JPS60125367A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS60125367A JPS60125367A JP23556183A JP23556183A JPS60125367A JP S60125367 A JPS60125367 A JP S60125367A JP 23556183 A JP23556183 A JP 23556183A JP 23556183 A JP23556183 A JP 23556183A JP S60125367 A JPS60125367 A JP S60125367A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- clusters
- vapor
- crucible
- cluster
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/221—Ion beam deposition
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、薄膜蒸着装置に関し、特にクラスタイオンビ
ーム蒸着法によりＩＩＥＩｔｌを蒸着形成する場合のク
ラスタのイオン化の改良に関するものである。
ーム蒸着法によりＩＩＥＩｔｌを蒸着形成する場合のク
ラスタのイオン化の改良に関するものである。
一般に、クラスタイオンビーム蒸着法による薄膜蒸着方
法は、真空槽内において、基板に蒸着すべき物質の蒸気
を噴出して該蒸気中の多数の原子が緩く結合したクラス
タ（塊状原子集団）を生成し、該クラスタに電子のシャ
ワーを浴びせて該り 。
法は、真空槽内において、基板に蒸着すべき物質の蒸気
を噴出して該蒸気中の多数の原子が緩く結合したクラス
タ（塊状原子集団）を生成し、該クラスタに電子のシャ
ワーを浴びせて該り 。
ラスタをそのうちの１個の原子がイオン化されたクラス
タ・イオンにし、該クラスタ・イオンを加速して基板に
衝突せしめ、これにより基板に薄膜を蒸着形成する方法
である。
タ・イオンにし、該クラスタ・イオンを加速して基板に
衝突せしめ、これにより基板に薄膜を蒸着形成する方法
である。
このような薄膜蒸着方法を実施する装置として、従来、
−第１図及び第２図に示すものがあった。第１図は従来
の薄膜蒸着装置を模式的に示す概略構成図、第２図はそ
の主要部の一部を切り欠いて内部を示す斜視図である０
図において、１は所定の真空度に保持された真空槽、２
は該真空槽１内の排気を行なうための排気通路で、これ
は図示しない真空排気装置に接続されている。３は該排
気通路２を開閉する真空用パルプである。
−第１図及び第２図に示すものがあった。第１図は従来
の薄膜蒸着装置を模式的に示す概略構成図、第２図はそ
の主要部の一部を切り欠いて内部を示す斜視図である０
図において、１は所定の真空度に保持された真空槽、２
は該真空槽１内の排気を行なうための排気通路で、これ
は図示しない真空排気装置に接続されている。３は該排
気通路２を開閉する真空用パルプである。
４は直径ｈ１〜２ＩＩ１ｍのノズル４ａが設けられた密
閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき蒸発物質
、例えば金（Ａｕ）５が収容される。６は上記るつぼ４
に熱電子を照射し、これの加熱を行なうボンバード用フ
ィラメント、７は該フィラメント６からの輻射熱を遮断
する熱シールド扱であり、上記るつぼ４．ボンバード用
フィラメント６及び熱シールド板７により、基板に蒸着
すべき物質の蒸気を上記真空槽ｌ内に噴出してクラスタ
を生成せしめる蒸気発生源８が形成されている。
閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき蒸発物質
、例えば金（Ａｕ）５が収容される。６は上記るつぼ４
に熱電子を照射し、これの加熱を行なうボンバード用フ
ィラメント、７は該フィラメント６からの輻射熱を遮断
する熱シールド扱であり、上記るつぼ４．ボンバード用
フィラメント６及び熱シールド板７により、基板に蒸着
すべき物質の蒸気を上記真空槽ｌ内に噴出してクラスタ
を生成せしめる蒸気発生源８が形成されている。
なお、１９は上記熱シールド板７を支持する絶縁支持部
材、２０は上記るつぼ４を支持する支持台である。
材、２０は上記るつぼ４を支持する支持台である。
９は２０００℃以上に熱せられてイオン化用の熱電子１
３を放出するイオン化フィラメント、１０は該イオン化
フィラメント９から放出された熱電子１３を加速する電
子引き出し電極、１１はイオン化フィラメント９からの
輻射熱を遮断する熱シどルド板であり、上記イオン化フ
ィラメント９．電子引き出し電極１０及び熱シールドＭ
ｉ、ｌｌにより、上記蒸気発生源８からのクラスタをイ
オン化するためのイオン化手段１２が形成されている。
３を放出するイオン化フィラメント、１０は該イオン化
フィラメント９から放出された熱電子１３を加速する電
子引き出し電極、１１はイオン化フィラメント９からの
輻射熱を遮断する熱シどルド板であり、上記イオン化フ
ィラメント９．電子引き出し電極１０及び熱シールドＭ
ｉ、ｌｌにより、上記蒸気発生源８からのクラスタをイ
オン化するためのイオン化手段１２が形成されている。
なお、２３は熱シールド板１１を支持する絶縁支持部材
である。
である。
１４は上記イオン化されたクラスタ・イオン１６を加速
してこれをイオン化されていない中性クラスタ１５とと
もに基板１８に衝突させて薄膜を蒸着させる加速電極で
あり、これは電子引き出し電極１０との間に最大１０ｋ
Ｖまでの電位を印加できる。なお、２４は加速電極１４
を支持する絶縁支持部材、２２は基板１８を支持する基
板ホルダ、２１は該基板ホルダ２２を支持する絶縁支持
部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラスタ１５
とからなるクラスタビームである。
してこれをイオン化されていない中性クラスタ１５とと
もに基板１８に衝突させて薄膜を蒸着させる加速電極で
あり、これは電子引き出し電極１０との間に最大１０ｋ
Ｖまでの電位を印加できる。なお、２４は加速電極１４
を支持する絶縁支持部材、２２は基板１８を支持する基
板ホルダ、２１は該基板ホルダ２２を支持する絶縁支持
部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラスタ１５
とからなるクラスタビームである。
次に動作について説明する。
基板１８に金薄膜を蒸着形成する場合について説明する
と、まず金５をるつぼ４内に充填し、上記真空排気装置
により真空槽ｌ内の空気を排気して該真空槽１内を１０
Ｔｏｒｒ程度の真空度にする。
と、まず金５をるつぼ４内に充填し、上記真空排気装置
により真空槽ｌ内の空気を排気して該真空槽１内を１０
Ｔｏｒｒ程度の真空度にする。
次いで、ボンバード用フィラメント６に通電して発熱せ
しめ、該ボンバード用フィラメント６からの輻射熱によ
り、または該フィラメント６から放出される熱電子をる
つぼ４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、該る
つぼ４内の金５を加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ
４内が金５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる
温度（１５００〜１８００℃）に昇温すると、ノズル４
ａから噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽１との圧
力差により断熱膨張してクラスタと呼ばれる、多数の原
子が緩く結合した塊状原子集団となる。
しめ、該ボンバード用フィラメント６からの輻射熱によ
り、または該フィラメント６から放出される熱電子をる
つぼ４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、該る
つぼ４内の金５を加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ
４内が金５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる
温度（１５００〜１８００℃）に昇温すると、ノズル４
ａから噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽１との圧
力差により断熱膨張してクラスタと呼ばれる、多数の原
子が緩く結合した塊状原子集団となる。
このクラスタ状のクラスタビーム１７は、イオン化フィ
ラメント９から電子引き出し電極１０によって引き出さ
れた熱電子１３と衝突するため、その一部のクラスタは
そのうちの１個の原子がイオン化されてクラスタ・イオ
ン１６となる。このクラスタ・イオン１６は加速電極１
４と電子引き出し電極１０との間に形成された電界によ
り適度に加速され、イオン化されていない中性クラスタ
１５がるつは４から噴射されるときの運動エネルギーで
もって基板１８に衝突するのと共に、基板１８に衝突し
、これにより該基板１８上に金薄膜が蒸着形成される。
ラメント９から電子引き出し電極１０によって引き出さ
れた熱電子１３と衝突するため、その一部のクラスタは
そのうちの１個の原子がイオン化されてクラスタ・イオ
ン１６となる。このクラスタ・イオン１６は加速電極１
４と電子引き出し電極１０との間に形成された電界によ
り適度に加速され、イオン化されていない中性クラスタ
１５がるつは４から噴射されるときの運動エネルギーで
もって基板１８に衝突するのと共に、基板１８に衝突し
、これにより該基板１８上に金薄膜が蒸着形成される。
ところがこの従来の薄膜蒸着装置では、金属蒸気のクラ
スタをイオン化する場合、イオン化フィラメント９に通
電してこれから熱電子を放出させ、これによりクラスタ
のイオン化を行なっていたため非常に大きな投入電力が
必要であった。例えば上記従来装置の場合、イオン化フ
ィラメント９には２０Ａ、１５Ｖの電力が投入され、該
フィラメント９が２０００℃程度に昇温するようになっ
ている。また、イオン化フィラメント９から放出される
熱電子１３を電子引き出し電極ｌＯで加速するために投
入される電力は、２００ｍＡ、３００Ｖ程度必要となる
。
スタをイオン化する場合、イオン化フィラメント９に通
電してこれから熱電子を放出させ、これによりクラスタ
のイオン化を行なっていたため非常に大きな投入電力が
必要であった。例えば上記従来装置の場合、イオン化フ
ィラメント９には２０Ａ、１５Ｖの電力が投入され、該
フィラメント９が２０００℃程度に昇温するようになっ
ている。また、イオン化フィラメント９から放出される
熱電子１３を電子引き出し電極ｌＯで加速するために投
入される電力は、２００ｍＡ、３００Ｖ程度必要となる
。
このように従来の装置では、イオン化に非常に大きな電
力が必要であるという欠点があった。またこの際イオン
化フィラメント９等が高温になるため、その輻射熱によ
り基板の温度が上昇し、基板として高分子シート等耐熱
性の低いものは使用できなかったり、基板にアルミ層を
形成し、さらに該アルミ層上に他の金属膜を蒸着形成す
るような場合には、該アルミ層が熔けてしまったりする
という問題があった。
力が必要であるという欠点があった。またこの際イオン
化フィラメント９等が高温になるため、その輻射熱によ
り基板の温度が上昇し、基板として高分子シート等耐熱
性の低いものは使用できなかったり、基板にアルミ層を
形成し、さらに該アルミ層上に他の金属膜を蒸着形成す
るような場合には、該アルミ層が熔けてしまったりする
という問題があった。
本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、蒸気発生源からのクラスタにβ線
を照射して該クラスタをイオン化させることにより、構
造が簡単で、イオン化のためのエネルギーを大きく低減
でき、かつ基板の温度上昇を防止できる薄Ｉ！Ｉ！蒸着
装置を提供することを目的としている。
めになされたもので、蒸気発生源からのクラスタにβ線
を照射して該クラスタをイオン化させることにより、構
造が簡単で、イオン化のためのエネルギーを大きく低減
でき、かつ基板の温度上昇を防止できる薄Ｉ！Ｉ！蒸着
装置を提供することを目的としている。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第３図は本発明の一実施例による薄膜蒸着装置を模式的
に示す概略構成図である。図において第１図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、３゜はβ線発生源であり、
該β線発生源３ｏ内には放射性元素が収容されている。
に示す概略構成図である。図において第１図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、３゜はβ線発生源であり、
該β線発生源３ｏ内には放射性元素が収容されている。
該β線発生源３０は上記放射性元素が放出する電子線で
あるβ線３１を上記蒸気発生源８からのクラスタに照射
し、これにより該クラスタをイオン化するためのもので
ある。
あるβ線３１を上記蒸気発生源８からのクラスタに照射
し、これにより該クラスタをイオン化するためのもので
ある。
次に動作について説明する。
本実施例装置において、基板１８の表面に例えば金薄膜
を蒸着形成するには、先ず、従来の装置における場合と
同様に、基板１８を基板ホルダ２２により支持し、金５
をるつぼ４内に収容し、真空槽１内を真空排気装置によ
り１０＝Ｔｏｒｒ程度の真空度に排気し、次いで、ボン
バード用フィラメント６によりるつぼ４内の金５をその
蒸気圧が０．１〜１ＯＴｏｒｒ程度になる温度（１５０
０〜１８００℃）に昇温する。
を蒸着形成するには、先ず、従来の装置における場合と
同様に、基板１８を基板ホルダ２２により支持し、金５
をるつぼ４内に収容し、真空槽１内を真空排気装置によ
り１０＝Ｔｏｒｒ程度の真空度に排気し、次いで、ボン
バード用フィラメント６によりるつぼ４内の金５をその
蒸気圧が０．１〜１ＯＴｏｒｒ程度になる温度（１５０
０〜１８００℃）に昇温する。
すると、ノズル４ａから噴出した金属蒸気はクラスタと
呼ばれる塊状原子集団となる訳であるが、本実施例装置
では、上記クラスタにβ線発生源３０からβ線３１が照
射され、これにより蒸気発生源８からの一部のクラスタ
は、該クラスタを構成するうちの１個の原子がイオン化
されてクラスタ・イオン１６となる。
呼ばれる塊状原子集団となる訳であるが、本実施例装置
では、上記クラスタにβ線発生源３０からβ線３１が照
射され、これにより蒸気発生源８からの一部のクラスタ
は、該クラスタを構成するうちの１個の原子がイオン化
されてクラスタ・イオン１６となる。
このクラスタ・イオン１６は、加速電極１４とるつぼ４
回りのボンバード用フィラメント６との間に形成された
電界によって適度に加速され、イオン化されていない中
性クラスタ１５と共に基板１８に衝突し、これにより基
板１８上に金薄膜が蒸着形成される。
回りのボンバード用フィラメント６との間に形成された
電界によって適度に加速され、イオン化されていない中
性クラスタ１５と共に基板１８に衝突し、これにより基
板１８上に金薄膜が蒸着形成される。
このように本実施例装置では、従来の構造の複雑なイオ
ン化手段に代えて構造の簡単なβ線発生源３０を設けた
ので、全体として構造を非常に簡単にでき、また従来の
イオン化手段における熱電子放出のためのエネルギーは
不要となりエネルギーを低減でき、しかもこの際従来の
ようなイオン化手段からの輻射熱により基板が温度上昇
してしまうということもなく、そのため薄膜形成に不都
合を生じることもない。
ン化手段に代えて構造の簡単なβ線発生源３０を設けた
ので、全体として構造を非常に簡単にでき、また従来の
イオン化手段における熱電子放出のためのエネルギーは
不要となりエネルギーを低減でき、しかもこの際従来の
ようなイオン化手段からの輻射熱により基板が温度上昇
してしまうということもなく、そのため薄膜形成に不都
合を生じることもない。
以上のように、本発明による薄膜蒸着装置によれば、蒸
気発生源からのクラスタにβ線を照射して該クラスタを
イオン化するようにしたので、装置の構造を簡単にする
ことができ、クラスタのイオン化に必要な電力を低減で
きると共に基板の温度上昇を防止できる効果がある。
気発生源からのクラスタにβ線を照射して該クラスタを
イオン化するようにしたので、装置の構造を簡単にする
ことができ、クラスタのイオン化に必要な電力を低減で
きると共に基板の温度上昇を防止できる効果がある。
第１図は従来の薄膜蒸着装置の概略構成図、第２図はそ
の真空槽内を示す斜視図、第３図は本発−明の一実施例
による薄膜蒸着装置の概略構成図である。 １・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（金）、８・
・・蒸気発生源、１４・・・加速電極、１５・・・中性
クラスタ、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・基
板、３０・・・β線発生源、３１・・・β線。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 第１頁の続き
の真空槽内を示す斜視図、第３図は本発−明の一実施例
による薄膜蒸着装置の概略構成図である。 １・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（金）、８・
・・蒸気発生源、１４・・・加速電極、１５・・・中性
クラスタ、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・基
板、３０・・・β線発生源、３１・・・β線。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 第１頁の続き
Claims (1)
- ＋１） 所定の真空度に保持された真空槽と、該真空槽
内に設けられ基板に蒸着すべき物質の蒸気を上記真空槽
内に噴出して該蒸気中の多数の原子が緩く結合したクラ
スタを発生する蒸気発生源と、該蒸気発生源からのクラ
スタにβ線を照射して該クラスタをイオン化させるβ線
発生源と、上記イオン化されたクラスタ・イオンを加速
しこれをイオン化されていない中性クラスタとともに基
板にｆｆｉ突させて薄膜を蒸着させる加速電極とを備え
たことを特徴とする薄膜蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23556183A JPS60125367A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23556183A JPS60125367A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125367A true JPS60125367A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0352533B2 JPH0352533B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=16987808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23556183A Granted JPS60125367A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125367A (ja) |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23556183A patent/JPS60125367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352533B2 (ja) | 1991-08-12 |
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