JPH0568545B2 - - Google Patents

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JPH0568545B2
JPH0568545B2 JP59079231A JP7923184A JPH0568545B2 JP H0568545 B2 JPH0568545 B2 JP H0568545B2 JP 59079231 A JP59079231 A JP 59079231A JP 7923184 A JP7923184 A JP 7923184A JP H0568545 B2 JPH0568545 B2 JP H0568545B2
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JP
Japan
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plasma generation
metal
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ions
thin film
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Mamoru Sato
Koichi Yamaguchi
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Kyocera Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
Kyocera Corp
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    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、イオン照射手段と真空蒸着手段とを
具備した薄膜形成装置の改良に関するものであ
る。
（従来技術） 本発明者等は、先に特開昭58−2022号にイオン
照射手段と真空蒸着手段を組み合わせて成る新規
な薄膜形成方法を提案した。この方法は基体表面
に金属または金属化合物薄膜を形成するに当た
り、イオン照射法に基づき、加速したイオンを基
体へ照射すると同時又は交互に真空蒸着法に基づ
き金属含有物質の蒸気を基体に蒸着するというも
のである。
この方法によれば、加速されたイオンの持つ電
荷や運動エネルギーを利用して蒸着物質とイオン
とを化学的に結合させ、新規な材料に基体上に形
成することができる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記方法に基づく薄膜形成装置
によれば、プラズマ発生領域にてイオン生成用ガ
スを導入してイオンを発生させるのに伴つて、同
時に発生した電子はすべて装置の壁面を通つてア
ースに流れており、その結果、電子の高エネルギ
ーを無駄に排出していた。
（発明の目的） 従つて、本発明は、叙上に鑑みて完成されたも
のであり、その目的はプラズマ発生領域で生成し
た電子を装置内部で有効利用し、エネルギー消費
量を減少せしめた薄膜形成装置を提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の薄膜形成装置は、金属含有物質を備え
た蒸発源、イオン生成用ガスをイオンと電子に解
離するプラズマ発生領域を形成するためのプラズ
マ発生手段、該プラズマ発生領域より発生したイ
オンを加速させてイオンビームを形成するための
手段および基体とをこの順序で配置してなるもの
であつて、前記金属含有物質に正の電圧を印加
し、前記プラズマ発生領域にて発生した電子を前
記金属含有物質に照射することにより、これを前
記金属含有物質の加熱蒸発手段として利用したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
第１図は、本発明の薄膜形成装置の概略図であ
る。第１図によれば、まず、装置は大きくプラズ
マ発生室１と反応室２により構成される。詳細に
は、金属含有物質を備えた蒸発源、イオン生成用
ガスをイオンと電子に解離するプラズマ発生領域
を形成するためのプラズマ発生手段、該プラズマ
発生領域より発生したイオンを加速させてイオン
ビームを形成するための手段および基体とがこの
順序で配置されている。また、第１図によれば、
蒸発源から基体まで一直線上に配置されている。
即ち、プラズマ発生室１内の底部には、銅ハー
スなどの保持機構３により金属または金属化合物
などの金属含有物質４が保持された蒸発源が設置
されており、その蒸発源の金属含有物質４が蒸発
する側には、プラズマ発生領域５が形成されてい
る。プラズマ発生室１には、ガス導入管６を介し
てイオン生成用ガスが導入される。そして、導入
されたイオン生成用ガスはプラズマ発生領域にお
いてフイラメント７からの熱電子の放出により電
子とイオンに解離され、さらにプラズマ発生用マ
グネツトコイル８によりそのプラズマ発生効率が
高められる。
一方、プラズマ発生室１と反応室２との連結部
には、引き出し電極９が設けられている。この引
き出し電極９には、負の電圧が印加されており、
プラズマ発生室１のプラズマ発生領域５において
生成されたイオンが引き出し電極９により反応室
２に引き出される。また反応室２内に設けられた
基体１０には直流電源１１により負の電圧が印加
されており、これによりイオンは加速され、原子
当たり0.1keV〜40keVの高いエネルギーを有し
て基体１０に照射される。
なお、第１図中、１２はガス排出口であり、ガ
ス吸引用のターボポンプ（図示せず）に接続さ
れ、薄膜形成時において反応室２内の圧力は
10-4Torr以下の高真空に維持されている。
上記構成において蒸発源に設置された金属含有
物質は、通常は別途設けられた電子ビームなどに
より加熱して蒸発されるが、本発明によれば、プ
ラズマ発生領域５において生成された電子を電子
ビームの供給源として用い、この電子を蒸発源に
照射することにより蒸発源を加熱し蒸着物質を蒸
発させることが大きな特徴である。
即ち、本発明の薄膜形成装置によれば、プラズ
マ発生室１内に設けられた蒸発源と基体１０との
間を直流電源１１により蒸発源側が正になるよう
に電圧印加することにより、プラズマ発生領域５
にて生成された電子は蒸発源に誘引され、さらに
電子収束用マグネツトコイル１３によつてビーム
化され金属含有物質４へ照射され、これにより金
属含有物質４が加熱されて蒸発する。そして、蒸
発した金属含有物質のほとんどは、プラズマ発生
室１から反応室１へ作動排気され基体上に蒸着さ
れる。
なお、上記構成において直流電源１１はアース
を介在してイオン加速用負電源と電子加速用電源
に分けることができる。
上記構成によれば、イオン生成用ガスがプラズ
マ発生領域５でイオンと電子に解離され、生成さ
れたイオンは反応室２内で加速され基体１０に照
射される。一方、プラズマ発生領域５にて生成さ
れた電子の照射により蒸発した金属含有物質４
は、プラズマ発生領域５を通過する際にその一部
がイオン化して活性化され、反応室２に排気さ
れ、基体１０上に蒸着される。
そして、イオンの電荷や運動エネルギーにより
蒸着された金属含有物質とイオンが化学結合し、
基体１０表面に酸化物、窒素化合物、炭素化合
物、ホウ素化合物、ケイ素化合物などの薄膜が形
成される。
（発明の効果） 上述の通り、本発明の薄膜形成装置において
は、プラズマ発生領域において生成された電子を
蒸着源を加熱する電子ビームの供給源とし、金属
含有物質の加熱手段として用いることにより、イ
オン照射に伴つて生成した電子を装置内部で有効
利用することができる。そのため、蒸着源を加熱
するための電子供給電源が不要であり、装置のエ
ネルギー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の薄膜形成装置の概略図であ
る。 １……プラズマ発生室、２……反応室、４……
金属含有物質、５……プラズマ発生領域、８……
プラズマ発生用マグネツトコイル、９……引き出
し電極、１０……基体、１１……直流電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 金属含有物質を備えた蒸発源、イオン生成用
    ガスをイオンと電子に解離するプラズマ発生領域
    を形成するためのプラズマ発生手段、該プラズマ
    発生領域より発生したイオンを加速させてイオン
    ビームを形成するための手段および基体とをこの
    順序で配置してなる薄膜形成装置において、前記
    蒸発源に正の電圧を印加し、前記プラズマ発生領
    域にて発生した電子を前記金属含有物質に照射す
    ることを特徴とする薄膜形成装置。
JP59079231A 1984-04-18 1984-04-18 薄膜形成装置 Granted JPS60221566A (ja)

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US06/822,814 US4676194A (en) 1984-04-18 1986-01-27 Apparatus for thin film formation

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