JPH02197566A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、薄膜形成装置、特にクライスターイオンビ
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。

［従来の技術］ 従来から光学薄膜、磁性膜、絶縁膜などの高品質な薄膜
がＩＣＢ法により形成されている。

第２図は例えば特公昭５４−９５９２号公報ら示された
従来の薄膜形成装置を模式的に示す概略構成図であり、
図において（１）は所定の真空度に保持された真空槽、
（２）はこの真空槽（１）の真空度を調節する真空排気
系、（３）は真空槽（１）内の下方に設けられた密閉型
のルツボ・（４）はこのルツボ（３）の上部に設けられ
た少なくとも一つのノズル、（５）はルツボ（３）内に
充填された蒸着物質、（６）はルツボ（３）の周囲に設
けられルツボ（３）を加熱する加熱用フィラメント、（
７）は加熱用フィラメント（６）の周囲に設けられ加熱
用フィラメント（６）の熱を遮る熱シールド板、（８）
はルツボ（３）のノズル（４）から蒸着物質（５）の蒸
気を噴出させて形成したクラスター（塊状原子集団）、
（９）はルツボ（３）、加熱用フィラメント（６）およ
び熱シールド板（７）により構成された蒸気発生源であ
る。

（ｌＯ）は電子ビームを放出する電子ビーム放出フィラ
メント、（１１）はこの電子ビーム放出フイラメンｈ　
（１０）の内側に設けられ電子ビーム放出フィラメント
（ｌＯ）から電子を引き出し加速する電子ビーム引き出
し電極、（１２）は電子ビーム放出フィラメント（ｌＯ
）の外側に設けられ電子ビーム放出フィラメント（１０
）の熱を遮る熱シールド板、（１３）は電子ビーム放出
フィラメント（１０）、電子ビーム引き出し電極（１１
）および熱シールド板（１２）により構成された、クラ
スター（８）のイオン化手段である。

（１４）はこのイオン化手段（１３）によってイオン化
されたイオン化クラスター、（１５）は電子ビーム引き
出し電極（１１）の上方に設けられイオン化クラスター
（１４）を電界で加速し、運動エネルギーを付与する加
速手段で／ある加速電極、（１６）は表面に薄膜ガ（形
成される基板である。

（１７）は加熱用フィラメント（６）を加熱する第１交
流電源、（１８）はルツボ（３）の電位を前記加熱用フ
ィラメント（６）に対して正にバイアスする第１直流電
源、（１９）は電子ビーム放出フィラメント（１０）を
加熱する第２交流電源、（２０）は電子ビーム放出フィ
ラメント（１０）を電子ビーム引き出し電極（１１）に
対して負の電位にバイアスする第２直流電源、（２１）
は電子ビーム引き出し電極（１１）およびルツボ（３）
を加速電極（１５）に対して正にバイアスする第３直流
電源、（２２）は第１交流電＃（１７）、第１直流電源
（１８）、第２交流電源（１９）、第２直流電源（２Ｇ
）および第３直流電源（２１）を収納する電源装置であ
る。

従来の薄膜形成装置は上述のように構成され、真空槽（
１）を１　×１０−”Ｔｏｒｒ程度の真空度になるまで
真空排気系（２）によって排気する。加熱用フィラメン
ト（６）から放出された電子を第１直流電源（１８）で
印加される電界によって加速し、この加速された電子を
ルツボ（３）に衝突させ、ルツボ（３）内の蒸気圧が数
Ｔｏｒｒになる温度まで加熱する。この加熱によって、
ルツボ（３）内の蒸着物質（５）は蒸発し、ノズル（４
）から真空１　（１）中に噴射される。この蒸着物質（
５）の蒸気は、ノズル（４）を通過する際、断熱膨張に
より過冷却状態を起こし、クラスター（８）と呼ばれる
塊状原子集団が形成される。このクラスター（８）は、
電子ビーム放出フィラメント（１０）から放出される電
子ビームによって一部がイオン化されることによりイオ
ン化クラスター（１４）となる。

このイオン化クラスター（１４）は、イオン化されてい
ない中性のクラスター（８）と共に加速電極（１５）で
形成される電界により加速され、基板（１６）表面に衝
突して薄膜が形成される。

なお、電源装置（２２）内の各直流電源の機能は次の通
りである。第１直流電源（１８）は、加熱用フィラメン
ト（６）に対してルツボ（３）の電位を正にバイアスし
、加熱用フィラメント（６）からの放出された熱電子を
ルツボ（３）に衝突させる。

第２直流電源（２０）は、電子ビーム引き出し電極（１
１）に対して第２交流８１（１９）で加熱された電子ビ
ーム放出フィラメント（１０）を負の電位にバイアスし
、電子ビーム放出フィラメント（１０）から放出された
熱電子を電子ビーム引き出し電極（１１）内部に引き出
す。第３直流電１Ｒ（２１）は、アース電位にある加速
電極（１５）に対して電子ビーム引き出し電極（１１）
およびルツボ（３）を正にバイアスし、電子ビーム引き
出し電極（１１）との間に形成される電界レンズによっ
て、正電筒のイオン化クラスタ（１４）を加速制御する
。

［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
、反応性ガス特に酸素雰囲気中で蒸着を行なうと、装置
構成材料のうち高温になるタンタル、タングステンなど
で作成された熱シールド板（７）、　（１２）が熱変形
したり、酸素ガスと反応して腐食したりするといった問
題点があった。

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、反応性ガス特に酸素ガス雰囲気中で安定に
蒸着ができ、しかも寿命が良い薄膜形成装置を得ること
を目的とする。

［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、高温になる熱シールド
板をアルミナ材料で作成したものである。

［作　用］ この発明における熱シールド板は、熱的に安定なアルミ
ナ材料で作成されているので、熱変形しないとともに反
応性ガス特に酸素雰囲気中でも安定に蒸着でき、装置の
寿命も従来のものに比べて長（なる。

［実施例１ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を示すもので、第２図と異なると
ころは蒸気発生源（９）の熱シルト板（３０）およびイ
オン化手段（１３）の熱シールド板（３１）等の高温の
箇所はアルミナ材料で作成され、その他の構成は第２図
と全く同一である。

上述したように構成された薄膜形成装置において、上述
した従来装置と同様に、真空槽（１）中で蒸着物質（５
）のクラスター（８）が形成され、このクラスター（８
）の一部がイオン化手段（１３）によってイオン化され
て、基板（１６）表面に蒸着して薄膜が形成される。一
方、高温になる蒸気発生源（９）の熱シールド板（３０
）およびイオン化手段（３１）の熱シールド板（１２）
は、熱変形しないとともに熱的に安定なアルミナ材料で
形成されているため、高温中で酸素ガスなどの反応性ガ
スにさらされても、従来装置に用いられた高融点金属材
料のようにこれらと反応して腐食されることがなく、安
定に蒸着ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の薄膜形成装置は、高温
になる熱シールド板にアルミナ材料を用いたので、熱変
形することなく、反応性の強いガス雰囲気でも安定に蒸
着でき、また高寿命になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
概略構成図、第２図は従来の薄膜形成装置の一例を示す
概略構成図である。 図において、（１）は真空槽、（９）は蒸気発生源、（
１３）はイオン化手段、（１５）は加速電極、（１６）
は基板、（３０）および（３１）は熱シールド板である
。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 昂１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部が所定の真空度に保持された真空槽と、この真空槽
   内に配置された基板と、 この基板に対向して設けられ基板に向けて蒸着物質の蒸
   気を噴出して蒸着物質のクラスターを発生させるルツボ
   、このルツボの外側に設けられルツボを加熱する加熱用
   フィラメントおよびこの加熱用フィラメントの外側に設
   けられ加熱用フィラメントからの熱を遮る熱シールド板
   からなる蒸気発生源と、 この蒸気発生源と前記基板との間に設けられ電子ビーム
   を放出する電子ビーム放出フィラメント、この電子ビー
   ム放出フィラメントの内側に設けられ電子ビーム放出フ
   ィラメントからの電子ビームを引き出し加速する電子ビ
   ーム引出電極および前記電子ビーム放出フィラメントの
   外側に設けられ電子ビーム放出フィラメントの熱を遮る
   熱シールド板とからなるイオン化手段と、 を備えた薄膜形成装置において、前記蒸気発生源の前記
   熱シールド板および前記イオン化手段の前記熱シールド
   板の少なくともいずれか一方はアルミナ材料で作成され
   たことを特徴とする薄膜形成装置。