JPH03294475A - 膜形成装置 - 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〕 この発明は膜を形成する膜形成装置、特に高性能な薄膜
を形成することができるクラスタイオンビーム蒸着装置
等の膜形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は°例えば、特公昭５４−９５９２号公報に示さ
れた従来の膜形成装置である薄膜形成装置を示す構成図
である０図において、（１）は蒸着物質■を収容した容
器である円筒形のルツボ、（３）はるつぼ（１）の上面
に設けられた小孔であるノスルであり、るつぼ（１）を
介して加熱された蒸着物質口か蒸発して噴出する。（イ
）はこのノズル（３）から噴出する蒸気であり、一部は
クラスター化している。［５１はるつぼ（１）を電子衝
撃によって加熱するフィラメント、（６１はこのフィラ
メント＋５１に電流を流して高温にし熱電子を放出させ
る交流電源、（７］はフィラメント（（５）によって放
出される電子がるつぼ（１）に衝突するようにるつぼ（
１）の電位をフィラメント（５）の電位よりも高く保つ
バイアス電圧を与えている第１の直流電源、６）は蒸気
４）の一部を電子衝突によって正電荷に電離するための
電子を放出するイオン化フィラメント、（９）はイオン
化フィラメント（８）から放出された熱電子を加速して
、るつぼ（１）から噴出してきた蒸気（４）に衝突させ
るグリッド、α０）はイオン化フィラメント（へ）を発
熱させる交流電源、（１１）はイオン化フィラメント（
８）の電位をグリッド（９）の電位よりも低く保つ第２
の直流電源、（１２）はグリッド電極、（１３）は電離
された蒸気（イ）を加速する手段としての加速電極、（
１４）は被蒸着物である基板、（１５）はこの基板（１
４）の表面に形成された膜である蒸着膜、（１６）は点
ａ、ｂ間に接続され電圧を変えうるようにされ加速電極
（１３）の電位をグリッド電極（１２）の電位よりも低
い値に保つ第３の直流電源、（１７）はフィラメント１
５］と同電位に保たれたるつぼ（１）の熱シールド板、
（１８）はるつぼ（１）、蒸着物質■、基板（１４）等
を収容し減圧雰囲気下におくための真空槽である。

第２図において、フィラメント（５１は交流電源（６）
により加熱され熱電子が放出されるが、第１の直流電源
（７）によってるつぼ（１）に与えられた正の電圧によ
り熱電子がるつぼ（１）に衝突してるつぼ（１）を加熱
する。るつぼ（１）内の蒸着物質（２）はるつぼ（１）
を介して加熱されて蒸発し、ノズル（３）より減圧雰囲
気下に噴出する。噴出した蒸気（２）は、イオン化フィ
ラメント（８）から飛び出しグリッド（９）に引き出さ
れた電子と衝突して、電離されて正電荷を有するイオン
になる。この正イオンは加速電極（１３）による電界に
よって加速され基板（１４）に衝突し蒸着膜（１５）が
形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の膜形成装置は以上のように構成されているので、
電離された蒸気（２）は電界により加速されて基板（１
４）に衝突、付着して基板（１４）上に蒸着膜（１５）
が形成されるが、蒸着膜（１５）あるいは基板（１４）
の絶縁性が高いと電離された蒸気（イ）の電荷がアース
へ逃げず蒸着膜（１５）に蓄積されていく。この電荷の
蓄積が進むと蒸着膜（１５）から放電が発生し、蒸着膜
（１５）や基板（１４）に損傷を与えることがあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電荷の蓄積を防止し、放電によって膜や被蒸
着物に損傷を与えない膜形成装置を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る膜形成装置は、電離された蒸着物質を加
速して被蒸着物に衝突させて被蒸着物に膜を形成させる
電界の方向を逆に切り換えうるように構成したものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、電界の方向を適宜逆に切り換える
ことにより、電離された蒸着物質とこれに混在している
電子を交互に被蒸着物に到達させ、電荷を打消して膜に
電荷が蓄積させるのを防ぐ。

従って、放電による膜や被蒸着物の損傷を防止できる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、第３
図の従来例における第３の直流電源（１６）を可逆電源
（３１）に置き換えたものである。可逆電源（３１）は
次のように構成されている。（３２）は第１のスイッチ
であり、高圧のトランジスタにより構成され点ａ、ｂの
間に第３の直流電源（１６）と直列にして接続されてい
る。

（３３）は直流可変電源であり、その直流電圧を任意に
変えうるようにされ、点ａ、ｂ間に第３の直流電源（１
６）と逆極性に接続されている。

（３４）は第２のスイッチであり、点ａ、ｂの間に直流
可変電源（３３）と直列にして接続されている。その他
の構成については従来例と同様であるので、相当するも
のに同一符号を付して説明を省略する。

次に動作について説明する。第１のスイッチ（３２）を
閉、第２のスイッチ（３４）を開にすると第２図におけ
る従来例と同様に点ａ、ｂ間に負の電圧が印加され、す
なわち点ａの電位が点すの電位より低くなるので、るつ
ぼ（１）、グリッド電極（１２）と加速電極（１３）、
基板（１４）により形成される電界により正に帯電した
蒸気４）か加速力を受けて基板（１４）に到達し、蒸着
膜（１５）が形成される。このとき、基板（１４）ある
いは蒸着膜（１５）の絶縁性が高いと蒸着膜（１５）に
電荷が蓄積される。次に、第１のスイッチを（３２）を
開、第２のスイッチ（３４）を閉にして点ａ、ｂ間に正
の電圧を印加すると、るつぼ（１）、グリッド電極（１
２）と加速電極（１３）、基板（１４）により形成され
る電界の方向は上記とは逆向きとなり、正に帯電した蒸
気（イ）を減速させるとともに、イオン化フィラメント
（へ）からグリッド４４（９１の方向に流れている電子
を基板（１４）へ到達させる。つまり、第１のスイッチ
（３２）、第２のスイッチ（３４）の開閉によって点ａ
、　ｂ間の電圧の極性を切り換えることにより、基板（
１４）へはその極性に従い正に帯電した蒸気（２）と電
子とが交互に到達し、電荷が打消されるので電荷の蓄積
が発生しない。なお、必要に応じ、第３の直流電源（１
６）、直流可変電源（３３）の電圧及び第１のスイッチ
（３２）、第２のスイッチ（３４）の開閉周期を調整し
て電荷の蓄積を防止する。

また、上記一実施例においては第３の直流電源（１６）
、直流可変電源（３３）を第１のスイッチ（３２）、第
２のスイッチ（３４〉により切り換える可逆電源（３１
）を示したが、可逆電源（３１）の代りに可変電圧可変
周波数の交流電源を用いたり、交流電源にバイアス電圧
を加えて点ａ、ｂ間に印加される正負の電圧の割合を変
化させるなど、この発明の目的を損なわない範囲で適宜
変更しても良い。

なお、るつぼ（１）の加熱手段としてフィラメントｆ５
１、交流電源（６）と及び第１の直流電源（７）を用い
るものを示したが、他の加熱手段、例えばるつぼ（１）
の外側に抵抗発熱体を設けて加熱する抵抗加熱、るつぼ
（１）の外側に高周波コイルを設けて高周波を印加する
誘導加熱、あるいは電子ビーム加熱等の加熱手段を用い
ても良いし、るつぼ（１）を介さず直接蒸着物質（２）
を加熱して蒸着物質（２）を蒸発させても良い。

また、蒸気（イ）を電離させる手段としてイオン化フィ
ラメント８）及びグリッド（９）を用いる代りにるつば
（１）、基板（１４）の間に不活性カス（例えばアルゴ
ンガス）を導入して、蒸着物質（２）、基板（１４）間
に電圧を印加して放電をおこさせるなとの方法をとるも
のであっても良い。なお、加速電極（１３）は不可欠な
ものではない。

もちろん、蒸着物質（２）は金属、非金属いずれであっ
ても良く、また液体であるか固体であるかを問わない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれは、電離された蒸着物質を
加速して被蒸着物に衝突させて被蒸着物に膜を形成させ
る電界の方向を逆に切り換えうるように構成したので、
電界の方向を適宜逆に切り換えることにより膜に電荷が
蓄積されるのを防き、放電による膜や被蒸着物の損傷を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は従
来の膜形成装置を示す構成図である。 図において、（２）は蒸着物質、（４）は蒸気、（８）
はイオン化フィラメント、（９）はクリッド、く１３）
は加速電極、（１４）は基板、（１５）は蒸着膜、（１
６）は第３の直流電源、（１８）は真空槽、（３１）は
可逆電源、（３２）は第１のスイッチ、（３３）は直流
可変電源、（３４）は第２のスイッチである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　蒸着物質及びこの蒸着物質が蒸着される被蒸着物を減
   圧された雰囲気の下に置き、上記蒸着物質を電離させ電
   界により加速して上記被蒸着物に衝突させて上記被蒸着
   物に膜を形成させるものにおいて、上記電界の方向を逆
   に切り換えうるようにしたことを特徴とする膜形成装置
   。