JP6040470B2 - 最適イオン化ポテンシャル成膜装置 - Google Patents
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そして、イオン化ポテンシャル目標値が真空環境下での値であれば、第1の成膜試料切替部により、試料4を成膜原料供給部7に対応する位置から第1のイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送する。また、イオン化ポテンシャル目標値が大気環境下での値であれば、試料4を試料移送部により真空環境下の準備チャンバー部2に移動してから、当該準備チャンバー部2を大気圧にすると共に、第2の成膜試料切替部により試料4を第2のイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送する。
なお、成膜原料供給部7、フィードバック制御部は、最適イオン化ポテンシャル成膜装置の第1態様で説明したものと同様である。
そして、本態様の装置は、イオン化ポテンシャル目標値を真空環境下の値とすると共に、成膜試料切替部により、試料4を成膜原料供給部7に対応する位置からイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送する。
そして、イオン化ポテンシャル目標値を大気環境下の値とすると共に、試料4を試料移送部により真空環境下の準備チャンバー部2に移動してから、当該準備チャンバー部を大気圧にし、かつ第2の成膜試料切替部により試料4をイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送する。
即ち、技術開発担当者は、最終的な物性の目標値を明確に持っており、得られた結果を見て判断して、次の条件を考えると行った過程が必要である。そこで、本発明の最適イオン化ポテンシャル成膜装置によれば、一貫装置を用い成膜後すぐに物性値を計測し、その値を元に、成膜条件を自動で変えるフィードバック装置を持つ装置を作成することで、実験者は、最終的な物性の目標値を入れるだけで、成膜条件を自動で最適化することができる。
また本発明の最適イオン化ポテンシャル成膜方法によれば、所望のイオン化ポテンシャルを持つ最適な材料の成膜条件を自動的に取得できる。
図1は、本発明の最適イオン化ポテンシャル成膜装置の一実施例を示す概略構成図である。最適イオン化ポテンシャル成膜装置は、試料4から成膜後試料6を製造すると共に、成膜途中の試料4や成膜後試料6a、6bのイオン化ポテンシャル測定を行うものである。
同成膜装置は、機能的に区分すると、真空チャンバー部1、準備・大気計測チャンバー部2、イオン化ポテンシャル測定部、並びにフィードバック制御部の4機能部で構成される。
上記のような装置を用いることにより最適イオン化ポテンシャル成膜が可能になる。
次に、最適イオン化ポテンシャル成膜装置の操作手順について、図及びフローチャートを用いて説明する。図2は、最適イオン化ポテンシャル成膜装置を用いた最適イオン化ポテンシャル成膜手順の一例を示すフローチャートである。
続いて、初期成膜条件をもとに蒸着源7a、7bを用いて試料4の成膜を行い(S−03)、成膜された試料6a、6bをイオン化ポテンシャル測定位置12a、12bに移動する。この際、所望のイオン化ポテンシャルが真空環境のままであれば、真空チャンバー部1内のリボルバー型の試料ホルダー3aを回転させるだけでよい。
このように、本実施例のイオン化ポテンシャル成膜装置は、成膜・計測機能を有し、その値をフィードバックし、成膜条件を変える機能設備を有しすることで、最適なイオン化ポテンシャルの値を持つ成膜条件を自動で見つけることができる。
前述の図2のフローチャートに従って、Al−Pt組成変化における最適イオン化ポテンシャル成膜条件の実施例について説明する。表1と表2は最適イオン化ポテンシャル成膜条件探索の一例である。
Ptの大気中でのイオン化ポテンシャルの値を測定し、目標となる値としてPtの大気中での値より大きい値を目標値(設定値)とする。また、できるだけPtの量を減らしたいためにAlの量をできるだけ多くするといった条件を入れる。
上述したように、本発明の最適イオン化ポテンシャル成膜装置によって所望のイオン化ポテンシャルに最適な成膜条件を導き出すことができる。
また真空中でのイオン化ポテンシャル計測をしない場合は、真空チャンバー側のイオン化ポテンシャル計測部を設ける必要がなくなる。
2 準備チャンバー
3 リボルバー型試料ホルダー(試料保持部・成膜試料切替部)
4 試料
5 加熱ヒータ
6 成膜後試料
7 蒸着源(成膜原料供給部)
12a、12b 紫外光照射プローブ
13 単色紫外光源
14a、14b 電流計
15 目標値・初期成膜条件設定装置
16 イオン化ポテンシャル計測装置
17 解析・判断装置
18 試料位置変更装置
19 成膜条件変更装置
Claims (4)
- 試料から成膜後試料を真空環境で製造すると共に、成膜途中の試料や前記成膜後試料のイオン化ポテンシャル測定を真空環境又は大気圧環境で行う最適イオン化ポテンシャル成膜装置において、
成膜対象となる試料が複数個保持される第1と第2の試料保持部と、
成膜用原料を前記試料に対して所定の成膜条件で供給する成膜原料供給部と、
前記成膜原料供給部から前記膜原料が供給される対象となる試料を、順次切り替える第1の成膜試料切替部と、
単色化した紫外光を前記試料の成膜面に照射し、当該成膜面から発生する光電子を用いてイオン化ポテンシャルを計測する第1と第2のイオン化ポテンシャル計測部と、
第2のイオン化ポテンシャル計測部で計測される試料を、順次切り替える第2の成膜試料切替部と、
真空環境下で前記第1の試料保持部、前記成膜原料供給部、前記第1の成膜試料切替部、並びに前記第1のイオン化ポテンシャル計測部のプローブを収容する真空チャンバー部と、
大気圧環境と真空環境とを切り替え可能な準備チャンバー部であって、前記第2の試料保持部、前記第2の成膜試料切替部、並びに前記第2のイオン化ポテンシャル計測部のプローブを収容する前記準備チャンバー部と、
前記試料を前記真空チャンバー部から前記準備チャンバー部のイオン化ポテンシャル計測装置に移送する試料移送部と、
前記イオン化ポテンシャル計測を行った結果と、前記試料の成膜面でのイオン化ポテンシャル目標値とを比較して、前記イオン化ポテンシャル計測値が前記イオン化ポテンシャル目標値を充足するように、前記成膜原料供給部の成膜条件を修正するフィードバック制御部と、
を備え、
前記イオン化ポテンシャル目標値が真空環境下での値であれば、前記第1の成膜試料切替部により、前記試料を前記成膜原料供給部に対応する位置から前記第1のイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送し、
前記イオン化ポテンシャル目標値が大気環境下での値であれば、前記試料を前記試料移送部により真空環境下の前記準備チャンバー部に移動してから、当該準備チャンバー部を大気圧にすると共に、前記第2の成膜試料切替部により前記試料を前記第2のイオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送することを特徴とする最適イオン化ポテンシャル成膜装置。 - 試料から成膜後試料を真空環境で製造すると共に、成膜途中の試料や前記成膜後試料のイオン化ポテンシャル測定を大気圧環境で行う最適イオン化ポテンシャル成膜装置において、
成膜対象となる試料が複数個保持される第1と第2の試料保持部と、
成膜用原料を前記試料に対して所定の成膜条件で供給する成膜原料供給部と、
前記成膜原料供給部から前記膜原料が供給される対象となる試料を、順次切り替える第1の成膜試料切替部と、
単色化した紫外光を前記試料の成膜面に照射し、当該成膜面から発生する光電子を用いてイオン化ポテンシャルを計測するイオン化ポテンシャル計測部と、
前記イオン化ポテンシャル計測部で計測される試料を、順次切り替える第2の成膜試料切替部と、
真空環境下で前記第1の試料保持部、前記成膜原料供給部、並びに前記第1の成膜試料切替部を収容する真空チャンバー部と、
大気圧環境と真空環境とを切り替え可能な準備チャンバー部であって、前記第2の試料保持部、前記第2の成膜試料切替部、並びに前記イオン化ポテンシャル計測部のプローブを収容する前記準備チャンバー部と、
前記試料を前記真空チャンバー部から前記準備チャンバー部のイオン化ポテンシャル計測装置に移送する試料移送部と、
前記イオン化ポテンシャル計測を行った結果と、前記試料の成膜面でのイオン化ポテンシャル目標値とを比較して、前記イオン化ポテンシャル計測値が前記イオン化ポテンシャル目標値を充足するように、前記成膜原料供給部の成膜条件を修正するフィードバック制御部と、
を備え、
前記イオン化ポテンシャル目標値を大気環境下の値とすると共に、前記試料を前記試料移送部により真空環境下の前記準備チャンバー部に移動してから、当該準備チャンバー部を大気圧にし、かつ前記第2の成膜試料切替部により前記試料を前記イオン化ポテンシャル計測部のプローブ位置に移送することを特徴とする最適イオン化ポテンシャル成膜装置。 - 前記成膜条件は、試料温度、雰囲気のガス圧、蒸着量の少なくとも何れか1種類を含み、
前記成膜条件の変更を行う場合の変更パラメータの優位順が予め定められていることを特徴とする請求項1または2に記載の最適イオン化ポテンシャル成膜装置。 - 前記成膜原料供給部は、複数の成膜用原原料毎に設けられ、前記試料に対して当該成膜用原料毎に設けられる成膜条件により成膜するコンビナトリアル装置の機能を有することを特徴とする請求項1または2に記載の最適イオン化ポテンシャル成膜装置。
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JP2012153328A JP6040470B2 (ja) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | 最適イオン化ポテンシャル成膜装置 |
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