the conductive means.
このように、本発明の薄膜蒸着装置では、フィラメント
が、グリッドの対電極側にあるので、熱電子による、蒸
着物質、導入ガスの陽イオンは、主として、グリッドの
対電極側で発生する。As described above, in the thin film deposition apparatus of the present invention, since the filament is located on the counter electrode side of the grid, the deposition substance and the cation of the introduced gas due to thermoelectrons are mainly generated on the counter electrode side of the grid.
以下、図面を参照しながら説明する。Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
図は、本発明の1実施例を示している。The figure shows an embodiment of the invention.
図において、符号10はベースプレート,符号12はパッキ
ング、符号14はベルジャーを、それぞれ示す。ベルジャ
ー14とベースプレート10とはパッキング12により一体化
されて真空槽を構成し、内部空間には公知の適宜の方法
で、活性ガスおよび/または不活性ガスを導入できるよ
になっている。ベースプレート10の中央部に穿設された
孔10Aは、図示されない真空系に連結されている。In the figure, reference numeral 10 is a base plate, reference numeral 12 is a packing, and reference numeral 14 is a bell jar. The bell jar 14 and the base plate 10 are integrated by a packing 12 to form a vacuum chamber, and an active gas and / or an inert gas can be introduced into the internal space by a known appropriate method. The hole 10A formed in the central portion of the base plate 10 is connected to a vacuum system (not shown).
ベースプレート10には、真空槽内部の気密性を保ち、か
つベースプレート10との電気絶縁性を保ちつつ、支持体
を兼ねた電極16、18、20、22が貫設されている。Electrodes 16, 18, 20, 22 that also serve as a support are provided through the base plate 10 while maintaining the airtightness inside the vacuum chamber and the electrical insulation from the base plate 10.
これら電極16、18、20、22は、真空槽内側と外側とを電
気的に連結するものであって、他の配線具とともに、導
電手段を構成する。These electrodes 16, 18, 20, 22 electrically connect the inside and the outside of the vacuum chamber, and form a conductive means together with other wiring tools.
1対の電極16の間には、タングステン,モリブテン等の
金属をコイル状に形成した、抵抗加熱式の蒸発源24が支
持されている。蒸発源の形状は、コイル状に代えてボー
ト状としてもよい。また、抵抗加熱式の蒸発源のかわり
に、電子ビーム蒸発源等、従来の真空蒸着方式で用いら
れている蒸発源を適宜用いることができる。Between the pair of electrodes 16 is supported a resistance heating type evaporation source 24 which is made of metal such as tungsten or molybdenum in a coil shape. The evaporation source may have a boat shape instead of the coil shape. Further, instead of the resistance heating type evaporation source, an evaporation source used in a conventional vacuum vapor deposition method such as an electron beam evaporation source can be appropriately used.
また、1対の電極20の間には、タングステン等による熱
電子発生用のフィラメント28が支持されている。このフ
ィラメント28の形状は、複数本のフィラメントを平行に
配列したり、網目状にしたりするなどして、蒸発源から
蒸発した蒸発物質の粒子の拡がりをカバーするように定
められている。A filament 28 for generating thermoelectrons made of tungsten or the like is supported between the pair of electrodes 20. The shape of the filament 28 is determined so as to cover the spread of the particles of the evaporation material evaporated from the evaporation source by arranging a plurality of filaments in parallel or forming a mesh shape.
電極18にはグリット26が支持されている。このグリット
は、蒸発した蒸着物質をフィラメント28側へ通過させう
る形状に形状を定められるのであるが、この例において
は、網目状である。A grit 26 is supported on the electrode 18. The grit is shaped to allow the evaporated deposition material to pass to the filament 28 side, but in this example, it has a mesh shape.
電極22の先端部には、対電極30が支持され、この対電極
30の、蒸発源24に対向する側の面に、被蒸着基板100が
適宜の方法で保持される。A counter electrode 30 is supported on the tip of the electrode 22.
The deposition target substrate 100 is held on the surface of 30 facing the evaporation source 24 by an appropriate method.
蒸発源24を支持する電極16は、加熱用の交流電源32に接
続されている。The electrode 16 supporting the evaporation source 24 is connected to an AC power supply 32 for heating.
また、電極18は、直流電圧電源36の正極側に接続され、
同電源36の負極側には、電極22が接続されている。従っ
て、グリッド26は、対電極30に対して正電位となり、グ
リッド26,対電極30間で、電界はグリッド26から、対電
極30へ向う。The electrode 18 is connected to the positive electrode side of the DC voltage power supply 36,
The electrode 22 is connected to the negative side of the power supply 36. Therefore, the grid 26 has a positive potential with respect to the counter electrode 30, and the electric field between the grid 26 and the counter electrode 30 goes from the grid 26 to the counter electrode 30.
さらに、1対の電極20は、電源34に接続されている。Further, the pair of electrodes 20 is connected to the power supply 34.
従って、この実施例において、電源32、34、36は電源手
段を構成する。なお、図中における接地は、必らずしも
必要ない。Therefore, in this embodiment, the power supplies 32, 34, 36 form a power supply means. The grounding in the figure is not always necessary.
実際には、上記電気的接続は種々のスイッチ(導電手段
の一部を構成する)を含み、これらスイッチの操作によ
り蒸着プロセスを実行するのであるが、これらスイッチ
は図示を省略されている。In practice, the electrical connections include various switches (which form part of the conducting means) and the operation of these switches carries out the deposition process, which switches are not shown.
以下、この設置例による薄膜蒸着につき説明する。The thin film deposition according to this installation example will be described below.
被蒸着基板100を図の如く対電極30に保持させて、蒸着
物質を、蒸着源24に保持させる。蒸着物質は、もちろ
ん、どのような薄膜を形成するかに応じて定まる。例え
ば、アルミニウムや金のような金属、あるいは金属の酸
化物、フッ化物、硫化物、あるいは合金等である。The deposition target substrate 100 is held by the counter electrode 30 as shown, and the deposition material is held by the deposition source 24. The vapor deposition material is, of course, determined depending on what kind of thin film is formed. For example, it is a metal such as aluminum or gold, or a metal oxide, fluoride, sulfide, or alloy.
また、真空槽内には、予め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10-2〜10-5Torrの圧
力で導入される。さしあたっての説明では、この導入ガ
スを、例えばアルゴン等の不活性ガスであるとする。In addition, an active gas, an inert gas, or a mixed gas thereof is previously introduced into the vacuum chamber at a pressure of 10 -2 to 10 -5 Torr. In the following description, the introduced gas is assumed to be an inert gas such as argon.
この状態において装置を作動させると、蒸発源24による
加熱により、蒸発源24に保持された蒸着物質が蒸発す
る。この蒸発物質、すなわち蒸着物質を粒子は、被蒸着
基板100へ向って、拡がりつつ飛行し、グリッド26を通
過する。When the apparatus is operated in this state, the evaporation material held in the evaporation source 24 is evaporated by the heating by the evaporation source 24. The particles of the vaporized substance, that is, the vapor-deposited substance fly toward the substrate 100 to be vapor-deposited while spreading and pass through the grid 26.
一方、フィラメント28からは熱電子が放出されるが、発
生した熱電子は、グリッド26と対電極30との間の電界に
より加速されつつグリッド26へ向って飛行し、グリッド
26を通過してきた蒸着物質に衝突すると同粒子を陽イオ
ンにイオン化する。On the other hand, thermoelectrons are emitted from the filament 28, and the generated thermoelectrons fly toward the grid 26 while being accelerated by the electric field between the grid 26 and the counter electrode 30,
When it collides with the vapor deposition material that has passed through 26, the particles are ionized into positive ions.
イオン化された蒸着物質は、グリッド28から対電極30へ
向う電界の作用により加速されつつ、飛行し、高速で被
蒸着基板100に衝突し、かくして被蒸着基板100上に、所
望の薄膜を形成する。この薄膜は基板への密着性にすぐ
れ、結晶性,配向性がよい。これは、蒸着物質のイオン
化によるものである。The ionized vapor deposition material flies while being accelerated by the action of an electric field from the grid 28 toward the counter electrode 30, and collides with the vapor deposition substrate 100 at high speed, thus forming a desired thin film on the vapor deposition substrate 100. . This thin film has excellent adhesion to the substrate and has good crystallinity and orientation. This is due to the ionization of the deposited material.
本発明の薄膜蒸着装置では、蒸発した蒸着物質のイオン
化率が高いため、真空槽内に活性ガスを単独で、あるい
は不活性ガスとともに導入して蒸着を行うことにより、
蒸発物と活性ガスとを化合させ、この化合物により薄膜
を形成する場合にも、所望の物性を有する薄膜を容易に
得ることができる。In the thin film vapor deposition apparatus of the present invention, since the ionization rate of the vaporized vapor deposition material is high, by performing the vapor deposition by independently introducing the active gas into the vacuum chamber or together with the inert gas,
A thin film having desired physical properties can be easily obtained even when the evaporate and the active gas are combined to form a thin film from this compound.
例えば、不活性ガスとしてアルゴン,活性ガスとして酸
素を導入し、圧力を10-3〜10-4Torrに調整し、蒸発物質
としてアルミニウミを選択すると、被蒸着基板上にAl2o
3の薄膜を得ることができ、蒸発物質として、In,Znを選
べば、それぞれ、In2o3の薄膜が得られる。For example, when argon is introduced as the inert gas and oxygen is introduced as the active gas, the pressure is adjusted to 10 -3 to 10 -4 Torr, and aluminum is selected as the evaporation substance, Al 2 o is deposited on the substrate to be evaporated.
A thin film of 3 can be obtained, and if In and Zn are selected as evaporation materials, thin films of In 2 O 3 can be obtained.
又、活性ガスとして、H2S,蒸発物質としてCdを選べば、
CdSの薄膜が得られる。さらに、活性ガスとしてアンモ
ニアを、アルゴンとともに用い、蒸発物質としてTi,Ta
を選べば、TiN,TaNなどの薄膜を得ることが可能であ
る。Moreover, if H 2 S is selected as the active gas and Cd is selected as the vaporized substance,
A thin film of CdS is obtained. Furthermore, ammonia was used as an active gas together with argon, and Ti and Ta were used as evaporation materials.
By selecting, it is possible to obtain a thin film such as TiN or TaN.
蒸発物質及び導入ガスのイオン化には、熱電子が有効に
寄与するため、10-4Torr以上の高度の真空下で蒸着を行
うことが可能であり、薄膜中へのガス分子のとり込みを
極めて少なくすることができるため、高純度の薄膜を得
ることができる。すなわち、本発明の薄膜蒸着装置は、
IC,LSI等を構成する半導体薄膜や、その電極としての高
純度金属薄膜の形成に適している。Since thermoelectrons effectively contribute to the ionization of the vaporized substance and the introduced gas, it is possible to perform vapor deposition under a high vacuum of 10 -4 Torr or more, and it is extremely possible to incorporate gas molecules into the thin film. Since the amount can be reduced, a high-purity thin film can be obtained. That is, the thin film deposition apparatus of the present invention,
It is suitable for forming semiconductor thin films that make up ICs, LSIs, etc., and high-purity metal thin films as their electrodes.
(効果) 以上、本発明によれば新規な薄膜蒸着装置を提供でき
る。この装置では、薄膜形成に与るイオンが、グリッド
の被蒸着基板側で発生するので発生したイオンを有効に
薄膜形成に参与させることができ、薄膜形成を能率的に
行うことができる。(Effect) As described above, according to the present invention, a new thin film deposition apparatus can be provided. In this apparatus, the ions involved in the thin film formation are generated on the side of the grid on which the substrate is deposited, so that the generated ions can be effectively participated in the thin film formation, and the thin film formation can be performed efficiently.
図は、本発明の1実施例を示す一部断面正面図である。 10……ベースプレート、14……ベルジャー、24……蒸発
源、26……グリッド、28……フィラメント、30……対電
極、100……被蒸着基板FIG. 1 is a partial sectional front view showing an embodiment of the present invention. 10 ...... Base plate, 14 ...... Bell jar, 24 ...... Evaporation source, 26 ...... Grid, 28 ...... Filament, 30 ...... Counter electrode, 100 ...... Evaporated substrate
Claims (1)
しうる真空槽と、 この真空槽内に配備された蒸発源と、 上記真空槽内において上記蒸発源と対向するように配備
され、被蒸着基板を保持する対電極と、 これら蒸発源と対電極との間に配備された熱電子発生用
のフィラメントと、 このフィラメントと上記蒸発源との間に配備され、蒸着
物質を通過させうるグリットと、 真空槽内に所定の電気的状態を実現するための電源手段
と、 真空槽内と上記電源手段とを電気的に連結する導電手段
と、を有し、 上記対電極に対し、上記グリットが正電位となるように
したことを特徴とする、薄膜蒸着装置。1. A vacuum chamber into which an active gas and / or an inert gas can be introduced, an evaporation source disposed in the vacuum chamber, and an evaporation source disposed in the vacuum chamber so as to face the evaporation source. A counter electrode for holding a vapor deposition substrate, a filament for generating thermoelectrons arranged between the evaporation source and the counter electrode, and a grit arranged between the filament and the evaporation source and capable of passing a vapor deposition substance. And a power supply means for realizing a predetermined electrical state in the vacuum chamber, and a conductive means for electrically connecting the vacuum chamber and the power source means to each other. Is a positive potential, a thin film vapor deposition apparatus.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61142197A JPH0765165B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Thin film deposition equipment |
| DE19873790317 DE3790317T (en) | 1986-06-18 | 1987-06-18 | |
| US07/167,850 US4854265A (en) | 1986-06-18 | 1987-06-18 | Thin film forming apparatus |
| DE3790317A DE3790317C2 (en) | 1986-06-18 | 1987-06-18 | |
| GB8803148A GB2204596B (en) | 1986-06-18 | 1987-06-18 | Thin film forming apparatus |
| PCT/JP1987/000398 WO1987007916A1 (en) | 1986-06-18 | 1987-06-18 | Thin film forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61142197A JPH0765165B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Thin film deposition equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63455A JPS63455A (en) | 1988-01-05 |
| JPH0765165B2 true JPH0765165B2 (en) | 1995-07-12 |
Family
ID=15309648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61142197A Expired - Lifetime JPH0765165B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Thin film deposition equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765165B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989763A (en) * | 1983-09-28 | 1984-05-24 | Ricoh Co Ltd | Vapor deposition device for thin film |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61142197A patent/JPH0765165B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63455A (en) | 1988-01-05 |
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