JPS60125368A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS60125368A JPS60125368A JP23556883A JP23556883A JPS60125368A JP S60125368 A JPS60125368 A JP S60125368A JP 23556883 A JP23556883 A JP 23556883A JP 23556883 A JP23556883 A JP 23556883A JP S60125368 A JPS60125368 A JP S60125368A
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- JP
- Japan
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- cluster
- filament
- clusters
- thin film
- thermion
- Prior art date
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- Pending
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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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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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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
ーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場合のクラスタの
イオン化効率の向上を図ったものに関するものである。
ーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場合のクラスタの
イオン化効率の向上を図ったもの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
ワーを浴びせて該ク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。
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
ワーを浴びせて該ク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。
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。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Ｎ４１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。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Ｎ４１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１ｍｍ〜２１１１１１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、例えば亜鉛（Ｚｎ）５が収容される。
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、例えば亜鉛（Ｚｎ）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板であり、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１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。
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板であり、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１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、ｌＯ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ールド板であり、上記イオン化フ
ィラメント９．電子引き出し電極１０及び熱シールド板
１１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。
３を放出するイオン化フィラメント、ｌＯ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ールド板であり、上記イオン化フ
ィラメント９．電子引き出し電極１０及び熱シールド板
１１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。
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に亜鉛ｉ膜を蒸着形成する場合について説明す
ると、まず亜鉛５をるっぽ４内に充填し、゛・１ 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ｌ内を１０ Ｔｏｒｒ程度の真空度にする。
ると、まず亜鉛５をるっぽ４内に充填し、゛・１ 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ｌ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（Ｉｉ撃によって、
該るつぼ４内の亜鉛５を加熱し蒸発せしめる。そして該
るっぽ４内が亜鉛５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程
度になる温度（５００℃）に昇温すると、ノズル４ａか
ら噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽ｌ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（Ｉｉ撃によって、
該るつぼ４内の亜鉛５を加熱し蒸発せしめる。そして該
るっぽ４内が亜鉛５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程
度になる温度（５００℃）に昇温すると、ノズル４ａか
ら噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽ｌ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ｌＯ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がるつぼ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１衝突
し、これにより該基板１８上に亜鉛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ｌＯ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がるつぼ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１衝突
し、これにより該基板１８上に亜鉛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、イオン化のため
の熱電子はクラスタビームをすみやかに横切ってしまい
、ビーム内に滞在する時間が短いため、クラスタと熱電
子との衝突確率が小さく、クラスタのイオン化が効率よ
く行われない欠点があった。
の熱電子はクラスタビームをすみやかに横切ってしまい
、ビーム内に滞在する時間が短いため、クラスタと熱電
子との衝突確率が小さく、クラスタのイオン化が効率よ
く行われない欠点があった。
（発明の概要）
この発明は、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、電子引き出し電極により引出さ
れる熱電子にその放射方向とほぼ直交する方向に磁界を
印加し該熱電子にらせん運動をさせることにより、クラ
スタビーム内での電子の滞在時間を長くし、イオン化効
率を向上することができる薄膜蒸着装置を提供すること
を目的としている。
ためになされたもので、電子引き出し電極により引出さ
れる熱電子にその放射方向とほぼ直交する方向に磁界を
印加し該熱電子にらせん運動をさせることにより、クラ
スタビーム内での電子の滞在時間を長くし、イオン化効
率を向上することができる薄膜蒸着装置を提供すること
を目的としている。
（発明の実施例〕
以下、この発明の一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示し、
図において、第１．第２図と同一符号は同一のものを示
す。３０は本実施例において付加された磁界発生手段と
してのドーナツ状の磁石であり、円弧状のフィラメント
９の外側をとり囲み、矢印Ｂの方向、即ち該フィラメン
ト９からクラスタビーム束１７に向けて引き出される熱
電子１３にその放射方向とほぼ直交する方向に１０ Ｗ
ｂ／ｎ？Ｉ 〜１０ Ｗｂ／ｎｌの磁界を印加するものである。
図において、第１．第２図と同一符号は同一のものを示
す。３０は本実施例において付加された磁界発生手段と
してのドーナツ状の磁石であり、円弧状のフィラメント
９の外側をとり囲み、矢印Ｂの方向、即ち該フィラメン
ト９からクラスタビーム束１７に向けて引き出される熱
電子１３にその放射方向とほぼ直交する方向に１０ Ｗ
ｂ／ｎ？Ｉ 〜１０ Ｗｂ／ｎｌの磁界を印加するものである。
次に動作について説明する。
本実施例装置では、イオン化フィラメント９から電子引
き出し電極ｌＯにより熱電子１３が引出され、該引出さ
れた熱電子１３は磁石３０により磁界が印加されてらせ
ん運動を行ない、そののちクラスタに照射され、これに
より蒸気発生ｆｉ８からの一部のクラスタは、該クラス
タを構成するうちの一個の原子がイオン化されてクラス
タ・イオン１６となる。そしてこのイオン化の過程にお
いて熱電子１３はクラスタビーム１７内に長く滞在する
こととなり、熱電子とクラスタとの衝突確率が高まり、
効率よくクラスタをイオン化できる。
き出し電極ｌＯにより熱電子１３が引出され、該引出さ
れた熱電子１３は磁石３０により磁界が印加されてらせ
ん運動を行ない、そののちクラスタに照射され、これに
より蒸気発生ｆｉ８からの一部のクラスタは、該クラス
タを構成するうちの一個の原子がイオン化されてクラス
タ・イオン１６となる。そしてこのイオン化の過程にお
いて熱電子１３はクラスタビーム１７内に長く滞在する
こととなり、熱電子とクラスタとの衝突確率が高まり、
効率よくクラスタをイオン化できる。
このように本実施例装置では、円弧状のフィラメントの
外側にドーナツ状の磁石を配置して、電子引き出し電極
により上記フィラメントよりクラスタビームの中心に向
けて引出される熱電子の放射方向とほぼ垂直方向に磁界
をかけるようにしたので、熱電子がらせん運動を行って
クラスタビーム内に長く滞在でき、該クラスタを効率よ
くイオン化することが可能となる。
外側にドーナツ状の磁石を配置して、電子引き出し電極
により上記フィラメントよりクラスタビームの中心に向
けて引出される熱電子の放射方向とほぼ垂直方向に磁界
をかけるようにしたので、熱電子がらせん運動を行って
クラスタビーム内に長く滞在でき、該クラスタを効率よ
くイオン化することが可能となる。
なお、上記実施例ではドーナツ状の磁石を１個、フィラ
メントの外側に配置したが、第４図に示すようにフィラ
メント外側の円周上の所定位置に多数の棒磁石を配置す
るようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する
。
メントの外側に配置したが、第４図に示すようにフィラ
メント外側の円周上の所定位置に多数の棒磁石を配置す
るようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する
。
また第５図に示す本発明の他の実施例のように、それぞ
れ一対のフィラメント及び電子引き出し電極がクラスタ
ビームを挾むように対向して配置されているものの場合
には、クラスタビームを囲む四面のうち上記フィラメン
ト及び電子引き出し電極が配置されていない二面に一対
の棒磁石を対向配置すればよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。
れ一対のフィラメント及び電子引き出し電極がクラスタ
ビームを挾むように対向して配置されているものの場合
には、クラスタビームを囲む四面のうち上記フィラメン
ト及び電子引き出し電極が配置されていない二面に一対
の棒磁石を対向配置すればよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。
また、上記実施例ではるつぼを電子ボンバード加熱して
クラスタを発生させるクラスタイオンビーム装置につい
て説明したが、本発明はシラン（ＳｉＨ４）等の常温ガ
スをノズルを有するガス収容室から真空槽内に噴出して
クラスタを発生するクラスクイオンビーム装置に通用し
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
クラスタを発生させるクラスタイオンビーム装置につい
て説明したが、本発明はシラン（ＳｉＨ４）等の常温ガ
スをノズルを有するガス収容室から真空槽内に噴出して
クラスタを発生するクラスクイオンビーム装置に通用し
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、熱電子にその放射方
向とほぼ直交する方向に磁界を印加し該熱電子にらせん
運動をさせるようにしたので、熱電子がクラスタビーム
内にとどまる時間が長くなり、イオン化効率を向上でき
るという効果がある。
向とほぼ直交する方向に磁界を印加し該熱電子にらせん
運動をさせるようにしたので、熱電子がクラスタビーム
内にとどまる時間が長くなり、イオン化効率を向上でき
るという効果がある。
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真空槽内を示す斜視図、第４図は本
発明の他の実施例の真空槽内を示す断面図、第５図は本
発明の更に他の実施例の真空槽内を示す斜視図である。 ｌ・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（亜鉛）、８
・・・蒸気発生源、９・・・フィラメント、１０・・・
電子引き出し電極、１４・・・加速電極、１５・・・中
性クラスタ、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・
基板、３０・・・磁石（磁界発生手段）。 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 箪 １ Ｍ 第２図 第３図 第４図 第１頁の続き ■発明者 岩谷 端之 蹟市塚口。 作所内 １町８丁目１番１号 三菱電機株式会社伊丹製手続補正
書（自発） １．事件の表示 特願昭５８−２３５５６８号３、補正
をする者 代表者片由仁へ部 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 ＋１１ 明細書第９頁第９行の「常温ガス」を「ガス状
化合物」に訂正する。 以 上
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真空槽内を示す斜視図、第４図は本
発明の他の実施例の真空槽内を示す断面図、第５図は本
発明の更に他の実施例の真空槽内を示す斜視図である。 ｌ・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（亜鉛）、８
・・・蒸気発生源、９・・・フィラメント、１０・・・
電子引き出し電極、１４・・・加速電極、１５・・・中
性クラスタ、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・
基板、３０・・・磁石（磁界発生手段）。 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 箪 １ Ｍ 第２図 第３図 第４図 第１頁の続き ■発明者 岩谷 端之 蹟市塚口。 作所内 １町８丁目１番１号 三菱電機株式会社伊丹製手続補正
書（自発） １．事件の表示 特願昭５８−２３５５６８号３、補正
をする者 代表者片由仁へ部 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 ＋１１ 明細書第９頁第９行の「常温ガス」を「ガス状
化合物」に訂正する。 以 上
Claims (1)
- （１１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、上記クラスタをイオン化す
るための熱電子を放出するフィラメントと、上記熱電子
を上記蒸気発生源から噴出するクラスタに向けて放射す
る電子引き出し電極と、上記熱電子にその放射方向とほ
ぼ直交する方向に磁界を印加し上記熱電子をらせん運動
させる磁界発生手段と、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
タとともに基板に衝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 |
|---|---|---|---|
| JP23556883A JPS60125368A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23556883A JPS60125368A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125368A true JPS60125368A (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=16987915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23556883A Pending JPS60125368A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125368A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393856A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | イオンプレ−テイング装置 |
| US4925542A (en) * | 1988-12-08 | 1990-05-15 | Trw Inc. | Plasma plating apparatus and method |
| CN103122449A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 离化装置及应用离化装置的镀膜装置 |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23556883A patent/JPS60125368A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393856A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | イオンプレ−テイング装置 |
| US4925542A (en) * | 1988-12-08 | 1990-05-15 | Trw Inc. | Plasma plating apparatus and method |
| CN103122449A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-05-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 离化装置及应用离化装置的镀膜装置 |
| CN103122449B (zh) * | 2011-11-21 | 2017-02-15 | 管炜 | 离化装置及应用离化装置的镀膜装置 |
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