JP2755499B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JP2755499B2 JP2755499B2 JP3070197A JP7019791A JP2755499B2 JP 2755499 B2 JP2755499 B2 JP 2755499B2 JP 3070197 A JP3070197 A JP 3070197A JP 7019791 A JP7019791 A JP 7019791A JP 2755499 B2 JP2755499 B2 JP 2755499B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜形成装置、特
に、イオンビ−ム及び電子ビ−ム蒸着法により薄膜を蒸
着形成する薄膜形成装置に関するものである。
に、イオンビ−ム及び電子ビ−ム蒸着法により薄膜を蒸
着形成する薄膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学薄膜，磁性膜及び絶縁膜など
の高品質な薄膜は、スパッタリング法やイオンビーム蒸
着法により形成されている。図２は例えば特公昭５４−
９５９２号公報に示された従来のイオンビーム蒸着法に
よる薄膜形成装置を示す構成図である。図において、符
号１は所定の真空度に保持されている真空槽、２はこの
真空槽１を真空状態に排気する真空排気系装置、３は真
空槽１内に設けられている密閉形の坩堝、４はこの坩堝
３の上部に設けられている少なくとも１個のノズル、５
は坩堝３内に充填された蒸着物質、６は坩堝３を加熱す
る加熱用フィラメント、７はこの加熱用フィラメント６
からの熱を遮る熱シールド板、８はノズル４から噴出さ
れた蒸着物質５の塊状原子集団であるクラスタ、９は坩
堝３，加熱用フィラメント６及び熱シールド板７により
構成されている蒸気発生源である。
の高品質な薄膜は、スパッタリング法やイオンビーム蒸
着法により形成されている。図２は例えば特公昭５４−
９５９２号公報に示された従来のイオンビーム蒸着法に
よる薄膜形成装置を示す構成図である。図において、符
号１は所定の真空度に保持されている真空槽、２はこの
真空槽１を真空状態に排気する真空排気系装置、３は真
空槽１内に設けられている密閉形の坩堝、４はこの坩堝
３の上部に設けられている少なくとも１個のノズル、５
は坩堝３内に充填された蒸着物質、６は坩堝３を加熱す
る加熱用フィラメント、７はこの加熱用フィラメント６
からの熱を遮る熱シールド板、８はノズル４から噴出さ
れた蒸着物質５の塊状原子集団であるクラスタ、９は坩
堝３，加熱用フィラメント６及び熱シールド板７により
構成されている蒸気発生源である。
【０００３】10は電子ビームを放出するイオン化フィラ
メント、11はこのイオン化フィラメント10から電子を引
き出し加速する電子ビーム引出電極、12はイオン化フィ
ラメント10の熱を遮る熱シールド板、13はイオン化フィ
ラメント10，電子ビーム引出電極11及び熱シールド板12
により構成されているイオン化手段である。14はイオン
化手段13によってイオン化されたイオン化クラスタ、15
ａ及び15ｂはイオン化クラスタ14を電界で加速して運動
エネルギーを付与する加速手段である加速電極及びアー
ス電極、16はその表面に薄膜が形成される基板である。
メント、11はこのイオン化フィラメント10から電子を引
き出し加速する電子ビーム引出電極、12はイオン化フィ
ラメント10の熱を遮る熱シールド板、13はイオン化フィ
ラメント10，電子ビーム引出電極11及び熱シールド板12
により構成されているイオン化手段である。14はイオン
化手段13によってイオン化されたイオン化クラスタ、15
ａ及び15ｂはイオン化クラスタ14を電界で加速して運動
エネルギーを付与する加速手段である加速電極及びアー
ス電極、16はその表面に薄膜が形成される基板である。
【０００４】次に、17は加熱用フィラメント６を加熱す
る第１交流電源、18は坩堝３の電位を加熱用フィラメン
ト６に対して正にバイアスする第１直流電源、19はイオ
ン化フィラメント10を加熱する第２交流電源、20はイオ
ン化フィラメント10を電子ビーム引出電極11に対して負
にバイアスする第２直流電源、21は坩堝３，電子ビーム
引出電極11及び加速電極15ａをアース電極15ｂに対して
正にバイアスする第３直流電源、22は第１交流電源17，
第１直流電源18，第２交流電源19，第２直流電源20及び
第３直流電源21を収納する電源装置である。
る第１交流電源、18は坩堝３の電位を加熱用フィラメン
ト６に対して正にバイアスする第１直流電源、19はイオ
ン化フィラメント10を加熱する第２交流電源、20はイオ
ン化フィラメント10を電子ビーム引出電極11に対して負
にバイアスする第２直流電源、21は坩堝３，電子ビーム
引出電極11及び加速電極15ａをアース電極15ｂに対して
正にバイアスする第３直流電源、22は第１交流電源17，
第１直流電源18，第２交流電源19，第２直流電源20及び
第３直流電源21を収納する電源装置である。
【０００５】23は蒸気発生源９，イオン化手段13，加速
電極15ａ及びアース電極15ｂにより構成されているイオ
ン源装置である。また、30は基板16の表面上の電荷を中
和するための電子放出手段であるフィラメント、31はフ
ィラメント30を加熱する第３交流電源である。
電極15ａ及びアース電極15ｂにより構成されているイオ
ン源装置である。また、30は基板16の表面上の電荷を中
和するための電子放出手段であるフィラメント、31はフ
ィラメント30を加熱する第３交流電源である。
【０００６】次に、動作について説明する。まず、真空
槽１を１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空度になるまで真空排気
系装置２によって排気する。次に、加熱用フィラメント
６から放出される電子を第１直流電源18で印加される電
界によって引き出し、この引き出された電子を坩堝３に
衝突させ、坩堝３内の蒸気圧が数Ｔｏｒｒになる温度ま
で坩堝３を加熱する。この加熱によって、坩堝３内の蒸
着物質５が蒸発し、ノズル４から真空槽１中に噴射され
る。蒸着物質５の蒸気は、ノズル４を通過する際の断熱
膨張により加速冷却されて凝縮する。これにより、クラ
スタ８が形成される。
槽１を１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空度になるまで真空排気
系装置２によって排気する。次に、加熱用フィラメント
６から放出される電子を第１直流電源18で印加される電
界によって引き出し、この引き出された電子を坩堝３に
衝突させ、坩堝３内の蒸気圧が数Ｔｏｒｒになる温度ま
で坩堝３を加熱する。この加熱によって、坩堝３内の蒸
着物質５が蒸発し、ノズル４から真空槽１中に噴射され
る。蒸着物質５の蒸気は、ノズル４を通過する際の断熱
膨張により加速冷却されて凝縮する。これにより、クラ
スタ８が形成される。
【０００７】クラスタ８は、イオン化フィラメント10か
ら放出される電子ビームによってその一部がイオン化さ
れることにより、イオン化クラスタ14となる。このイオ
ン化クラスタ14は、イオン化されていない中性のクラス
タ８とともにアース電極15ｂで印加される電界により加
速され、基板16の表面に衝突する。これにより、基板16
の表面には薄膜が形成される。この際、電子放出手段で
あるフィラメント30から飛び出す電子は、基板16の表面
上のイオンの電荷を打ち消して中和する。
ら放出される電子ビームによってその一部がイオン化さ
れることにより、イオン化クラスタ14となる。このイオ
ン化クラスタ14は、イオン化されていない中性のクラス
タ８とともにアース電極15ｂで印加される電界により加
速され、基板16の表面に衝突する。これにより、基板16
の表面には薄膜が形成される。この際、電子放出手段で
あるフィラメント30から飛び出す電子は、基板16の表面
上のイオンの電荷を打ち消して中和する。
【０００８】なお、電源装置22内の各直流電源の機能は
次のとおりである。第１直流電源18は、加熱用フィラメ
ント６から放出された熱電子を坩堝３に衝突させる。第
２直流電源20は、電子ビーム引出電極11に対してイオン
化フィラメント10を負にバイアスし、イオン化フィラメ
ント10から放出された熱電子を電子ビーム引出電極11内
部に引き出す。第３直流電源21は、アース電位にあるア
ース電極15ｂに対して坩堝３、電子ビーム引出電極11及
び加速電極15ａを正にバイアスし、加速電極15ａとアー
ス電極15ｂとの間に形成される電界レンズによって、正
電荷のイオン化クラスタ14を加速制御する。
次のとおりである。第１直流電源18は、加熱用フィラメ
ント６から放出された熱電子を坩堝３に衝突させる。第
２直流電源20は、電子ビーム引出電極11に対してイオン
化フィラメント10を負にバイアスし、イオン化フィラメ
ント10から放出された熱電子を電子ビーム引出電極11内
部に引き出す。第３直流電源21は、アース電位にあるア
ース電極15ｂに対して坩堝３、電子ビーム引出電極11及
び加速電極15ａを正にバイアスし、加速電極15ａとアー
ス電極15ｂとの間に形成される電界レンズによって、正
電荷のイオン化クラスタ14を加速制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の薄膜形成装置においては、イオン化クラスタ14
の照射により絶縁物薄膜を形成すると、薄膜表面にイオ
ンの電荷が集中し、絶縁破壊を生じて薄膜が形成できな
いという問題点があった。また、真空槽１内にフィラメ
ント30を設けて、薄膜上の電荷を中和しようとしても、
フィラメント30から飛び出す電子は、基板16より高電位
に保たれているイオン源装置23へ向かうため、薄膜16を
中和するのが難しいという問題点もあった。
た従来の薄膜形成装置においては、イオン化クラスタ14
の照射により絶縁物薄膜を形成すると、薄膜表面にイオ
ンの電荷が集中し、絶縁破壊を生じて薄膜が形成できな
いという問題点があった。また、真空槽１内にフィラメ
ント30を設けて、薄膜上の電荷を中和しようとしても、
フィラメント30から飛び出す電子は、基板16より高電位
に保たれているイオン源装置23へ向かうため、薄膜16を
中和するのが難しいという問題点もあった。
【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、イオンを照射
しながら絶縁物薄膜を形成しても、薄膜上の電荷を安定
的に中和でき、高性能な絶縁物薄膜を形成できる薄膜形
成装置を得ることを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、イオンを照射
しながら絶縁物薄膜を形成しても、薄膜上の電荷を安定
的に中和でき、高性能な絶縁物薄膜を形成できる薄膜形
成装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【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、基板に対向する電子放出手段、この電子放出手
段から電子を引き出す中和用電子引出電極、及び電子放
出手段から飛び出す電子を加速して基板に照射する電子
ビーム加速手段を有している電子中和装置を用いたもの
である。
装置は、基板に対向する電子放出手段、この電子放出手
段から電子を引き出す中和用電子引出電極、及び電子放
出手段から飛び出す電子を加速して基板に照射する電子
ビーム加速手段を有している電子中和装置を用いたもの
である。
【００１２】
【作用】この発明においては、電子放出手段から飛び出
す電子を、電子ビーム加速手段により加速して基板に照
射する。加速された電子は、基板より高電位に保たれて
いるイオン源装置に引き寄せられることなく、薄膜上の
イオン電荷を安定的に中和する。
す電子を、電子ビーム加速手段により加速して基板に照
射する。加速された電子は、基板より高電位に保たれて
いるイオン源装置に引き寄せられることなく、薄膜上の
イオン電荷を安定的に中和する。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示
す構成図であり、図２と同一又は相当部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。図において、符号32はフ
ィラメント30の周囲に設けられた中和用電子引出電極、
33ａは中和用電子引出電極32に設けられた中和用電子ビ
ーム加速電極、33ｂは中和用電子ビーム加速電極33ａの
基板16側に対向して設けられた中和用アース電極、34は
中和用電子ビーム加速電極33ａ及び中和用アース電極33
ｂからなる電子ビーム加速手段、35はフィラメント30，
中和用電子引出電極32及び電子ビーム加速手段34からな
る電子中和装置である。
る。図１はこの発明の一実施例による薄膜形成装置を示
す構成図であり、図２と同一又は相当部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。図において、符号32はフ
ィラメント30の周囲に設けられた中和用電子引出電極、
33ａは中和用電子引出電極32に設けられた中和用電子ビ
ーム加速電極、33ｂは中和用電子ビーム加速電極33ａの
基板16側に対向して設けられた中和用アース電極、34は
中和用電子ビーム加速電極33ａ及び中和用アース電極33
ｂからなる電子ビーム加速手段、35はフィラメント30，
中和用電子引出電極32及び電子ビーム加速手段34からな
る電子中和装置である。
【００１４】36はフィラメント30を中和用電子引出電極
32に対して負にバイアスする第４直流電源、37は中和用
電子ビーム加速電極33ａを中和用アース電極33ｂに対し
て負にバイアスする第５直流電源である。なお、イオン
源装置23の電源装置22は、その図示を省略したが従来と
同様のものである。
32に対して負にバイアスする第４直流電源、37は中和用
電子ビーム加速電極33ａを中和用アース電極33ｂに対し
て負にバイアスする第５直流電源である。なお、イオン
源装置23の電源装置22は、その図示を省略したが従来と
同様のものである。
【００１５】上記のように構成された薄膜形成装置にお
いては、従来装置と同様に、イオン化クラスタ14及び中
性のクラスタ８が基板16に向けて照射され、基板16上に
蒸着薄膜が形成される。このとき、交流電源31により加
熱されたフィラメント30から、中和用電子引出電極32に
よって電子が引き出される。引き出された電子は、第５
直流電源37によって電極33ａ，33ｂ間に形成された電界
で運動エネルギーを与えられる。これにより、フィラメ
ント30から放出された電子は、基板16へ向けて加速され
るので、イオン源装置23に向かうことなく、基板16によ
り確実に照射される。基板16に照射される電子によっ
て、同じく基板16上に到達するイオン化クラスタ14の正
電荷が従来より効率良く中和される。従って、絶縁物薄
膜の品質を向上させることができる。
いては、従来装置と同様に、イオン化クラスタ14及び中
性のクラスタ８が基板16に向けて照射され、基板16上に
蒸着薄膜が形成される。このとき、交流電源31により加
熱されたフィラメント30から、中和用電子引出電極32に
よって電子が引き出される。引き出された電子は、第５
直流電源37によって電極33ａ，33ｂ間に形成された電界
で運動エネルギーを与えられる。これにより、フィラメ
ント30から放出された電子は、基板16へ向けて加速され
るので、イオン源装置23に向かうことなく、基板16によ
り確実に照射される。基板16に照射される電子によっ
て、同じく基板16上に到達するイオン化クラスタ14の正
電荷が従来より効率良く中和される。従って、絶縁物薄
膜の品質を向上させることができる。
【００１６】なお、上記実施例では、イオン源装置23と
してＩＣＢ法のものを用いた場合について示したが、他
のイオン源装置、例えばＥＣＲイオン源装置等に応用し
てもよい。
してＩＣＢ法のものを用いた場合について示したが、他
のイオン源装置、例えばＥＣＲイオン源装置等に応用し
てもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の薄膜形
成装置は、電子放出手段から飛び出す電子を加速して基
板に照射する電子ビーム加速手段を有する電子中和装置
を用いたので、中和用の電子ビームがイオン源装置に入
射するのを防止することができ、電子ビームをより確実
に基板上に照射することができ、従って薄膜表面のイオ
ン電荷を効率良く安定的に中和でき、高品質な絶縁物薄
膜を形成することができるという効果を奏する。
成装置は、電子放出手段から飛び出す電子を加速して基
板に照射する電子ビーム加速手段を有する電子中和装置
を用いたので、中和用の電子ビームがイオン源装置に入
射するのを防止することができ、電子ビームをより確実
に基板上に照射することができ、従って薄膜表面のイオ
ン電荷を効率良く安定的に中和でき、高品質な絶縁物薄
膜を形成することができるという効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】従来の薄膜形成装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
１ 真空槽 ５ 蒸着物質 14 イオン化クラスタ 16 基板 23 イオン源装置 30 フィラメント（電子放出手段） 34 電子ビーム加速手段 35 電子中和装置
Claims (1)
- 【請求項１】 基板を収容する真空槽と、 この真空槽内に前記基板に対向して設けられているとと
もに、前記基板より高電位に保たれており、前記基板に
向けて蒸着物質のイオンを照射するイオン源装置と、 前記真空槽内に前記基板に対向して設けられている電子
放出手段、この電子放出手段の周囲に設けられ、前記電
子放出手段から電子を引き出す中和用電子引出電極、及
びこの中和用電子引出電極の前記基板側に設けられ、前
記電子放出手段から引き出された電子を電界により加速
して前記基板に照射する電子ビーム加速手段を有してい
る電子中和装置とを備えていることを特徴とする薄膜形
成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070197A JP2755499B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070197A JP2755499B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308078A JPH04308078A (ja) | 1992-10-30 |
| JP2755499B2 true JP2755499B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=13424551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070197A Expired - Lifetime JP2755499B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755499B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6613240B2 (en) * | 1999-12-06 | 2003-09-02 | Epion Corporation | Method and apparatus for smoothing thin conductive films by gas cluster ion beam |
| DE10005681B4 (de) * | 2000-02-07 | 2005-06-16 | Atc Dr. Mann E.K. | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination metallhaltiger Wässer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4405853A (en) * | 1981-08-14 | 1983-09-20 | Metco Inc. | Plasma spray gun with cooling fin nozzle and deionizer |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3070197A patent/JP2755499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04308078A (ja) | 1992-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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