JPH04289161A - 膜形成装置 - Google Patents
膜形成装置Info
- Publication number
- JPH04289161A JPH04289161A JP3029812A JP2981291A JPH04289161A JP H04289161 A JPH04289161 A JP H04289161A JP 3029812 A JP3029812 A JP 3029812A JP 2981291 A JP2981291 A JP 2981291A JP H04289161 A JPH04289161 A JP H04289161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor
- electric field
- film
- flow
- crucible
- 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
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、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
。
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
。
【０００２】
【従来の技術】従来から光学薄膜、磁性膜、絶縁膜など
の高品質な薄膜がクラスタイオンビーム蒸着装置（以下
ＩＣＢ装置という）により形成されている。図２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ＩＣＢ装置を模式的に示す構成図であり、図
において１は所定の真空度に保持された真空槽、２は真
空槽１を真空状態に排気する真空排気系、３は真空槽１
の下方に収容された蒸気発生源である。蒸気発生源３は
、上方にノズル部５を有する円筒状の密閉されたるつぼ
４、るつぼ４の円周方向にソレノイド状に巻回されるつ
ぼ４を加熱する加熱用フィラメント６及びこの加熱用フ
ィラメント６からの熱を遮る熱シールド板７にて構成さ
れ、るつぼ４内に蒸着物質８が収容されている。
の高品質な薄膜がクラスタイオンビーム蒸着装置（以下
ＩＣＢ装置という）により形成されている。図２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ＩＣＢ装置を模式的に示す構成図であり、図
において１は所定の真空度に保持された真空槽、２は真
空槽１を真空状態に排気する真空排気系、３は真空槽１
の下方に収容された蒸気発生源である。蒸気発生源３は
、上方にノズル部５を有する円筒状の密閉されたるつぼ
４、るつぼ４の円周方向にソレノイド状に巻回されるつ
ぼ４を加熱する加熱用フィラメント６及びこの加熱用フ
ィラメント６からの熱を遮る熱シールド板７にて構成さ
れ、るつぼ４内に蒸着物質８が収容されている。
【０００３】９はイオン化手段であり、電子を放出する
イオン化フィラメント１０、イオン化フィラメント１０
から放出された電子を加速するグリッド１１及びイオン
化フィラメント１０からの熱を遮る熱シールド板１２に
て構成されている。１３は加速電極１４とアース電極１
５とで構成され、加速電極１４、アース電極１５にて形
成される電界によりイオン化クラスタ３３（後述）を加
速する加速手段である。１６はるつぼ４のノズル部５と
対向させて真空槽１の上方に置かれその表面に薄膜３４
が形成される被蒸着物としての基板である。
イオン化フィラメント１０、イオン化フィラメント１０
から放出された電子を加速するグリッド１１及びイオン
化フィラメント１０からの熱を遮る熱シールド板１２に
て構成されている。１３は加速電極１４とアース電極１
５とで構成され、加速電極１４、アース電極１５にて形
成される電界によりイオン化クラスタ３３（後述）を加
速する加速手段である。１６はるつぼ４のノズル部５と
対向させて真空槽１の上方に置かれその表面に薄膜３４
が形成される被蒸着物としての基板である。
【０００４】２０は電源装置であり、次のように構成さ
れている。２１は加熱用フィラメント６に電流を流して
加熱する加熱用電源、２２はるつぼ４を加熱用フィラメ
ント６に対して正の電位に保つバイアス電源、２３はイ
オン化フィラメント１０を加熱する交流電源、２４はグ
リッド１１をイオン化フィラメント１０に対して正の電
位に保つ直流電源、２５はアース電極１５と加速電極１
４との間に接続され、アース電極１５と加速電極１４と
の間に電界を発生させるとともにイオン化手段９、蒸気
発生源３をアース電極１５に対して正の電位に保つ加速
電源である。
れている。２１は加熱用フィラメント６に電流を流して
加熱する加熱用電源、２２はるつぼ４を加熱用フィラメ
ント６に対して正の電位に保つバイアス電源、２３はイ
オン化フィラメント１０を加熱する交流電源、２４はグ
リッド１１をイオン化フィラメント１０に対して正の電
位に保つ直流電源、２５はアース電極１５と加速電極１
４との間に接続され、アース電極１５と加速電極１４と
の間に電界を発生させるとともにイオン化手段９、蒸気
発生源３をアース電極１５に対して正の電位に保つ加速
電源である。
【０００５】次に動作について説明する。まず、真空槽
１内を真空排気系２により１０−６〔Ｔｏｒｒ〕程度の
真空度になるまで排気する。次に、加熱用電源２１によ
り加熱用フィラメント６を加熱し加熱用フィラメント６
から放出される電子をバイアス電源２２によってるつぼ
４との間に発生する電界により加速しるつぼ４に衝突さ
せ、るつぼ４及びるつぼ４内に収容された蒸着物質８を
加熱する。この加熱によって蒸着物質８は蒸発し、ノズ
ル部５から蒸気の流れ３１となって上方へ向けて噴出す
る。
１内を真空排気系２により１０−６〔Ｔｏｒｒ〕程度の
真空度になるまで排気する。次に、加熱用電源２１によ
り加熱用フィラメント６を加熱し加熱用フィラメント６
から放出される電子をバイアス電源２２によってるつぼ
４との間に発生する電界により加速しるつぼ４に衝突さ
せ、るつぼ４及びるつぼ４内に収容された蒸着物質８を
加熱する。この加熱によって蒸着物質８は蒸発し、ノズ
ル部５から蒸気の流れ３１となって上方へ向けて噴出す
る。
【０００６】蒸着物質８の蒸気はノズル部５を通過する
際、断熱膨張により加速冷却されて凝縮し、クラスタと
呼ばれる塊状原子集団が生成される。このクラスタ３２
は、交流電源２３により加熱されたイオン化フィラメン
ト１０から放出されグリッド１１によって加速された電
子によって一部がイオン化されてイオン化クラスタ３３
となり、加速手段１３により形成される電界レンズによ
り加速され、他のイオン化されていない中性のクラスタ
３２と共に基板１６に向い、基板１６の表面に衝突して
薄膜３４が形成される。
際、断熱膨張により加速冷却されて凝縮し、クラスタと
呼ばれる塊状原子集団が生成される。このクラスタ３２
は、交流電源２３により加熱されたイオン化フィラメン
ト１０から放出されグリッド１１によって加速された電
子によって一部がイオン化されてイオン化クラスタ３３
となり、加速手段１３により形成される電界レンズによ
り加速され、他のイオン化されていない中性のクラスタ
３２と共に基板１６に向い、基板１６の表面に衝突して
薄膜３４が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のＩＣＢ装置は以
上のように、蒸気の流れ３１をイオン化するためにるつ
ぼ４のノズル部５から噴出する蒸気の流れ３１に近接し
てイオン化フィラメント１０及びグリッド１１を設けて
いるために、シリコンあるいはアルミニウム等の蒸着物
質を使用すると、これらの蒸気はイオン化フィラメント
１０やグリッド１１を構成する材料、例えばタンタル、
モリブデンと激しい反応性を示すために、蒸気の流れ３
１にさらされるイオン化フィラメント１０やグリッド１
１、特にグリッド１１が腐食され寿命が極端に短くなっ
たり、腐食されたグリッド１１の材料が薄膜３４に混入
して薄膜の品質を低下させる等の問題点があった。
上のように、蒸気の流れ３１をイオン化するためにるつ
ぼ４のノズル部５から噴出する蒸気の流れ３１に近接し
てイオン化フィラメント１０及びグリッド１１を設けて
いるために、シリコンあるいはアルミニウム等の蒸着物
質を使用すると、これらの蒸気はイオン化フィラメント
１０やグリッド１１を構成する材料、例えばタンタル、
モリブデンと激しい反応性を示すために、蒸気の流れ３
１にさらされるイオン化フィラメント１０やグリッド１
１、特にグリッド１１が腐食され寿命が極端に短くなっ
たり、腐食されたグリッド１１の材料が薄膜３４に混入
して薄膜の品質を低下させる等の問題点があった。
【０００８】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、反応性の激しい蒸着物質を使用
しても寿命が短かくならずかつ形成される膜の品質の低
下を来さない膜形成装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、反応性の激しい蒸着物質を使用
しても寿命が短かくならずかつ形成される膜の品質の低
下を来さない膜形成装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【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、蒸着物質の蒸気の流れから離れた位置に蒸気の流
れに向けて電子ビームを発射する電子放出手段を設けた
ものである。
置は、蒸着物質の蒸気の流れから離れた位置に蒸気の流
れに向けて電子ビームを発射する電子放出手段を設けた
ものである。
【００１０】
【作用】この発明においては、電子放出手段は蒸気の流
れから離されているので、蒸着物質の蒸気に直接さらさ
れることがなく、蒸着物質の蒸気が激しい反応性を示す
場合でも、腐食されて寿命を損ねることがないし、電子
放出手段を構成する材料が蒸気の流れに混入して被蒸着
物に形成される膜の品質を低下させる恐れもない。
れから離されているので、蒸着物質の蒸気に直接さらさ
れることがなく、蒸着物質の蒸気が激しい反応性を示す
場合でも、腐食されて寿命を損ねることがないし、電子
放出手段を構成する材料が蒸気の流れに混入して被蒸着
物に形成される膜の品質を低下させる恐れもない。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、図において、４０は蒸気の流れ３１中のクラスタ３
２をイオン化するイオン化手段であり、蒸気の流れ３１
に向けて電子ビームを発射する電子放出手段である電子
銃４１とイオン化クラスタ３３を加速する電界を発生す
るイオン化部４６とで構成されている。さらに電子銃４
１はヒータ用電源４２により加熱されて電子を放出する
カソード４３と、直流電源４４によりカソード４３との
間に電界を発生してカソード４３から放出された電子を
加速する加速電極４５とで構成されている。イオン化部
４６は中央部に蒸気の流れ３１が通過する円形の穴を有
する円板状の制御電極４７及びアース電極４８にて構成
され、制御電極４７はアース電極４８に対して加速電源
２５により正の電位に保たれ、制御電極４７とアース電
極４８とにより、図において点線で示される等電位面５
２を有する電界レンズ５３が形成され、制御電極４７に
よりイオン化が制御される。そして、電子銃４１からの
電子ビーム５１はアース電極４８の上方、蒸気の流れ３
１の電界レンズ５３の出口側へ向けて発射される。
り、図において、４０は蒸気の流れ３１中のクラスタ３
２をイオン化するイオン化手段であり、蒸気の流れ３１
に向けて電子ビームを発射する電子放出手段である電子
銃４１とイオン化クラスタ３３を加速する電界を発生す
るイオン化部４６とで構成されている。さらに電子銃４
１はヒータ用電源４２により加熱されて電子を放出する
カソード４３と、直流電源４４によりカソード４３との
間に電界を発生してカソード４３から放出された電子を
加速する加速電極４５とで構成されている。イオン化部
４６は中央部に蒸気の流れ３１が通過する円形の穴を有
する円板状の制御電極４７及びアース電極４８にて構成
され、制御電極４７はアース電極４８に対して加速電源
２５により正の電位に保たれ、制御電極４７とアース電
極４８とにより、図において点線で示される等電位面５
２を有する電界レンズ５３が形成され、制御電極４７に
よりイオン化が制御される。そして、電子銃４１からの
電子ビーム５１はアース電極４８の上方、蒸気の流れ３
１の電界レンズ５３の出口側へ向けて発射される。
【００１２】次に動作について説明する。電界レンズ５
３に向かって電子銃４１から発射された電子ビーム５１
は、電界レンズ５３中に引き込まれて加速され、電界レ
ンズ５３中を上方へ向けて通過する蒸気の流れ３１中の
クラスタ３２と向流方向に衝突してこれをイオン化する
。イオン化されたイオン化クラスタ３３は、電界レンズ
５３のポテンシャルによって加速され、運動エネルギー
を与えられて基板１６へ向い、薄膜３４が形成される。 このように、電子ビーム５１を電界レンズ５３中へ引き
込んで蒸気の流れ３１と向流状態にて衝突させているの
で、イオン化が効率良く行われる。
３に向かって電子銃４１から発射された電子ビーム５１
は、電界レンズ５３中に引き込まれて加速され、電界レ
ンズ５３中を上方へ向けて通過する蒸気の流れ３１中の
クラスタ３２と向流方向に衝突してこれをイオン化する
。イオン化されたイオン化クラスタ３３は、電界レンズ
５３のポテンシャルによって加速され、運動エネルギー
を与えられて基板１６へ向い、薄膜３４が形成される。 このように、電子ビーム５１を電界レンズ５３中へ引き
込んで蒸気の流れ３１と向流状態にて衝突させているの
で、イオン化が効率良く行われる。
【００１３】なお、図１の一実施例においては電界レン
ズ５３を形成するために２枚の円板状の制御電極４７、
アース電極４８を設けたものを示したが、３個以上の電
極にて構成して電子及びイオンを制御しても良いし、制
御電極４７、アース電極４８は蒸気の流れ３１が通過す
る通過部を設けた金網等であっても同様の効果を奏する
。また、クラスタを利用したＩＣＢ装置について説明し
たが、膜形成装置はクヌーセンセル型蒸発源のイオン化
アシスト手段を有する分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）
法に使用される膜形成装置等であっても良い。
ズ５３を形成するために２枚の円板状の制御電極４７、
アース電極４８を設けたものを示したが、３個以上の電
極にて構成して電子及びイオンを制御しても良いし、制
御電極４７、アース電極４８は蒸気の流れ３１が通過す
る通過部を設けた金網等であっても同様の効果を奏する
。また、クラスタを利用したＩＣＢ装置について説明し
たが、膜形成装置はクヌーセンセル型蒸発源のイオン化
アシスト手段を有する分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）
法に使用される膜形成装置等であっても良い。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば電子放
出手段を蒸着物質の蒸気の流れから離して設けたので、
電子放出手段が蒸着物質の蒸気の流れに直接さらされず
、寿命を損ねることがなく、また被蒸着物に形成される
膜の品質の低下を来す恐れもない。
出手段を蒸着物質の蒸気の流れから離して設けたので、
電子放出手段が蒸着物質の蒸気の流れに直接さらされず
、寿命を損ねることがなく、また被蒸着物に形成される
膜の品質の低下を来す恐れもない。
【図１】この発明の一実施例のＩＢＣ装置を示す構成図
である。
である。
【図２】従来のＩＣＢ装置を示す構成図である。
１ 真空槽
８ 蒸着物質
１６ 基板
２５ 加速電源
３１ 蒸気の流れ
３２ クラスタ
３４ 薄膜
４１ 電子銃
４６ イオン化部
４７ 制御電極
４８ アース電極
５１ 電子ビーム
５３ 電界レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 減圧された雰囲気下において蒸着物質
の蒸気の流れをイオン化して電界により加速して被蒸着
物に衝突させて膜を形成する膜形成装置において、上記
蒸気の流れから離れた位置から上記蒸気の流れに向けて
電子ビームを発射して上記蒸気に衝突させてイオン化す
る電子放出手段を設けたことを特徴とする膜形成装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029812A JPH04289161A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 膜形成装置 |
| KR1019910018489A KR940004099B1 (ko) | 1990-11-15 | 1991-10-19 | 이온원장치 및 박막형성장치 |
| CN91110723A CN1061444A (zh) | 1990-11-15 | 1991-11-08 | 薄膜形成装置 |
| GB9126552A GB2251631B (en) | 1990-12-19 | 1991-12-13 | Thin-film forming apparatus |
| DE4142103A DE4142103C2 (de) | 1990-12-19 | 1991-12-19 | Vorrichtung zur ionenclusterstrahl-bedampfung |
| US08/095,046 US5354445A (en) | 1990-12-19 | 1993-07-22 | Thin film-forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029812A JPH04289161A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289161A true JPH04289161A (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=12286434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3029812A Pending JPH04289161A (ja) | 1990-11-15 | 1991-02-25 | 膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04289161A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7855374B2 (en) | 2004-12-03 | 2010-12-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas cluster ion beam emitting apparatus and method for ionization of gas cluster |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294160A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Toshiba Corp | ディスク再生装置 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3029812A patent/JPH04289161A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294160A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Toshiba Corp | ディスク再生装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7855374B2 (en) | 2004-12-03 | 2010-12-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas cluster ion beam emitting apparatus and method for ionization of gas cluster |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5180477A (en) | Thin film deposition apparatus | |
| US3517240A (en) | Method and apparatus for forming a focused monoenergetic ion beam | |
| JPH04289161A (ja) | 膜形成装置 | |
| JP2849771B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPS63472A (ja) | 真空成膜装置 | |
| JP2755499B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0214426B2 (ja) | ||
| JPH0236673B2 (ja) | ||
| JPS594045Y2 (ja) | 薄膜生成用イオン化装置 | |
| JPS63224215A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH07254388A (ja) | スパッタイオンポンプ | |
| JPH0543783B2 (ja) | ||
| JPS6329925A (ja) | 化合物薄膜形成装置 | |
| JPH05339720A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS589156B2 (ja) | イオン化プレ−テイング装置 | |
| JPH05179431A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH05106030A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0297664A (ja) | 超高純度成膜装置 | |
| JPH0445264A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH05311407A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH04323365A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH02209474A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0483868A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH02104661A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH051974B2 (ja) |