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JP2008050667A - Thin film forming equipment - Google Patents

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JP2008050667A
JP2008050667A JP2006229552A JP2006229552A JP2008050667A JP 2008050667 A JP2008050667 A JP 2008050667A JP 2006229552 A JP2006229552 A JP 2006229552A JP 2006229552 A JP2006229552 A JP 2006229552A JP 2008050667 A JP2008050667 A JP 2008050667A
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JP
Japan
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sample
electron beam
sample holder
thin film
electron
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006229552A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Izumo
正雄 出雲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2006229552A priority Critical patent/JP2008050667A/en
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Abstract

【課題】 従来の電子ビ−ム加熱方式を採用した薄膜形成装置は、単に金属試料に電子ビ−ムを照射するだけであったので、金属試料表面に照射した電子ビ−ムの多くが反射電子となってルツボ外に放射され、試料に対する過熱効率が低いものになっていた。
【解決手段】 本発明の薄膜形成装置は、電子ビ−ムを照射する第1試料を収めた第1ルツボから放射される反射電子を第2ルツボ内に収めた第2試料に直接照射することにより、試料の過熱効率を改善したものである。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To irradiate most of an electron beam irradiated on a metal sample surface because a thin film forming apparatus adopting a conventional electron beam heating method merely irradiates a metal sample with an electron beam. The electrons were emitted outside the crucible, and the overheating efficiency of the sample was low.
A thin film forming apparatus of the present invention directly irradiates a second sample housed in a second crucible with reflected electrons radiated from a first crucible containing a first sample to be irradiated with an electron beam. This improves the overheating efficiency of the sample.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は電子ビ−ム加熱方式を採用した薄膜形成装置に関するものである。   The present invention relates to a thin film forming apparatus employing an electron beam heating method.

電子ビ−ム加熱方式を採用した薄膜形成装置は、真空チャンバ−内に設けられる電子銃から放射する電子ビ−ムを試料ホルダ−内の試料に照射し、加熱気化した試料を前記試料ホルダ−と対向する位置に配置した基板上に蒸着し、薄膜形成するものである。   A thin film forming apparatus employing an electron beam heating method irradiates a sample in a sample holder with an electron beam radiated from an electron gun provided in a vacuum chamber, and heats and vaporizes the sample in the sample holder. Are deposited on a substrate disposed at a position opposite to, to form a thin film.

通常、金属試料に照射される電子ビ−ムの数割は、試料表面で反射され反射電子となって加熱に寄与することなく試料ホルダ−外に放出される。したがって、金属試料に照射される電子ビ−ムの一部(試料ホルダ−外に放出される反射電子)は試料加熱に寄与せず、薄膜形成装置のエネルギ−利用効率が低下する。   Usually, a few percent of the electron beams irradiated on the metal sample are reflected from the sample surface and become reflected electrons, which are emitted outside the sample holder without contributing to heating. Therefore, a part of the electron beam irradiated to the metal sample (reflected electrons emitted to the outside of the sample holder) does not contribute to the sample heating, and the energy utilization efficiency of the thin film forming apparatus decreases.

従来のエネルギ−効率を改善した薄膜形成装置においては、試料表面から試料ホルダ−外に放出される反射電子に対して、試料ホルダ−外に設けた凹面反射板を用いて集光し、再度試料ホルダ−内に収められる試料表面に向けて照射するようにしている(例えば、特許文献1)。   In a conventional thin film forming apparatus with improved energy efficiency, reflected electrons emitted from the sample surface to the outside of the sample holder are condensed using a concave reflecting plate provided outside the sample holder, and again the sample. Irradiation is performed toward the surface of the sample stored in the holder (for example, Patent Document 1).

特開平5−125524号公報(段落0011、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 5-125524 (paragraph 0011, FIG. 1)

従来のエネルギ−効率を改善した薄膜形成装置においては、凹面反射板に集光された反射電子の多くが凹面反射板自体に吸収され、残りの一部が再度試料ホルダ−内の試料に向けて反射されるため、反射電子の利用効率が必ずしも高く無かった。また、凹面反射板からの反射電子が再度試料に照射され、そこでさらに反射された反射電子が電子銃に向け照射されるため、電子銃に損傷を与えていた。   In the conventional thin film forming apparatus with improved energy efficiency, most of the reflected electrons collected on the concave reflecting plate are absorbed by the concave reflecting plate itself, and the remaining part is directed again to the sample in the sample holder. Since it is reflected, the utilization efficiency of the reflected electrons is not necessarily high. Further, the reflected electrons from the concave reflecting plate are irradiated again on the sample, and the reflected electrons reflected there are further irradiated toward the electron gun, so that the electron gun is damaged.

本発明は前記のような課題を解決し、試料表面からの反射電子の利用効率を上げることにより、エネルギ−効率の高い薄膜形成装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a thin film forming apparatus with high energy efficiency by increasing the utilization efficiency of reflected electrons from the sample surface.

本発明の薄膜形成装置は、電子ビ−ムを第1試料ホルダ−内に照射する電子ビ−ム照射部、前記第1ホルダ−内から放出される前記電子ビ−ムの反射電子を第2試料ホルダ−内に照射する反射電子照射部とを備えた点を特徴とするものである。   The thin film forming apparatus of the present invention includes an electron beam irradiating unit that irradiates an electron beam into a first sample holder, and second reflected electrons of the electron beam emitted from the first holder. The present invention is characterized in that it includes a backscattered electron irradiation unit that irradiates the sample holder.

上記のように構成された本発明の薄膜形成装置によれば、電子ビ−ム照射部により第1試料ホルダ−内に収められた第1試料に電子ビ−ムが照射され、前記第1試料上で反射され、第1試料ホルダ−内から放出される前記電子ビ−ムの反射電子を反射電子照射部により、直接第2試料ホルダ−内に収められた第2試料に照射するので、反射電子のもつエネルギ−の利用効率が上がり、エネルギ−効率の高い薄膜形成装置が得られる。   According to the thin film forming apparatus of the present invention configured as described above, an electron beam is irradiated onto the first sample stored in the first sample holder by the electron beam irradiation unit, and the first sample is irradiated. Since the reflected electrons of the electron beam reflected from above and emitted from the first sample holder are directly irradiated to the second sample stored in the second sample holder by the reflected electron irradiation unit, reflection is performed. The use efficiency of energy of electrons is increased, and a thin film forming apparatus with high energy efficiency can be obtained.

実施の形態1.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態1について詳細に説明する。図1は本発明の薄膜形成装置の主たる構成を示す構成図、図2は本発明の薄膜形成装置のチャンバ−内に配置された試料ホルダ−の周辺と電子銃の位置関係について示す斜視図、図3は図2に対応する上面図である。なお、図1ないし図3中、同一部分ないし相当部分には同一符号を付与している。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a main configuration of a thin film forming apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a positional relationship between a periphery of a sample holder arranged in a chamber of the thin film forming apparatus of the present invention and an electron gun. FIG. 3 is a top view corresponding to FIG. 1 to 3, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.

図1に示すように、本発明の薄膜形成装置1は真空チャンバ−10の内側に第1、第2、第3試料21、22、23を収めることのできる例えばセラミック製のルツボ等からなる第1、第2、第3試料ホルダ−31、32、33を備えた回転保持具である例えば回転保持盤40と、各試料に第1電子ビ−ム101を照射できる第1電子銃51と、薄膜形成を行う基板60とを備え、さらに真空チャンバ−10の外側に真空チャンバ−10内のガスを真空排気するための真空ポンプ70を備えた装置である。なお、本発明の薄膜形成装置1のチャンバ−内に配置する試料ホルダ−の数は、3個にする必要性はなく2個以上であればよい。また、試料ホルダ−は必ずしもセラミック製である必要性は無く、溶融した試料を保持できるものであればよい。つぎに真空ポンプ70を駆動することにより真空チャンバ−10内を真空にした後、各試料に対して第1電子銃51から放射される第1電子ビ−ム101を用いて加熱する様子について説明する。   As shown in FIG. 1, a thin film forming apparatus 1 according to the present invention includes a first crucible made of, for example, ceramic that can contain first, second, and third samples 21, 22, and 23 inside a vacuum chamber 10. For example, a rotary holding plate 40 that is a rotary holder provided with the first, second, and third sample holders 31, 32, and 33, a first electron gun 51 that can irradiate each sample with the first electron beam 101, And a vacuum pump 70 for evacuating the gas in the vacuum chamber 10 outside the vacuum chamber 10. Note that the number of sample holders arranged in the chamber of the thin film forming apparatus 1 of the present invention does not need to be three, but may be two or more. Further, the sample holder is not necessarily made of ceramic and may be any one that can hold a molten sample. Next, after the vacuum chamber 10 is evacuated by driving the vacuum pump 70, each sample is heated using the first electron beam 101 emitted from the first electron gun 51. To do.

図2、図3に示すように真空チャンバ−10内の回転保持盤40には、第1、第2、第3試料21、22、23をそれぞれ収めた第1、第2、第3試料ホルダ−31、32、33が、回転保持盤40の回転中心の周りに概ね120度ごとに配置されている。また、真空チャンバ−10内には、第2反射電子121に対して概ね30度の角度で反射電子を吸収し冷却するための第1水冷板81が配置されている。回転保持盤40を回転させることにより、第1電子銃51、第1水冷板81及び第1、第2試料ホルダ−31、32がそれぞれ同一の直線上に並ぶように配置させ、回転を停止する。なお、同一の直線上に第1電子銃51と第1試料ホルダ−31および第2試料ホルダ−32を配置させたのは、後述の通り高速の第1電子ビ−ム111やビ−ム状・高速の第1反射電子111の進行方向を偏向により変え、第1試料ホルダ−31内および第2試料ホルダ−32内に容易に照射できるようにするためである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary holding plate 40 in the vacuum chamber 10 has first, second, and third sample holders containing the first, second, and third samples 21, 22, and 23, respectively. -31, 32, and 33 are arranged around the rotation center of the rotation holding plate 40 approximately every 120 degrees. A first water cooling plate 81 for absorbing and cooling the reflected electrons at an angle of approximately 30 degrees with respect to the second reflected electrons 121 is disposed in the vacuum chamber 10. By rotating the rotary holding plate 40, the first electron gun 51, the first water cooling plate 81, and the first and second sample holders 31 and 32 are arranged on the same straight line, and the rotation is stopped. . Note that the first electron gun 51, the first sample holder 31 and the second sample holder 32 are arranged on the same straight line, as described later. This is because the traveling direction of the high-speed first reflected electrons 111 is changed by deflection so that the first sample holder 31 and the second sample holder 32 can be easily irradiated.

電子ビ−ム照射部を構成する第1電子銃51への通電により、第1電子銃51から第1試料21の表面に向けて第1電子ビ−ム101が照射され、第1試料21を加熱する。なお、必要に応じて電子ビ−ム照射部には、さらに真空チャンバ−10内に図示しないポ−ルピ−スを設け、そのポ−ルピ−スの電磁気力の制御により第1電子ビ−ム101を加速したり、偏向したり、集光したりできるようにしておいてもよい。第1試料21の表面に照射された第1電子ビ−ム101は、試料に100%吸収されることはなく、反射電子、2次電子、特性X線、オ−ジェ電子などを周辺に反射したり放出したりする。これらのうち、2次電子、特性X線、オ−ジェ電子などはエネルギ−的あるいは発生確率的に僅かなものであるため、その影響は無視できる。しかし、反射電子の数は多く、また、各反射電子の持つエネルギ−は照射時の各入射電子のもつエネルギ−と同等の高運動エネルギ−を有するため、試料ホルダ−外の周辺部の装置部位に照射されるとその部位を著しく熱し、装置故障の原因となったり、また、基板60に形成される薄膜に対して不純物汚染したりする。特に試料が金(AU)のような原子番号の大きい材料の場合、高い運動エネルギ−を有した反射電子が照射される電子ビ−ムの45〜50%の量(加速電圧が10〜数10KVの場合)にもなるため、試料ホルダ−周辺の部位に熱的損傷を与えやすい。ただし、本発明の薄膜形成装置1においては、上記の構成をとっているため、本発明における反射電子は、別の試料表面に導かれ、試料ホルダ−周辺の部位を著しく熱することはなく、専ら試料加熱に寄与するようになる。   When the first electron gun 51 constituting the electron beam irradiation unit is energized, the first electron beam 101 is irradiated from the first electron gun 51 toward the surface of the first sample 21. Heat. If necessary, the electron beam irradiation unit is further provided with a pole piece (not shown) in the vacuum chamber 10, and the first electron beam is controlled by controlling the electromagnetic force of the pole piece. 101 may be accelerated, deflected, or condensed. The first electron beam 101 irradiated on the surface of the first sample 21 is not absorbed by the sample 100% and reflects reflected electrons, secondary electrons, characteristic X-rays, Auger electrons, etc. to the periphery. And release. Among these, secondary electrons, characteristic X-rays, Auger electrons, etc. are negligible in terms of energy or occurrence probability, and therefore their influence can be ignored. However, the number of reflected electrons is large, and the energy of each reflected electron has a high kinetic energy equivalent to the energy of each incident electron at the time of irradiation. When this is irradiated, the portion is heated significantly, causing a failure of the apparatus, or contaminating the thin film formed on the substrate 60 with impurities. In particular, when the sample is a material having a large atomic number such as gold (AU), the amount is 45 to 50% of the electron beam irradiated with reflected electrons having high kinetic energy (acceleration voltage is 10 to several tens KV). In this case, the sample holder is likely to be thermally damaged around the sample holder. However, since the thin film forming apparatus 1 according to the present invention has the above-described configuration, the reflected electrons in the present invention are not guided to the surface of another sample, and the portion around the sample holder is not significantly heated. It contributes exclusively to sample heating.

第1試料21表面に照射された第1電子ビ−ム101は、第1試料21を加熱する。また、第1試料21への第1電子ビ−ム101の照射に伴い発生する第1反射電子111は、やや広がりながらも概ねビ−ム状を維持しながら第1試料ホルダ−31の外に放射される。同一の直線上に第1電子銃51と第1試料ホルダ−31および第2試料ホルダ−32を設けたことにより、第1試料ホルダ−31の外にビ−ム状で放射された第1反射電子111は第2試料ホルダ−32の方向に向かう。より具体的に説明すると、前記第1反射電子111は反射電子照射部を構成する図示しない真空チャンバ−10内の第1試料ホルダ−31周縁部に設けられる電磁気力を備えたポ−ルピ−スの制御により、加速されたり、集光されたり、偏向されたりしながら、ビ−ム状で偏向され第2試料ホルダ−32に保持された第2試料22に向けて照射される。これにより第2試料22は加熱されると同時に、その第1反射電子111の一部はさらに第2反射電子121となり、概ねビ−ム状を維持して第1水冷板81の方向に向かって反射される。この第2反射電子121も同様に、図示しない真空チャンバ−10内の第2試料ホルダ−32周縁部に設けられるポ−ルピ−スの制御により、加速されたり、偏向されたり、集光されたりするようにしておいても良い。そのようにして第2反射電子121は、第1水冷板81に向けて照射される。第1水冷板81は第2反射電子121に対して上記のように概ね30度の角度をもって配置されているので、反射される第3反射電子131は第3試料ホルダ−33の方向に向かい、必要に応じて図示しないポ−ルピ−スにより集光や偏向がなされ第3試料ホルダ−33内の第3試料23を加熱する。   The first electron beam 101 irradiated on the surface of the first sample 21 heats the first sample 21. Further, the first reflected electrons 111 generated by the irradiation of the first electron beam 101 to the first sample 21 are outside the first sample holder 31 while maintaining a beam shape while slightly spreading. Radiated. By providing the first electron gun 51, the first sample holder 31 and the second sample holder 32 on the same straight line, the first reflection emitted in a beam shape outside the first sample holder 31. The electrons 111 are directed in the direction of the second sample holder -32. More specifically, the first reflected electron 111 is a pole piece having an electromagnetic force provided at the peripheral portion of the first sample holder 31 in the vacuum chamber 10 (not shown) constituting the reflected electron irradiation unit. The second sample 22 is deflected in the form of a beam and held on the second sample holder 32 while being accelerated, condensed, or deflected by the above control. As a result, the second sample 22 is heated, and at the same time, a part of the first reflected electrons 111 further becomes the second reflected electrons 121, and generally maintains a beam shape toward the first water-cooled plate 81. Reflected. Similarly, the second backscattered electrons 121 are accelerated, deflected, or condensed by controlling pole poles provided at the peripheral edge of the second sample holder 32 in the vacuum chamber 10 (not shown). You may do it. As such, the second reflected electrons 121 are irradiated toward the first water cooling plate 81. Since the first water cooling plate 81 is disposed at an angle of approximately 30 degrees with respect to the second reflected electrons 121 as described above, the reflected third reflected electrons 131 are directed toward the third sample holder 33, If necessary, light is condensed and deflected by a pole piece (not shown) to heat the third sample 23 in the third sample holder 33.

所定時間第1電子ビ−ム101を第1試料21表面に照射した後、第1電子銃51への通電を停止し、回転保持盤40を再び回転させることにより、第1電子銃51、第1水冷板81及び第1、第2試料ホルダ−31、32がほぼ一直線上になるよう配置させ、回転を停止する。第1電子銃51への通電を再開することにより、第1電子銃51から第2試料ホルダ−32内の第2試料22表面に向けて第1電子ビ−ム101が照射され、第2試料22を加熱する。第1電子ビ−ム101の一部は第3試料ホルダ−33に向けて概ねビ−ム状の第1反射電子112として第2試料ホルダ−32の外に反射される。前記第1反射電子112は必要に応じて第2試料ホルダ−32周縁部に設けた図示しないポ−ルピ−スにより集光され、偏向された後、第3試料ホルダ−33に保持された第3試料23に向け照射され、これを加熱すると同時に、その一部は第3反射電子122として概ねビ−ム状を維持しながら第1水冷板81の方向に反射される。第2反射電子は、必要に応じて第3試料ホルダ−33周縁部に設けた図示しないポ−ルピ−スにより集光され、偏向された後、第1水冷板81を照射し、その一部を第3反射電子132として、第1試料ホルダ−31に向け反射され第1試料21を加熱する。   After irradiating the surface of the first sample 21 with the first electron beam 101 for a predetermined time, the energization to the first electron gun 51 is stopped and the rotation holding plate 40 is rotated again, whereby the first electron gun 51, 1 The water cooling plate 81 and the first and second sample holders 31 and 32 are arranged so as to be substantially in a straight line, and the rotation is stopped. By resuming energization of the first electron gun 51, the first electron beam 101 is irradiated from the first electron gun 51 toward the surface of the second sample 22 in the second sample holder 32, and the second sample. 22 is heated. A part of the first electron beam 101 is reflected outside the second sample holder 32 as first reflected electrons 112 having a generally beam shape toward the third sample holder 33. The first reflected electrons 112 are collected and deflected by a pole piece (not shown) provided at the periphery of the second sample holder 32 as necessary, and then the first reflected electrons 112 are held by the third sample holder 33. The three samples 23 are irradiated and heated, and at the same time, a part thereof is reflected in the direction of the first water-cooled plate 81 while maintaining a substantially beam shape as the third reflected electrons 122. The second reflected electrons are collected and deflected by a pole piece (not shown) provided on the peripheral edge of the third sample holder 33 as necessary, and then irradiated to the first water-cooled plate 81 and a part thereof. Are reflected toward the first sample holder 31 as third reflected electrons 132 to heat the first sample 21.

さらに所定時間第1電子ビ−ム101を第2試料22表面に照射した後、第1電子銃51への通電を停止し、回転保持盤40を再び回転させることにより、同様に第1電子銃51と第1水冷板81の間に第3、第1試料ホルダ−33、31をほぼ一直線上に配置させ、回転を停止する。第1電子銃51への通電の再開により、第1電子銃51から第3試料ホルダ−33内の第3試料23表面に向けて第1電子ビ−ム101が照射され、第3試料23を加熱すると共にその一部の第1反射電子113は概ねビ−ム状で第1試料ホルダ−31の方向に向かって第3試料ホルダ−33の外に反射される。前記第1反射電子113は必要に応じて第3試料ホルダ−33周縁部に設けた図示しないポ−ルピ−スにより集光されたり、偏向されたりした後、第1試料ホルダ−31に保持された第1試料21に向け照射され、これを加熱する。また、これと同時にその一部は第2反射電子123として概ねビ−ム状を維持して第1水冷板81の方向に向けて反射される。第2反射電子123は、必要に応じて第1試料ホルダ−31周縁部に設けた図示しないポ−ルピ−スにより集光された後、第1水冷板81を照射し同時に、その一部は第3反射電子132として、第2試料ホルダ−32の方向に向かって反射され第2試料22を加熱する。   Further, after irradiating the surface of the second sample 22 with the first electron beam 101 for a predetermined time, the energization to the first electron gun 51 is stopped, and the rotation holding plate 40 is rotated again to similarly turn the first electron gun. The third and first sample holders 33 and 31 are arranged substantially in a straight line between the first water cooling plate 51 and the first water cooling plate 81, and the rotation is stopped. By resuming energization of the first electron gun 51, the first electron beam 101 is irradiated from the first electron gun 51 toward the surface of the third sample 23 in the third sample holder 33, and the third sample 23 is irradiated. While being heated, a part of the first reflected electrons 113 is substantially beam-shaped and is reflected outside the third sample holder 33 toward the first sample holder 31. The first reflected electrons 113 are collected or deflected by a pole piece (not shown) provided at the periphery of the third sample holder 33 as necessary, and then held by the first sample holder 31. The first sample 21 is irradiated and heated. At the same time, a part of the second reflected electrons 123 is reflected in the direction of the first water cooling plate 81 while maintaining a generally beam shape. The second reflected electrons 123 are collected by a pole piece (not shown) provided on the periphery of the first sample holder 31 as necessary, and then irradiate the first water-cooled plate 81 and at the same time, a part thereof The third reflected electrons 132 are reflected toward the second sample holder 32 and heat the second sample 22.

上記のように順次、回転保持盤40の回転と停止(位置決め)ならびに第1電子銃51への所定時間の通電と停止を間欠して繰り返すことにより、第1、第2、第3試料21、22、23を徐々に加熱する。これにより装置に対する熱的な損傷や基板に形成される薄膜への汚染を無くし、さらに反射電子の有効利用が果たせるという格別の効果が得られる。また、第2反射電子121の進行方向に対して概ね30度の角度で第1水冷板81を配置したので、先行文献1のように反射電子が電子銃側に照射されなくなる。なお、各々の試料がこのようにして加熱され気化温度に達すると、気化した各試料は各試料と対向する位置に配置された基板60に向かって照射され、基板60上で冷却されることにより不純物汚染されていない薄膜となる。   By sequentially repeating the rotation and stop (positioning) of the rotary holding plate 40 and the energization and stop of the first electron gun 51 for a predetermined time as described above, the first, second, and third samples 21, 22 and 23 are gradually heated. As a result, thermal damage to the device and contamination of the thin film formed on the substrate can be eliminated, and an extra advantage can be obtained that the reflected electrons can be effectively used. Further, since the first water-cooled plate 81 is disposed at an angle of approximately 30 degrees with respect to the traveling direction of the second reflected electrons 121, the reflected electrons are not irradiated on the electron gun side as in the prior art document 1. When each sample is heated in this way and reaches the vaporization temperature, each vaporized sample is irradiated toward the substrate 60 arranged at a position facing each sample, and cooled on the substrate 60. The thin film is not contaminated with impurities.

実施の形態2.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態2について詳細に説明する。図4は本発明の薄膜形成装置のチャンバ−内に配置された試料ホルダ−の周辺と電子銃の位置関係について示す上面図である。なお、図4の各部位において図1ないし図3中と同一部分ないし相当部分には同一符号を付与している。
Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a top view showing the positional relationship between the periphery of the sample holder arranged in the chamber of the thin film forming apparatus of the present invention and the electron gun. 4 that are the same as or equivalent to those in FIGS. 1 to 3 are assigned the same reference numerals.

図4に示すように本発明の実施の形態2の薄膜形成装置2は、実施の形態1に示した薄膜形成装置1の回転保持盤40を固定保持盤41と交換し、新たに第2、第3電子銃52、53および第2、第3水冷板82、83を設け、それ以外の部分は下記のなお書きの点を除いて実施の形態1と全く同じ構成にしたものである。なお、第1電子銃51、第1水冷板81及び第1、第2試料ホルダ−31、32ならびに、第2電子銃52、第2水冷板82及び第2、第3試料ホルダ−32、33ならびに、第3電子銃53、第3水冷板83及び第3、第1試料ホルダ−33、31のそれぞれの位置関係は、ほぼ一直線上に並ぶような関係にあり、さらに、第1、第2、第3水冷板81、82、83が第2反射電子121、122、123の照射される方向に対して概ね0度に配置されている。   As shown in FIG. 4, the thin film forming apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention replaces the rotary holding disk 40 of the thin film forming apparatus 1 shown in the first embodiment with a fixed holding disk 41, and newly adds second, Third electron guns 52 and 53 and second and third water cooling plates 82 and 83 are provided, and the other parts are the same as those in the first embodiment except for the following remarks. The first electron gun 51, the first water cooling plate 81 and the first and second sample holders 31 and 32, and the second electron gun 52, the second water cooling plate 82 and the second and third sample holders 32 and 33, respectively. In addition, the positional relationship between the third electron gun 53, the third water cooling plate 83, and the third and first sample holders 33, 31 is such that they are arranged in a substantially straight line. The third water cooling plates 81, 82, 83 are arranged at approximately 0 degrees with respect to the direction in which the second reflected electrons 121, 122, 123 are irradiated.

本発明の実施の形態2の薄膜形成装置においては、第1、第2、第3電子銃51、52、53を設けたことにより、それぞれの電子銃を同時に稼動させる事が可能となっている。各電子銃から放射される第1、第2、第3電子ビ−ム101、102、103はそれぞれの対応する試料上において、実施の形態1の薄膜形成装置と同様に第1反射電子111、112、113を生成し、必要に応じて図示しないポ−ルピ−スの制御により集光されたり、偏向されたりし、順次対応する試料ホルダ−内の試料上に照射される。また、実施の形態2の薄膜形成装置と同様に第2反射電子121、122、123、第3反射電子131、132、133が生成され、それぞれ対応する試料ホルダ−内の試料の加熱に供される。   In the thin film forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, the first, second, and third electron guns 51, 52, and 53 are provided, so that each electron gun can be operated simultaneously. . The first, second, and third electron beams 101, 102, and 103 radiated from each electron gun are respectively reflected on the corresponding samples by the first reflected electrons 111, as in the thin film forming apparatus of the first embodiment. 112 and 113 are generated, condensed or deflected as required by control of a pole piece (not shown), and sequentially irradiated onto the sample in the corresponding sample holder. Similarly to the thin film forming apparatus of the second embodiment, second reflected electrons 121, 122, 123 and third reflected electrons 131, 132, 133 are generated and used for heating the sample in the corresponding sample holder. The

第1、第2、第3電子銃51、52、53を同時に稼動させる場合、第1、第2、第3試料21、22、23を同時に加熱できるため、本発明の実施の形態2の薄膜形成装置は短時間によって各試料を加熱できるようになる。また、電子銃を同時に稼動させずに異なるタイミングや異なる通電時間での実施により、それぞれ時間差を設けてパルス状として各試料ホルダ−内の各試料に第1、第2、第3電子ビ−ム101、102、103を順次照射することも可能となり、その結果、特に互いの電子銃から放射される電子ビ−ムと各反射電子との間の干渉を無くすことができ、ポ−ルピ−スの持つ電磁気力による各反射電子の集光性の改善や偏向等の制御が容易となり、より加熱効率の良い薄膜形成装置を得ることができるという格別の効果が得られる。なお、各水冷板の表面から反射される図示しない第3反射電子のもつ総エネルギ−は、第1電子ビ−ムのもつ総エネルギ−に比べて、反射を複数回繰り返しているので、その反射電子の量が減っているため、充分に小さくなっている。従って、先行文献1のように第3反射電子が電子銃側に照射されているにも関わらず、電子銃側にはあまり影響しないという格別の効果を達成する。   When the first, second, and third electron guns 51, 52, and 53 are operated at the same time, the first, second, and third samples 21, 22, and 23 can be heated at the same time. Therefore, the thin film according to the second embodiment of the present invention. The forming apparatus can heat each sample in a short time. In addition, the first, second, and third electron beams can be applied to each sample in each sample holder in the form of a pulse by providing a time difference by operating at different timings and different energization times without simultaneously operating the electron gun. It is also possible to sequentially irradiate 101, 102, and 103. As a result, interference between the electron beam emitted from each electron gun and each reflected electron can be eliminated, and the pole piece can be eliminated. This makes it possible to easily improve the light condensing property of each reflected electron by the electromagnetic force possessed and to control the deflection and the like, and to obtain a special effect that a thin film forming apparatus with higher heating efficiency can be obtained. The total energy of the third reflected electrons (not shown) reflected from the surface of each water-cooled plate is reflected a plurality of times as compared with the total energy of the first electron beam. Since the amount of electrons is decreasing, it is sufficiently small. Therefore, even if the third backscattered electron is irradiated on the electron gun side as in the prior art document 1, it achieves a special effect that the electron gun side is not significantly affected.

なお、上記実施の形態2の薄膜形成装置においては、第1電子銃51、第1水冷板81及び第1、第2試料ホルダ−31、32がほぼ一直線上に並ぶように配置させたが、必ずしも一直線上に配置させる必要性は無く、多少複雑な配置関係になるが、図示しないポ−ルピ−スの電磁気力により、電子ビ−ムや反射電子を適宜高精度に制御することにより、それぞれ対応する試料ホルダ−内の試料表面に電子を供給できるようにしても良く、同様に加熱効率の良い薄膜形成装置を得ることができる。また、同様の理由で、第2試料から照射される第2反射電子を、第1冷却板に送ることなく、第3試料に照射することも可能である。この場合、第1冷却板によるエネルギ−損失が無いので、さらに高い加熱効率が得られる。   In the thin film forming apparatus of the second embodiment, the first electron gun 51, the first water cooling plate 81, and the first and second sample holders 31 and 32 are arranged so as to be substantially aligned. Although it is not always necessary to arrange them in a straight line, it becomes a somewhat complicated arrangement relationship, but by controlling the electron beam and the reflected electrons with high precision appropriately by the electromagnetic force of a pole piece not shown, Electrons can be supplied to the sample surface in the corresponding sample holder, and a thin film forming apparatus with high heating efficiency can be obtained in the same manner. For the same reason, it is also possible to irradiate the third sample without sending the second reflected electrons irradiated from the second sample to the first cooling plate. In this case, since there is no energy loss due to the first cooling plate, higher heating efficiency can be obtained.

実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3について詳細に説明する。本発明の実施の形態3は第1、第2、第3試料21、22、23として、鉄、クロム、ニッケルを用い、FE−CR−NI合金薄膜を作成するものである。これらの金属の融点は、鉄において1800℃、クロムにおいて約1900℃、ニッケルにおいて約1700℃であり、それぞれの蒸発温度は1200℃〜1400℃程度である。各々の蒸発温度に合わせて必要なエネルギ−照射の条件を選択することにより、任意の膜組成や膜構成を持った薄膜形成が可能となり、高いエネルギ−利用率でのFE−CR−NI合金薄膜が形成できる。
Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described in detail. In the third embodiment of the present invention, as the first, second, and third samples 21, 22, and 23, iron, chromium, and nickel are used to form an FE-CR-NI alloy thin film. The melting points of these metals are 1800 ° C. for iron, about 1900 ° C. for chromium, and about 1700 ° C. for nickel, and the respective evaporation temperatures are about 1200 ° C. to 1400 ° C. By selecting the necessary energy irradiation conditions according to each evaporation temperature, it becomes possible to form a thin film having an arbitrary film composition and film structure, and an FE-CR-NI alloy thin film with a high energy utilization rate. Can be formed.

具体的なFE−CR−NI合金の成薄膜条件の一例としては、鉄、クロム、ニッケルそれぞれに投入するエネルギ−の割合を16:11:9とすればよく、その場合の各々の材料の反射電子生成率は約30%(加速電圧10〜数10KVにおいて)程度になるため、第1電子ビ−ムの加速電圧を20KV、第2電子ビ−ムの加速電圧を10KV、第3電子ビ−ムEBの加速電圧を10KVとすればよい。これにより、高いエネルギ−利用率でのFE−CR−NI合金薄膜が形成できる。なお、ここではFE−CR−NIの3元系について説明したが、他の金属の組み合わせでも同様に実施可能であるのは言うまでも無い。   As an example of a specific thin film condition of the FE-CR-NI alloy, the ratio of energy input to each of iron, chromium, and nickel may be 16: 11: 9, and the reflection of each material in that case Since the electron generation rate is about 30% (acceleration voltage 10 to several tens of KV), the acceleration voltage of the first electron beam is 20 KV, the acceleration voltage of the second electron beam is 10 KV, and the third electron beam is about 30%. The acceleration voltage of the EB may be 10 KV. Thereby, the FE-CR-NI alloy thin film with a high energy utilization factor can be formed. Although the FE-CR-NI ternary system has been described here, it is needless to say that other combinations of metals can be similarly implemented.

また、上記実施の形態1ないし実施の形態3の薄膜形成装置においては、各試料ホルダ−内の各試料に向けて電子ビ−ムや反射電子を照射する構成にしていたが、電子ビ−ムの照射位置を各試料に代えて各試料ホルダ−に照射し、各試料ホルダ−の加熱により、同様に各試料を溶解し蒸発させることも可能である。その際、それぞれ対応する電子ビ−ムの照射強度に合わせた冷却容量の冷却機構を試料ホルダ−に設けることにより、合金組成の制御性を良くした成膜が可能となる。さらに、各電子銃を固定した場合について説明したが、電子銃は必ずしも固定しておく必要は無い。例えば、装置構成は複雑になるものの電子ビ−ムを走査させることにより、複数の試料ホルダ−に収められた試料に照射できるようにすることも可能である。このような構成とすることにより、目的に合わせて電子銃の数を適宜最適化できるという効果が得られる。また、電子ビ−ム発生源に電子銃を用いて説明したが、必ずしも電子銃を用いる必要はなく、電子ビ−ムを発生できるものであればいかなる装置であっても良く、上記実施の形態1ないし実施の形態3の薄膜形成装置と同様の効果が得られる。   In the thin film forming apparatus according to the first to third embodiments, the electron beam or the reflected electron is irradiated to each sample in each sample holder. It is also possible to irradiate each sample holder in place of the respective irradiation positions and to dissolve and evaporate each sample in the same manner by heating each sample holder. At that time, by providing the sample holder with a cooling mechanism having a cooling capacity corresponding to the irradiation intensity of the corresponding electron beam, film formation with improved controllability of the alloy composition becomes possible. Furthermore, although the case where each electron gun was fixed was demonstrated, the electron gun does not necessarily need to be fixed. For example, although the apparatus configuration is complicated, it is also possible to irradiate a sample stored in a plurality of sample holders by scanning an electron beam. By adopting such a configuration, there is an effect that the number of electron guns can be appropriately optimized according to the purpose. Further, although the electron gun is used as the electron beam generation source, it is not always necessary to use an electron gun, and any device that can generate an electron beam may be used. The same effects as those of the thin film forming apparatus according to the first to third embodiments can be obtained.

本発明の薄膜形成装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the thin film forming apparatus of this invention. 実施の形態1の試料ホルダ−と電子銃の配置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement of a sample holder and an electron gun according to the first embodiment. 実施の形態1の試料ホルダ−と電子銃の配置を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing the arrangement of the sample holder and the electron gun according to the first embodiment. 実施の形態2の試料ホルダ−と電子銃の配置を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing the arrangement of a sample holder and an electron gun according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

31 第1試料ホルダ− 32 第2試料ホルダ−
40 回転保持盤 41 固定保持盤
51 第1電子銃 52 第2電子銃
101 第1電子ビ−ム 102 第2電子ビ−ム
111 第1反射電子 121 第2反射電子
31 First Sample Holder 32 Second Sample Holder
40 Rotation holding board 41 Fixed holding board 51 First electron gun 52 Second electron gun
101 1st electron beam 102 2nd electron beam 111 1st reflected electron 121 2nd reflected electron

Claims (5)

電子ビ−ムを第1試料ホルダ−内に照射する電子ビ−ム照射部、前記第1ホルダ−内から放出される前記電子ビ−ムの反射電子を第2試料ホルダ−内に照射する反射電子照射部とを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。 An electron beam irradiating section for irradiating the electron beam into the first sample holder, and a reflection for irradiating the second sample holder with the reflected electrons of the electron beam emitted from the first holder. A thin film forming apparatus comprising an electron irradiation unit. 電子ビ−ム発生源が電子銃であって、前記電子銃と第1試料ホルダ−および第2試料ホルダ−が同一の直線上に配置できるようにしたことを特徴とする請求項1記載の薄膜形成装置。 2. The thin film according to claim 1, wherein the electron beam generation source is an electron gun, and the electron gun, the first sample holder, and the second sample holder can be arranged on the same straight line. Forming equipment. 第1ホルダ−内から放出される反射電子をポ−ルピ−スの電磁気力により制御して、第2試料ホルダ−内に照射するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の薄膜形成装置。 3. The reflected light emitted from the inside of the first holder is controlled by the electromagnetic force of the pole piece so as to irradiate the inside of the second sample holder. Thin film forming equipment. 回転する保持具の回転中心の周りに少なくとも第1試料ホルダ−および第2試料ホルダ−を備え、同一の電子ビ−ム発生源から放出される電子ビ−ムを第1試料ホルダ−内または第2試料ホルダ−内に間欠して照射する電子ビ−ム照射部を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薄膜形成装置。 At least a first sample holder and a second sample holder are provided around the rotation center of the rotating holder, and the electron beams emitted from the same electron beam generation source are contained in the first sample holder or the first sample holder. The thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an electron beam irradiation unit for intermittently irradiating the two sample holders. 少なくとも第1電子ビ−ムを第1試料ホルダ−内に間欠して照射する第1電子ビ−ム照射部と、第2電子ビ−ムを第2試料ホルダ−内に照射する第2電子ビ−ム照射部を備え、前記第1電子ビ−ムの照射時間と前記第2電子ビ−ムの照射時間を異ならせて実施させるようにしたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薄膜形成装置。
A first electron beam irradiating unit for intermittently irradiating at least the first electron beam into the first sample holder, and a second electron beam for irradiating the second electron beam into the second sample holder. 4. The apparatus according to claim 1, further comprising a beam irradiation unit, wherein the irradiation time of the first electron beam and the irradiation time of the second electron beam are different from each other. The thin film forming apparatus according to any one of the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013051157A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Canon Inc Transmission x-ray generator and x-ray imaging device using the same
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