JPH0443411B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0443411B2 JPH0443411B2 JP23556283A JP23556283A JPH0443411B2 JP H0443411 B2 JPH0443411 B2 JP H0443411B2 JP 23556283 A JP23556283 A JP 23556283A JP 23556283 A JP23556283 A JP 23556283A JP H0443411 B2 JPH0443411 B2 JP H0443411B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- clusters
- cluster
- thin film
- vacuum chamber
- 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.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000007737 ion beam deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、薄膜蒸着装置に関し、特にクラスタ
イオンビーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場
合のクラスタのイオン化の改良に関するものであ
る。
イオンビーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場
合のクラスタのイオン化の改良に関するものであ
る。
一般に、クラスタイオンビーム蒸着法による薄
膜蒸着方法は、真空槽内において、基板に蒸着す
べき物質の蒸気を噴出して該蒸気中の多数の原子
が緩く結合したクラスタ（塊状原子集団）を生成
し、該クラスタに電子のシヤワーを浴びせて該ク
ラスタをそのうちの１個の原子がイオン化された
クラスタ・イオンにし、該クラスタ・イオンを加
速して基板に衝突せしめ、これにより基板に薄膜
を蒸着形成する方法である。
膜蒸着方法は、真空槽内において、基板に蒸着す
べき物質の蒸気を噴出して該蒸気中の多数の原子
が緩く結合したクラスタ（塊状原子集団）を生成
し、該クラスタに電子のシヤワーを浴びせて該ク
ラスタをそのうちの１個の原子がイオン化された
クラスタ・イオンにし、該クラスタ・イオンを加
速して基板に衝突せしめ、これにより基板に薄膜
を蒸着形成する方法である。
このような薄膜蒸着方法を実施する装置とし
て、従来、第１図及び第２図に示すものがあつ
た。第１図は従来の薄膜蒸着装置を模式的に示す
概略構成図、第２図はその主要部の一部を切り欠
いて内部を示す斜視図である。図において、１は
所定の真空度に保持された真空槽、２は該真空槽
１内の排気を行なうための排気通路で、これは図
示しない真空排気装置に接続されている。３は該
排気通路２を開閉する真空用バルブである。
て、従来、第１図及び第２図に示すものがあつ
た。第１図は従来の薄膜蒸着装置を模式的に示す
概略構成図、第２図はその主要部の一部を切り欠
いて内部を示す斜視図である。図において、１は
所定の真空度に保持された真空槽、２は該真空槽
１内の排気を行なうための排気通路で、これは図
示しない真空排気装置に接続されている。３は該
排気通路２を開閉する真空用バルブである。
４は直径１mm〜２mmのノズル４ａが設けられた
密閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき
蒸発物質、例えば金（Au）５が収容される。６
は上記るつぼ４に熱電子を照射し、これの加熱を
行なうボンバード用フイラメント、７は該フイラ
メント６からの輻射熱を遮断する熱シールド板で
あり、上記るつぼ４、ボンバード用フイラメント
６及び熱シールド板７により、基板に蒸着すべき
物質の蒸気を上記真空槽１内に噴出してクラスタ
を生成せしめる蒸気発生源８が形成されている。
なお、１９は上記熱シールド板７を支持する絶縁
支持部材、２０は上記るつぼ４を支持する支持台
である。
密閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき
蒸発物質、例えば金（Au）５が収容される。６
は上記るつぼ４に熱電子を照射し、これの加熱を
行なうボンバード用フイラメント、７は該フイラ
メント６からの輻射熱を遮断する熱シールド板で
あり、上記るつぼ４、ボンバード用フイラメント
６及び熱シールド板７により、基板に蒸着すべき
物質の蒸気を上記真空槽１内に噴出してクラスタ
を生成せしめる蒸気発生源８が形成されている。
なお、１９は上記熱シールド板７を支持する絶縁
支持部材、２０は上記るつぼ４を支持する支持台
である。
９は2000℃以上に熱せられてイオン化用の熱電
子１３を放出するイオン化フイラメント、１０は
該イオン化フイラメント９から放出された熱電子
１３を加速する電子引き出し電極、１１はイオン
化フイラメント９からの輻射熱を遮断する熱シー
ルド板であり、上記イオン化フイラメント９、電
子引き出し電極１０及び熱シールド板１１によ
り、上記蒸気発生源８からのクラスタをイオン化
するためのイオン化手段１２が形成されている。
なお、２３は熱シールド板１１を支持する絶縁支
持部材である。
子１３を放出するイオン化フイラメント、１０は
該イオン化フイラメント９から放出された熱電子
１３を加速する電子引き出し電極、１１はイオン
化フイラメント９からの輻射熱を遮断する熱シー
ルド板であり、上記イオン化フイラメント９、電
子引き出し電極１０及び熱シールド板１１によ
り、上記蒸気発生源８からのクラスタをイオン化
するためのイオン化手段１２が形成されている。
なお、２３は熱シールド板１１を支持する絶縁支
持部材である。
１４は上記イオン化されたクラスタ・イオン１
６を加速してこれをイオン化されていない中性ク
ラスタ１５とともに基板１８に衝突させて薄膜を
蒸着させる加速電極であり、これは電子引き出し
電極１０との間に最大10kVまでの電位を印加で
きる。なお、２４は加速電極１４を支持する絶縁
支持部材、２２は基板１８を支持する基板ホル
ダ、２１は該基板ホルダ２２を支持する絶縁支持
部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラス
タ１５とからなるクラスタビームである。
６を加速してこれをイオン化されていない中性ク
ラスタ１５とともに基板１８に衝突させて薄膜を
蒸着させる加速電極であり、これは電子引き出し
電極１０との間に最大10kVまでの電位を印加で
きる。なお、２４は加速電極１４を支持する絶縁
支持部材、２２は基板１８を支持する基板ホル
ダ、２１は該基板ホルダ２２を支持する絶縁支持
部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラス
タ１５とからなるクラスタビームである。
次に動作について説明する。
基板１８に金属膜を蒸着形成する場合について
説明すると、まず金５をるつぼ４内に充填し、上
記真空排気装置９により真空槽１内の空気を排気
して該真空槽１内を10-6Torr程度の真空度にす
る。
説明すると、まず金５をるつぼ４内に充填し、上
記真空排気装置９により真空槽１内の空気を排気
して該真空槽１内を10-6Torr程度の真空度にす
る。
次いで、ボンバード用フイラメント６に通電し
て発熱せしめ、該ボンバード用フイラメント６か
らの輻射熱により、または該フイラメント６から
放出される熱電子をるつぼ４に衝突させること、
即ち電子衝撃によつて、該るつぼ４内の金５を加
熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内が金５の
蒸気圧が0.1〜10Torr程度になる温度（1500〜
1800℃）に昇温すると、ノズル４ａから噴出した
金属蒸気は、るつぼ４と真空槽１との圧力差によ
り断熱膨張してクラスタと呼ばれる、多数の原子
が緩く結合した塊状原子集団となる。
て発熱せしめ、該ボンバード用フイラメント６か
らの輻射熱により、または該フイラメント６から
放出される熱電子をるつぼ４に衝突させること、
即ち電子衝撃によつて、該るつぼ４内の金５を加
熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内が金５の
蒸気圧が0.1〜10Torr程度になる温度（1500〜
1800℃）に昇温すると、ノズル４ａから噴出した
金属蒸気は、るつぼ４と真空槽１との圧力差によ
り断熱膨張してクラスタと呼ばれる、多数の原子
が緩く結合した塊状原子集団となる。
このクラスタ状のクラスタビーム１７は、イオ
ン化フイラメント９から電子引き出し電極１０に
よつて引き出された熱電子１３と衝突するため、
その一部のクラスタはそのうちの１個の原子がイ
オン化されてクラスタ・イオン１６となる。この
クラスタ・イオン１６は加速電極１４と電子引き
出し電極１０との間に形成された電界により適度
に加速され、、イオン化されていない中性クラス
タ１５がるつぼ４から噴射されるときの運動エネ
ルギーでもつて基板１８に衝突するのと共に、基
板１８に衝突し、これにより該基板１８上に金薄
膜が蒸着形成される。
ン化フイラメント９から電子引き出し電極１０に
よつて引き出された熱電子１３と衝突するため、
その一部のクラスタはそのうちの１個の原子がイ
オン化されてクラスタ・イオン１６となる。この
クラスタ・イオン１６は加速電極１４と電子引き
出し電極１０との間に形成された電界により適度
に加速され、、イオン化されていない中性クラス
タ１５がるつぼ４から噴射されるときの運動エネ
ルギーでもつて基板１８に衝突するのと共に、基
板１８に衝突し、これにより該基板１８上に金薄
膜が蒸着形成される。
ところがこの従来の薄膜蒸着装置では、金属蒸
気のクラスタをイオン化する場合、イオン化フイ
ラメント９に通電してこれから熱電子を放出さ
せ、これによりクラスタのイオン化を行なつてい
たため非常に大きな投入電力が必要であつた。例
えば上記従来装置の場合、イオン化フイラメント
９には20A，15Vの電力が投入され、該フイラメ
ント９が2000℃程度に昇温するようになつてい
る。また、イオン化フイラメント９から放出され
る熱電子１３を電子引き出し電極１０で加速する
ために投入される電力は、200mA，300V程度必
要となる。
気のクラスタをイオン化する場合、イオン化フイ
ラメント９に通電してこれから熱電子を放出さ
せ、これによりクラスタのイオン化を行なつてい
たため非常に大きな投入電力が必要であつた。例
えば上記従来装置の場合、イオン化フイラメント
９には20A，15Vの電力が投入され、該フイラメ
ント９が2000℃程度に昇温するようになつてい
る。また、イオン化フイラメント９から放出され
る熱電子１３を電子引き出し電極１０で加速する
ために投入される電力は、200mA，300V程度必
要となる。
このように従来の装置では、イオン化に非常に
大きな電力が必要であるという欠点があつた。ま
たこの際イオン化フイラメント９等が高温になる
ため、その輻射熱により基板の温度が上昇し、基
板として高分子シート等耐熱性の低いものは使用
できなかつたり、基板にアルミ層を形成し、さら
に該アルミ層上に他の金属膜を蒸着形成するよう
な場合には、該アルミ層が溶けてしまつたりする
という問題があつた。
大きな電力が必要であるという欠点があつた。ま
たこの際イオン化フイラメント９等が高温になる
ため、その輻射熱により基板の温度が上昇し、基
板として高分子シート等耐熱性の低いものは使用
できなかつたり、基板にアルミ層を形成し、さら
に該アルミ層上に他の金属膜を蒸着形成するよう
な場合には、該アルミ層が溶けてしまつたりする
という問題があつた。
本発明は、上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、蒸気発生源からの
クラスタにＸ線を照射して該クラスタをイオン化
させることにより、構造が簡単で、イオン化のた
めのエネルギーを大きく低減でき、かつ基板の温
度上昇を防止できる薄膜蒸着装置を提供すること
を目的としている。
去するためになされたもので、蒸気発生源からの
クラスタにＸ線を照射して該クラスタをイオン化
させることにより、構造が簡単で、イオン化のた
めのエネルギーを大きく低減でき、かつ基板の温
度上昇を防止できる薄膜蒸着装置を提供すること
を目的としている。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第３図は本発明の一実施例による薄膜蒸着装置
を模式的に示す概略構成図である。図において第
１図と同一符号は同一又は相当部分を示し、３０
はＸ線発生源であり、該Ｘ線発生源３０内にはＸ
線を放出するための放電管あるいはクーリツジ管
（coolidge tube）が収容されている。該Ｘ線発生
源３０は上記放電管あるいはクーリツジ管が放出
する電磁波であるＸ線３１を上記蒸気発生源８か
らのクラスタに照射し、これにより該クラスタを
イオン化するためのものである。
を模式的に示す概略構成図である。図において第
１図と同一符号は同一又は相当部分を示し、３０
はＸ線発生源であり、該Ｘ線発生源３０内にはＸ
線を放出するための放電管あるいはクーリツジ管
（coolidge tube）が収容されている。該Ｘ線発生
源３０は上記放電管あるいはクーリツジ管が放出
する電磁波であるＸ線３１を上記蒸気発生源８か
らのクラスタに照射し、これにより該クラスタを
イオン化するためのものである。
次に動作について説明する。
本実施例装置において、基板１８の表面に例え
ば金薄膜を蒸着形成するには、先ず、従来の装置
における場合と同様に、基板１８を基板ホルダ２
２により支持し、金５をるつぼ４内に収容し、真
空槽１内を真空排気装置により10-6Torr程度の
真空度に排気し、次いで、ボンバード用フイラメ
ント６によりるつぼ４内の金５をその蒸気圧が
0.1波10Torr程度になる温度（1500〜1800℃）に
昇温せしめる。
ば金薄膜を蒸着形成するには、先ず、従来の装置
における場合と同様に、基板１８を基板ホルダ２
２により支持し、金５をるつぼ４内に収容し、真
空槽１内を真空排気装置により10-6Torr程度の
真空度に排気し、次いで、ボンバード用フイラメ
ント６によりるつぼ４内の金５をその蒸気圧が
0.1波10Torr程度になる温度（1500〜1800℃）に
昇温せしめる。
すると、ノズル４ａから噴出した金属蒸気はク
ラスタと呼ばれる塊状原子集団となる訳である
が、本実施例装置では、上記クラスタにＸ線発生
源３０からＸ線３１が照射され、これにより蒸気
発生源８からの一部のクラスタは、該クラスタを
構成するうちの１個の原子がイオン化されてクラ
スタ・イオン１６となる。
ラスタと呼ばれる塊状原子集団となる訳である
が、本実施例装置では、上記クラスタにＸ線発生
源３０からＸ線３１が照射され、これにより蒸気
発生源８からの一部のクラスタは、該クラスタを
構成するうちの１個の原子がイオン化されてクラ
スタ・イオン１６となる。
このクラスタ・イオン１６は、加速電極１４と
るつぼ４回りのボンバード用フイラメント６との
間に形成された電界によつて適度に加速され、イ
オン化されていない中性クラスタ１５と共に基板
１８に衝突し、これにより基板１８上に金薄膜が
蒸着形成される。
るつぼ４回りのボンバード用フイラメント６との
間に形成された電界によつて適度に加速され、イ
オン化されていない中性クラスタ１５と共に基板
１８に衝突し、これにより基板１８上に金薄膜が
蒸着形成される。
このように本実施例装置では、従来の構造の複
雑なイオン化手段に代えて構造の簡単なＸ線発生
源３０を設けたので、全体として構造を非常に簡
単にでき、また従来のイオン化手段における熱電
子放出のためのエネルギーは不要となりエネルギ
ーを低減でき、しかもこの際従来のようなイオン
化手段からの輻射熱により基板が温度上昇してし
まうということもなく、そのため薄膜形成に不都
合を生じることもない。
雑なイオン化手段に代えて構造の簡単なＸ線発生
源３０を設けたので、全体として構造を非常に簡
単にでき、また従来のイオン化手段における熱電
子放出のためのエネルギーは不要となりエネルギ
ーを低減でき、しかもこの際従来のようなイオン
化手段からの輻射熱により基板が温度上昇してし
まうということもなく、そのため薄膜形成に不都
合を生じることもない。
以上のように、本発明による薄膜蒸着装置によ
れば、蒸気発生源からのクラスタにＸ線を照射し
て該クラスタをイオン化するようにしたので、装
置の構造を簡単にすることができ、クラスタのイ
オン化に必要な電力を低減できると共に基板の温
度上昇を防止できる効果がある。
れば、蒸気発生源からのクラスタにＸ線を照射し
て該クラスタをイオン化するようにしたので、装
置の構造を簡単にすることができ、クラスタのイ
オン化に必要な電力を低減できると共に基板の温
度上昇を防止できる効果がある。
第１図は従来の薄膜蒸着装置の概略構成図、第
２図はその真空槽内を示す斜視図、第３図は本発
明の一実施例による薄膜蒸着装置の概略構成図で
ある。 １……真空槽、２……蒸着すべき物質（金）、
８……蒸気発生源、１４……加速電極、１５……
中性クラスタ、１６……クラスタ・イオン、１８
……基板、３０……Ｘ線発生源、３１……Ｘ線。
なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
２図はその真空槽内を示す斜視図、第３図は本発
明の一実施例による薄膜蒸着装置の概略構成図で
ある。 １……真空槽、２……蒸着すべき物質（金）、
８……蒸気発生源、１４……加速電極、１５……
中性クラスタ、１６……クラスタ・イオン、１８
……基板、３０……Ｘ線発生源、３１……Ｘ線。
なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 所定の真空度に保持された真空槽と、該真空
槽内に設けられ基板に蒸着すべき物質の蒸気を上
記真空槽内に噴出して該蒸気中の多数の原子が緩
く結合したクラスタを発生する蒸気発生源と、該
蒸気発生源からのクラスタにＸ線を照射して該ク
ラスタをイオン化させるＸ線発生源と、上記イオ
ン化されたクラスタ・イオンを加速しこれをイオ
ン化されていない中性クラスタとともに基板に衝
突させて薄膜を蒸着させる加速電極とを備えたこ
とを特徴とする薄膜蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23556283A JPS60124913A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23556283A JPS60124913A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124913A JPS60124913A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0443411B2 true JPH0443411B2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=16987824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23556283A Granted JPS60124913A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124913A (ja) |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23556283A patent/JPS60124913A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60124913A (ja) | 1985-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6353259A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP2501828B2 (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPH089774B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0443411B2 (ja) | ||
| JPS60125368A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60125367A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPH0351087B2 (ja) | ||
| JPH0215630B2 (ja) | ||
| JP2000144392A (ja) | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 | |
| JPS60124923A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124916A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60158617A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPH05339720A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS60124915A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124930A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124931A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPH0215629B2 (ja) | ||
| JPH0719746B2 (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124914A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60158619A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124933A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124921A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS60124917A (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPH0447969B2 (ja) | ||
| JPS6096759A (ja) | 薄膜蒸着装置 |