JPH01208457A - 薄膜製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、クラスタイオンビーム法による薄膜製造装置
に関する。

〈従来の技術〉 従来、上述の薄膜製造装置は、例えば、第３図に示すよ
うに、真空チャンバ（図示せず）内に噴射孔３１ａを備
えたるつぼ３１と、その側壁周辺を囲ってなる加熱用フ
ィラメント３２と、噴射孔３１ａの上方に配設されたイ
オン化用フィラメント３３、イオン化用グリッド３５、
加速電極３４とを備えており、加熱用フィラメント３２
に電流を流すとともに、加熱用フィラメント３２とるつ
ぼ３１との間に所定の電位差を与えることによって、る
つぼ３１の側壁を電子衝撃により加熱して内部の蒸着材
料Ｍを蒸発させる。蒸発した材料は、るつぼ３１の内部
圧力が高くなると噴射孔３１ａから吹き出してクラスタ
（１０３個程度の原子の塊）となり、このクラスタをイ
オン化用フィラメント３３およびイオン化用グリッド３
５によってイオン化し、さらに加速電極３４によって加
速して、例えば基板等の試料Ｔに衝突させることによっ
て試料Ｔ表面に薄膜を形成するよう構成されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述の装置によれば、加熱用フィラメント３
２がるつぼ３１の側壁周辺だけに配設されているので、
噴射孔３１ａ周辺のるっぽ３１の壁体を充分に加熱する
ことができないため、蒸発粒子が噴射孔３１ａ内で冷却
されて凝固する虞れがある。この凝固物が噴射孔３１ａ
内に堆積すると、噴射孔３１ａの形状を一定に保てなく
なるので、得られた薄膜が不均一なものとなり、その歩
留りが悪くなるという問題がある。しかも、凝固物がさ
らに堆積して噴射孔３１ａを塞いでしまうと、その度毎
に噴射孔３１ａの清掃が必要となる。

この清掃には、清掃後再度真空引きを行なう等、長時間
の作業が伴うため、例えば量産時において、その生産性
が著しく低減するという問題がある。

また、クラスタをイオン化するためのイオン化用グリッ
ド３５の設置スペースが大きいため、この設置スペース
が装置の小型化を図る上での妨げとなるという問題があ
る。

本発明の目的は、従来の装置に比して歩留りおよび生産
性が良く、しかも小型化を図ることのできる、クラスタ
イオンビーム法による薄膜製造装置を提供することにあ
る。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための構成を、実施例に対応する第
１図および第２図を参照しつつ説明すると、るつぼ１の
噴射孔１ａの上方近傍に蒸発粒子が進行する領域Ｆの側
方周辺を囲うよう配設されたフィラメント（イオン化用
フィラメント）３と、このフィラメント３に電流を流す
手段（交流電源）７と、フィラメント３をるつぼ１に対
して負電位になるよう、その両者３および１間に電位差
を与える手段（直流電源）８を備えたことを特徴として
いる。

く作用〉 フィラメント３に電流を流すことによって発生する熱電
子は、フィラメント３とるつぼ１間の電位差によりるつ
ぼ１の上面に引き寄せられて、噴射孔１ａを経た蒸発粒
子に衝突し、２次電子を放出させてその粒子をイオン化
するとともに、噴射孔１ａ周辺のるつぼ１壁体に衝突し
てその壁体を加熱する。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の構成図、第２図はそのるつぼ部
の斜視図である。

噴射孔１ａを備えたるつぼ１の側壁周辺は、ジグザグ状
の加熱用フィラメント２によって囲われている。噴射孔
１ａの上方近傍には、蒸発粒子が進行する領域Ｆの側方
周辺を囲うべく形成された輪状のイオン化用フィラメン
ト３が配設されており、そのフィラメント３の上方には
加速電極４および基板Ｔが順次配設されている。

加熱用およびイオン化用フィラメント２および３にはそ
れぞれ、交流電源５および７が接続されており、各フィ
ラメント２．３に所定の電流を流すことができる。加熱
用およびイオン化用フィラメント２および３とるつぼ１
間にはそれぞれ、直流電源６および８が設けられており
、各フィラメント２．３とるつぼ１間にそれぞれ所定の
電位差を付与することができる。また、加速電極４に直
流電源９が接続されており、イオン化用フィラメント３
との間に所定の電場を形成することができる。

以上のように構成された部品のうち、るつぼ１、加熱用
およびイオン化用フィラメント２および３、加速電極４
、および基板Ｔは、例えば真空チャンバ（図示せず）等
の真空装置内に配設され、それぞれの電源５，６，７，
８．９は真空装置外部に配設される。

次に、作用を説明する。加熱用フィラメント２に電流を
流すことによって発生する熱電子は、るつぼ１側壁に引
き寄せられ衝突することによってその壁体を加熱する。

この加熱により内部の蒸着材料Ｍが蒸発し、その蒸発粒
子はるつぼ１の内圧が高くなると噴射孔１ａから外部に
吹き出してクラスタとなる。このクラスタは、イオン化
用フィラメント３に電流を流すことにより発生し、かつ
、るつぼ１の上面に引き寄せられた熱電子の衝突によっ
て、その２次電子が放出されて陽イオンとなリ、さらに
加速電極４の電場によって加速されて基板１表面に衝突
する。このようにして基板Ｔ表面上に薄膜を形成するこ
とができる。

ここで、イオン化用フィラメント３から発生した熱電子
はクラスタをイオン化するだけでなく、噴射孔１ａ周辺
のるつぼ１の壁体に衝突しその壁体を加熱する。従って
、噴射孔１ａ内に蒸着材料の蒸発粒子が凝固することを
抑えることができる。

以上は、るつぼの加熱方法として電子衝撃法を採用した
薄膜製造装置に本発明を適用した例について説明したが
、抵抗加熱法を採用した装置にも本発明を適用できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、るつぼ上部に設
けられた噴射孔の上方近傍に、蒸発粒子が進行する領域
の側方周辺を囲ってなるフィラメントを設け、このフィ
ラメントに電流を流すことによって発生する熱電子をる
つぼ上面に引き寄せて、噴射孔を経た蒸発粒子をイオン
化するとともに、噴射孔周辺のるつぼ壁体を加熱するよ
う構成したから、蒸発粒子が噴射孔内で凝固することが
なく、噴射孔を一定の形状および大きさに保てるので、
得られた薄膜が不均一なものとなることを軽減できる結
果、その歩留りを向上させることができる。さらに、従
来行っていた噴射孔の清掃を行なう必要がなくなるので
、清掃・真空引き等の作業時間を省くことができ、その
生産性が著しく向上する。しかも、従来必要とされてい
たイオン化用グリッドを用いることなく蒸発粒子のイオ
ン化を行なうことができるので、イオン化用グリッドの
設置スペースが不要となり、装置の小型化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成図、 第２図はそのるつぼ部の斜視図、 第３図は従来の薄膜製造装置の構成図である。 １・・・るつぼ １ａ・・・噴射孔 ３・・・イオン化用フィラメント ７・・・交流電源 ８・・・直流電源 Ｆ・・・蒸発粒子の進行領域 Ｍ・・・蒸着材料 Ｔ・・・基板 特許出願人　　　　株式会社島津製作所代　理　人　　
　　弁理士　西…　新 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 噴射孔を備えた導電性るつぼ内に収容された蒸着材料を
   真空雰囲中で加熱することによって、その材料を上記噴
   射孔を通して外部に蒸発させ、その蒸発粒子をイオン化
   し加速して試料表面に衝突させることによって、その試
   料表面に薄膜を形成する装置において、上記噴射孔の上
   方近傍に蒸発粒子が進行する領域の側方周辺を囲うよう
   配設されたフィラメントと、このフィラメントに電流を
   流す手段と、上記フィラメントを上記るつぼに対して負
   電位になるよう、その両者間に電位差を与える手段を備
   えたことを特徴とする、薄膜製造装置。