JPH06122965A - イオン蒸着膜形成装置 - Google Patents
イオン蒸着膜形成装置Info
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- JPH06122965A JPH06122965A JP27271192A JP27271192A JPH06122965A JP H06122965 A JPH06122965 A JP H06122965A JP 27271192 A JP27271192 A JP 27271192A JP 27271192 A JP27271192 A JP 27271192A JP H06122965 A JPH06122965 A JP H06122965A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源から
のイオン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成する
イオン蒸着膜形成装置であって、成膜対象基体に対する
蒸発源からの蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオ
ンビームの入射角による膜質への悪影響を抑制でき、ま
た、装置間での膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形
成装置を提供する。 【構成】 蒸発源３２からの所定物質の蒸着とイオン源
３１からのイオン照射を併用して成膜対象基体Ｓ上に膜
を形成するイオン蒸着膜形成装置において、成膜対象基
体Ｓに対する蒸発源３２からの蒸発粒子ＶＰ流の入射方
向とイオン源３１からのイオンビームＩＢ入射方向が同
一方向となるように該蒸発源及びイオン源を設定したイ
オン蒸着膜形成装置。
のイオン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成する
イオン蒸着膜形成装置であって、成膜対象基体に対する
蒸発源からの蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオ
ンビームの入射角による膜質への悪影響を抑制でき、ま
た、装置間での膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形
成装置を提供する。 【構成】 蒸発源３２からの所定物質の蒸着とイオン源
３１からのイオン照射を併用して成膜対象基体Ｓ上に膜
を形成するイオン蒸着膜形成装置において、成膜対象基
体Ｓに対する蒸発源３２からの蒸発粒子ＶＰ流の入射方
向とイオン源３１からのイオンビームＩＢ入射方向が同
一方向となるように該蒸発源及びイオン源を設定したイ
オン蒸着膜形成装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料、金属、ガ
ラス、セラミック等の材料からなる各種基体表面に所望
の膜を形成するための膜形成装置、特に、蒸発源からの
所定物質の蒸着とイオン源からのイオン照射を併用して
成膜対象基体上に膜を形成するイオン蒸着膜形成装置に
関する。
ラス、セラミック等の材料からなる各種基体表面に所望
の膜を形成するための膜形成装置、特に、蒸発源からの
所定物質の蒸着とイオン源からのイオン照射を併用して
成膜対象基体上に膜を形成するイオン蒸着膜形成装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】真空蒸着とイオン照射とを併用して成膜
する手法は、イオンの持つ高いエネルギーを利用して非
熱平衡下で成膜でき、低温下で良質の膜が得られる特徴
がある。この手法を用いたイオン蒸着膜形成装置の従来
例を図７に示す。
する手法は、イオンの持つ高いエネルギーを利用して非
熱平衡下で成膜でき、低温下で良質の膜が得られる特徴
がある。この手法を用いたイオン蒸着膜形成装置の従来
例を図７に示す。
【０００３】図７の装置は、蒸発源９１、イオン源９２
及び成膜対象基体Ｓを支持するホルダ９３を備えてい
る。これらは所定真空度（例えば１０-5Ｐａ）に維持可
能なチャンバ９４に収容されている。ホルダ９３は通水
パイプ９３１によって冷却水Ｗで冷却可能である。基体
Ｓは水冷されたホルダ９３に支持され、この基体表面に
対し、蒸発源９１から所定物質が蒸着され、また、イオ
ン源９２からイオンビーム９２ａが照射される。かくし
て基体Ｓの表面に膜が形成される。蒸着量は膜厚モニタ
９５により、イオン照射量はイオン電流を測定するイオ
ン電流モニタ９６にてそれぞれモニタされ、制御され
る。なお、基体Ｓは加熱されることもある。
及び成膜対象基体Ｓを支持するホルダ９３を備えてい
る。これらは所定真空度（例えば１０-5Ｐａ）に維持可
能なチャンバ９４に収容されている。ホルダ９３は通水
パイプ９３１によって冷却水Ｗで冷却可能である。基体
Ｓは水冷されたホルダ９３に支持され、この基体表面に
対し、蒸発源９１から所定物質が蒸着され、また、イオ
ン源９２からイオンビーム９２ａが照射される。かくし
て基体Ｓの表面に膜が形成される。蒸着量は膜厚モニタ
９５により、イオン照射量はイオン電流を測定するイオ
ン電流モニタ９６にてそれぞれモニタされ、制御され
る。なお、基体Ｓは加熱されることもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
イオン蒸着膜形成装置では、図７の従来装置にも示すよ
うに、基体Ｓに対する蒸発源９１からの蒸発粒子流９１
ａの入射方向と、イオン源９２からのイオンビーム９２
ａの入射方向が異なっており、このように両者の基体に
対する入射方向が異なっていることで、基体上の結晶配
向の角度が所望のものにならないとか、基体が立体物の
場合に、成膜したくない部分にまで成膜されるとかの問
題が生じることがあった。
イオン蒸着膜形成装置では、図７の従来装置にも示すよ
うに、基体Ｓに対する蒸発源９１からの蒸発粒子流９１
ａの入射方向と、イオン源９２からのイオンビーム９２
ａの入射方向が異なっており、このように両者の基体に
対する入射方向が異なっていることで、基体上の結晶配
向の角度が所望のものにならないとか、基体が立体物の
場合に、成膜したくない部分にまで成膜されるとかの問
題が生じることがあった。
【０００５】また、両者の入射方向が異なっているにも
拘らず、装置間で良好な再現性を得るには、蒸発源９１
からの蒸発粒子流９１ａとイオン源９２からのイオンビ
ーム９２ａのなす角度を一定に保つ必要があり、これが
装置設計、製作上の制約となっていた。そこで本発明
は、蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源からのイオ
ン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成するイオン
蒸着膜形成装置であって、成膜対象基体に対する蒸発源
からの蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオンビー
ムの入射角による膜質への悪影響を抑制でき、また、装
置間での膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形成装置
を提供することを課題とする。
拘らず、装置間で良好な再現性を得るには、蒸発源９１
からの蒸発粒子流９１ａとイオン源９２からのイオンビ
ーム９２ａのなす角度を一定に保つ必要があり、これが
装置設計、製作上の制約となっていた。そこで本発明
は、蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源からのイオ
ン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成するイオン
蒸着膜形成装置であって、成膜対象基体に対する蒸発源
からの蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオンビー
ムの入射角による膜質への悪影響を抑制でき、また、装
置間での膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形成装置
を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため、蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源か
らのイオン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成す
るイオン蒸着膜形成装置において、前記成膜対象基体に
対する前記蒸発源からの蒸発粒子流の入射方向と前記イ
オン源からのイオンビーム入射方向が同一方向となるよ
うに該蒸発源及びイオン源を設定したことを特徴とする
イオン蒸着膜形成装置を提供する。
決するため、蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源か
らのイオン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成す
るイオン蒸着膜形成装置において、前記成膜対象基体に
対する前記蒸発源からの蒸発粒子流の入射方向と前記イ
オン源からのイオンビーム入射方向が同一方向となるよ
うに該蒸発源及びイオン源を設定したことを特徴とする
イオン蒸着膜形成装置を提供する。
【０００７】前記蒸発粒子流の入射方向とイオン源から
のイオンビーム入射方向が同一方向とは、同一方向とみ
て差し支えない場合や見做し得る場合も含むものであ
る。前記蒸発源とイオン源とは、これらを一体的に組み
合わせて複合粒子源としてもよい。
のイオンビーム入射方向が同一方向とは、同一方向とみ
て差し支えない場合や見做し得る場合も含むものであ
る。前記蒸発源とイオン源とは、これらを一体的に組み
合わせて複合粒子源としてもよい。
【０００８】
【作用】本発明のイオン蒸着膜形成装置によると、蒸発
源からの蒸発粒子流及びイオン源からのイオンビームは
成膜対象基体に対し同一方向から入射し、それによって
目的とする膜が形成される。蒸発源とイオン源とを一体
的に組み合わせて複合粒子源とする場合は蒸発粒子流と
イオンビームの入射方向をこの複合粒子源製作の段階で
同一方向に設定しておけるので、装置設計、製作がそれ
だけ容易となる。
源からの蒸発粒子流及びイオン源からのイオンビームは
成膜対象基体に対し同一方向から入射し、それによって
目的とする膜が形成される。蒸発源とイオン源とを一体
的に組み合わせて複合粒子源とする場合は蒸発粒子流と
イオンビームの入射方向をこの複合粒子源製作の段階で
同一方向に設定しておけるので、装置設計、製作がそれ
だけ容易となる。
【０００９】なお、蒸発源による所定物質の蒸着、イオ
ン源によるイオン照射は、これを同時に行う場合、交互
に行う場合等、様々の順序や回数が考えられる。
ン源によるイオン照射は、これを同時に行う場合、交互
に行う場合等、様々の順序や回数が考えられる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１から図３は１実施例を、図４から図６は他の
実施例を示している。図１に示す実施例装置は、真空ポ
ンプ１１により１０-5Ｐａ程度の高真空に排気可能の真
空チャンバ１内に、冷却水Ｗにて水冷可能の基体ホルダ
２と、蒸発源及びイオン源を一体的に組み合わせた複合
粒子源３を設置したもので、ホルダ２の近傍には蒸着量
をモニタするための膜厚モニタ４と、イオン電流を測定
するためのイオン電流モニタ５を設置してある。
する。図１から図３は１実施例を、図４から図６は他の
実施例を示している。図１に示す実施例装置は、真空ポ
ンプ１１により１０-5Ｐａ程度の高真空に排気可能の真
空チャンバ１内に、冷却水Ｗにて水冷可能の基体ホルダ
２と、蒸発源及びイオン源を一体的に組み合わせた複合
粒子源３を設置したもので、ホルダ２の近傍には蒸着量
をモニタするための膜厚モニタ４と、イオン電流を測定
するためのイオン電流モニタ５を設置してある。
【００１１】図２は複合粒子源３の断面図であり、図３
はその平面図である。この複合粒子源３は、イオン源３
１と蒸発源３２とからなる。イオン源３１は、熱電子放
出用のフィラメント３１１及びプラズマ原料ガス導入部
３１２を備えたプラズマ生成室３１３の開口部に絶縁部
材３１４を介してイオン引き出しのための電極３１５を
設けたものである。電極３１５は多数のイオン通過孔３
１５ａを有している。
はその平面図である。この複合粒子源３は、イオン源３
１と蒸発源３２とからなる。イオン源３１は、熱電子放
出用のフィラメント３１１及びプラズマ原料ガス導入部
３１２を備えたプラズマ生成室３１３の開口部に絶縁部
材３１４を介してイオン引き出しのための電極３１５を
設けたものである。電極３１５は多数のイオン通過孔３
１５ａを有している。
【００１２】蒸発源３２は電極３１５の中央部に形成さ
れている。蒸発源３２は、ルツボ３２１、このルツボを
加熱するヒータ３２２、該ヒータを囲み、電極３１５と
電気的に絶縁する絶縁部材３３３からなる抵抗加熱式の
ものである。ルツボ３２１の開口３２１ａは電極３１５
のイオン通過孔３１５ａと同方向に向けられており、そ
れは基体ホルダ２上に支持される基体Ｓへ向く方向であ
る。
れている。蒸発源３２は、ルツボ３２１、このルツボを
加熱するヒータ３２２、該ヒータを囲み、電極３１５と
電気的に絶縁する絶縁部材３３３からなる抵抗加熱式の
ものである。ルツボ３２１の開口３２１ａは電極３１５
のイオン通過孔３１５ａと同方向に向けられており、そ
れは基体ホルダ２上に支持される基体Ｓへ向く方向であ
る。
【００１３】このイオン蒸着膜形成装置によると、基体
ホルダ２に成膜対象の基体Ｓが支持され、水冷される。
なお、必要に応じ加熱してもよい。チャンバ１内は真空
ポンプ１１にて所定の成膜真空度に維持される。また、
イオン源３１のプラズマ生成室３１３が図示しない真空
ポンプにより所定真空度まで排気されつつ、フィラメン
ト３１１に通電され、ガス導入部３１２から室内にプラ
ズマ原料ガスＧが導入される。
ホルダ２に成膜対象の基体Ｓが支持され、水冷される。
なお、必要に応じ加熱してもよい。チャンバ１内は真空
ポンプ１１にて所定の成膜真空度に維持される。また、
イオン源３１のプラズマ生成室３１３が図示しない真空
ポンプにより所定真空度まで排気されつつ、フィラメン
ト３１１に通電され、ガス導入部３１２から室内にプラ
ズマ原料ガスＧが導入される。
【００１４】かくして導入されたガスＧがフィラメント
３１１から放出される熱電子に励起されてプラズマ化
し、図示しない電源による電極３１５へのイオン引出し
電圧の印加により該電極のイオン通過孔３１５ａからイ
オンビームＩＢが引き出され、ホルダ２上の基体Ｓへ照
射される。一方、蒸発源３２のルツボ３２１に蒸発源物
質３２ａが入れられ、ヒータ３２２によりルツボ３２１
が加熱されることで該物質が蒸発し、蒸発粒子ＶＰがイ
オンビームＩＢと同方向に飛翔して基体Ｓに付着する。
かくして、イオンビームエネルギーを利用して該蒸発粒
子ＶＰに基づく膜が基体Ｓ上に形成される。
３１１から放出される熱電子に励起されてプラズマ化
し、図示しない電源による電極３１５へのイオン引出し
電圧の印加により該電極のイオン通過孔３１５ａからイ
オンビームＩＢが引き出され、ホルダ２上の基体Ｓへ照
射される。一方、蒸発源３２のルツボ３２１に蒸発源物
質３２ａが入れられ、ヒータ３２２によりルツボ３２１
が加熱されることで該物質が蒸発し、蒸発粒子ＶＰがイ
オンビームＩＢと同方向に飛翔して基体Ｓに付着する。
かくして、イオンビームエネルギーを利用して該蒸発粒
子ＶＰに基づく膜が基体Ｓ上に形成される。
【００１５】なお、イオンビームＩＢの照射と蒸着の操
作は、形成しようとする膜の構造や種類等に応じて、同
時に、交互に、又は他の順序や回数で行われる。基体Ｓ
への蒸発粒子付着量は膜厚モニタ４で、イオン照射量は
イオン電流モニタ５でそれぞれ監視され、それに基づき
適切に制御される。次に図４から図６に示す実施例につ
いて説明する。この装置は、図１の装置において、複合
粒子源３に代えて複合粒子源３０を採用したものであ
る。他の点は図１の装置と同構成である。
作は、形成しようとする膜の構造や種類等に応じて、同
時に、交互に、又は他の順序や回数で行われる。基体Ｓ
への蒸発粒子付着量は膜厚モニタ４で、イオン照射量は
イオン電流モニタ５でそれぞれ監視され、それに基づき
適切に制御される。次に図４から図６に示す実施例につ
いて説明する。この装置は、図１の装置において、複合
粒子源３に代えて複合粒子源３０を採用したものであ
る。他の点は図１の装置と同構成である。
【００１６】複合粒子源３０は図１の複合粒子源３にお
いて、蒸発源３２に代えて電子ビーム蒸発源３３を採用
したものである。蒸発源３３はイオン源電極３１５の中
心部に設けた銅ルツボ３３１と電子銃３３２とを含むも
のである。ルツボ３３１は蒸発源物質３３ａを収容する
ハースライナ３３１ａで内装され、通水空間ＳＰをあけ
て外装した絶縁性外壁３３１ｂで囲まれている。該通水
空間ＳＰには水冷パイプ３３１ｃが接続されており、ル
ツボ３３１はこれにより冷却水Ｗで冷却される。
いて、蒸発源３２に代えて電子ビーム蒸発源３３を採用
したものである。蒸発源３３はイオン源電極３１５の中
心部に設けた銅ルツボ３３１と電子銃３３２とを含むも
のである。ルツボ３３１は蒸発源物質３３ａを収容する
ハースライナ３３１ａで内装され、通水空間ＳＰをあけ
て外装した絶縁性外壁３３１ｂで囲まれている。該通水
空間ＳＰには水冷パイプ３３１ｃが接続されており、ル
ツボ３３１はこれにより冷却水Ｗで冷却される。
【００１７】ハースライナ３３１ａの開口は電極３１５
のイオン通過孔３１５ａと同方向に向けられている。こ
のハースライナ３３１ａに収容された蒸発源物質３３ａ
は電子銃３３２からのエレクトロンビームＥＢの照射に
より加熱されて蒸発し、その蒸発粒子ＶＰは基体Ｓへ飛
翔する。この装置の他の作用は図１の装置におけるそれ
と同様である。
のイオン通過孔３１５ａと同方向に向けられている。こ
のハースライナ３３１ａに収容された蒸発源物質３３ａ
は電子銃３３２からのエレクトロンビームＥＢの照射に
より加熱されて蒸発し、その蒸発粒子ＶＰは基体Ｓへ飛
翔する。この装置の他の作用は図１の装置におけるそれ
と同様である。
【００１８】以上説明した各実施例によると、蒸発源３
２、３３からの蒸発粒子ＶＰ流及びイオン源３１からの
イオンビームＩＢは成膜対象基体Ｓに対し同一方向から
入射するので、蒸発粒子流の入射角とイオンビーム入射
角による膜質への悪影響が抑制される。また、装置間で
の膜形成の再現性が良好となる。なお、前記各実施例に
おいて、イオン源の多孔式電極の中央に蒸発源を設ける
ことによりイオンビームのプロファイル（分布）に影響
があり、イオンビームの中心付近の電流密度が低下する
のではないかという懸念については、多孔式引出し電極
の場合には、１つのイオン通過孔から引き出すイオンビ
ームはある発散角を有しており、多孔式電極の孔を電極
上に均一に設けた際には、イオン源からある距離に配置
された基体上において中心付近の電流密度が大きくなる
傾向があるので、基板との距離を適正化することによ
り、イオン源の引出し電極中央に蒸発源を設けることに
よるイオンビームのプロファイル変化は、大きな問題と
はならない。
２、３３からの蒸発粒子ＶＰ流及びイオン源３１からの
イオンビームＩＢは成膜対象基体Ｓに対し同一方向から
入射するので、蒸発粒子流の入射角とイオンビーム入射
角による膜質への悪影響が抑制される。また、装置間で
の膜形成の再現性が良好となる。なお、前記各実施例に
おいて、イオン源の多孔式電極の中央に蒸発源を設ける
ことによりイオンビームのプロファイル（分布）に影響
があり、イオンビームの中心付近の電流密度が低下する
のではないかという懸念については、多孔式引出し電極
の場合には、１つのイオン通過孔から引き出すイオンビ
ームはある発散角を有しており、多孔式電極の孔を電極
上に均一に設けた際には、イオン源からある距離に配置
された基体上において中心付近の電流密度が大きくなる
傾向があるので、基板との距離を適正化することによ
り、イオン源の引出し電極中央に蒸発源を設けることに
よるイオンビームのプロファイル変化は、大きな問題と
はならない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、蒸
発源からの所定物質の蒸着とイオン源からのイオン照射
を併用して成膜対象基体上に膜を形成するイオン蒸着膜
形成装置であって、成膜対象基体に対する蒸発源からの
蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオンビームの入
射角による膜質への悪影響を抑制でき、また、装置間で
の膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形成装置を提供
することができる。
発源からの所定物質の蒸着とイオン源からのイオン照射
を併用して成膜対象基体上に膜を形成するイオン蒸着膜
形成装置であって、成膜対象基体に対する蒸発源からの
蒸発粒子流の入射角とイオン源からのイオンビームの入
射角による膜質への悪影響を抑制でき、また、装置間で
の膜形成の再現性が良好なイオン蒸着膜形成装置を提供
することができる。
【図１】本発明の１実施例の概略断面図である。
【図２】図１の装置における複合粒子源の断面図であ
る。
る。
【図３】図１の装置における複合粒子源の平面図であ
る。
る。
【図４】本発明の他の実施例の概略断面図である。
【図５】図４の装置における複合粒子源の断面図であ
る。
る。
【図６】図４の装置における複合粒子源の平面図であ
る。
る。
【図７】従来例の概略断面図でるあ。
１ 真空チャンバ ２ 基体ホルダ ３、３０ 複合粒子源 ３１ イオン源 ３２、３３ 蒸発源 ４ 膜厚モニタ ５ イオン電流モニタ Ｓ 基体
Claims (2)
- 【請求項１】 蒸発源からの所定物質の蒸着とイオン源
からのイオン照射を併用して成膜対象基体上に膜を形成
するイオン蒸着膜形成装置において、前記成膜対象基体
に対する前記蒸発源からの蒸発粒子流の入射方向と前記
イオン源からのイオンビーム入射方向が同一方向となる
ように該蒸発源及びイオン源を設定したことを特徴とす
るイオン蒸着膜形成装置。 - 【請求項２】 前記蒸発源と前記イオン源とを一体的に
組み合わせて複合粒子源とした請求項１記載のイオン蒸
着膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27271192A JPH06122965A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | イオン蒸着膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27271192A JPH06122965A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | イオン蒸着膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122965A true JPH06122965A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17517725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27271192A Withdrawn JPH06122965A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | イオン蒸着膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06122965A (ja) |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27271192A patent/JPH06122965A/ja not_active Withdrawn
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