JPS5996261A - 薄膜作成装置 - 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】 この発明は、被処理物の表面に薄膜を作成する装置ｌｌ
’に関する。

従来、上記のような装置としては反応性スパッタリング
、ＯＶＤ、プラズマＣＶＤ　、イオンブレーティング等
に基づくものがある。反応性スパッタリングによるもの
は、ターゲツト材が固形物であち、グロー放電によって
生じたイオンでターゲツト材を叩き出し、グロー放電を
生じているガスと反応させるものであるが、ターゲツト
材から叩き出された粒子のイオン化がほとんど行なわれ
ず、グロー放電を起こしているガスのイオン化率も０．
１％以下と低いので良質の膜を得るには、被処理物の温
度を高くする必要があった。例えばＳｉＣを作製する場
合、ターゲット材として　Ｓｌ、反応ガスとしてＣ２Ｈ
２、Ａｒを用いた場合、被処理物の温度は６００°Ｃ以
上にする必要がある。またＣｖＤは反応ガスを被処理物
上で反応させるため１０００°Ｃ以上必要であるし、薄
膜の堆積速度が初期、中期、後期では異なるため膜厚制
御が困餌ｔである。さらにプラズマＣＶＤは反応ガスを
イオン化させるためにＣＶＤに比べて低温で処理できる
が、反応ガスのイオン化率が低いため、良質な膜を得る
ためには被処理物の温度を５００°Ｃ以上にしなければ
ならない。またイオンブレーティングの場合、蒸発源が
固体で有限なのて１０　／ｌ　ｍ以上の１１う２を連続
的に作成するには魚卵があった。

この発明は、上記の問題を解決したもので、イオン化率
を高めて低い彼処理物温度でも良質な薄膜を連続的に作
成できる装置を提供することを目的とする。

以下、この発明を図示の１実施例に基づいて説明する。

図において、２は真空槽、４は、この真空槽２用の真空
ポンプである。この真空槽２内の下部には電子銃６が設
けられ、その上面にはアース電位とされた被処理物、例
えば硬質カーボン８が配置されている。電子銃６はこれ
が生成する電子ビームＩＱ（／ｉｍよって被処理物８を
加熱するためのものである。

被処理物の一方の縁部付近から上方に向って３゜乃至１
ｏｏ　ｍｙｒ　（この実施例では５ｏｍｍ’）の距離Ｉ
！ｌを隔ててイオン化電極１２が配置されている。この
イオン化電極１２は幅３　ＣＩｌ＋、長さ’７　Ｃａｎ
の矩形状に形成されており、正の５００乃至ＩＯＶ　に
の実施例でけ５ＯＶ）の直流′市川が印加されている。

１４がその直流電源である。

このイオン化電極１４から下方に向って５〜５０πＭの
距離ｌＶ２を隔てて熱電子放射電極１６が記音されてい
る。１８はその交流電源である。

このイオン化電極１４と熱電子放射電極１６との間には
、イオン化電極から下方に向って１０乃至２０７ｒ７ｎ
ｌの距ｆｌｊ（ｐ１３を隔てて、かつイオン化電極１２
から真空槽２の側壁側にｌＯ〜２０ｍｆｎの距離１４を
隔てて反応ガス導入パイプ２０が配器されている。この
パイプ２０を介して真空槽２内に反応ガス（例えば０２
Ｈ２，ＳｉＨ。

及びＡｒを適当な割合に混合したもの）が供給される。

２２は反応ガスの流量制御弁、２４は同停止弁である。

電子銃６の（＋１！１方には例えば永久磁石からなる磁
界発生体２６が配浴さｉｔでお９、同図に点線で囲んだ
範囲２ツ内に同図の表裏方向に向う磁界を発生する。こ
の磁界は３０〜５００ガウスであり、イオン化電極１４
から被処理物に向う（同図における上下方向）電界に対
して直交するものである。磁界が３０ガウス以下である
と、後述するように電子にらせん運動をさせることがで
きず、５ｏ○ガウス以上では電子ビーム１０が影響を受
けるからである。

彼処Ｊｌｊ物８の中火部から上方に向って１５０乃至３
００７ｒＪＪｒｌの距ηｆ６１５を隔ててイオン銃２８
が配油”されている。こればビーム形状が６ｏ侃〃φで
、加速音電圧３Ｋｖでビーム出力が２０ＴｌＩＡＯもの
である。また真空槽２の４Ｊｊη壁には相対向するよう
に覗窓２９．３０が形成されており、覗窓２９には光学
膜厚測定器の発光部３１が、覗窓３ｏには光学膜厚測定
器の受光部３２がそれぞれ設けられている。３３は温度
測定器で、被処理物の温度を測定するだめのものである
。

このようにＩ：ｊｉ成した薄膜作成装置では、１ず真空
槽２内を例えば１Ｏ−６ＴＯｒｒ程度の真空度に真空ポ
ンプ４によって排気する。そして、電子銃６によって被
処理物を例えば３００’ＣＫ加熱し、熱電子放射型４＠
　１．６から０．１〜］、ｍＡの熱電子を放射させる。

さらに、反応ガス停止弁２４、反応ガス流量制御弁２２
を調整して、反応ガス導入パイプ２ｏを介して真空槽２
内の圧力が３×１Ｏ−４ＴＯｒｒになるように反応ガス
を供給する。

この状態では、熱電子放射電極１６から放射された熱電
子はイオン化電極１２に向うが、イオン化電極１２によ
る電界に対して？み界発生体２６による磁界を直交する
ように印加しているので、熱電子はらせん軌道を描いて
イオン化電極１２に向う。そのため、反応ガスと衝突し
て反応ガスをイオン化する確率が単に電界のみを印加し
た場合よシも高くなる○また反応ガスをイオン化したこ
とにょシ発生した電子も同様にらせん軌道を描いてイオ
ン化電極に向うので、益々反応ガスのイオン化率が高く
なる。このようにしてイオン化された反応ガスは被処理
物８に向い、被処理物８上にＳｉＣの薄膜を作成する。

この際にイオン銃２８よシ破処理物８に向ってイオン化
した反応ガスを放射すると、より一層安定した薄膜を作
成できる。

なお、真空槽２内の圧力がｌＸｌ０　”ＴＯｒｒになる
ように反応ガスを供給すると、電子銃６からの電子ビー
ム１０が反応ガスと衝突し、さらに反応ガスのイオン化
が促進される。提だ真空槽２内の圧ヵ＝３ が３ＸｌＯ−４１だ一１×１０　　　に維持されるＴｏ
ｒｒ　　　　　　　　　　　　　　　　Ｔｏｒｒように
反応ガスの供給と真空槽２内の刊気とは並行して行なわ
れる。さらに、光学用薄膜を作成する場合には、光学肋
膜測定器の発光部５１から光を被処理物８に照射し、そ
の反射光を光学薄膜測定器の受光部３２で受けて、被処
理物Ｂ上の薄膜の屈折率及び吸収係数を間欠的に測定す
ることによって所望の光学薄１換を得ることができる。

以上述べたように、この発明による薄膜作成装置ｌ、Ｇ
ｊでは、イオン化電極１２と被処理物８との間の電界に
対して直交するように磁界発生体２６に磁界を発生させ
ているので、熱電子数面電極１６から放射された熱電子
及びこの熱電子と反応ガスとの衝突によって発生した電
子がそれぞれらせん運動をしてイオン化電極に向うので
、反応ガスとの衝突する確率が高くなシ、イオン化が高
くなる。例えば１０％以上となる。従って、被処理物温
度を余り高くしなくても良質の薄膜が得られる。例えば
、プラズマＯＶＤで被処理物温度５００°Ｃで得られる
ＳｉＣと同質の膜を被処理物温度３００°Ｃで得ること
ができる。しかもイオンブレーティングでは蒸発源が有
限であるので、真空槽２内の蒸発源の取換をしなければ
ならず、イオンブレーティング作業が中断され、連続的
に１０μｍ以上の厚さの薄膜を作成することができなか
ったが、この装置では、反応ガス源は真空槽２の外部に
設けであるので、真空槽２内の取換作業が不要で、連続
的に１０μｍ以上の厚さの薄膜を作成することができる
。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による薄膜作成装置”の概略構成図である
。 対電極、２０・・・反応ガス供給パイプ（反応ガス供給
通路）、２６・・・磁界発生体。 特許出願人　　工業技術院長　石板誠−復代理人　　清
　水　　哲ほか２名 特許出願人　　神港精機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空槽と、この真空槽内に配置されてお９基準電
   位とされた被処理物と、この被処理物から所定距離隔て
   て配置されておシ正の電圧が印加されるイオン化電極と
   、このイオン化電極と上記被処理物との間に配信された
   熱電子放射電極と、この熱電子放射電極と上記イオン化
   電極との間に配量された反応ガス供給通路と、上記被処
   理物を加熱する加熱源と、上記イオン化電極から上記彼
   処理亨に向う電界に対して直交する磁界を上記イオン化
   電極と上記被処理物との間に発生する磁界発生体とから
   なる薄膜作成装置。