JP3481953B2 - Equipment for coating substrates - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は真空室内で基板をコーテ
ィングするための装置であって、真空室内に配置された
基板保持体と、プラズマクラウドを発生させるための装
置と、プラズマクラウドを基板の表面に向ける磁石とを
有し、プラズマクラウドを発生させる装置が電子エミッ
タと後置の管状アノードとを備え、該管状アノードがプ
ラズマを着火するためのプロセスガスの流入口を有し、
さらにプラズマを管状アノードを通してプロセス室に方
向づけて導くために管状アノードに磁石が設けられてい
る形式のものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for coating a substrate in a vacuum chamber, which is a substrate holder arranged in the vacuum chamber, an apparatus for generating a plasma cloud, and a plasma cloud for the substrate. A magnet for directing to the surface, the apparatus for generating a plasma cloud comprises an electron emitter and a tubular tubular trailer, the tubular anode having a process gas inlet for igniting the plasma,
It further relates to the type in which the tubular anode is provided with a magnet for directing and guiding the plasma through the tubular anode into the process chamber.
【0002】[0002]
【従来技術】イオンビーム発生器を有するプラズマ発生
器であって、真空室と接続された個別の室に配置され、
該室の円筒状の室がアノードを形成しており、プロセス
ガスのための流入接続部を備えている形式のものは既に
公知である(「Journal of Nuclear
Malerial」121(1984)、277−2
82におけるD.M.Goebel,G.Campbe
ll及びR.W.Connの論文North Holl
and Physics Publishing Di
vision,Amsterdam)。円筒形の室はリ
ング状の磁石コイルから成り、室壁を冷却するための管
を備えている。電子エミッタ自体は円筒形の室の一端を
閉鎖する、本来の真空室とは反対の壁部分に設けられて
いる。A plasma generator having an ion beam generator, arranged in a separate chamber connected to a vacuum chamber,
The type in which the cylindrical chamber of the chamber forms the anode and is provided with an inlet connection for the process gas is already known ("Journal of Nuclear").
Malerial "121 (1984), 277-2.
D.82. M. Goebel, G .; Campbe
11 and R.I. W. Conn's papers North Hall
and Physics Publishing Di
vision, Amsterdam). The cylindrical chamber consists of a ring-shaped magnet coil with a tube for cooling the chamber wall. The electron emitter itself is provided on the wall opposite the original vacuum chamber, which closes one end of the cylindrical chamber.
【0003】さらにカソードスパッタリング装置であっ
て、真空室がプラズマビームを生ぜしめる装置と接続さ
れており、ターゲットを有し、該ターゲットがプラズマ
ビームをターゲットの表面に向ける磁石と協働してお
り、ターゲットの表面に当たり、粒子を遊離させるプラ
ズマビームにおけるインオを加速する装置を備え、遊離
させた粒子でコーティングするために基板を保持する、
真空室の内部に配置された基板保持体を有し、プラズマ
ビームの少なくとも1つのスプリッドビーム又は部分ビ
ームをターゲットから基板に向ける装置、例えば磁石装
置を備えている形式のものが公知である(DE−OS3
830478号明細書)。Furthermore, in a cathode sputtering device, the vacuum chamber is connected to a device for producing a plasma beam, which has a target, which cooperates with a magnet for directing the plasma beam to the surface of the target, Equipping the target surface with a device for accelerating ionization in a plasma beam that releases particles, holding the substrate for coating with the released particles,
It is known to provide a device for directing at least one split beam or partial beam of a plasma beam from a target onto a substrate, for example of the type having a substrate holder arranged inside a vacuum chamber (eg magnet type). DE-OS3
No. 830478).
【0004】[0004]
【発明の課題】本発明は別に発生させたプラズマを用い
て、金属又は誘電材料をコーティングするための装置を
改良して、コーティングの均質性が特に大きく、構造が
簡単で、プラズマの発生がコーティング材料の発生とは
無関係に行なわれ、個々のパラメータが互いに無関係に
調節され得るようにすることである。さらにコーティン
グ可能な基体寸法はできるだけ自由に選択できるように
かつコーティング厚さはできるだけ均一になるようにし
たい。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an improved apparatus for coating metal or dielectric materials with a separately generated plasma to provide particularly high coating homogeneity, simple structure, and plasma generated coating. It is done independently of the generation of the material, so that the individual parameters can be adjusted independently of each other. Furthermore, the size of the substrate that can be coated should be chosen as freely as possible and the coating thickness should be as uniform as possible.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、プロセス室内に、基体の上に層を生ぜしめるための
材料の原子、分子、クラスタを発生させるための装置、
有利には電子ビーム蒸発器、熱的な蒸発器又はスパッタ
カソードが、プラズマ源のすぐ横に、基板保持体に向き
合って配置されており、該装置から蒸発させられた又は
飛び散らされた材料が直接的に基板の上にもたらされる
ことによって解決された。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above object is to provide an apparatus, within a process chamber, for generating atoms, molecules, or clusters of material for producing a layer on a substrate.
An electron-beam evaporator, a thermal evaporator or a sputter cathode is preferably arranged directly next to the plasma source, facing the substrate holder, so that the vaporized or splattered material is discharged directly from the device. It was solved by being brought on the substrate.
【0006】本発明の実施態様、詳細と他の特徴は特許
請求の範囲の請求項2以下に示されている。Embodiments, details and other features of the invention are set forth in the appended claims.
【0007】[0007]
【実施例】本発明は種々の実施態様で実施することがで
きる。これらの実施態様の1つは本発明の装置の構造を
純概略的に示した図面に示されている。EXAMPLES The present invention can be implemented in various embodiments. One of these embodiments is shown in the drawing, which schematically shows the structure of the device according to the invention.
【0008】本発明は絶縁層又は金属層であることがで
きる薄い層の層特性を加減する装置と方法とに関する。The present invention relates to an apparatus and method for adjusting the layer properties of thin layers, which can be insulating layers or metallic layers.
【0009】このような薄い層を基板保持体30によっ
て保持された基板31,31′…の上に施すことは真空
室2における蒸着又はスパッタリングによって行なわれ
る。方法自体は、生長する薄い層の層特性がプラズマ縁
層32からのイオン打込みによって加減される、プラズ
マ保護されたプロセスを有している。Application of such a thin layer onto the substrates 31, 31 '... Held by the substrate holder 30 is performed by vapor deposition or sputtering in the vacuum chamber 2. The method itself comprises a plasma protected process in which the layer properties of the growing thin layer are moderated by ion implantation from the plasma edge layer 32.
【0010】本発明の装置は、全体として符号29で示
されたプラズマ源(APS源)を有し、該プラズマ源2
9において必要なプラズマクラウド28が発生されかつ
適当な磁気的及び電気的フイルドを用いてプラズマ源2
9から抽出される。The apparatus of the present invention comprises a plasma source (APS source), generally designated by the reference numeral 29, said plasma source 2
The required plasma cloud 28 is generated at 9 and the plasma source 2 using suitable magnetic and electrical fields.
It is extracted from 9.
【0011】プラズマ源29から抽出されたあとで、プ
ラズマクラウド28は適当な磁気的フィールドを用いて
プラズマ源29から基板保持体30へ導かれ、拡散させ
られ、できるだけ均一に基板保持体の範囲に分配され
る。プラズマクラウド28のイオンは、導管20,21
を介してプラズマ源29へ導入されたガスのイオンによ
り形成されるかもしくはプラズマクラウド28を横切
り、このときにイオン化されるイオン化された蒸発材料
33もしくはスパッタ材料から成っている。After being extracted from the plasma source 29, the plasma cloud 28 is guided from the plasma source 29 to the substrate holder 30 using a suitable magnetic field, diffused, and distributed as uniformly as possible within the range of the substrate holder. To be distributed. The ions in the plasma cloud 28 are transferred to the conduits 20, 21.
Formed by the ions of the gas introduced into the plasma source 29 via or traverses the plasma cloud 28 and consists of ionized evaporation material 33 or sputter material which is then ionized.
【0012】基板保持体30は真空室2に対して絶縁さ
れるか又はスイッチ57を介してDC−(35,42)
又は(及び)HF−電網装置34に接続されている。こ
の基板保持体30は、蒸着保護シールド25を有し、該
蒸着保護シールド25は絶縁材料を施す場合に、基板保
持体30の面の1部がこの絶縁材料で被覆されることを
阻止し、帯電した電荷が基板保持体30を介して流出す
ることを可能にする。The substrate holder 30 is insulated from the vacuum chamber 2 or DC- (35, 42) via a switch 57.
Or (and) connected to the HF-network device 34. The substrate holder 30 has a vapor deposition protection shield 25, which prevents a part of the surface of the substrate holder 30 from being covered with the insulating material when the vapor deposition protection shield 25 is applied with an insulating material. It allows the charged charges to flow out through the substrate holder 30.
【0013】さらに真空装置は薄い層を形成するために
材料の原子もしくは分子又はクラスタを生ぜしめる装置
を備えている。この装置は記述の例では電子ビーム蒸発
器37である。しかしこの装置は熱的な蒸発器、HF又
はDCスパッタカソード又はイオンビームスパッタカソ
ードであってもよい。Further, the vacuum device comprises a device for producing atoms or molecules or clusters of material to form a thin layer. This device is an electron beam evaporator 37 in the example described. However, the device may also be a thermal evaporator, HF or DC sputter cathode or ion beam sputter cathode.
【0014】真空装置は反応ガス、例えばO2及びN2を
流入させるガス入口19を有し、プラズマ源29から基
板保持体へプラズマ28を導きかつプラズマの適当な密
度分布を基板保持体30の場所に生ぜしめる、電磁コイ
ル4,7もしくは26,27のシステムを有している。The vacuum device has a gas inlet 19 through which reactant gases such as O 2 and N 2 are introduced, which guides the plasma 28 from the plasma source 29 to the substrate holder and provides an appropriate density distribution of the plasma to the substrate holder 30. It has a system of electromagnetic coils 4, 7 or 26, 27 that can be generated locally.
【0015】さらに真空装置は絶縁材料を施す場合に荷
電体の流出を可能にする蒸着保護シールド25を有して
いる。Furthermore, the vacuum device has a vapor deposition protection shield 25 which allows the flow of charged bodies when applying an insulating material.
【0016】装置には、全体として符号29で示したプ
ラズマ源(APS−源)が、プラズマクラウド28を生
ぜしめ、薄い層の層特性を加減するために設けられてい
る。A plasma source (APS-source), indicated generally by the numeral 29, is provided in the apparatus for producing a plasma cloud 28 and for adjusting the layer properties of the thin layer.
【0017】このプラズマ源29においては、プラズマ
を発生させるために、熱いグロー放電が生ぜしめられ
る。このためにプラズマ源29は装置に対して絶縁され
たカソード11を有している。カソード11は例えばグ
ラファイトから成る加熱器12を備え、該加熱器12は
交流で加熱される。加熱器12は間接的に輻射でカソー
ド11を加熱する。カソードは熱い状態で電子の放出を
可能にする材料、例えば六硼価ランタン(LaB6)か
ら成っている。カソード自体は円筒形と三角形の部分と
から成り、放出電子はプラズマ源の軸に対して半径方向
にも軸方向にも、つまり図示の場合には鉛直方向にも飛
ぶようになっている。In this plasma source 29, a hot glow discharge is generated to generate plasma. For this purpose, the plasma source 29 has a cathode 11 which is insulated from the device. The cathode 11 comprises a heater 12 made of graphite, for example, which is heated by alternating current. The heater 12 indirectly heats the cathode 11 by radiation. The cathode is made of a material that allows the emission of electrons in the hot state, for example lanthanum hexaborate (LaB 6 ). The cathode itself is composed of a cylindrical portion and a triangular portion, and the emitted electrons fly both radially and axially with respect to the axis of the plasma source, that is, vertically in the case shown.
【0018】さらにプラズマ源29は装置及びカソード
11に対して絶縁されたアノード管38を備えている。
該アノード管38は例えば水の貫流する冷却蛇管8を備
えている。電流は同様に装置に対して絶縁された冷却媒
体管22を介して供給される。The plasma source 29 further comprises an anode tube 38 insulated from the device and the cathode 11.
The anode tube 38 is provided with a cooling spiral tube 8 through which water flows, for example. Current is likewise supplied to the device via an insulated cooling medium tube 22.
【0019】プロセスガス自体は天然ガス、例えばAr
又は反応ガス、例えばO2又は両者の混合物であること
ができる。両方のガス供給導管20,21は装置からそ
れ自体電気的に絶縁されている。The process gas itself is a natural gas such as Ar.
Or it can be a reaction gas, such as O 2 or a mixture of both. Both gas supply conduits 20, 21 are themselves electrically isolated from the device.
【0020】さらにプラズマ源29は水冷された2本の
高電流通電部39,40とアノード管38の上に被せ嵌
められた長いソレノイド磁石7とを備えている。この場
合、ソレノイド磁石7はプラズマ源29の鉛直軸に対し
て平行に軸方向の磁場を生ぜしめる。Further, the plasma source 29 is provided with two water-cooled high-current conducting parts 39, 40 and a long solenoid magnet 7 fitted over the anode tube 38. In this case, the solenoid magnet 7 produces an axial magnetic field parallel to the vertical axis of the plasma source 29.
【0021】ソレノイド磁石7によっては電子の運動性
が半径方向に強く低減されかつ鉛直方向には強く高めら
れる。長いソレノイド磁石7の端部には短いソレノイド
磁石4が配置されている。該ソレノイド磁石4は長いソ
レノイド磁石7の端部における磁場を強める。磁場はこ
のような形式で一層均一になる。何故ならば1つのソレ
ノイド磁石の軸方向の磁場は中央から端部に向かって半
分に減少するからである。したがってプラズマ源29か
ら真空装置へのプラズマクラウド28の抽出は記述した
装置で改善される。Due to the solenoid magnet 7, the mobility of electrons is strongly reduced in the radial direction and strongly enhanced in the vertical direction. A short solenoid magnet 4 is arranged at the end of the long solenoid magnet 7. The solenoid magnet 4 strengthens the magnetic field at the end of a long solenoid magnet 7. The magnetic field becomes more uniform in this manner. This is because the axial magnetic field of one solenoid magnet decreases in half from the center to the end. The extraction of the plasma cloud 28 from the plasma source 29 into the vacuum device is thus improved with the device described.
【0022】プラズマ源29においては、長いソレノイ
ド磁石7の上に軟磁性材料から成る円筒形の遮蔽管5が
被せ嵌められている。この遮蔽管5は、プラズマ源29
内のプラズマクラウド28が損なわれないように、装置
内にある漏れ磁場(例えば電子ビーム蒸発器によって惹
起される漏れ磁場)を遮蔽するために役立つ。さらにプ
ラズマ源29は暗遮蔽体3を備えている。該暗遮蔽体3
はプラズマ源29の外に不都合な副プラズマが発生しな
いようにする。In the plasma source 29, a cylindrical shield tube 5 made of a soft magnetic material is fitted on the long solenoid magnet 7. This shield tube 5 is provided with a plasma source 29.
It serves to shield the stray magnetic fields present in the device (eg the stray magnetic fields caused by the electron beam evaporator) so that the plasma cloud 28 therein is not compromised. Further, the plasma source 29 includes the dark shield 3. The dark shield 3
Prevents the generation of inconvenient auxiliary plasma outside the plasma source 29.
【0023】プラズマ源29と基板保持体30とはそれ
ぞれ電網装置34,35,42に接続可能であり、これ
によってプラズマ源29の作用形式とプラズマクラウド
28の特性は決定され得る。さらに特別な加熱電網装置
41がカソード11の加熱器12のために設けられてい
る。The plasma source 29 and the substrate holder 30 can be connected to the electric network devices 34, 35 and 42, respectively, so that the working mode of the plasma source 29 and the characteristics of the plasma cloud 28 can be determined. In addition, a special heating grid device 41 is provided for the heater 12 of the cathode 11.
【0024】さらにプラズマ源29は放電流のための給
電装置25を有している。該放電流によってカソード1
1とアノード38もしくは30もしくは2との間のポテ
ンシャル差が決められる。Further, the plasma source 29 has a power supply device 25 for discharging current. The discharge current causes the cathode 1
The potential difference between 1 and the anode 38 or 30 or 2 is determined.
【0025】最後にプラズマ源29は電圧供給装置42
を備えている。該電圧供給装置42は「Bias」−ポ
テンシャル差を例えばプラズマ源29と装置2又は基板
保持体30との間に与えることを可能にする。これによ
ってプラズマポテンシャルと基板31,31′…の上に
当たるイオンに影響を及ぼすことができる。Finally, the plasma source 29 is a voltage supply device 42.
Is equipped with. The voltage supply device 42 makes it possible to provide a "Bias" -potential difference, for example between the plasma source 29 and the device 2 or the substrate holder 30. This can affect the plasma potential and the ions hitting the substrates 31, 31 '...
【0026】基板保持体30は高周波電圧供給装置34
を備え、該高周波電圧供給装置34は絶縁する基板3
1,31′…にもプラズマクラウド28に対して相対的
に付加的なDC−Bias−電圧を与え、ひいては基板
31,31′…に当たるイオンのエネルギと電流強さと
を高めることを可能にする。The substrate holder 30 is a high frequency voltage supply device 34.
The high frequency voltage supply device 34 is provided with an insulating substrate 3
, 31 '... are given an additional DC-Bias voltage relatively to the plasma cloud 28, which makes it possible to increase the energy and current intensity of the ions hitting the substrates 31, 31'.
【0027】図示された回路においてはプラズマ源は
「Retlexarc」−源して働く。アノード管38
は放電供給装置35のプラズマ極と直接的に接続されて
いるので、放電流はアノード管38だけを介して流出す
ることができる。プラズマ源29は装置の他の部分に対
して絶縁されて配置されている。カソード11から出る
電子はソレノイド磁石7の軸方向の磁場によって妨げら
れ、直接的にアノード管38に達する。むしろ電子は磁
場磁力線に従い、プラズマ源29から出て、プラズマ源
の外にプラズマクラウド28を生ぜしめる。プラズマ源
29全体にはこのために装置の他の部分に対して正のポ
テンシャルが与えられる。この結果として、電子をプラ
ズマ源の外で反射しかつ磁場磁力線に沿ってアノード管
38に向かって戻す電気的なフィールドが形成されるこ
とである。In the circuit shown, the plasma source acts as a "Relexarc" -source. Anode tube 38
Is directly connected to the plasma electrode of the discharge supply device 35, so that discharge current can flow out only through the anode tube 38. The plasma source 29 is arranged insulated from the rest of the device. Electrons emitted from the cathode 11 are blocked by the axial magnetic field of the solenoid magnet 7 and directly reach the anode tube 38. Rather, the electrons follow the magnetic field lines of force and exit the plasma source 29, creating a plasma cloud 28 outside the plasma source. The entire plasma source 29 is thus provided with a positive potential with respect to the rest of the device. The result of this is the formation of an electrical field that reflects the electrons out of the plasma source and back towards the anode tube 38 along the magnetic field lines.
【0028】この運転形式では基板保持体30は例えば
イオンプレイティングプロセスの場合のように負のBi
as−ポテンシャルに電荷されることはない。基板保持
体30は通常+2Vから+5Vまで電荷される。この場
合にはイオンはそのエネルギをアノード管38と基板保
持体30との間のポテンシャル差に亙って維持する。In this mode of operation, the substrate holder 30 has a negative Bi, for example in the case of an ion plating process.
It is not charged to the as-potential. The substrate holder 30 is usually charged from + 2V to + 5V. In this case, the ions maintain their energy over the potential difference between the anode tube 38 and the substrate holder 30.
【0029】
このための典型的な値
Par =2×10-4mbar(プラズマ源を横切る)
Po2 =4×10-4mbar(装置を横切る)
Uカソード−アノード =60V
Uアノード−装置 =+75V
1放電 =45A
図面から判かるように、アノード管38も、中空円筒形
の磁場遮蔽体5も、セラミックから成る絶縁プレート6
の上に載っている。該絶縁プレート6自体は銅から成る
接触プレート16の上に支えられている。 Typical values for this Par = 2 × 10 -4 mbar (crossing the plasma source) Po 2 = 4 × 10 -4 mbar (crossing the device) U cathode-anode = 60V U anode-device = + 75V 1 discharge = 45 A As can be seen from the drawing, both the anode tube 38 and the hollow cylindrical magnetic field shield 5 are made of an insulating plate 6 made of ceramic.
Listed above. The insulating plate 6 itself rests on a contact plate 16 made of copper.
【0030】加熱器12はクランプリング13の助けを
借りてハット状の電子エミッタ11と固定的に結合され
ている。この場合には2つの接触ピン14,15が設け
られ、該接触ピン14,15で加熱器12は一方では接
触プレート16にかつ他方では接触ピン47に支えられ
ている。The heater 12 is fixedly connected to the hat-shaped electron emitter 11 with the help of a clamp ring 13. In this case, two contact pins 14, 15 are provided, with which the heater 12 is supported on the one hand by the contact plate 16 and on the other hand by the contact pin 47.
【0031】接触プレート16はピン17を介して高電
流通電部39と接続されている。該高電流通電部39は
絶縁器53の助けを借りて真空室2の壁に保持されかつ
さらに水の貫流する冷却媒体管23を有している。接触
プレート16はセラミックリング18を用いて高電流通
電部40に対して電気的に絶縁されている。該高電流通
電部40は同様に冷却媒体管24を備えかつピン47を
介して導電的に接触ピン14に接触している。高電流通
電部48は絶縁器55で真空室の底部分に保持され、水
の貫流する冷却媒体管22を取囲んでいる。この冷却媒
体管22はDC−電網装置35と接続されている。導管
20,21は流入接続部9もしくは10と接続され、い
ずれも電気的に絶縁されたホース中間片50もしくは5
1を有している。The contact plate 16 is connected to the high current conducting portion 39 via the pin 17. The high-current conducting part 39 has a cooling medium tube 23 which is held on the wall of the vacuum chamber 2 with the help of an insulator 53 and through which water flows further. The contact plate 16 is electrically insulated from the high current conducting portion 40 by using a ceramic ring 18. The high-current conducting section 40 likewise comprises a cooling medium tube 24 and is in conductive contact with the contact pin 14 via a pin 47. The high-current conducting portion 48 is held at the bottom of the vacuum chamber by an insulator 55 and surrounds the cooling medium pipe 22 through which water flows. The cooling medium pipe 22 is connected to the DC-network device 35. The conduits 20 and 21 are connected to the inflow connection 9 or 10 and both are electrically insulated hose intermediate pieces 50 or 5.
Have one.
【0032】プラズマ源29に隣接して真空室2の底部
分に配置された蒸発器37は、蒸発器フレーム46と、
該蒸発器フレーム46により上方部分において保持され
た、蒸発させようとするコーティング材料を有するるつ
ぼと、材料を溶融しかつ蒸発させるための電子ビームキ
ャノン44と、電子ビームを方向づけるための絞り56
とから成っている。An evaporator 37 arranged at the bottom of the vacuum chamber 2 adjacent to the plasma source 29 includes an evaporator frame 46,
A crucible having the coating material to be vaporized, held in the upper part by the vaporizer frame 46, an electron beam canon 44 for melting and vaporizing the material, and a diaphragm 56 for directing the electron beam.
And consists of.
【図1】本発明の装置の1実施例を示す概略図。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the device of the present invention.
2 真空室 3 暗遮蔽体 4 ソレノイド磁石 5 磁場遮蔽体 6 絶縁プレート 7 ソレノイド磁石 8 冷却蛇管 9 流入接続部 10 流入接続部 11 電子エミッタ 12 グラファイト加熱器 13 クランプリング 14,15 接触ピン 16 接触プレート 17 接触ピン 18 セラミックリング 19 酸素及び(又は)窒素 20 酸素及び(又は)窒素 21 アルゴン流入口 22,23,24 冷却媒体管 25 傘状の薄板切片 26,27 リング磁石 28 プラズマクラウド 29 プラズマ源 30 基板保持体 31,31′ 基板 32 プラズマ縁層 33 蒸発材料 34 HF−電網装置 36 蒸着保護シールド 37 電子ビーム蒸発器 38 アノード管 39,40 高電流通電部 41 給電部 42 電圧供給部 43 プロセス室 44 電子ビームキャノン 45 るつぼ 46 蒸発器フレーム 47 接触ピン 49 軸 50,51 絶縁ホース 52,52′ 孔 53,54,55 絶縁器 56 絞り 57 スイッチ 2 vacuum chamber 3 Dark shield 4 solenoid magnet 5 Magnetic field shield 6 Insulation plate 7 Solenoid magnet 8 Cooling pipe 9 Inflow connection 10 Inflow connection 11 electron emitter 12 Graphite heater 13 Clamp ring 14,15 contact pin 16 contact plate 17 contact pins 18 Ceramic ring 19 oxygen and / or nitrogen 20 oxygen and / or nitrogen 21 Argon inlet 22, 23, 24 Coolant tubes 25 Umbrella-shaped thin section 26,27 ring magnet 28 Plasma Cloud 29 Plasma source 30 substrate holder 31, 31 'substrate 32 Plasma edge layer 33 Evaporative material 34 HF-network equipment 36 Evaporation protection shield 37 electron beam evaporator 38 Anode tube 39,40 High current energizer 41 power supply 42 Voltage supply unit 43 Process chamber 44 electron beam cannon 45 crucibles 46 evaporator frame 47 contact pins 49 axes 50,51 Insulation hose 52,52 'hole 53,54,55 Isolator 56 aperture 57 switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ダブリュー コン アメリカ合衆国 カリフォルニア ロス アンジェルスパーネル アヴェニュ 1818 ナンバー 1 (72)発明者 カール マートル ドイツ連邦共和国 クラインオストハイ ム ヘルビュールリンク 27 (72)発明者 ペーター ゾマーカンプ ドイツ連邦共和国 ハーナウ シュヴァ ルベンシュトラーセ 3 (72)発明者 アルフォンス ゼーラー ドイツ連邦共和国 バート ゾーデン− ザルミュンスター ケテラーシュトラー セ 24 (56)参考文献 特開 昭63−274762(JP,A) 特開 昭63−62872(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 H01J 37/32 H05H 1/46 ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued from the front page (72) Inventor Robert W. Concon United States California Los Angeles Parnell Avenue 1818 Number 1 (72) Inventor Karl Myrtle Germany Klein Ostheim Hellburel Link 27 (72) Inventor Peter Zomerkamp Federal Republic of Germany Hanau Schwalben Strasse 3 (72) Inventor Alphonse Seeler Federal Republic of Germany Bad Soden-Salmunster Ketterer Strasse 24 (56) Reference JP 63-274762 (JP, A) JP 63-62872 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 H01J 37/32 H05H 1/46
Claims (12)
…)をコーティングするための装置であって、真空室
(2)内に配置された基板保持体(30)と、電子エミ
ッタ(11)及び管状のアノード(38)を有し、方向
づけてプラズマを導くための磁石(4,7)を備えた、
プラズマクラウド(28)を発生させるための装置(2
9)と、基体(31,31′…)の上をコーディングす
る材料の原子、分子又はクラスタを発生させる装置とを
有し、該原子、分子又はクラスタを発生させる装置か
ら、該装置(37)により発生させられた材料(33)
が基板(31,31′…)の上に直接的に供給される形
式のものにおいて、プラズマクラウド(28)を発生さ
せるための前記装置(29)が前記真空室(2)の内室
にて前記基板保持体(30)に向き合って配置されてお
り、プラズマクラウド(28)を発生させる前記装置
(29)が、基板をコーディングするための当該装置の
他の部分に対して電気的に絶縁されており、前記電子エ
ミッタ(11)が電源(35)の一方の極に接続可能で
かつ前記アノード(38)が該電源(35)の他方の極
に接続可能であることを特徴とする、基板をコーディン
グするための装置。1. A substrate (31, 31 ') in a vacuum chamber (2).
...) for coating a plasma, which comprises a substrate holder (30) arranged in a vacuum chamber (2), an electron emitter (11) and a tubular anode (38). Equipped with magnets (4, 7) for guiding,
Device for generating plasma cloud (28) (2
9) and a device for generating atoms, molecules or clusters of the material coding on the substrate (31, 31 '...), From the device for generating the atoms, molecules or clusters, the device (37) Materials generated by (33)
Of the type in which is directly supplied onto the substrate (31, 31 '...), the device (29) for generating the plasma cloud (28) is provided inside the vacuum chamber (2). It is placed facing the substrate holder (30) .
Device for generating a plasma cloud (28)
(29) of the device for coding the substrate
It is electrically isolated from other parts and
The mitter (11) can be connected to one pole of the power supply (35)
And the anode (38) is the other pole of the power supply (35)
An apparatus for coding a substrate, characterized in that it is connectable to the.
かつプラズマクラウド(28)を発生させる前記装置
(29)の外側で反射する電子が前記磁石(4,7)の
界磁線に沿って前記アノード(38)へ戻され得る、請
求項1記載の装置。2. Electrons emitted from said electron emitter (11) and reflected outside said device (29) generating a plasma cloud (28) are said along said field lines of said magnets (4, 7). that it may be returned to the anode (38), according to claim 1 Symbol mounting device.
記装置が電子ビーム蒸発器(37)、熱的な蒸発器、H
F又はDC−スパッタカソード又はイオンスパッタカソ
ードである、請求項1又は2記載の装置。3. The device for generating atoms, molecules or clusters comprises an electron beam evaporator (37), a thermal evaporator, H
Device according to claim 1 or 2 , which is an F or DC-sputter cathode or an ion sputter cathode.
に絶縁されて配置された前記基板保持体(30)が選択
的に高周波発生器(34)又はDC電網装置(35)に
接続可能である、請求項1から3までのいずれか1項記
載の装置。4. The high-frequency generator (34) or the DC grid device (35), wherein the substrate holder (30) arranged electrically insulated from the chamber wall of the vacuum chamber (2) is selectively used. Device according to any one of claims 1 to 3 , which is connectable to the.
れている、請求項1から4までのいずれか1項記載の装
置。Wherein said substrate holder (30) is formed in an umbrella shape, device according to any one of claims 1 to 4.
記装置とプラズマクラウドを発生させる前記装置(2
9)とが前記真空室(2)の同じ側に配置されている、
請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。6. The device for generating atoms, molecules or clusters and the device for generating a plasma cloud (2
9) and are arranged on the same side of the vacuum chamber (2),
Device according to any one of claims 1-5 .
形成されかつ多数の孔(52,52′…)を備えた薄板
切片から構成され、該薄板切片(25)の上に間隔をお
いて、同様に傘状に形成された第2薄板切片(36)が
被せられており、両方の薄板切片(25,36)が、モ
ータで駆動された軸(49)と相対回転不能に結合され
ている、請求項1から6までのいずれか1項記載の装
置。7. The substrate holder 30 is mainly composed of a thin plate section having an umbrella shape and provided with a large number of holes (52, 52 '...), and a space is provided on the thin plate section (25). A second thin plate section (36), which is also formed in the shape of an umbrella, is covered, and both thin plate sections (25, 36) are connected to a shaft (49) driven by a motor so that they cannot rotate relative to each other. 7. The device according to any one of claims 1 to 6, wherein
(29)の前記アノード(38)が少なくとも1つの磁
石(4,7)によりリング状に取囲まれており、前記磁
石(4,7)の少なくとも1つが筒状の磁性遮蔽薄板
(5)によって取囲まれており、該磁性遮蔽薄板(5)
自体に、筒状又は箱状の暗遮蔽体(3)が被せられてい
る、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置。8. The anode (38) of the device (29) for generating a plasma cloud is surrounded in a ring by at least one magnet (4, 7), at least one of the magnets (4, 7). One is surrounded by a cylindrical magnetic shielding thin plate (5), and the magnetic shielding thin plate (5)
Device according to any one of claims 1 to 7 , characterized in that it is covered by a tubular or box-shaped dark shield (3).
発生させる前記装置(29)とは反対に、磁石(26,
27)が配置されている、請求項1から8までのいずれ
か1項記載の装置。9. A magnet (26, 26) of the substrate holder, as opposed to the device (29) for generating a plasma cloud.
Device according to any one of claims 1 to 8 , wherein 27) is arranged.
置(29)とは反対側に配置された前記磁石(26,2
7)がリング磁石として構成されている、請求項8記載
の装置。10. The magnets (26, 2) arranged on the opposite side of the device (29) for generating a plasma cloud.
9. Device according to claim 8 , wherein 7) is configured as a ring magnet.
て孔あき薄板(25)で被われている、請求項1から1
0までのいずれか1項記載の装置。11. is covered by the vacuum chamber (2) inner wall at intervals perforated sheet (25), from claim 1 1
The apparatus according to any one of 0 to 0 .
置(29)が電圧供給部(42)を有し、該電圧供給部
(42)がプラズマクラウドを発生させる前記装置(2
9)と前記真空室(2)又は前記基板保持体(30)と
の間に電位差を与えることを可能にする、請求項1から
11までのいずれか1項記載の装置。12. The device (2) for generating a plasma cloud has a voltage supply (42), and the device (2) for generating a plasma cloud by the voltage supply (42).
9. Allowing a potential difference to be applied between 9) and the vacuum chamber (2) or the substrate holder (30).
11. The device according to any one of 11 to 11 .
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DE4239511A1 (en) * | 1992-11-25 | 1994-05-26 | Leybold Ag | Method and device for coating substrates |
DE19513097A1 (en) * | 1995-04-07 | 1996-10-10 | Leybold Ag | Adding water in plasma-aided coating process |
DE19640832C2 (en) * | 1996-10-02 | 2000-08-10 | Fraunhofer Ges Forschung | Process for the production of heat reflecting layer systems |
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