JPH0121226B2 - - Google Patents
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- JPH0121226B2 JPH0121226B2 JP61016889A JP1688986A JPH0121226B2 JP H0121226 B2 JPH0121226 B2 JP H0121226B2 JP 61016889 A JP61016889 A JP 61016889A JP 1688986 A JP1688986 A JP 1688986A JP H0121226 B2 JPH0121226 B2 JP H0121226B2
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- Japan
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- ions
- deposition
- metal
- thin film
- vacuum chamber
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はスパツタ蒸着とイオン注入を合わせ
行なうことにより、薄膜形成を行なう薄膜形成装
置の改良に関する。
行なうことにより、薄膜形成を行なう薄膜形成装
置の改良に関する。
スパツタ蒸着とイオン注入を合わせて行なうこ
とにより、強度密着性の優れた薄膜の形成が可能
であるが、従来の薄膜形成方法は例えば特開昭60
−141869号に記載されているように、試料（スト
リツプスチール）表面に金属原子を蒸着するため
に蒸着金属物質を電子ビームや加熱コイルを用い
て加熱蒸発させ別配置されたイオン源からイオン
注入を行いイオンミキシングを行つており、スパ
ツタ蒸着装置イオン注入装置をそれぞれ別個に必
要とした。このため装置の規模も大きく、価格も
高いものとなつていた。
とにより、強度密着性の優れた薄膜の形成が可能
であるが、従来の薄膜形成方法は例えば特開昭60
−141869号に記載されているように、試料（スト
リツプスチール）表面に金属原子を蒸着するため
に蒸着金属物質を電子ビームや加熱コイルを用い
て加熱蒸発させ別配置されたイオン源からイオン
注入を行いイオンミキシングを行つており、スパ
ツタ蒸着装置イオン注入装置をそれぞれ別個に必
要とした。このため装置の規模も大きく、価格も
高いものとなつていた。
この発明はスパツタ蒸着とイオン注入を単一の
イオン源で効率的に行なうコンパクトな装置を提
供することを目的とするものである。
イオン源で効率的に行なうコンパクトな装置を提
供することを目的とするものである。
本発明者らは上記問題点を次の装置を発明する
ことによつて解決した。
ことによつて解決した。
すなわち、本発明は真空槽内に基板と蒸着用金
属を保持する保持機構を互いに上下方向に対峙す
る位置に配置するとともに、２種類の元素を同時
又は交互に供給する供給装置と、該元素をイオン
化するイオン源と、該イオンを加速する加速装置
と、該イオンの方向を制御する質量分離装置を
各々接続配置し、該分離装置で方向を制御された
２種類のイオンを前記真空槽内の保持機構に保持
された基板と蒸着用金属に向けて同時又は交互に
照射してスパツタ蒸着とイオン注入を行うことを
特徴とする薄膜形成装置にある。
属を保持する保持機構を互いに上下方向に対峙す
る位置に配置するとともに、２種類の元素を同時
又は交互に供給する供給装置と、該元素をイオン
化するイオン源と、該イオンを加速する加速装置
と、該イオンの方向を制御する質量分離装置を
各々接続配置し、該分離装置で方向を制御された
２種類のイオンを前記真空槽内の保持機構に保持
された基板と蒸着用金属に向けて同時又は交互に
照射してスパツタ蒸着とイオン注入を行うことを
特徴とする薄膜形成装置にある。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の薄膜形成装置の一実施例であ
る。１は真空槽９の外側に設けられた２種類のガ
ス状元素を供給する供給装置であり、真空槽９内
部にはイオン源２、イオン源２で作られたイオン
を加速する加速装置３、イオンの放出を２方向に
分ける質量分離装置４を設け前記各々の装置を接
続配置する。さらに、真空槽９内の上方に基板５
を保持する保持機構６を、又、下方に蒸着用金属
７を保持する保持機構８を互いに対峙する水平位
置で、放出イオンが照射される位置に配置する。
１１は真空槽９内を真空引きするポンプである。
る。１は真空槽９の外側に設けられた２種類のガ
ス状元素を供給する供給装置であり、真空槽９内
部にはイオン源２、イオン源２で作られたイオン
を加速する加速装置３、イオンの放出を２方向に
分ける質量分離装置４を設け前記各々の装置を接
続配置する。さらに、真空槽９内の上方に基板５
を保持する保持機構６を、又、下方に蒸着用金属
７を保持する保持機構８を互いに対峙する水平位
置で、放出イオンが照射される位置に配置する。
１１は真空槽９内を真空引きするポンプである。
上記構成からなる薄膜形成装置の作用を鋼板表
面へのチツ化チタン（TiN）膜形成を例にとつ
て説明する。供給装置１からはチツ素ガス（N2）
及び不活性ガス、例えばアルゴン（Ar）の質量
の異なる２種類のガスが供給される。２種のガス
の組成比、供給速度は任意に調節できる構造とな
つている。チツ素ガス及びアルゴンガスはイオン
源２によつてそれぞれチツ素イオン（N+）、アル
ゴンイオン（Ar+）となり加速装置３にて加速さ
れた後、質量分離装置４の磁界制御によつて２種
類のイオンは方向を制御され分離される。
面へのチツ化チタン（TiN）膜形成を例にとつ
て説明する。供給装置１からはチツ素ガス（N2）
及び不活性ガス、例えばアルゴン（Ar）の質量
の異なる２種類のガスが供給される。２種のガス
の組成比、供給速度は任意に調節できる構造とな
つている。チツ素ガス及びアルゴンガスはイオン
源２によつてそれぞれチツ素イオン（N+）、アル
ゴンイオン（Ar+）となり加速装置３にて加速さ
れた後、質量分離装置４の磁界制御によつて２種
類のイオンは方向を制御され分離される。
アルゴンイオンは真空槽内に設けられた蒸着用
金属のチタン７の表面に向けて照射されチタン原
子をスパツタする。スパツタされたチタン原子は
上方に対峙して配置された基板の鋼板５表面に向
けて放出され、チタン原子が蒸着し薄膜を形成す
る。さらに、前記質量分離装置４で分離されたチ
ツ素イオンが前記鋼板５のチタン薄膜上に照射さ
れると、その運動エネルギーにより、鋼板５表面
にチタン薄膜とチツ素イオンと鋼基盤のミツクス
層を形成し、さらにそのミツクス層の上に強度、
密着性の優れたチツ化チタン（TiN）の薄膜が
形成される。
金属のチタン７の表面に向けて照射されチタン原
子をスパツタする。スパツタされたチタン原子は
上方に対峙して配置された基板の鋼板５表面に向
けて放出され、チタン原子が蒸着し薄膜を形成す
る。さらに、前記質量分離装置４で分離されたチ
ツ素イオンが前記鋼板５のチタン薄膜上に照射さ
れると、その運動エネルギーにより、鋼板５表面
にチタン薄膜とチツ素イオンと鋼基盤のミツクス
層を形成し、さらにそのミツクス層の上に強度、
密着性の優れたチツ化チタン（TiN）の薄膜が
形成される。
蒸着用金属のスパツタリングとイオン注入は同
時に行なう代わりに繰り返し交互に行なつても良
い。この場合は供給装置１からチツ素ガス、アル
ゴンガスを交互に供給すれば良い。又、１種のガ
スのみを供給すればスパツタリング装置或いはイ
オン注入装置としての使用も可能である。
時に行なう代わりに繰り返し交互に行なつても良
い。この場合は供給装置１からチツ素ガス、アル
ゴンガスを交互に供給すれば良い。又、１種のガ
スのみを供給すればスパツタリング装置或いはイ
オン注入装置としての使用も可能である。
第２図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例は加速装置３を質量分離装置４で分離されたイ
オンの放出口の前方に各々接続設置することによ
り、２種のイオンの加速エネルギーの制御を独立
して行なえる様にしたものであり、注入を行なう
イオンの加速電圧を注入初期には高くしてミツク
ス層の形成を助長させ、膜の密着性向上を図り、
その後は加速電圧を減少させて、注入イオンと蒸
着金属の化合物を作成することにより処理の大巾
なコストダウンが期待できる。
例は加速装置３を質量分離装置４で分離されたイ
オンの放出口の前方に各々接続設置することによ
り、２種のイオンの加速エネルギーの制御を独立
して行なえる様にしたものであり、注入を行なう
イオンの加速電圧を注入初期には高くしてミツク
ス層の形成を助長させ、膜の密着性向上を図り、
その後は加速電圧を減少させて、注入イオンと蒸
着金属の化合物を作成することにより処理の大巾
なコストダウンが期待できる。
さらに、供給ガスの切り換えを行なう代わり
に、シヤツタ１０を加速装置３の前方に配置して
シヤツタ１０の開閉を行なうことにより、スパツ
タ蒸着とイオン注入の切り換えを行なうこともで
きる。
に、シヤツタ１０を加速装置３の前方に配置して
シヤツタ１０の開閉を行なうことにより、スパツ
タ蒸着とイオン注入の切り換えを行なうこともで
きる。
第１，２図ではイオン源２、加速器３を真空槽
９の内部に設けてあるが、真空槽９の外側に設け
てもよく、又、各装置の接続配置も垂直方向に配
置するほか、水平方向等も可能で配置のしかたは
特に限定するものではない。要は方向制御された
イオンが放出される２ケ所の放出口が真空槽の内
部に開口され、そこからイオンが基板と蒸着用金
属に向けて照射されるように配置されていればよ
い。さらに基板と蒸着用金属を保持する保持機構
も上下に対峙する配置のほか、垂直方向に配置し
て左右に対峙させてもよい。この場合はスパツタ
された蒸着金属が水平に放出されるため蒸着効率
は少し悪くなる。
９の内部に設けてあるが、真空槽９の外側に設け
てもよく、又、各装置の接続配置も垂直方向に配
置するほか、水平方向等も可能で配置のしかたは
特に限定するものではない。要は方向制御された
イオンが放出される２ケ所の放出口が真空槽の内
部に開口され、そこからイオンが基板と蒸着用金
属に向けて照射されるように配置されていればよ
い。さらに基板と蒸着用金属を保持する保持機構
も上下に対峙する配置のほか、垂直方向に配置し
て左右に対峙させてもよい。この場合はスパツタ
された蒸着金属が水平に放出されるため蒸着効率
は少し悪くなる。
以上述べたように本発明装置によれば、蒸着用
金属をスパツタするための電子ビームや加熱コイ
ルが不用となり、薄膜製造のための装置を単一イ
オン源の簡潔な機構でスパツタ蒸着とイオン注入
が出来、装置もコンパクトで安価になるという効
果を有する。
金属をスパツタするための電子ビームや加熱コイ
ルが不用となり、薄膜製造のための装置を単一イ
オン源の簡潔な機構でスパツタ蒸着とイオン注入
が出来、装置もコンパクトで安価になるという効
果を有する。
第１図は本発明の薄膜形成装置の説明図、第２
図は本発明の他の薄膜形成装置の説明図である。 １：ガス状元素を供給する供給装置、２：イオ
ン源、３：加速装置、４：質量分離装置、５：基
板、６：基板保持機構、７：蒸着用金属、８：蒸
着用金属保持機構、９：真空槽、１０：シヤツ
タ、１１：真空引きするポンプ。
図は本発明の他の薄膜形成装置の説明図である。 １：ガス状元素を供給する供給装置、２：イオ
ン源、３：加速装置、４：質量分離装置、５：基
板、６：基板保持機構、７：蒸着用金属、８：蒸
着用金属保持機構、９：真空槽、１０：シヤツ
タ、１１：真空引きするポンプ。
Claims (1)
- １ 真空槽内に基板と蒸着用金属を保持する保持
機構を互いに上下方向に対峙する位置に配置する
とともに、２種類の元素を同時又は交互に供給す
る供給装置と、該元素をイオン化するイオン源
と、該イオンを加速する加速装置と、該イオンの
方向を制御する質量分離装置を各々接続配置し、
該分離装置で方向を制御された２種類のイオンを
前記真空槽内の保持機構に保持された基板と蒸着
用金属に向けて同時又は交互に照射してスパツタ
蒸着とイオン注入を行うことを特徴とする薄膜形
成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1688986A JPS62177176A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1688986A JPS62177176A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177176A JPS62177176A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0121226B2 true JPH0121226B2 (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=11928730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1688986A Granted JPS62177176A (ja) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62177176A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851095A (en) * | 1988-02-08 | 1989-07-25 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Magnetron sputtering apparatus and process |
| JPH02175867A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Japan Steel Works Ltd:The | 複合イオンビーム照射方法及び照射装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176665A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 蒸着膜形成装置 |
-
1986
- 1986-01-30 JP JP1688986A patent/JPS62177176A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176665A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 蒸着膜形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62177176A (ja) | 1987-08-04 |
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