JPH04218665A - Apparatus for forming thin film - Google Patents
Apparatus for forming thin filmInfo
- Publication number
- JPH04218665A JPH04218665A JP2403585A JP40358590A JPH04218665A JP H04218665 A JPH04218665 A JP H04218665A JP 2403585 A JP2403585 A JP 2403585A JP 40358590 A JP40358590 A JP 40358590A JP H04218665 A JPH04218665 A JP H04218665A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- crucible
- vapor
- thin film
- filament
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 24
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 17
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は基板上に薄膜を形成す
る薄膜形成装置、特に、クラスターイオンビーム蒸着法
(ICB法)により高品質の薄膜を蒸着形成する薄膜形
成装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate, and more particularly to a thin film forming apparatus for forming a high quality thin film by vapor deposition using cluster ion beam evaporation (ICB method).
【0002】0002
【従来の技術】従来から半導体膜、光学薄膜、磁性膜、
絶縁膜などの高品質の薄膜がICB法により形成されて
いる。図2は例えば特公昭54−9592 号公報に示
された従来の薄膜形成装置を模式的に示す断面図である
。[Prior Art] Conventionally, semiconductor films, optical thin films, magnetic films,
High quality thin films such as insulating films are formed by the ICB method. FIG. 2 is a sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 54-9592.
【0003】図において、1は蒸着物質2の蒸気を発生
させる蒸気発生源、3は蒸着物質2を収容するるつぼ、
4はるつぼ3の上部に形成されたノズル、5はるつぼ3
のまわりに設けられてこれを加熱する加熱装置としての
加熱用フィラメント、6は加熱用フィラメント5からの
熱を遮る第1の熱シールド板であり、るつぼ3、加熱用
フィラメント5および第1の熱シールド板6で蒸気発生
源1を構成している。In the figure, 1 is a steam generation source that generates vapor of a vapor deposition material 2, 3 is a crucible containing the vapor deposition material 2,
4 is a nozzle formed on the top of crucible 3, 5 is crucible 3
A heating filament 6 is a first heat shield plate that blocks heat from the heating filament 5, and 6 is a first heat shield plate that blocks heat from the crucible 3, the heating filament 5, and the first heat. The shield plate 6 constitutes a steam generation source 1.
【0004】7はノズル4から上方へ噴出した蒸着物質
2の蒸気から生じたクラスター(塊状原子集団)、8は
蒸気発生源1の上方に設けられてクラスター7をイオン
化するイオン化装置、9は電子を放出するイオン化フィ
ラメント、10はイオン化フィラメント9から電子を引
き出し、クラスター7へ向けて加速するグリッド状の電
子引出電極、11はイオン化フィラメント9からの熱を
遮る第2の熱シールド板であり、イオン化フィラメント
9、電子引出電極10および第2の熱シールド板11で
イオン化装置8を構成している。7 is a cluster (massive atomic group) generated from the vapor of the vapor deposition material 2 spouted upward from the nozzle 4; 8 is an ionization device installed above the steam generation source 1 to ionize the cluster 7; 9 is an electron 10 is a grid-shaped electron extraction electrode that extracts electrons from the ionization filament 9 and accelerates them toward the cluster 7; 11 is a second heat shield plate that blocks heat from the ionization filament 9; The filament 9, the electron extraction electrode 10, and the second heat shield plate 11 constitute the ionization device 8.
【0005】12はイオン化装置8によりイオン化され
たイオン化クラスター、13はイオン化装置8の上方に
設けられてイオン化クラスター12を後述の基板16へ
向けて加速する加速装置、14、15は加速電極とアー
ス電極で、アース電極15は大地電位に、そして加速電
極14はこれに対して正の電位になっていて、両者で加
速装置13を構成している。Reference numeral 12 denotes an ionized cluster ionized by the ionizer 8, 13 an accelerator which is provided above the ionizer 8 and accelerates the ionized cluster 12 toward a substrate 16, which will be described later, and 14 and 15 an acceleration electrode and a ground. Among the electrodes, the earth electrode 15 is at ground potential, and the accelerating electrode 14 is at a positive potential with respect to this, and both constitute an accelerator 13.
【0006】16は加速装置13の上方に設けられた基
板で、大地電位になっている。17は内部を真空に保つ
とともに上方1〜16を収納する真空槽、18は真空槽
17の排気を行なって真空状態にする真空排気系である
。A substrate 16 is provided above the accelerator 13 and is at ground potential. Reference numeral 17 denotes a vacuum chamber which maintains the interior under vacuum and accommodates the upper parts 1 to 16. Reference numeral 18 denotes a vacuum evacuation system which evacuates the vacuum chamber 17 to bring it into a vacuum state.
【0007】次に動作について説明する。まず、真空排
気系18により、真空槽17内が10−6Torr程度
の真空度になるまで排気する。るつぼ3の電位は加熱用
フィラメント5に対して正になるように電圧を印加して
おく。加熱用フィラメント5に通電して加熱し、放出さ
れた電子を電界によってるつぼ3へ向かって引き出しこ
れに衝突させて、るつぼ3内の蒸気圧が数Torrにな
る温度まで加熱する。Next, the operation will be explained. First, the inside of the vacuum chamber 17 is evacuated by the evacuation system 18 until the vacuum level reaches about 10<-6 >Torr. A voltage is applied so that the potential of the crucible 3 is positive with respect to the heating filament 5. Electricity is applied to the heating filament 5 to heat it, and the emitted electrons are drawn toward the crucible 3 by an electric field and collided with it, thereby heating the crucible 3 to a temperature where the vapor pressure within the crucible 3 becomes several Torr.
【0008】この加熱によってるつぼ3内の蒸着物質2
が蒸発し、その蒸気がノズル4から上方へ噴出する。こ
の蒸気はノズル4を通過する際、断熱膨張により加速冷
却されて凝縮し、クラスター7が形成される。By this heating, the vapor deposited substance 2 in the crucible 3
is evaporated and the vapor is ejected upward from the nozzle 4. When this vapor passes through the nozzle 4, it is acceleratedly cooled by adiabatic expansion and condensed, forming a cluster 7.
【0009】イオン化装置8においては、イオン化フィ
ラメント9に対して電子引出電極10の電位を正にして
おく。イオン化フィラメント9が通電加熱され、これか
ら放出された電子が電子引出電極10によって引き出さ
れる。その電子の一部は電子引出電極10に捕捉される
が、他の一部はグリッド状の隙間を通って飛んでいき、
クラスター7に衝突してそのエネルギーで電子を叩き出
し、正電荷を有するイオン化クラスター12を生成させ
る。In the ionization device 8, the potential of the electron extraction electrode 10 is kept positive with respect to the ionization filament 9. The ionized filament 9 is heated with electricity, and electrons emitted from the filament 9 are extracted by an electron extraction electrode 10. Some of the electrons are captured by the electron extraction electrode 10, but the other part flies through the grid-like gaps.
It collides with the cluster 7 and knocks out electrons with its energy, producing an ionized cluster 12 having a positive charge.
【0010】イオン化クラスター12は加速装置13に
おいて、加速電極14とアース電極15の間に形成され
た電界によって上方へ、即ち基板16へ向かって加速さ
れ、イオン化されていない中性のクラスター7とともに
基板16に衝突し、その表面に蒸着物質2の薄膜(図示
せず)を形成する。In the accelerator 13, the ionized clusters 12 are accelerated upward, ie, toward the substrate 16, by an electric field formed between an accelerating electrode 14 and a ground electrode 15, and the ionized clusters 12 are accelerated together with the neutral clusters 7 that are not ionized. 16 and forms a thin film (not shown) of the vapor deposited substance 2 on its surface.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜形成装置は
以上のように構成されているので、シリコン(Si)や
アルミニウム(Al)などのるつぼ材料との濡れ性のよ
い蒸着物質を用いた場合、溶融した蒸着物質がるつぼの
内壁を這い上がって外へしみ出し、これが蒸発してその
蒸気のためにるつぼと加熱用フィラメントの間のインピ
ーダンスが低下してその間に電圧を印加することができ
なくなって、薄膜形成装置を安定的に稼働させることが
できなくなる。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional thin film forming apparatus is configured as described above, when a vapor deposition substance having good wettability with the crucible material such as silicon (Si) or aluminum (Al) is used. , the molten deposition material creeps up the inner wall of the crucible and seeps out, and as it evaporates, the impedance between the crucible and the heating filament decreases, making it impossible to apply voltage between them. Therefore, it becomes impossible to operate the thin film forming apparatus stably.
【0012】また、蒸着物質には装置を構成する材料と
激しい反応性を示すものもあり、しみ出しや蒸気の凝縮
により蒸着物質に濡れた部分、特に電子引出電極、第1
、第2の熱シールド板などが腐食されて寿命が極端に短
かくなったり、あるいはこれを防ぐために定期的にこれ
らの部分を清掃しなければならないという問題点があっ
た。[0012] Furthermore, some vapor deposition substances exhibit strong reactivity with the materials constituting the apparatus, and parts that are wet with the vapor deposition substance due to seepage or vapor condensation, especially the electron extraction electrode and the first
There have been problems in that the second heat shield plate and the like are corroded, resulting in an extremely shortened service life, or that these parts must be cleaned periodically to prevent this.
【0013】また、イオン化フィラメントから放出され
た電子のうち、クラスターのイオン化に寄与するのは、
グリッド状の電子引出電極の隙間を通過した電子のみで
あって、電子引出電極に捕えられた電子はイオン化に寄
与せず、そのためイオン化効率が低い。[0013] Among the electrons emitted from the ionized filament, those that contribute to the ionization of the cluster are:
Only the electrons that passed through the gaps between the grid-shaped electron extraction electrodes, and the electrons captured by the electron extraction electrodes, do not contribute to ionization, and therefore the ionization efficiency is low.
【0014】さらに、加速電極とアース電極の間の電位
差(加速電圧)を変化させてクラスターの加速を制御す
ることにより、基板上に形成される薄膜の性質を制御し
ようとすると、加速電圧の変化により、引き出されるイ
オン化クラスターの量も変化し、特に、加速電圧を小さ
くすると基板に到達するイオン化クラスターの量が非常
に小さくなってイオン化クラスターの特性を生かした高
品質の薄膜の形成を行なうことができない。Furthermore, when attempting to control the properties of the thin film formed on the substrate by controlling the acceleration of the clusters by changing the potential difference (accelerating voltage) between the accelerating electrode and the earth electrode, it is possible to control the properties of the thin film formed on the substrate. As a result, the amount of ionized clusters drawn out also changes, and in particular, when the accelerating voltage is reduced, the amount of ionized clusters that reach the substrate becomes extremely small, making it possible to form a high-quality thin film that takes advantage of the characteristics of ionized clusters. Can not.
【0015】また、加速電圧を小さくして0に近付ける
と、加速電極とアース電極の間の電界が弱まって、イオ
ン化フィラメントから飛び出した電子が基板へ入射する
ようになり、そのため損傷を与えるなどの問題点があっ
た。Furthermore, when the accelerating voltage is reduced to approach 0, the electric field between the accelerating electrode and the ground electrode becomes weaker, and the electrons ejected from the ionized filament are allowed to enter the substrate, causing damage. There was a problem.
【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、安定的、効率的な稼働、高品質
の薄膜の形成などができる性能の良い薄膜形成装置を得
ることを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a thin film forming apparatus with good performance that can operate stably and efficiently and form high quality thin films. shall be.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係る薄膜形成
装置は、イオン化装置を、ノズルと対向する位置に設け
られたカソード、および、カソードとるつぼと加熱装置
とを包囲するアノードで構成したものである。また、加
速装置を、加速電極、加速電極に対して負電位の引出電
極、および加速電極と引出電極の両電位の中間の電位を
有する制御電極で構成したものである。[Means for Solving the Problems] A thin film forming apparatus according to the present invention includes an ionization device including a cathode provided at a position facing a nozzle, and an anode surrounding the cathode, a crucible, and a heating device. It is. Further, the accelerator includes an accelerating electrode, an extraction electrode having a negative potential with respect to the accelerating electrode, and a control electrode having a potential intermediate between the potentials of the accelerating electrode and the extracting electrode.
【0018】[0018]
【作用】この発明における薄膜形成装置は、カソードか
らの熱により、るつぼのノズル近傍が加熱され、そのた
め溶融した蒸着物質が這い上がって来ても蒸発し、這い
上がりが抑えられる。また、アノードがるつぼと加熱装
置を包囲しているのでこれらによりアノードが加熱され
て高温になり、蒸着物質が付着することなく、したがっ
て蒸着物質による腐食が防止される。[Operation] In the thin film forming apparatus according to the present invention, the vicinity of the nozzle of the crucible is heated by the heat from the cathode, so that even if the molten vapor deposition material creeps up, it evaporates and suppresses the creeping up. Further, since the anode surrounds the crucible and the heating device, the anode is heated to a high temperature by these, and the vapor deposition material does not adhere thereto, thereby preventing corrosion caused by the vapor deposition material.
【0019】また、カソードから放出される電子を、グ
リッド状の電極を通すことなく、クラスターへ直接照射
するのでイオン化効率が向上する。Furthermore, since the electrons emitted from the cathode are directly irradiated onto the cluster without passing through the grid-like electrode, ionization efficiency is improved.
【0020】さらに、加速電位と引出電極の間の電位差
により基板へ入射するイオン化クラスターの量をある必
要レベル以上に保つと同時に、加速電極と制御電極の間
の電位差(加速電圧)によりイオン化クラスターの加速
を制御できる。Furthermore, the amount of ionized clusters incident on the substrate is maintained above a certain required level by the potential difference between the accelerating potential and the extraction electrode, and at the same time, the amount of ionized clusters is maintained by the potential difference (accelerating voltage) between the accelerating electrode and the control electrode. Acceleration can be controlled.
【0021】また、加速電極に対して引出電極の電位は
負であるので、引出電極近傍に形成される電界により、
電子がイオン化フィラメントから基板へ向かって飛び出
すのが抑制される。Furthermore, since the potential of the extraction electrode is negative with respect to the acceleration electrode, the electric field formed near the extraction electrode causes
Electrons are prevented from jumping out from the ionized filament toward the substrate.
【0022】[0022]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を
模式的に示す断面図であり、図において、2〜5、7、
12、16〜18は図2の場合と同様であるので説明を
省略する。1は蒸着物質2の蒸気を発生させる蒸気発生
源で、るつぼ3と加熱用フィラメント5とで構成されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
12, 16 to 18 are the same as in the case of FIG. 2, so their explanation will be omitted. Reference numeral 1 denotes a steam generation source that generates the vapor of the vapor deposition material 2, and is composed of a crucible 3 and a heating filament 5.
【0023】21は蒸気発生源1の上方に設けられてク
ラスター7をイオン化するイオン化装置、22はノズル
4と対向する位置に設けらたカソードであるイオン化フ
ィラメントで、通電加熱されて電子を放出する。23は
イオン化フィラメント22、るつぼ3および加熱用フィ
ラメント5を包囲するように設けられたアノードであり
、イオン化フィラメント22とアノード23でイオン化
装置21を構成している。24はイオン化装置21の外
側に設けられた磁界印加装置である。21 is an ionization device provided above the steam generation source 1 to ionize the cluster 7; 22 is an ionization filament serving as a cathode provided at a position facing the nozzle 4; the ionization filament is heated with electricity to emit electrons; . 23 is an anode provided so as to surround the ionization filament 22, the crucible 3, and the heating filament 5, and the ionization filament 22 and the anode 23 constitute the ionization device 21. 24 is a magnetic field application device provided outside the ionization device 21.
【0024】25はイオン化装置21の上方に設けられ
てイオン化クラスター12を基板16へ向けて加速する
加速装置、26はアノード23と一体的につながった加
速電極、27は引出電極、28は制御電極としてのアー
ス電極で、大地電位になっている。加速電極26、引出
電極27、アース電極28の順にノズル4から遠ざかる
位置に配置されるとともに、アース電極28に対して加
速電極26は正、引出電極27は負の電位になっている
。すなわち、引出電極27は加速電極26に対して負の
電位に、そしてアース電極28は加速電極26と引出電
極27の両電位の中間の電位になっている。上記三電極
26、27、28で加速装置25を構成している。Reference numeral 25 denotes an accelerator which is provided above the ionizer 21 and accelerates the ionized cluster 12 toward the substrate 16, 26 an acceleration electrode integrally connected to the anode 23, 27 an extraction electrode, and 28 a control electrode. As a ground electrode, it is at ground potential. The accelerating electrode 26, the extracting electrode 27, and the grounding electrode 28 are disposed in this order at positions farther away from the nozzle 4, and the accelerating electrode 26 has a positive potential and the extracting electrode 27 has a negative potential with respect to the grounding electrode 28. That is, the extraction electrode 27 has a negative potential with respect to the acceleration electrode 26, and the ground electrode 28 has a potential intermediate between the potentials of the acceleration electrode 26 and the extraction electrode 27. The three electrodes 26, 27, and 28 constitute an accelerator 25.
【0025】次に動作について説明する。図2の場合と
同様に加熱用フィラメント5でるつぼ3を加熱し、蒸着
物質2の蒸気をノズル4から噴出させてクラスター7を
形成する。また、イオン化フィラメント22が通電加熱
され、これから電子がアノード23に向かって放出され
、クラスター7に衝突してこれをイオン化する。その間
、図2のような電子引出電極10のグリッド状の隙間を
電子が通過する必要がないので電子が有効に活用される
。さらにこの実施例では磁界印加装置24が設けられて
いて、イオン化フィラメント22とアノード23により
形成される電界(図において左右、奥行方向)に対して
垂直な上下方向に磁界を形成するので、上記電子がらせ
ん運動し、イオン化効率が一層向上する。Next, the operation will be explained. As in the case of FIG. 2, the crucible 3 is heated with the heating filament 5, and the vapor of the vapor deposition substance 2 is ejected from the nozzle 4 to form the cluster 7. Further, the ionizing filament 22 is heated with electricity, and electrons are emitted from the filament 22 toward the anode 23, collide with the cluster 7, and ionize it. During this time, since the electrons do not need to pass through the grid-like gaps of the electron extracting electrode 10 as shown in FIG. 2, the electrons are effectively utilized. Further, in this embodiment, a magnetic field applying device 24 is provided, which forms a magnetic field in the vertical direction perpendicular to the electric field (left, right, and depth directions in the figure) formed by the ionization filament 22 and the anode 23. The particles move in a spiral manner, further improving ionization efficiency.
【0026】また、イオン化フィラメント22によりノ
ズル4近傍、つまりるつぼ3の上部が加熱されるので、
溶融した蒸着物質2がるつぼ3の内壁を這い上がっても
るつぼ3の上部で蒸発する。さらに、アノード23で加
熱用フィラメント5とるつぼ3を包囲しているので、ア
ノード23が高温に保たれ、そのため蒸着物質2の蒸気
が凝縮して付着することはなく、またるつぼ3と加熱用
フィラメント5の間に蒸気が立ちこめてその間のインピ
ーダンスが低下することもない。Furthermore, since the ionized filament 22 heats the vicinity of the nozzle 4, that is, the upper part of the crucible 3,
The molten vapor deposition substance 2 creeps up the inner wall of the crucible 3 and evaporates at the upper part of the crucible 3. Furthermore, since the anode 23 surrounds the heating filament 5 and the crucible 3, the anode 23 is kept at a high temperature, so that the vapor of the vapor deposition material 2 does not condense and adhere to the crucible 3 and the heating filament 3. There is no possibility that steam will build up between the points 5 and 5 and the impedance between them will drop.
【0027】イオン化装置21でイオン化されて正の電
荷を持ったイオン化クラスター12は、加速電極26と
引出電極27で形成される電界により、イオン化装置2
1から基板16へ向かって引き出される。イオン化クラ
スター12は引出電極27とアース電極28の間を通過
するが、アース電極28は引出電極27に対して正電位
であるので、イオン化クラスター12がこの間で減速さ
れる。結局、イオン化クラスター12は加速電極26と
アース電極28の間の電位差(加速電圧)に応じた運動
エネルギーが与えられることになる。The positively charged ionized clusters 12 ionized by the ionization device 21 are moved to the ionization device 2 by the electric field formed by the acceleration electrode 26 and the extraction electrode 27.
1 toward the substrate 16. The ionized cluster 12 passes between the extraction electrode 27 and the earth electrode 28, but since the earth electrode 28 has a positive potential with respect to the extraction electrode 27, the ionization cluster 12 is decelerated during this time. As a result, the ionized cluster 12 is given kinetic energy according to the potential difference (acceleration voltage) between the acceleration electrode 26 and the earth electrode 28.
【0028】したがって、加速電極26と引出電極27
の間の電位差により、イオン化装置21から引き出され
るイオン化クラスター12の量をある必要レベル以上に
保ちながら、一方、イオン化クラスター12の加速を加
速電圧により制御でき、例えば小さな加速電圧の場合で
もイオン化クラスター12の量を確保してその特性を生
かした薄膜の形成が可能となる。Therefore, the acceleration electrode 26 and the extraction electrode 27
While maintaining the amount of ionized clusters 12 drawn out from the ionization device 21 above a certain required level due to the potential difference between them, the acceleration of the ionized clusters 12 can be controlled by the acceleration voltage. It becomes possible to form a thin film that takes advantage of its properties by securing the amount of .
【0029】また、イオン化フィラメント22から飛び
出して基板16へ向かう電子は、負電位の引出電極が形
成する電界によって、基板16へ入射するのが阻止され
る。Further, electrons flying out from the ionized filament 22 and heading toward the substrate 16 are prevented from entering the substrate 16 by the electric field formed by the negative potential extraction electrode.
【0030】なお、上記実施例では加熱用フィラメント
5によってるつぼ3を加熱したが、イオン化フィラメン
ト22で加熱装置を兼用し、これによってるつぼ3を加
熱するようにしてもよい。また、磁界印加装置24を設
けたが、これを設けない場合にも適用できる。In the above embodiment, the crucible 3 is heated by the heating filament 5, but the ionizing filament 22 may also be used as a heating device, and the crucible 3 may be heated by this. Further, although the magnetic field application device 24 is provided, the present invention can also be applied to a case where this is not provided.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ノズル
と対向する位置に設けられたカソード、および、カソー
ドとるつぼと加熱装置とを包囲するアノードでイオン化
装置を構成したので、カソードからの電子が直接クラス
ターへ照射されてイオン化効率が向上し、また、るつぼ
のノズル近傍およびカソードが高温になって、蒸着物質
のるつぼ周辺へのしみ出しやアノードへの付着がなく、
したがって蒸着物質による腐食やるつぼと加熱装置間の
インピーダンスの低下が防止される。As described above, according to the present invention, the ionization device is constituted by the cathode provided at a position facing the nozzle, and the anode surrounding the cathode, the crucible, and the heating device. Electrons are directly irradiated to the cluster, improving ionization efficiency, and the vicinity of the nozzle of the crucible and the cathode are heated to high temperatures, preventing the deposited material from seeping out around the crucible or adhering to the anode.
Therefore, corrosion caused by the deposited material and a decrease in impedance between the crucible and the heating device are prevented.
【0032】また、加速電極、加速電極に対して負電位
の引出電極、および、加速電極と引出電極の両電位の中
間の電位の制御電極で構成したので、イオン化クラスタ
ーの量をあるレベル以上に保ちながら、その加速を制御
することができ、さらに電子が基板へ入射して損傷を与
えるのを防止できる。以上により、安定的、効率的な稼
働、高品質の薄膜の形成などができる性能の良い薄膜形
成装置が得られる効果がある。[0032] Furthermore, since it is composed of an accelerating electrode, an extracting electrode having a negative potential with respect to the accelerating electrode, and a control electrode having a potential intermediate between the potentials of the accelerating electrode and the extracting electrode, the amount of ionized clusters can be increased beyond a certain level. It is possible to control the acceleration of the substrate while maintaining it, and furthermore, it is possible to prevent the electrons from entering the substrate and causing damage. As a result of the above, it is possible to obtain a high-performance thin film forming apparatus that can operate stably and efficiently and form high-quality thin films.
【図1】この発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の薄膜形成装置を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional thin film forming apparatus.
2は蒸着物質、3はるつぼ、4はノズル、5は加熱用フ
ィラメント、7はクラスター、12はイオン化クラスタ
ー、16は基板、21はイオン化装置、22はイオン化
フィラメント、23はアノード、25は加速装置、26
は加速電極、27は引出電極、28はアース電極である
。2 is a deposition substance, 3 is a crucible, 4 is a nozzle, 5 is a heating filament, 7 is a cluster, 12 is an ionization cluster, 16 is a substrate, 21 is an ionization device, 22 is an ionization filament, 23 is an anode, 25 is an accelerator , 26
27 is an acceleration electrode, 27 is an extraction electrode, and 28 is a ground electrode.
Claims (2)
ぼを加熱してこのるつぼに形成されたノズルから上記蒸
着物質の蒸気を噴出させる加熱装置、上記蒸着物質の蒸
気から生じたクラスターをイオン化させるイオン化装置
、および、薄膜が形成される基板へ向けてイオン化した
上記クラスターを加速する加速装置を備えた薄膜形成装
置において、上記イオン化装置を、上記ノズルと対向す
る位置に設けられ、加熱されて電子を放出するカソード
、および、上記カソードとるつぼと加熱装置とを包囲す
るアノード構成したことを特徴とする薄膜形成装置。1. A crucible containing a vapor deposition material, a heating device for heating the crucible and ejecting vapor of the vapor deposition material from a nozzle formed in the crucible, and an ionization device for ionizing clusters generated from the vapor of the vapor deposition material. and a thin film forming apparatus comprising an accelerator for accelerating the ionized clusters toward the substrate on which the thin film is formed, the ionization device is provided at a position facing the nozzle and is heated to emit electrons. 1. A thin film forming apparatus comprising: a cathode for emitting light; and an anode surrounding the cathode, a crucible, and a heating device.
ぼを加熱してこのるつぼに形成されたノズルから上記蒸
着物質の蒸気を噴出させる加熱装置、上記蒸着物質の蒸
気から生じたクラスターをイオン化させるイオン化装置
、および、薄膜が形成される基板へ向けてイオン化した
上記クラスターを加速する加速装置を備えた薄膜形成装
置において、上記加速装置を、加速電極、この加速電極
に対して負電位の引出電極、および、上記加速電極と引
出電極との中間の電位を有する制御電極で構成し、上記
加速電極、引出電極、制御電極の順に上記ノズルから遠
ざかる位置に配置したことを特徴とする薄膜形成装置。2. A crucible containing a vapor deposition material, a heating device for heating the crucible and ejecting vapor of the vapor deposition material from a nozzle formed in the crucible, and an ionization device for ionizing clusters generated from the vapor of the vapor deposition material. In a thin film forming apparatus equipped with an accelerator for accelerating the ionized clusters toward a substrate on which a thin film is formed, the accelerator includes an accelerating electrode, an extraction electrode having a negative potential with respect to the accelerating electrode, and a thin film forming apparatus comprising a control electrode having a potential intermediate between the acceleration electrode and the extraction electrode, and the acceleration electrode, extraction electrode, and control electrode are arranged in the order farther away from the nozzle.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2403585A JPH04218665A (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Apparatus for forming thin film |
KR1019910018489A KR940004099B1 (en) | 1990-11-15 | 1991-10-19 | Ionising vapour cluster and appartus for forming thin film |
CN91110723A CN1061444A (en) | 1990-11-15 | 1991-11-08 | Film forming device |
GB9126552A GB2251631B (en) | 1990-12-19 | 1991-12-13 | Thin-film forming apparatus |
DE4142103A DE4142103C2 (en) | 1990-12-19 | 1991-12-19 | DEVICE FOR ION CLUSTER BEAM DAMPING |
US08/095,046 US5354445A (en) | 1990-12-19 | 1993-07-22 | Thin film-forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2403585A JPH04218665A (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Apparatus for forming thin film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04218665A true JPH04218665A (en) | 1992-08-10 |
Family
ID=18513316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2403585A Pending JPH04218665A (en) | 1990-11-15 | 1990-12-19 | Apparatus for forming thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04218665A (en) |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP2403585A patent/JPH04218665A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100302818B1 (en) | Physical Vapor Deposition Using Ion Extraction from Plasma | |
EP0055326B1 (en) | System and method for deflecting and focusing a broad plasma beam | |
JP2016528677A (en) | Substrate processing system, ion implantation system, and beamline ion implantation system | |
US5354445A (en) | Thin film-forming apparatus | |
US5180477A (en) | Thin film deposition apparatus | |
US5315121A (en) | Metal ion source and a method of producing metal ions | |
JPH06108236A (en) | Thin film forming device | |
JPH04218665A (en) | Apparatus for forming thin film | |
JPS63472A (en) | Vacuum device for forming film | |
JPS63238264A (en) | Device for ejecting vapor and cluster of material to be deposited by evaporation | |
JPH02247374A (en) | Crucible for evaporation source and thin film formation using same | |
JP2000144392A (en) | Thin film forming device and formation of thin film | |
KR940004099B1 (en) | Ionising vapour cluster and appartus for forming thin film | |
JP2755499B2 (en) | Thin film forming equipment | |
JPH01119663A (en) | Thin film-forming apparatus | |
JP2702235B2 (en) | Thin film forming equipment | |
JPH0735569B2 (en) | Thin film forming equipment | |
JP3025834B2 (en) | Ion beam sputter deposition equipment | |
JP2889930B2 (en) | Ion source | |
JPH04289161A (en) | Apparatus for forming film | |
JPS616271A (en) | Method and device for bias ion plating | |
JPS6329925A (en) | Forming device for compound thin-film | |
JPH05339720A (en) | Device for formation of thin film | |
JPH05179431A (en) | Device for forming thin film | |
JPS6386863A (en) | Thin film producing apparatus |