JPH06172985A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JPH06172985A JPH06172985A JP32180792A JP32180792A JPH06172985A JP H06172985 A JPH06172985 A JP H06172985A JP 32180792 A JP32180792 A JP 32180792A JP 32180792 A JP32180792 A JP 32180792A JP H06172985 A JPH06172985 A JP H06172985A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造を簡単にしてコストを低減することがで
き、かつ、蒸着物質の液滴によるスピッテングを防止す
ることができる薄膜形成装置を提供する。 【構成】 真空槽１の内部に基板11と蒸着物質３を充填
した坩堝２とを配置し、坩堝２を加熱して蒸気をノズル
２ａから噴出させ、原子３ｂと塊状原子集団のクラスタ
３ａとに熱電子を当ててイオン化した原子状イオン３ｄ
とクラスタイオン３ｃとを電界で加速し、イオン化しな
い中性の原子３ｂ及びクラスタ３ａと共に基板11の表面
に射突させて薄膜を形成する薄膜形成装置において、坩
堝２を囲繞して配置したフィラメント14を坩堝２に衝突
させる熱電子を放出する加熱部分と、原子３ｂとクラス
タ３ａに当てる熱電子を放出するイオン化部分とで構成
し、かつ、フィラメント14に一つの交流電源41から電力
を供給することを特徴とする。
き、かつ、蒸着物質の液滴によるスピッテングを防止す
ることができる薄膜形成装置を提供する。 【構成】 真空槽１の内部に基板11と蒸着物質３を充填
した坩堝２とを配置し、坩堝２を加熱して蒸気をノズル
２ａから噴出させ、原子３ｂと塊状原子集団のクラスタ
３ａとに熱電子を当ててイオン化した原子状イオン３ｄ
とクラスタイオン３ｃとを電界で加速し、イオン化しな
い中性の原子３ｂ及びクラスタ３ａと共に基板11の表面
に射突させて薄膜を形成する薄膜形成装置において、坩
堝２を囲繞して配置したフィラメント14を坩堝２に衝突
させる熱電子を放出する加熱部分と、原子３ｂとクラス
タ３ａに当てる熱電子を放出するイオン化部分とで構成
し、かつ、フィラメント14に一つの交流電源41から電力
を供給することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はクラスタイオンビーム
法により基板の表面に薄膜を蒸着形成する薄膜形成装置
に関する。
法により基板の表面に薄膜を蒸着形成する薄膜形成装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば、特公昭54−9592号公報で
周知するところとなった従来の薄膜形成装置を示す模式
図である。図において、１は所定の真空度に保持した真
空槽、２は真空槽１の内部に配置した坩堝、２ａは坩堝
２のノズル、３は坩堝２に充填した蒸着物質、３ａは蒸
着物質３の蒸気がノズル２ａから噴出してできた塊状原
子集団のクラスタ、３ｂは蒸着物質３の蒸気がノズル２
ａから噴出してクラスタにならなかった原子、３ｃはク
ラスタ３ａに熱電子を当ててイオン化したクラスタイオ
ン、３ｄは原子３ｂに熱電子を当ててイオン化した原子
状イオン、４は坩堝21に衝突させる熱電子を放出するボ
ンバードフィラメント、５はボンバードフィラメント４
の熱を遮蔽する熱シールド、６はクラスタ３ａと原子３
ｂに当てる熱電子を放出するイオン化フィラメント、７
はイオン化フィラメント６から熱電子を引き出し、加速
するグリッド、８はイオン化フィラメント６の熱を遮蔽
する熱シールド、９はクラスタイオン３ｃを電界で加速
し、運動エネルギを付与する加速電極、10は真空槽１の
排気を行なう真空排気系、11は表面に蒸着物質３の薄膜
を蒸着形成する基板、21はボンバードフィラメント４に
電力を供給する第一交流電源、22は坩堝２をボンバード
フィラメント４に対し正の電位にバイアスする第一直流
電源、23はイオン化フィラメント６に電力を供給する第
二交流電源、24はグリッド７をイオン化フィラメント６
に対し正の電位にバイアスする第二直流電源、25は加速
電極９をグリッド７に対して負の電位にバイアスする第
三直流電源である。
周知するところとなった従来の薄膜形成装置を示す模式
図である。図において、１は所定の真空度に保持した真
空槽、２は真空槽１の内部に配置した坩堝、２ａは坩堝
２のノズル、３は坩堝２に充填した蒸着物質、３ａは蒸
着物質３の蒸気がノズル２ａから噴出してできた塊状原
子集団のクラスタ、３ｂは蒸着物質３の蒸気がノズル２
ａから噴出してクラスタにならなかった原子、３ｃはク
ラスタ３ａに熱電子を当ててイオン化したクラスタイオ
ン、３ｄは原子３ｂに熱電子を当ててイオン化した原子
状イオン、４は坩堝21に衝突させる熱電子を放出するボ
ンバードフィラメント、５はボンバードフィラメント４
の熱を遮蔽する熱シールド、６はクラスタ３ａと原子３
ｂに当てる熱電子を放出するイオン化フィラメント、７
はイオン化フィラメント６から熱電子を引き出し、加速
するグリッド、８はイオン化フィラメント６の熱を遮蔽
する熱シールド、９はクラスタイオン３ｃを電界で加速
し、運動エネルギを付与する加速電極、10は真空槽１の
排気を行なう真空排気系、11は表面に蒸着物質３の薄膜
を蒸着形成する基板、21はボンバードフィラメント４に
電力を供給する第一交流電源、22は坩堝２をボンバード
フィラメント４に対し正の電位にバイアスする第一直流
電源、23はイオン化フィラメント６に電力を供給する第
二交流電源、24はグリッド７をイオン化フィラメント６
に対し正の電位にバイアスする第二直流電源、25は加速
電極９をグリッド７に対して負の電位にバイアスする第
三直流電源である。
【０００３】従来の薄膜形成装置は以上のように構成さ
れ、真空槽１を真空排気系10により所定の真空度になる
まで排気する。第一交流電源21、第一直流電源22、第二
交流電源23、第二直流電源24、第三直流電源25を起動
し、赤熱したボンバードフィラメント４の放出する熱電
子を坩堝２との電界で加速して坩堝２に衝突させ加熱す
る。これにより坩堝２に充填した蒸着物質３は溶融蒸発
して、蒸気がノズル２ａから噴出し断熱膨張により過冷
却状態となって凝集し、塊状原子集団のクラスタ３ａに
なるとともに、一部は原子の状態を保つ。このクラスタ
３ａと原子３ｂにイオン化フィラメント６の放出する熱
電子をグリッド７との電界で加速して当てると、その一
部はイオン化されてクラスタイオン３ｃと原子状イオン
３ｄになる。イオン化されなかった中性のクラスタ３ａ
と原子３ｂはノズル２ａから噴出した状態で、また、ク
ラスタイオン３ｃと、原子状イオン３ｄは加速電極９と
の電界で加速され運動エネルギを付与されてともに基板
11の表面に射突し薄膜を形成する。
れ、真空槽１を真空排気系10により所定の真空度になる
まで排気する。第一交流電源21、第一直流電源22、第二
交流電源23、第二直流電源24、第三直流電源25を起動
し、赤熱したボンバードフィラメント４の放出する熱電
子を坩堝２との電界で加速して坩堝２に衝突させ加熱す
る。これにより坩堝２に充填した蒸着物質３は溶融蒸発
して、蒸気がノズル２ａから噴出し断熱膨張により過冷
却状態となって凝集し、塊状原子集団のクラスタ３ａに
なるとともに、一部は原子の状態を保つ。このクラスタ
３ａと原子３ｂにイオン化フィラメント６の放出する熱
電子をグリッド７との電界で加速して当てると、その一
部はイオン化されてクラスタイオン３ｃと原子状イオン
３ｄになる。イオン化されなかった中性のクラスタ３ａ
と原子３ｂはノズル２ａから噴出した状態で、また、ク
ラスタイオン３ｃと、原子状イオン３ｄは加速電極９と
の電界で加速され運動エネルギを付与されてともに基板
11の表面に射突し薄膜を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜形成装置は
以上のように構成され、坩堝２を加熱するボンバードフ
ィラメント４とその熱を遮蔽する熱シールド５、クラス
タ３ａと原子３ｂをイオン化するイオン化フィラメント
６とその熱を遮蔽する熱シールド８、及びイオン化フィ
ラメント６から熱電子を引き出し、加速するグリッド７
を備えているので、構造が複雑でコストが高くなり、ま
た、ボンバードフィラメント４で加熱するとノズル２ａ
の中心部分の温度が低くなり、蒸着物質３の蒸気がそこ
で液滴となって、噴出する、蒸気の圧力でスピッティン
グを生じ、基板11の表面に蒸着形成する薄膜に再結晶し
た微小粒を混じて膜質を悪くすると云う技術的課題があ
った。
以上のように構成され、坩堝２を加熱するボンバードフ
ィラメント４とその熱を遮蔽する熱シールド５、クラス
タ３ａと原子３ｂをイオン化するイオン化フィラメント
６とその熱を遮蔽する熱シールド８、及びイオン化フィ
ラメント６から熱電子を引き出し、加速するグリッド７
を備えているので、構造が複雑でコストが高くなり、ま
た、ボンバードフィラメント４で加熱するとノズル２ａ
の中心部分の温度が低くなり、蒸着物質３の蒸気がそこ
で液滴となって、噴出する、蒸気の圧力でスピッティン
グを生じ、基板11の表面に蒸着形成する薄膜に再結晶し
た微小粒を混じて膜質を悪くすると云う技術的課題があ
った。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、構造を簡単にしてコストを低減す
ることができ、かつ、蒸着物質の液滴を生じることのな
い薄膜形成装置を得ることを目的としており、更に、ク
ラスタと原子の発生量を制御すると共に、クラスタイオ
ンと原子状イオンの生成量を制御して、最適条件で良質
の薄膜を蒸着形成できる薄膜形成装置を得ることを目的
とする。
めになされたもので、構造を簡単にしてコストを低減す
ることができ、かつ、蒸着物質の液滴を生じることのな
い薄膜形成装置を得ることを目的としており、更に、ク
ラスタと原子の発生量を制御すると共に、クラスタイオ
ンと原子状イオンの生成量を制御して、最適条件で良質
の薄膜を蒸着形成できる薄膜形成装置を得ることを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る薄膜形成
装置は所定の真空度に保持した真空槽の内部に基板と蒸
着物質を充填した坩堝とを配置し、坩堝を熱電子の衝突
により加熱して蒸着物質の蒸気を坩堝のノズルから噴出
させ、蒸着物質の原子と断熱膨張により過冷却状態で凝
集した原子のクラスタとに熱電子を当ててイオン化した
原子状イオンとクラスタイオンとを電界で加速し、イオ
ン化しない中性の原子及びクラスタと共に基板の表面に
射突させて蒸着物質の薄膜を形成するものにおいて、坩
堝を囲繞して配置したフィラメントを坩堝に衝突させる
熱電子を放出する加熱部分と、ノズルから噴出して生じ
た原子とクラスタとに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とで構成し、かつ、フィラメントに一つの交流電源
から電力を供給するものである。
装置は所定の真空度に保持した真空槽の内部に基板と蒸
着物質を充填した坩堝とを配置し、坩堝を熱電子の衝突
により加熱して蒸着物質の蒸気を坩堝のノズルから噴出
させ、蒸着物質の原子と断熱膨張により過冷却状態で凝
集した原子のクラスタとに熱電子を当ててイオン化した
原子状イオンとクラスタイオンとを電界で加速し、イオ
ン化しない中性の原子及びクラスタと共に基板の表面に
射突させて蒸着物質の薄膜を形成するものにおいて、坩
堝を囲繞して配置したフィラメントを坩堝に衝突させる
熱電子を放出する加熱部分と、ノズルから噴出して生じ
た原子とクラスタとに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とで構成し、かつ、フィラメントに一つの交流電源
から電力を供給するものである。
【０００７】また、フィラメントの加熱部分とイオン化
部分とにそれぞれ一つの交流電源から電力を供給する。
部分とにそれぞれ一つの交流電源から電力を供給する。
【０００８】
【作用】上記のように構成した薄膜形成装置において
は、坩堝を囲繞して配置したフィラメントが一つの交流
電源から電力を供給され、加熱部分の放出する熱電子で
坩堝を加熱し、イオン化部分の放出する熱電子でクラス
タと原子をイオン化する。
は、坩堝を囲繞して配置したフィラメントが一つの交流
電源から電力を供給され、加熱部分の放出する熱電子で
坩堝を加熱し、イオン化部分の放出する熱電子でクラス
タと原子をイオン化する。
【０００９】また、フィラメントの加熱部分とイオン化
部分がそれぞれ一つの交流電源から電力を供給され、加
熱部分の放出する熱電子で坩堝を加熱し、イオン化部分
の放出する熱電子でクラスタと原子をイオン化する。
部分がそれぞれ一つの交流電源から電力を供給され、加
熱部分の放出する熱電子で坩堝を加熱し、イオン化部分
の放出する熱電子でクラスタと原子をイオン化する。
【００１０】
実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す模式図であ
り、図において、１、２、２ａ、３、３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ、10、11、22、25は従来の技術で説明したもの
と同じである。14は坩堝２を囲繞して配置したフィラメ
ントで、坩堝２に衝突させる熱電子を放出する加熱部分
と、原子とクラスタに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とからなる。15はフィラメント14の熱を遮蔽する熱
シールド、19ａ、19ｂは両者で電界レンズを形成し、ク
ラスタイオン３ｃと原子状イオン３ｄを加速し、運動エ
ネルギを付与する加速電極、41はフィラメント14に電力
を供給する交流電源である。
り、図において、１、２、２ａ、３、３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ、10、11、22、25は従来の技術で説明したもの
と同じである。14は坩堝２を囲繞して配置したフィラメ
ントで、坩堝２に衝突させる熱電子を放出する加熱部分
と、原子とクラスタに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とからなる。15はフィラメント14の熱を遮蔽する熱
シールド、19ａ、19ｂは両者で電界レンズを形成し、ク
ラスタイオン３ｃと原子状イオン３ｄを加速し、運動エ
ネルギを付与する加速電極、41はフィラメント14に電力
を供給する交流電源である。
【００１１】この発明の実施例は以上のように構成さ
れ、真空槽１を真空排気系10により所定の真空度になる
まで排気する。交流電源41、第一直流電源22、第三直流
電源25を起動して赤熱したフィラメント14の加熱部分の
放出する熱電子を坩堝２との電界で加速し、坩堝２に衝
突させて加熱する。この加熱により坩堝２に充填した蒸
着物質３は溶融蒸発して、蒸気がノズル２ａから噴出
し、断熱膨張により過冷却状態となって凝集し、塊状原
子集団のクラスタ３ａになるとともに、一部は原子３ｂ
の状態を保つ。このクラスタ３ａと原子３ｂにフィラメ
ント14のイオン化部分の放出する熱電子を坩堝２との電
界で加速して当てると、その一部はイオン化されてクラ
スタイオン３ｃと原子状イオン３ｄになる。このクラス
タイオン３ｃと原子状イオン３ｄは加速電極19ａ、19ｂ
の形成する電界レンズで加速され、運動エネルギを付与
されて、また、イオン化されなかった中性のクラスタ３
ａと原子３ｂはノズル２ａから噴出した状態でともに基
板11の表面に射突し、薄膜を形成する。この実施例によ
れば、フィラメント14のイオン化部分の放出する熱電子
をクラスタ３ａと原子３ｂに当てて、その一部をイオン
化するので、構造が簡単になるほか、坩堝２のノズル２
ａが十分加熱されるので、ノズル２ａの中心部分で、蒸
着物質の液滴を生ぜず、スピッティングを防止すること
ができる。
れ、真空槽１を真空排気系10により所定の真空度になる
まで排気する。交流電源41、第一直流電源22、第三直流
電源25を起動して赤熱したフィラメント14の加熱部分の
放出する熱電子を坩堝２との電界で加速し、坩堝２に衝
突させて加熱する。この加熱により坩堝２に充填した蒸
着物質３は溶融蒸発して、蒸気がノズル２ａから噴出
し、断熱膨張により過冷却状態となって凝集し、塊状原
子集団のクラスタ３ａになるとともに、一部は原子３ｂ
の状態を保つ。このクラスタ３ａと原子３ｂにフィラメ
ント14のイオン化部分の放出する熱電子を坩堝２との電
界で加速して当てると、その一部はイオン化されてクラ
スタイオン３ｃと原子状イオン３ｄになる。このクラス
タイオン３ｃと原子状イオン３ｄは加速電極19ａ、19ｂ
の形成する電界レンズで加速され、運動エネルギを付与
されて、また、イオン化されなかった中性のクラスタ３
ａと原子３ｂはノズル２ａから噴出した状態でともに基
板11の表面に射突し、薄膜を形成する。この実施例によ
れば、フィラメント14のイオン化部分の放出する熱電子
をクラスタ３ａと原子３ｂに当てて、その一部をイオン
化するので、構造が簡単になるほか、坩堝２のノズル２
ａが十分加熱されるので、ノズル２ａの中心部分で、蒸
着物質の液滴を生ぜず、スピッティングを防止すること
ができる。
【００１２】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示す模式図であって、実施例１ではフィラメント14の加
熱部分とイオン化部分に一つの交流電源41から電力を供
給するものとしたが、この実施例では、フィラメント34
に中間端子を設けて加熱部分とイオン化部分にそれぞれ
一つの交流電源42、43から電力を供給する。これにより
クラスタ３ａと原子３ｂの発生量が制御できると共に、
クラスタイオン３ｃと原子状イオン３ｄの生成量を制御
できるので、最適条件で良質の薄膜を形成することがで
きる。
示す模式図であって、実施例１ではフィラメント14の加
熱部分とイオン化部分に一つの交流電源41から電力を供
給するものとしたが、この実施例では、フィラメント34
に中間端子を設けて加熱部分とイオン化部分にそれぞれ
一つの交流電源42、43から電力を供給する。これにより
クラスタ３ａと原子３ｂの発生量が制御できると共に、
クラスタイオン３ｃと原子状イオン３ｄの生成量を制御
できるので、最適条件で良質の薄膜を形成することがで
きる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
坩堝を囲繞して配置したフィラメントを坩堝に衝突させ
る熱電子を放出する加熱部分とノズルから噴出して生じ
た原子とクラスタとに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とで構成し、かつ、フィラメントに一つの交流電源
から電力を供給するので、構造が簡単でコストを低減す
ることができ、蒸着物質の液滴を生じないと云う効果が
ある。
坩堝を囲繞して配置したフィラメントを坩堝に衝突させ
る熱電子を放出する加熱部分とノズルから噴出して生じ
た原子とクラスタとに当てる熱電子を放出するイオン化
部分とで構成し、かつ、フィラメントに一つの交流電源
から電力を供給するので、構造が簡単でコストを低減す
ることができ、蒸着物質の液滴を生じないと云う効果が
ある。
【００１４】また、フィラメントの加熱部分とイオン化
部分とにそれぞれ一つの交流電源から電力を供給するの
で、クラスタと原子の発生量を制御できると共に、クラ
スタイオンと原子状イオンの生成量を制御することがで
き、最適条件で良質の薄膜を蒸着形成できる効果があ
る。
部分とにそれぞれ一つの交流電源から電力を供給するの
で、クラスタと原子の発生量を制御できると共に、クラ
スタイオンと原子状イオンの生成量を制御することがで
き、最適条件で良質の薄膜を蒸着形成できる効果があ
る。
【図１】この発明の一実施例を示す模式図である。
【図２】この発明の他の実施例を示す模式図である。
【図３】従来の薄膜形成装置を示す模式図である。
１ 真空槽 ２ 坩堝 ２ａ ノズル ３ 蒸着物質 ３ａ クラスタ ３ｂ 原子 ３ｃ クラスタイオン ３ｄ 原子状イオン 10 真空排気系 11 基板 14 フィラメント 19ａ 加速電極 19ｂ 加速電極 22 第一直流電源 25 第三直流電源 34 フィラメント 41 交流電源 42 交流電源 43 交流電源
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の真空度に保持した真空槽の内部に
基板と蒸着物質を充填した坩堝とを配置し、上記坩堝を
熱電子の衝突により加熱して上記蒸着物質の蒸気を上記
坩堝のノズルから噴出させ、上記蒸着物質の原子と断熱
膨張により過冷却状態で凝集した上記原子のクラスタと
に熱電子を当ててイオン化した原子状イオンとクラスタ
イオンとを電界で加速し、イオン化しない中性の上記原
子及び上記クラスタと共に上記基板の表面に射突させて
上記蒸着物質の薄膜を形成する薄膜形成装置において、
上記坩堝を囲繞して配置したフィラメントを上記坩堝に
衝突させる熱電子を放出する加熱部分と上記ノズルから
噴出して生じた上記原子と上記クラスタとに当てる熱電
子を放出するイオン化部分とで構成し、かつ、上記フィ
ラメントに一つの交流電源から電力を供給することを特
徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】 フィラメントの加熱部分とイオン化部分
とにそれぞれ一つの交流電源から電力を供給することを
特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32180792A JPH06172985A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32180792A JPH06172985A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172985A true JPH06172985A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18136641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32180792A Pending JPH06172985A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172985A (ja) |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP32180792A patent/JPH06172985A/ja active Pending
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