JPH032371A - イオンビームスパッタ装置及び方法 - Google Patents
イオンビームスパッタ装置及び方法Info
- Publication number
- JPH032371A JPH032371A JP13555389A JP13555389A JPH032371A JP H032371 A JPH032371 A JP H032371A JP 13555389 A JP13555389 A JP 13555389A JP 13555389 A JP13555389 A JP 13555389A JP H032371 A JPH032371 A JP H032371A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- target
- sputtering
- electrode
- extracted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 claims description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はイオンビームスパッタ装置及び方法に係り、特
に有機物をスパッタして有機薄膜を形成するのに好適な
スパッタ装置及び方法に関する。
に有機物をスパッタして有機薄膜を形成するのに好適な
スパッタ装置及び方法に関する。
従来の装置は、コモンウエルスサイエンティフィックス
社カタログ「イオンミリング装置」第７ページから第８
ページに記載されているような構成になっている。
社カタログ「イオンミリング装置」第７ページから第８
ページに記載されているような構成になっている。
ここで、スパッタ用のイオン源は、主に技術的経済的理
由から、加速電圧１ｋＶ前後のものが選ばれており、特
に高速スパッタ用としては、５ｋＶ程度のものが製作さ
れている。いずれの場合にもターゲットは金属、あるい
はセラミックスなどを対象としており、有機物など超低
融点材料を対象としたものは発表されていない。
由から、加速電圧１ｋＶ前後のものが選ばれており、特
に高速スパッタ用としては、５ｋＶ程度のものが製作さ
れている。いずれの場合にもターゲットは金属、あるい
はセラミックスなどを対象としており、有機物など超低
融点材料を対象としたものは発表されていない。
イオンビームスパッタ装置は、マグネトロンスパッタ装
置など、一般的な真空成膜装置と比較して高純度成膜が
可能で、また、成膜のパラメータを独立に、かつ高精度
に制御できる、などすぐれた特長をもち、超電導膜、光
学膜、磁性膜など高機能薄膜の形成に威力を発揮してい
る。
置など、一般的な真空成膜装置と比較して高純度成膜が
可能で、また、成膜のパラメータを独立に、かつ高精度
に制御できる、などすぐれた特長をもち、超電導膜、光
学膜、磁性膜など高機能薄膜の形成に威力を発揮してい
る。
しかしながら上記従来技術は、イオンビームの加速電圧
を低電圧化する配慮がなされておらず、有機物をターゲ
ットとするスパッタ成膜では、ターゲット物質の組織破
壊、過熱などの問題があった。
を低電圧化する配慮がなされておらず、有機物をターゲ
ットとするスパッタ成膜では、ターゲット物質の組織破
壊、過熱などの問題があった。
また、有機薄膜用として、スパッタ用イオン源の加速電
圧を低下させると、引出せるイオンビームの電流密度も
低下し、その相乗効果でスパッタ速度は著しく低下し、
実用にならないという問題点があった。
圧を低下させると、引出せるイオンビームの電流密度も
低下し、その相乗効果でスパッタ速度は著しく低下し、
実用にならないという問題点があった。
本発明の目的は、有機物をターゲットとするイオンビー
ムスパッタ成膜を可能にすることにあり、有機薄膜を工
業製品として量産可能なイオンビームスパッタ装置及び
方法を提供することにある。
ムスパッタ成膜を可能にすることにあり、有機薄膜を工
業製品として量産可能なイオンビームスパッタ装置及び
方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、低電圧小電流密度
のイオン源を大面積化し、引出されたイオンビームを有
機物からなるターゲツト面上に集束して、低電圧大電流
密度のイオンビームとして有機物をスパッタするもので
ある。
のイオン源を大面積化し、引出されたイオンビームを有
機物からなるターゲツト面上に集束して、低電圧大電流
密度のイオンビームとして有機物をスパッタするもので
ある。
そして、イオンビームの引き出し電極を、あるいは電極
に設けられたイオンビーム引き出し孔をリング状に設け
、該リングの中心軸上にターゲットを配置し、これと対
面してスパッタ成膜を形成する基板を配置することによ
って上記目的を達成することができる。
に設けられたイオンビーム引き出し孔をリング状に設け
、該リングの中心軸上にターゲットを配置し、これと対
面してスパッタ成膜を形成する基板を配置することによ
って上記目的を達成することができる。
上記構成によれば、イオン源から引出されたイオンビー
ムはターゲット中心に集束され、これによってイオンビ
ーム電流密度を飛躍的に増大できるので、低加速電圧で
も高速イオンビームスパッタが可能となり、有機物ター
ゲットの組織破壊を抑制し、かつ高速成膜が可能となる
。
ムはターゲット中心に集束され、これによってイオンビ
ーム電流密度を飛躍的に増大できるので、低加速電圧で
も高速イオンビームスパッタが可能となり、有機物ター
ゲットの組織破壊を抑制し、かつ高速成膜が可能となる
。
そのため、有機物のイオンビームスパッタ成膜を実現す
ることができる。
ることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図、及び第２図により説
明する。
明する。
図において、プラズマ室１、電極２、フィラメント６な
どからなるイオン源はリング状に構成され、その中央付
近に基板ホルダ４が配置されている。第２図は、電極２
、及び基板ホルダ４を、第１図の■−■線断面から見た
図である。
どからなるイオン源はリング状に構成され、その中央付
近に基板ホルダ４が配置されている。第２図は、電極２
、及び基板ホルダ４を、第１図の■−■線断面から見た
図である。
電極２には複数の孔２ａが設けられており、イオンはこ
の孔から引出される。第１図で、基板ホルダ４に対面す
る位置にターゲット３が設けられ、電極２から引出され
たイオンビーム５は中央付近に集束されてターゲット３
を照射する。
の孔から引出される。第１図で、基板ホルダ４に対面す
る位置にターゲット３が設けられ、電極２から引出され
たイオンビーム５は中央付近に集束されてターゲット３
を照射する。
イオンビーム５によって照射されたターゲット３の表面
からは、ターゲット３を構成する物質がスパッタされ、
空間を飛翔してターゲットホルダ４に取付けられた基板
７上に薄膜が形成される。
からは、ターゲット３を構成する物質がスパッタされ、
空間を飛翔してターゲットホルダ４に取付けられた基板
７上に薄膜が形成される。
ここで１通常、イオンビーム５の加速電圧は。
従来例の項で述べたように１ｋＶ前後から数ｋＶが選ば
れている。この理由として、スパッタ効率は数ｋＶ以上
では低下するため、成膜速度と経済性の観点からは、こ
の範囲が最も優れていることがあげられる。
れている。この理由として、スパッタ効率は数ｋＶ以上
では低下するため、成膜速度と経済性の観点からは、こ
の範囲が最も優れていることがあげられる。
本実施例では、加速電圧として１００ｖ以下、通常１０
〜３０Ｖ程度を選ぶ。これは本実施例の目的である有機
物をスパッタする際、組織を破壊せず、かつ、有機物を
スパッタできる加速電圧である。しかし、この範囲の電
圧では、きわめて慎重に設計・製作されたイオン源でも
、実際には、１ｋＶのイオン源に比べて、１／３０程度
の電流密度のイオンビームしか引出せない。電圧が１／
３０程度であるからスパッタ量は約１／１０００程度と
なり、実験室での成膜はできても工業製品への応用は期
待できない。
〜３０Ｖ程度を選ぶ。これは本実施例の目的である有機
物をスパッタする際、組織を破壊せず、かつ、有機物を
スパッタできる加速電圧である。しかし、この範囲の電
圧では、きわめて慎重に設計・製作されたイオン源でも
、実際には、１ｋＶのイオン源に比べて、１／３０程度
の電流密度のイオンビームしか引出せない。電圧が１／
３０程度であるからスパッタ量は約１／１０００程度と
なり、実験室での成膜はできても工業製品への応用は期
待できない。
そこで、本実施例では、第１図に示すように、大面積の
リング状イオン源から放射されたイオンビーム５を、タ
ーゲット３に集束する。今、電極２の外径を１０２Ｏｎ
＋ｍ、内径を２００ｎｖｎ、ターゲット３の実効径を１
００ｍｎ＋とすると、イオンビーム電流密度は１００倍
に濃縮される。また、電極２の外径を２２２０＋＋ｎ、
内径を２００ｎ？ｌ、ターゲット３の実効径を７０ｍｍ
とするとイオンビーム電流密度は１０００倍に濃縮され
る。必要なスパッタ成膜速度は、形成膜の付加価値によ
って異なるが、通常のイオンビームスパッタと同程度の
成膜速度が可能であり、工業製品への応用が十分期待で
きる。
リング状イオン源から放射されたイオンビーム５を、タ
ーゲット３に集束する。今、電極２の外径を１０２Ｏｎ
＋ｍ、内径を２００ｎｖｎ、ターゲット３の実効径を１
００ｍｎ＋とすると、イオンビーム電流密度は１００倍
に濃縮される。また、電極２の外径を２２２０＋＋ｎ、
内径を２００ｎ？ｌ、ターゲット３の実効径を７０ｍｍ
とするとイオンビーム電流密度は１０００倍に濃縮され
る。必要なスパッタ成膜速度は、形成膜の付加価値によ
って異なるが、通常のイオンビームスパッタと同程度の
成膜速度が可能であり、工業製品への応用が十分期待で
きる。
イオンビームの集束方法を第３図に示す。第３図（、）
は、電極２をイオンビーム５が焦点をもつようわん曲さ
せたもので、第３図（ｂ）は、２枚の電極２の孔２ａの
位置をずらす方法である。
は、電極２をイオンビーム５が焦点をもつようわん曲さ
せたもので、第３図（ｂ）は、２枚の電極２の孔２ａの
位置をずらす方法である。
イオン源の大きさ、引出し電流、焦点距離などに応じて
、適当な方式を選択することができる。
、適当な方式を選択することができる。
第４図は他の実施例で、電極２の面をターゲット３の方
向に向けると、イオンビーム５の集束をより容易にする
ことができる。
向に向けると、イオンビーム５の集束をより容易にする
ことができる。
これらの実施例によれば、イオンビームスパッタの大き
な特長である。すぐれた制御性、すなわち、成膜パラメ
ータを独立、高精度に制御できること、及び、高真空下
で高純度成膜などを活用して、従来にない有機薄膜のプ
ロセス開発を実現できる効果がある。
な特長である。すぐれた制御性、すなわち、成膜パラメ
ータを独立、高精度に制御できること、及び、高真空下
で高純度成膜などを活用して、従来にない有機薄膜のプ
ロセス開発を実現できる効果がある。
上述のとおり本発明によれば、低電圧大電流のイオンビ
ームを形成することができるので、有機物をターゲット
としたイオンビームスパッタ成膜が可能であり、イオン
ビームスパッタによる有機薄膜の成膜を実現することが
できる。
ームを形成することができるので、有機物をターゲット
としたイオンビームスパッタ成膜が可能であり、イオン
ビームスパッタによる有機薄膜の成膜を実現することが
できる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
のＨ−Ｈ線断面矢視図、第３図（ａ）及び（ｂ）はイオ
ンビームの集束方法を説明する断面図、第４図は他の実
施例の縦断面図である。 １・・・プラズマ室、 ２・・・電極、２ａ・・・イオ
ンビーム引呂し孔、 ３・・・ターゲット、 ４・・・基板ホルダ、５・・・
イオンビーム、６・・・フィラメント、７・・・基板、
８・・・ターゲットホルダ。
のＨ−Ｈ線断面矢視図、第３図（ａ）及び（ｂ）はイオ
ンビームの集束方法を説明する断面図、第４図は他の実
施例の縦断面図である。 １・・・プラズマ室、 ２・・・電極、２ａ・・・イオ
ンビーム引呂し孔、 ３・・・ターゲット、 ４・・・基板ホルダ、５・・・
イオンビーム、６・・・フィラメント、７・・・基板、
８・・・ターゲットホルダ。
Claims (11)
- １．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極をリング状に
設けることによって、該電極からのイオンビームを前記
ターゲット上に集束したことを特徴とするイオンビーム
スパッタ装置。 - ２．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極に多数の孔を
リング状に設け、これらの孔から引き出されたイオンビ
ームを一ヶ所に集束し、この集束したイオンビームによ
って前記ターゲットをスパッタすることを特徴とするイ
オンビームスパッタ装置。 - ３．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極に該イオンビ
ームを一ヶ所に集束する多数の孔をリング状に設け、該
リング状の中央部に基板を保持する基板ホルダを設け、
該基板に対面し且つ該イオンビームの集束する位置にタ
ーゲットを保持するターゲットホルダを設けて、該ター
ゲットのスパッタ成膜を該基板上に形成するものである
ことを特徴とするイオンビームスパッタ装置。 - ４．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極がリング状に
設けられ、該電極によるイオンビームを一ヶ所に集束さ
せることによって低電圧且つ大電流のイオンビームを形
成したことを特徴とするイオンビームスパッタ装置。 - ５．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極をリング状に
設け、該電極からのイオンビームを有機物上に集束する
ことによって該有機物のスパッタ成膜を形成するもので
あることを特徴とするイオンビームスパッタ装置。 - ６．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置に
おいて、前記ターゲットは有機物であり、該有機物をス
パッタするイオンビームの加速電圧が１００ｅＶ以下の
ものであることを特徴とするイオンビームスパッタ装置
。 - ７．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ方法に
おいて、前記イオンビームを引き出す電極面を大面積化
し、該電極面からの低電圧且つ小電流密度のイオンビー
ムを一ヶ所に集束することによって大電流密度のイオン
ビームを形成し、該イオンビームによって前記ターゲッ
トをスパッタすることを特徴とするイオンビームスパッ
タ方法。 - ８．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ方法に
おいて、前記イオンビームの引き出し電極をリング状に
設け、該電極によるイオンビームを一ヶ所に集束するこ
とによって低電圧且つ大電流密度のイオンビームを形成
し、該イオンビームによって有機物をスパッタすること
を特徴とするイオンビームスパッタ方法。 - ９．プラズマ室から引き出されたイオンビームによって
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置の
イオンビーム集束方法であって、該イオンビームの引き
出し電極をおわん型の形状に構成することによって、該
おわん型電極からのイオンビームを有機物上に集束させ
ることを特徴とするイオンビーム集束方法。 - １０．プラズマ室から引き出されたイオンビームによっ
てターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置
のイオンビーム集束方法であって、該イオンビームの引
き出し電極を、前記プラズマ室側のイオン入口と前記タ
ーゲット側のイオン出口とをずらして構成することによ
って、該電極からのイオンビームを有機物上に集束させ
ることを特徴とするイオンビーム集束方法。 - １１．プラズマ室から引き出されたイオンビームによっ
てターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置
のイオンビーム集束方法であって、該イオンビームの引
き出し電極をリング状に構成し、該リング状電極のイオ
ン出口面を傾斜させて前記ターゲットに対面させること
によって、該電極からのイオンビームを有機物上に集束
させることを特徴とするイオンビーム集束方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555389A JPH032371A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | イオンビームスパッタ装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555389A JPH032371A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | イオンビームスパッタ装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032371A true JPH032371A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15154489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13555389A Pending JPH032371A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | イオンビームスパッタ装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032371A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008174777A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 薄膜形成装置 |
| WO2009118034A1 (de) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur herstellung eines mehrkomponentigen, polymer- und metallhaltigen schichtsystems, vorrichtung und beschichteter gegenstand |
| KR101011085B1 (ko) * | 2004-09-18 | 2011-01-25 | 황창훈 | 대면적 유기 박막 증착 공정용 환형 도가니 장치 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP13555389A patent/JPH032371A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011085B1 (ko) * | 2004-09-18 | 2011-01-25 | 황창훈 | 대면적 유기 박막 증착 공정용 환형 도가니 장치 |
| JP2008174777A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 薄膜形成装置 |
| WO2009118034A1 (de) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur herstellung eines mehrkomponentigen, polymer- und metallhaltigen schichtsystems, vorrichtung und beschichteter gegenstand |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5234560A (en) | Method and device for sputtering of films | |
| KR920000912B1 (ko) | 강자성 타겟의 분사를 위한 자전관 음극 | |
| TWI287816B (en) | Improved ion source with particular grid assembly | |
| JPH11140630A (ja) | カソードアーク気相堆積装置 | |
| US5126163A (en) | Method for metal ion implantation using multiple pulsed arcs | |
| US20030150721A1 (en) | Inverted magnetron | |
| JPH032371A (ja) | イオンビームスパッタ装置及び方法 | |
| JPS6116347B2 (ja) | ||
| JPH03193871A (ja) | 薄膜スパツタリング方法および装置 | |
| KR20060066632A (ko) | 기판에 재료를 캐소드 아크 증착시키기 위한 방법 및 장치 | |
| JP2008280579A (ja) | 電子ビームスパッタリング装置 | |
| US4947404A (en) | Magnet structure for electron-beam heated evaporation source | |
| US5536381A (en) | Sputtering device | |
| EP1393340B1 (en) | Ion gun | |
| JPS63279552A (ja) | イオンビ−ム照射装置 | |
| JPH0774441B2 (ja) | イオンビ−ムスパツタ装置 | |
| GB2058143A (en) | Sputtering electrodes | |
| JPS61284573A (ja) | 放電電極 | |
| JPH0253508B2 (ja) | ||
| JPH0241583B2 (ja) | ||
| RU2096856C1 (ru) | Способ получения ионного пучка и устройство для его осуществления | |
| JP2835383B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPH04319240A (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP2000144413A (ja) | 基板を薄膜で被覆するための装置 | |
| JPS63228548A (ja) | 角型イオン源 |