JPH04147968A - 複合イオンプレーティング装置 - 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） 本発明は、複数の蒸発源を備えて各蒸発源から蒸発する
蒸発物をイオン化して基板に薄膜状に堆積させようにし
たイオンプレーティング装置に関する。

（従来の技術） 従来、イオンプレーティング装置として、例えば第１図
示のように、真空室ａ内に、基板すを取付けた基板電極
Ｃと、電子銃ｄにより加熱蒸発される蒸発材ｅを収めた
蒸発源ｆを対向して設け、該基板すと蒸発源ｆとの間に
ＲＦコイル等から成るイオン化機構ｇを設けるようにし
たものが知られている。基板電極Ｃは真空室ａの外部の
バイアス電源りに接続され、蒸発源ｆ及びイオン化機構
ｇは夫々外部の蒸発用電源ｉ及びイオン化用電源ｊに接
続される。該真空室ａには真空排気口にとガス導入口ｍ
が設けられ、イオン化機構ｇと基板すとの間にはシャッ
ターｎが設けられる。

この例では、真空室ａ内を排気口ｋからの排気により１
０−４〜１０−’Ｔｏｒｒの高真空としたのち、ガス導
入口ｍからＡｒガスなどの不活性ガスを導入して真空室
ａ内を１０−’Ｔｏｒｒ台に保ち、蒸発源ｆにその電源
ｉから電力を供給する。これにより該蒸発源ｆから蒸発
材ｅが溶解または昇華して蒸発し、その蒸発物はＲＰ電
源から電力が供給されたＲＰコイルのイオン化機構ｇに
よって励起され、基板すに堆積する。

また、従来、イオン化機構ｇとして第２図示のような蒸
発源ｆの加熱に用いるホロカソード電子銃ｑを使用する
ことも行われており、この例では蒸発源ｆをハースで構
成し、ホローカソード電子銃とハースとにホローカソー
ド電源０を接続すると共に該電子銃に不活性ガスのガス
導入管ｐが接続される。

この第２図示の例では、真空室ａ内を１０−４〜１０−
’Ｔｏｒｒとしたのち、ホローカソード電子銃にガス導
入管ｐからＡｒガスを導入し、ハースとの間に電界を印
加すると、該ホローカソード電子銃内及びホローカソー
ド電子銃とハースの間でプラズマ放電が発生し、該電子
銃が赤熱して熱電子が発生する。熱電子はハースに向か
って飛び出し、ハース内の蒸発材が溶解または昇華して
蒸発する。該ハースから蒸発する蒸発物は、ハースの上
部に発生しているプラズマ内でイオン化され、基板すに
堆積する。

（発明が解決しようとする課題） 上記したような従来のイオンプレーティング装置では、
電子銃ｄを備えた蒸発源ｆとホローカソード電子銃を備
えた蒸発源ｆとを同一の真空室内に設け、同時に作動さ
せることは、電子銃とホローカソード電子銃の作動圧力
の違いがあるために困難であった。一般に、電子銃は１
０−’Ｔｏｒｒ以下で作動し、ホローカソード電子銃は
１０−３Ｔｏｒｒ台で作動するもので、電子銃の真空度
でホローカソード電子銃を使用すると、ホローカソード
電子銃に流れる電流が増大し、電源が壊れてしまう不都
合があった。そのため、電子銃を備えた蒸発源とホロー
カソード電子銃を備えた蒸発源を使用してイオンプレー
ティングする場合には、別々の装置で行わなければなら
ない不便があった。

本発明は、２個の蒸発源を備えて夫々の蒸発源から同時
に異なる種類の蒸発材を蒸発させてイオンプレーティン
グ出来る装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明では、真空室内に、バイアス電源に接続され且つ
基板を取付けた基板電極と対向させて蒸発源を設けると
共に、イオン化用電源に接続され且つ該蒸発源から基板
へ向かう蒸発物をイオン化するイオン化機構を設けたイ
オンプレーティング装置において、該真空室内にイオン
化機構としてホローカソード電子銃を用意すると共に該
ホローカソード電子銃の電子ビームの照射により蒸発さ
れる蒸発材を収めた第１蒸発源を用意し、更に電子銃と
これよりの電子ビームにより蒸発される第２蒸発源とを
設け、両電子銃を同一の動作圧力に設定することにより
、上記の目的を達成するようにした。

上記真空室に反応性ガスを導入する反応性ガス導入口を
設ければ、反応性ガスと反応した蒸発物をイオンプレー
ティングすることが可能になる。

（作用） 真空室内を高真空に排気したのちＡ「ガスなどの不活性
ガスをホローカソード電子銃を介して該真空室内へ導入
し、ホローカソード電子銃と第１蒸発源との間に電界を
印加すると、該電子銃内及び該電子銃と第１蒸発源の間
でプラズマ放電が発生し、該電子銃が赤熱して熱電子が
発生する。発生した熱電子は第１蒸発源に向かってビー
ム状に飛び出し、該第１蒸発源内の蒸発材を溶解又は昇
華させて蒸発させる。これと同時に電子銃にその電源か
ら電力を供給し、第２蒸発源内の蒸発材を溶解又は昇華
させて蒸発させる。この第２蒸発源からの蒸発物は、第
１蒸発源の上方にホローカソード電子銃により発生する
プラズマ内でイオン化されたのち、基板に堆積する。従
って、第１蒸発源と第２蒸発源の蒸発材料を異ならせれ
ば、各蒸発材料の複合したイオンプレーティングを行え
、また各蒸発材料を順次に蒸発させれば１工程のイオン
プレーティングで積層膜を形成出来る。

この時、真空室の反応ガス導入口からＮ２．０２等の反
応ガスを導入すれば、窒化物や酸化物を基板に堆積させ
ることが出来る。

ホローカソード電子銃ではＡｌｌや酸化物を蒸発させる
ことが出来ないが、電子銃ではこれが可能であるため、
Ｔｉ　Ｎ＋Ｓｉ　０２やＴｉＯ□十Ｓ１０□などの積層
膜を基板に形成できる。

（実施例） 本発明の実施例を図面第３図に基づき説明すると、同図
に於いて、符号（１）は真空排気口（２）と窒素や酸素
等の反応性ガスを導入する反応ガス導入口（３）を備え
た真空室を示し、該真空室（１）内の上方には基板（４
）を取付けた基板電極（５）が設けられ、その下方には
該基板（４）と対向させて夫々蒸発材（８）　（８）を
収容したハースの第１蒸発源（７）とるつぼの第２蒸発
源（８）が設けられる。該基板（４）と第１蒸発源（７
）の間に位置して、真空室（１）の外部のホローカソー
ド電源（９）に接続され且つ不活性ガス導入口（ｌＯ）
が接続されたホローカソード電子銃（１１）が設けられ
る。該ホローカソード電源（９）は電流が増大しても電
圧を調整して電力を制限する機能を有し、該電源（９）
は第１蒸発源（７）にも接続され、該ホローカソード電
子銃（１１）と第１蒸発源（７）の間に蒸発物をイオン
化するため即ちイオン化機構としての作用を営むための
プラズマ放電及び該ホローカソード電子銃（１１）内に
熱電子を発生させるためのプラズマ放電の発生を可能に
する。

第２蒸発源（８）は、その側方に電子銃（１２）を備え
ており、真空室（１）の外部の蒸発用電源（１３）から
電力が供給される。（１４）は基板電極（５）にバイア
ス電圧を付与するバイアス電源、（１５）は基板（４）
の前方に設けたシャッターを示す。

該ホローカソード電子銃（１１）と電子銃（１２）は、
同一の作動圧力で作動するように調整される。

図示実施例の装置の作動を説明すると、真空室（１）内
を１０−’〜１０−’Ｔｏｒｒの高真空に真空排気口（
２）から排気したのち、Ａｒガスを不活性ガス導入口（
ｌＯ）からホローカソード電子銃（１１）を介して真空
室（１）内へ導入し、ホローカソード電源（９）を作動
させてホローカソード電子銃（１１）と第１蒸発源（７
）のハースとの間に電界を印加すると、該ホローカソー
ド電子銃（１１）内及び該電子銃（１１）と第１蒸発源
（７）の間にプラズマ放電が発生する。このプラズマ放
電により該ホローカソード電子銃（１１）内が赤熱して
熱電子を発生するようになり、発生した熱電子は電位の
高い第１蒸発源（７）に向けて飛び出し、その内部に収
容した蒸発材（６）が溶解又は昇華して蒸発する。

これと同時に蒸発用電源（１３）から第２蒸発源（８）
に電力を供給し、電子銃（１２）からの電子ビームで第
２蒸発源（８）内の蒸発材（６）を溶解又は昇華させて
蒸発させる。

これらの第１、第２蒸発源（７）　（８）からの蒸発物
は、第１蒸発源（７）の上方でホローカソード電子銃（
１１）により発生するプラズマ内を通過して基板（４）
へと向かう時にイオン化され、バイアス電圧が電源（１
４）により印加された基板電極（５）上の基板（４）に
高速で突入し、膜状に堆積する。

以上のイオンプレーティングの際に、反応ガス導入口（
３）からＮ２や０□の反応ガスを導入すれば、第１、第
２蒸発源（７）　（８）から蒸発する蒸発物を窒化や酸
化させて基板（４）に堆積させることが出来、第１蒸発
源（７）からＴ１を蒸発させると共に第２蒸発源（８）
から８１を蒸発させながら、反応ガスとして０２を導入
すれば、基板（４）に”ｒｔ　ｏ＋ｓｉ　ｏの複合膜を
形成できる。

また、第１蒸発源（７）と第２蒸発源（８）を交代で作
動させると、基板（４）上に積層膜を形成出来る。ホロ
ーカソード電子銃（１１）ではＡＩや酸化物を蒸発させ
ることができないが、トランスパース型電子銃（１２）
ではこれが可能になるので、第２蒸発源（８）でこの種
の材料を蒸発させ、第１蒸発源（７）で他の材料を蒸発
させて複合膜、積層膜を形成できる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、イオンプレーティング
装置において、該真空室内にイオン化機構として作用す
るホローカソード電子銃とその電子ビームにより照射さ
れる第１蒸発源を用意すると共に電子銃とこれよりの電
子ビームにより蒸発される第２蒸発源とを設け、両電子
銃を同一の動作圧力に設定したので、第１蒸発源と第２
蒸発源を同時に或いは交代で作動させて複合膜や積層膜
をイオンプレーティングにて基板に一挙に形成でき、複
雑な膜を一つのイオンプレーティング装置で成膜できる
ので便利である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のイオンプレーティング装置の
截断側面図、第３図は本発明の実施例の截断側面図であ
る。 （１）・・・真空室 （４）・・・基板 （５）・・・基板電極 （６）・・・蒸発材 （７）・・・第１蒸発源 （８）・・・第２蒸発源 （１１）・・・ホローカソード電子銃 （１２）・・・電子銃 特　　許　　出　　願　　人 代　　　　　理　　　　　人 株式会社昭和真空 北　　　村　　　欣 外３名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．真空室内に、バイアス電源に接続され且つ基板を取
   付けた基板電極と対向させて蒸発源を設けると共に、イ
   オン化用電源に接続され且つ該蒸発源から基板へ向かう
   蒸発物をイオン化するイオン化機構を設けたイオンプレ
   ーティング装置において、該真空室内にイオン化機構と
   してホローカソード電子銃を用意すると共に該ホローカ
   ソード電子銃の電子ビームの照射により蒸発される蒸発
   材を収めた第１蒸発源を用意し、更に電子銃とこれより
   の電子ビームにより蒸発される第２蒸発源とを設け、両
   電子銃を同一の動作圧力に設定することを特徴とするイ
   オンプレーティング装置。
2. ２．上記真空室には反応性ガスを導入する反応性ガス導
   入口を設けたことを特徴とする請求項１に記載のイオン
   プレーティング装置。