JP2001003163A - Ion plating vapor deposition device - Google Patents
Ion plating vapor deposition deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンプレーティ
ング蒸着装置に関し、例えば光学薄膜などの多種多様な
膜形成に用いられるイオンプレーティング蒸着装置に関
する。The present invention relates to an ion plating deposition apparatus, and more particularly to an ion plating deposition apparatus used for forming various kinds of films such as optical thin films.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は、高周波コイルを用いた従来のイ
オンプレーティング蒸着装置40の概略構成図である。
図2において、イオンプレーティング蒸着装置40のチ
ャンバー42内には、蒸着材料を入れた蒸着源44の上
方に高周波リング46が設置され、一般的には13.5
6MHzの高周波を高周波電源54により印加される。
また、このチャンバー42内には、ガス導入口52から
プラズマ反応ガスとして酸素や窒素などが導入して、気
化した蒸着材料と共に放電プラズマ中でイオン化、酸
化、窒化などの活性化過程、もしくは反応過程を発生さ
せる。そして、高周波リング46の上方には、さらに基
板ドーム48が設けられていて、その表面には蒸着膜を
形成するための基板50がセットされ、この基板ドーム
48に直流電源56から負の電位が与えられることによ
り、基板50に対してプラズマ中でイオン化された蒸着
粒子が電界加速によって衝突し、基板50の表面に堆積
して膜が形成される。また、上記のように基板に強制的
に電界をかける以外の方法としては、電気的に接地して
いない基板ドームに対して、プラズマ中で解離した電子
によって基板ドームを帯電させる方法などかあり、上記
と同様の効果を得ることができる。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional ion plating vapor deposition apparatus 40 using a high-frequency coil.
In FIG. 2, a high-frequency ring 46 is installed in a chamber 42 of an ion plating vapor deposition apparatus 40 above a vapor deposition source 44 containing a vapor deposition material.
A high frequency of 6 MHz is applied by a high frequency power supply 54.
Into this chamber 42, oxygen or nitrogen is introduced as a plasma reaction gas through a gas inlet 52, and an activation process such as ionization, oxidation, nitriding, or a reaction process is performed in a discharge plasma together with a vaporized deposition material. Generate. A substrate dome 48 is further provided above the high-frequency ring 46, and a substrate 50 for forming a vapor-deposited film is set on the surface of the substrate dome 48. By being given, the deposition particles ionized in the plasma collide with the substrate 50 by the electric field acceleration, and are deposited on the surface of the substrate 50 to form a film. Also, as a method other than forcibly applying an electric field to the substrate as described above, for a substrate dome that is not electrically grounded, there is a method of charging the substrate dome by electrons dissociated in plasma, and the like. The same effects as above can be obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のイオンプレーティング蒸着装置40にあって
は、高周波リング46が蒸着源44の近くにあるため、
蒸着材料のイオン化効率が上がって膜を緻密化できる反
面、イオン化過程と同時に高周波リング46が蒸着化合
物の分解を引き起こすことから、所望の特性を持った化
合物膜が得られなくなるという問題があった。また、蒸
着材料として誘電体材料を用いる場合は、基板上に成膜
するにしたがって、基板や真空槽壁面に帯電した電荷が
放電を起こし、汚染物質の発生や基板上に放電痕を残す
という問題があった。本発明は、上記課題に鑑みてなさ
れたものであり、緻密で損傷の無い蒸着膜を形成するこ
とができるとともに、蒸着材料に誘電体材料を用いた嶺
場合であっても所望の誘電体膜を容易に形成することが
できるイオンプレーティング蒸着装置を提供することを
目的としている。However, in such a conventional ion plating deposition apparatus 40, since the high-frequency ring 46 is located near the deposition source 44,
Although the ionization efficiency of the vapor deposition material is increased and the film can be densified, there is a problem that a compound film having desired characteristics cannot be obtained because the high-frequency ring 46 causes decomposition of the vapor deposition compound simultaneously with the ionization process. In addition, when a dielectric material is used as a vapor deposition material, as the film is formed on the substrate, electric charges charged on the substrate and the wall surface of the vacuum chamber cause a discharge, thereby generating contaminants and leaving a discharge mark on the substrate. was there. The present invention has been made in view of the above problems, and enables formation of a dense and undamaged vapor-deposited film, and a desired dielectric film even when a dielectric material is used as a vapor-deposited material. It is an object of the present invention to provide an ion plating vapor deposition apparatus that can easily form a film.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、蒸着源より気化した蒸着
物質を成膜対象の基板との間に設けた高周波リングによ
るプラズマ反応でイオン化し、基板上に蒸着物質を堆積
させて膜を形成するイオンプレーティング蒸着装置にお
いて、前記基板を保持する基板ドームに高周波電源を接
続し、前記基板ドームの背後には直流電源を接続した金
属ドームを設けたことを特徴としている。これによれ
ば、蒸着物質をイオン化するための高周波リングに加え
て、基板ドームにも高周波電源を接続することにより、
基板近くでイオン化された蒸着物質や導入されるプラズ
マ反応ガスを活性化して反応過程を補助し、さらにその
基板ドームの背後に設けた金属ドームに直流電源を接続
したため、電界加速によって基板上に緻密な所望の膜を
形成することができる。また、謂求項2に記載の発明、
請求項1に記載のイオンプレーティング蒸着装置におい
て、前記基板ドームと高周波電源との間にコンデンサを
設けたことを特徴としている。これによれば、基板ドー
ムがコンデンサによって直流的に絶縁されることから、
基板ドーム全体を均一に帯電させることが可能となり、
基板ドームと基板との間の放電を防止することによっ
て、損傷の無い蒸着膜を形成することができる。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a plasma reaction by a high-frequency ring provided between a deposition target substrate and a deposition material vaporized from a deposition source. In an ion plating deposition apparatus that forms a film by depositing a deposition substance on a substrate to form a film, a high frequency power supply was connected to a substrate dome holding the substrate, and a DC power supply was connected behind the substrate dome. It features a metal dome. According to this, in addition to the high-frequency ring for ionizing the deposition material, by connecting the high-frequency power supply to the substrate dome,
Activating the ionized deposition material and the introduced plasma reaction gas near the substrate to assist the reaction process, and connected a DC power supply to the metal dome provided behind the substrate dome, so that the electric field accelerated the compactness on the substrate. A desired film can be formed. Further, the invention according to claim 2,
The ion plating deposition apparatus according to claim 1, wherein a capacitor is provided between the substrate dome and a high-frequency power supply. According to this, since the substrate dome is DC-insulated by the capacitor,
It is possible to uniformly charge the entire substrate dome,
By preventing discharge between the substrate dome and the substrate, a deposited film without damage can be formed.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。本実施の形態では、イオ
ンプレーティング蒸着装置を用いて基板上に誘電体膜を
堆積させ、光吸収性の無い光学薄膜を形成するものであ
る。図1は、本発明に係るイオンプレーティング蒸著装
置10の概略構成を示す図である。図1におけるイオン
プレーティング蒸着装置10は、真空槽12内の下部に
蒸着源14が配置され、その上部には高周波電源26か
らの高周波を印加する高周波リング16が配置され、さ
らにその高周波リング16の上部には成膜対象の基板2
0が基板ドーム18に保持されて配置されている。本実
施の形態のイオンプレーティング蒸着装置10の特徴的
な構成は、従来は直流電源が接続されていた基板ドーム
18に対して高周波電源28を接続し、その高周波電源
28と基板ドーム18との間にコンデンサ30を介在さ
せている点、及び基板ドーム18の背後(図1の真空槽
12内の基板ドーム18の上方にあって蒸着源14から
見ると基板ドーム18の背後に位置する)には、金属ド
ームとしての直流電源用電極22が配置され、直流電源
32から負電圧が印加されている点にある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. In the present embodiment, a dielectric film is deposited on a substrate using an ion plating vapor deposition apparatus to form an optical thin film having no light absorption. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ion plating steaming apparatus 10 according to the present invention. In the ion plating deposition apparatus 10 in FIG. 1, a deposition source 14 is disposed in a lower part in a vacuum chamber 12, and a high frequency ring 16 for applying a high frequency from a high frequency power supply 26 is disposed in an upper part thereof. Above the substrate 2
0 is held and arranged on the substrate dome 18. A characteristic configuration of the ion plating vapor deposition apparatus 10 of the present embodiment is that a high-frequency power supply 28 is connected to the substrate dome 18 to which a DC power supply is conventionally connected, and the high-frequency power supply 28 and the substrate dome 18 are connected to each other. A point at which a capacitor 30 is interposed therebetween, and behind the substrate dome 18 (above the substrate dome 18 in the vacuum chamber 12 in FIG. 1 and located behind the substrate dome 18 when viewed from the vapor deposition source 14). Is that a DC power supply electrode 22 as a metal dome is arranged, and a negative voltage is applied from a DC power supply 32.
【0006】次に、上記イオンプレーティング蒸着装置
10を用いて基板20の表面に膜を形成する動作につい
て説明する。基板20に膜を形成するにあたって、ガス
導入口24から真空槽12内にプラズマ反応ガスを導入
する。このプラズマ反応ガスとしては、酸素、アルゴ
ン、窒素などが導入される。そして、蒸着物質が入った
蒸着源14は、ここでは図示しない電子銃によって加熱
することにより蒸着物質を蒸発させるようにしたが、こ
れ以外にも抵抗式加熱を用いて蒸発させるようにしても
勿論良い。このように、プラズマ反応ガスが導入された
真空槽12内で高周波リング16に高周波を印加すると
プラズマが発生し、蒸着源14より蒸発した蒸着物質と
導入されたプラズマ反応ガスが電離されてイオン化され
る。そして、基板20の近くでは、基板ドーム18に接
続された高周波電源28からの高周波により、蒸着物質
やプラズマ反応ガスはさらに活性化され、直流電源32
が接続された直流電源用電極22による電界加速によっ
て、基板20の表面に緻密な膜を形成することができ
る。ここでは、一般的な13.56MHzの高周波電源
を用いているが、勿論これに限定されるものではない。
さらに、基板ドーム18は、上記のように高周波電源2
8と接続されているが、コンデンサ30を介しているこ
とから直流的には絶縁されているので、基板ドーム18
全体を均一に帯電させることが可能となり、基板ドーム
18と基板20との間に発生する放電を防止することが
できる。また、本実施の形態では、高周波リング16に
よるプラズマ反応を利用したイオン蒸着法を用いている
が、この工法はイオン銃を用いるイオン蒸着法などと比
較すると、装置の導入コストやランニングコストの面で
優れているという利点がある。Next, the operation of forming a film on the surface of the substrate 20 using the above-described ion plating deposition apparatus 10 will be described. In forming a film on the substrate 20, a plasma reaction gas is introduced into the vacuum chamber 12 from the gas inlet 24. As the plasma reaction gas, oxygen, argon, nitrogen or the like is introduced. Although the evaporation source 14 containing the evaporation material is heated by an electron gun (not shown) to evaporate the evaporation material, it is needless to say that the evaporation source 14 may be evaporated using resistance heating. good. As described above, when a high frequency is applied to the high-frequency ring 16 in the vacuum chamber 12 into which the plasma reaction gas has been introduced, plasma is generated, and the deposition material evaporated from the deposition source 14 and the introduced plasma reaction gas are ionized and ionized. You. In the vicinity of the substrate 20, the deposition material and the plasma reaction gas are further activated by the high frequency from the high frequency power supply 28 connected to the substrate dome 18, and the direct current power supply 32
A dense film can be formed on the surface of the substrate 20 by the electric field acceleration by the DC power supply electrode 22 to which is connected. Here, a general 13.56 MHz high frequency power supply is used, but the present invention is not limited to this.
Further, the substrate dome 18 is connected to the high-frequency power source 2 as described above.
8, but is insulated from the direct current because of the interposition of the capacitor 30.
It is possible to uniformly charge the whole, and it is possible to prevent a discharge generated between the substrate dome 18 and the substrate 20. Further, in the present embodiment, the ion vapor deposition method using the plasma reaction by the high-frequency ring 16 is used. However, this method is more expensive than the ion vapor deposition method using an ion gun in terms of introduction cost and running cost of the apparatus. There is an advantage that it is excellent.
【0007】以上述べたように、上記した実施の形態に
よれば、蒸着源14の上方に高周波リング16を設け、
さらにその上方に高周波電源28をコンデンサ30を介
して接続された基坂ドーム18を設け、その基板ドーム
18の背後に直流電源が接続された直流電源用電極22
を設けたことにより、緻密で損傷の無い蒸着膜を形成す
ることができるとともに、蒸着材料に誘電体材料を用い
た揚合であっても所望の誘電体膜を容易に形成すること
ができる。なお、上記の実施の形態では、基板上に誘電
体膜を堆積させ、光吸収性の無い光学薄膜を形成するよ
うにしたが、これに限定されるものではなく、多種多様
な膜形成に適用することができる。As described above, according to the above-described embodiment, the high-frequency ring 16 is provided above the evaporation source 14,
A base dome 18 to which a high-frequency power supply 28 is connected via a capacitor 30 is provided above the base dome 18. A DC power supply electrode 22 to which a DC power supply is connected is provided behind the substrate dome 18.
Is provided, a dense and undamaged deposited film can be formed, and a desired dielectric film can be easily formed even when a dielectric material is used as a deposition material. In the above embodiment, a dielectric film is deposited on a substrate to form an optical thin film having no light absorption. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to various kinds of film formation. can do.
【0008】[0008]
【発明の効果】以上鋭明したように、請求項1に記載の
発明によれば、蒸着物質をイオン化するための高周波リ
ングに加えて、基板ドームにも高周波電源を接続するこ
とによって、基板近くでイオン化された蒸着物質や導入
されるプラズマ反応ガスを活性化して反応過程を補助
し、さらにその基板ドームの背後に設けた金属ドームに
直流電源を接続したので、電界加速によって基板上に緻
密な所望の膜を形成することができる。また、請求項2
に記載の発明によれば、基板ドームがコンデンサによっ
て直流的に絶縁されるので、基板ドーム全体を均一に帯
電させることが可能となり、基板ドームと基板との間の
放電を防止することによって、損傷の無い蒸着膜を形成
することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a high-frequency power source is connected to the substrate dome in addition to the high-frequency ring for ionizing the deposition material, so that the vicinity of the substrate can be reduced. Activating the ionized deposition material and the plasma reaction gas to be introduced to assist the reaction process, and connected a DC power supply to the metal dome provided behind the substrate dome, so that the electric field accelerated the A desired film can be formed. Claim 2
According to the invention described in (1), since the substrate dome is DC-insulated by the capacitor, it is possible to uniformly charge the entire substrate dome, and to prevent discharge between the substrate dome and the substrate, thereby preventing damage. It is possible to form a deposited film without any defects.
【図1】本発明に係るイオンプレーティング蒸着装置の
概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ion plating deposition apparatus according to the present invention.
【図2】高周波コイルを用いた従来のイオンプレーティ
ング蒸着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional ion plating vapor deposition apparatus using a high-frequency coil.
10 イオンプレーティング蒸着装置 12 真空槽 14 蒸着源 16 高周波リング 18 基板ドーム 20 基板 22 直流電源用電極 24 ガス導入口 26、28 高周波電源 30 コンデンサ 32 直流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ion plating vapor deposition apparatus 12 Vacuum tank 14 Vapor deposition source 16 High frequency ring 18 Substrate dome 20 Substrate 22 DC power supply electrode 24 Gas inlet 26, 28 High frequency power supply 30 Capacitor 32 DC power supply
Claims (2)
の基板と前記蒸着源との間に設けた高周波リングによる
プラズマ反応でイオン化し、基板上に蒸着物質を堆積さ
せて膜を形成するイオンプレーティング蒸着装置におい
て、 前記基板を保持する基板ドームに高周波電源を接
続し、 前記基板ドームの背後には直流電源を接続した
金属ドームを設けたことを特徴とするイオンプレーティ
ング蒸着装置。An evaporation material vaporized from an evaporation source is ionized by a plasma reaction by a high-frequency ring provided between a substrate to be formed and the evaporation source, and the evaporation material is deposited on the substrate to form a film. In the ion plating deposition apparatus, a high frequency power supply is connected to a substrate dome holding the substrate, and a metal dome connected to a DC power supply is provided behind the substrate dome.
ンデンサを設けたことを特徴とする請求項1に記載のイ
オンプレーティング蒸着装置。2. The ion plating deposition apparatus according to claim 1, wherein a capacitor is provided between the substrate dome and a high frequency power supply.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11171655A JP2001003163A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Ion plating vapor deposition device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11171655A JP2001003163A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Ion plating vapor deposition device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001003163A true JP2001003163A (en) | 2001-01-09 |
Family
ID=15927249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11171655A Pending JP2001003163A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Ion plating vapor deposition device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001003163A (en) |
-
1999
- 1999-06-17 JP JP11171655A patent/JP2001003163A/en active Pending
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