JPH053132B2 - - Google Patents
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- JPH053132B2 JPH053132B2 JP58235585A JP23558583A JPH053132B2 JP H053132 B2 JPH053132 B2 JP H053132B2 JP 58235585 A JP58235585 A JP 58235585A JP 23558583 A JP23558583 A JP 23558583A JP H053132 B2 JPH053132 B2 JP H053132B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/221—Ion beam deposition
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、薄膜蒸着方法に関し、特にクラスタ
イオンビーム蒸着法により多層薄膜を蒸着形成す
る場合において、上下層間の上下層の成分が混合
した混合層を形成する方法に関するものである。
イオンビーム蒸着法により多層薄膜を蒸着形成す
る場合において、上下層間の上下層の成分が混合
した混合層を形成する方法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により多層薄膜形成を
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。
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。
また５０は基板に蒸着すべき物質のクラスタイ
オンを放射するクラスタイオンガンであり、該ク
ラスタイオンガン５０において、４は直径１mm〜
２mmのノズル４′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着物質５が収容
される。６は上記るつぼ４に熱電子を照射し、こ
れに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からの幅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。
オンを放射するクラスタイオンガンであり、該ク
ラスタイオンガン５０において、４は直径１mm〜
２mmのノズル４′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着物質５が収容
される。６は上記るつぼ４に熱電子を照射し、こ
れに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からの幅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。
また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、１
０は該イオン化フイラメント９から放出された熱
電子１３を加熱する電子引き出し電極、１１はイ
オン化フイラメント９からの幅射熱を遮断する熱
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。
熱電子１３を放出するイオン化フイラメント、１
０は該イオン化フイラメント９から放出された熱
電子１３を加熱する電子引き出し電極、１１はイ
オン化フイラメント９からの幅射熱を遮断する熱
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。
また１４は上記イオン化されたクラスタ・イオ
ン１６を加速してこれをイオン化されていない中
性クライタ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。
ン１６を加速してこれをイオン化されていない中
性クライタ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上に酸化インジウム（In2O3）及び酸
化スズ（SnO2）からなる混合物質であるITO
（Indium Tin Oxide）薄膜を蒸着形成し、更に
その上に銅薄膜を蒸着形成する場合について説明
すると、まずITO５が充填されたるつぼ４をクラ
スタイオンガン５０に装填し、上記真空排気装置
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。
化スズ（SnO2）からなる混合物質であるITO
（Indium Tin Oxide）薄膜を蒸着形成し、更に
その上に銅薄膜を蒸着形成する場合について説明
すると、まずITO５が充填されたるつぼ４をクラ
スタイオンガン５０に装填し、上記真空排気装置
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。
ついで、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
らの幅射熱により、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ITO５を
加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内のITO
５の蒸気圧が0.1〜10Torr程度になる温度まで昇
温すると、ノズル４′から噴出した金属蒸気は、
るつぼ４との真空槽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
らの幅射熱により、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ITO５を
加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内のITO
５の蒸気圧が0.1〜10Torr程度になる温度まで昇
温すると、ノズル４′から噴出した金属蒸気は、
るつぼ４との真空槽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上に第１層
としてのITO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上に第１層
としてのITO薄膜が蒸着形成される。
次に、ITOが充填されたクラスタイオンガン５
０のるつぼ４をこれが自然冷却されるのを待ちて
真空槽１外に取出し、これを銅が充填されたもの
と交換し、再度クラスタイオンガン５０に電源を
投入すれば、上記と同様にして、ITO上に銅薄膜
が形成される。
０のるつぼ４をこれが自然冷却されるのを待ちて
真空槽１外に取出し、これを銅が充填されたもの
と交換し、再度クラスタイオンガン５０に電源を
投入すれば、上記と同様にして、ITO上に銅薄膜
が形成される。
しかるに、上記従来方法により多層薄膜を形成
した場合、各層を個別に形成しているので各上下
層間の付着力を強くすることは困難であり、該上
下層が剥離してしまうという問題があつた。
した場合、各層を個別に形成しているので各上下
層間の付着力を強くすることは困難であり、該上
下層が剥離してしまうという問題があつた。
この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、多層薄膜を形成す
るための薄膜蒸着方法において、真空槽内に複数
のクラスタイオンガンを設けるとともに、その
各々に対応してシヤツタを設け、各層形成のため
の該各シヤツタが開いている時間に重複部分を設
けることにより、多層薄膜の上下層間に該上下層
の成分が混合した混合層を形成でき、各層間の付
着力を増加することのできる薄膜蒸着方法を提供
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、多層薄膜を形成す
るための薄膜蒸着方法において、真空槽内に複数
のクラスタイオンガンを設けるとともに、その
各々に対応してシヤツタを設け、各層形成のため
の該各シヤツタが開いている時間に重複部分を設
けることにより、多層薄膜の上下層間に該上下層
の成分が混合した混合層を形成でき、各層間の付
着力を増加することのできる薄膜蒸着方法を提供
することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第３図は本発明の一実施例による薄膜蒸着方法
を実施するための装置であり、図において、第１
図と同一符合は同一のものを示す。３０ａ及び３
０ｂはシヤツタであり、それぞれクラスタイオン
ガン５０ａ，５０ｂに対応して設けられたもので
ある。そして該クラスタイオンガン５０ａ，５０
ｂの各構成要素にはそれぞれａ，ｂの添字を付し
て示してある。また第４図は各シヤツタ３０ａ，
３０ｂの開閉制御によるクラスタイオンの蒸着時
間を示し、第５図は本実施例方法により形成され
た多層薄膜を示す。
を実施するための装置であり、図において、第１
図と同一符合は同一のものを示す。３０ａ及び３
０ｂはシヤツタであり、それぞれクラスタイオン
ガン５０ａ，５０ｂに対応して設けられたもので
ある。そして該クラスタイオンガン５０ａ，５０
ｂの各構成要素にはそれぞれａ，ｂの添字を付し
て示してある。また第４図は各シヤツタ３０ａ，
３０ｂの開閉制御によるクラスタイオンの蒸着時
間を示し、第５図は本実施例方法により形成され
た多層薄膜を示す。
次に本実施例方法について第３図ないし第５図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
まずITO５ａ及び銅５ｂをるつぼ４ａ及びｂ内
に充填し、真空排気装置により真空槽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。次いで両クラスタイオンガン５０ａ，
５０ｂに電源を投入してITO及び銅のクラスタ・
イオンを発生させる。
に充填し、真空排気装置により真空槽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。次いで両クラスタイオンガン５０ａ，
５０ｂに電源を投入してITO及び銅のクラスタ・
イオンを発生させる。
そして、時刻ｔ０においてシヤツタ３０ａを開
くとクラスタイオンガン５０ａからのクラスタの
みが基板１８上に到達し、先ずITOのみからなる
第１層４０ａが形成される。次いでシヤツタ３０
ａを開いたまま時刻ｔ１においてシヤツタ３０ｂ
を開けると、上記基板１８には上記ITOのクラス
タとともにイオンガン５０ｂからの銅のクラスタ
も到達し、これによつて第１層４０ａ上にITO及
び銅からなる混合層４０ｂが形成される。そして
時刻ｔ２においてシヤツタ３０ａのみを閉じる
と、基板１８に到達するクラスタは銅のみとな
り、以後時刻ｔ３においてシヤツタ３０ｂを閉じ
るまで銅のみからなる第２層４０ｃが形成され
る。
くとクラスタイオンガン５０ａからのクラスタの
みが基板１８上に到達し、先ずITOのみからなる
第１層４０ａが形成される。次いでシヤツタ３０
ａを開いたまま時刻ｔ１においてシヤツタ３０ｂ
を開けると、上記基板１８には上記ITOのクラス
タとともにイオンガン５０ｂからの銅のクラスタ
も到達し、これによつて第１層４０ａ上にITO及
び銅からなる混合層４０ｂが形成される。そして
時刻ｔ２においてシヤツタ３０ａのみを閉じる
と、基板１８に到達するクラスタは銅のみとな
り、以後時刻ｔ３においてシヤツタ３０ｂを閉じ
るまで銅のみからなる第２層４０ｃが形成され
る。
このように、本実施例方法によれば、２つのク
ラスタイオンガン５０ａ，５０ｂ及びそのそれぞ
れに対応するシヤツタ３０ａ，３０ｂを設け、各
シヤツタ３０ａ，３０ｂの開いている時間に重複
部分を設けたので、多層薄膜間に容易に混合層を
形成でき、上下層間の付着力を著しく増加するこ
とができる。さらに、各シヤツタの開閉時刻を選
択することにより各層の膜厚を自由に制御でき、
所望の品質の多層薄膜を非常に容易に形成でき
る。
ラスタイオンガン５０ａ，５０ｂ及びそのそれぞ
れに対応するシヤツタ３０ａ，３０ｂを設け、各
シヤツタ３０ａ，３０ｂの開いている時間に重複
部分を設けたので、多層薄膜間に容易に混合層を
形成でき、上下層間の付着力を著しく増加するこ
とができる。さらに、各シヤツタの開閉時刻を選
択することにより各層の膜厚を自由に制御でき、
所望の品質の多層薄膜を非常に容易に形成でき
る。
なお上記実施例では２層薄膜を蒸着形成する場
合について説明したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、クラスタイオンガン及びシヤツタをそ
れぞれ３つ以上設けて、３層以上の薄膜を形成す
る場合にも適用でき、上記実施例と同様の効果を
奏する。
合について説明したが、本発明はこれに限るもの
ではなく、クラスタイオンガン及びシヤツタをそ
れぞれ３つ以上設けて、３層以上の薄膜を形成す
る場合にも適用でき、上記実施例と同様の効果を
奏する。
また上記実施例ではクラスタイオンガンとして
るつぼを電子ボンバード加熱してクラスタを発生
させるクラスタイオンビーム装置について説明し
たが、本発明はシラン（SiH4）等の常温ガスを
ノズルを有するガス収容室から真空槽内に噴出し
てクラスタを発生するクラスタイオンビーム装置
に適用してもよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。
るつぼを電子ボンバード加熱してクラスタを発生
させるクラスタイオンビーム装置について説明し
たが、本発明はシラン（SiH4）等の常温ガスを
ノズルを有するガス収容室から真空槽内に噴出し
てクラスタを発生するクラスタイオンビーム装置
に適用してもよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。
以上のように、この発明によれば、多層薄膜を
形成するための薄膜蒸着形成方法において、真空
槽内に複数のクラスタイオンガンを設けるととも
に、その各々に対応してシヤツタを設け、各層形
成のための該各シヤツタを開いている時間に重複
部分を設けるようにしたので、多層薄膜の上下層
間に混合層を形成でき、各層間の付着力を増加で
きる効果がある。
形成するための薄膜蒸着形成方法において、真空
槽内に複数のクラスタイオンガンを設けるととも
に、その各々に対応してシヤツタを設け、各層形
成のための該各シヤツタを開いている時間に重複
部分を設けるようにしたので、多層薄膜の上下層
間に混合層を形成でき、各層間の付着力を増加で
きる効果がある。
第１図及び第２図は従来の薄膜蒸着方法を実施
する装置の概略構成図及び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
方法を実施する装置の概略構成図、第４図は第３
図の装置のシヤツタの開閉タイミングを示すタイ
ムチヤート図、第５図は本実施例方法により形成
された多層薄膜を示す断面図である。 １……真空槽、４ａ，４ｂ……るつぼ、５ａ，
５ｂ……蒸着すべき物質（ITO、銅）、８ａ，８
ｂ……蒸気発生源、１４ａ，１４ｂ……加速電
極、１５ａ，１５ｂ……中性クラスタ、１６ａ，
１６ｂ……クラスタ・イオン、１８……基板、３
０ａ，３０ｂ……シヤツタ、５０ａ，５０ｂ……
クラスタイオンガン。
する装置の概略構成図及び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
方法を実施する装置の概略構成図、第４図は第３
図の装置のシヤツタの開閉タイミングを示すタイ
ムチヤート図、第５図は本実施例方法により形成
された多層薄膜を示す断面図である。 １……真空槽、４ａ，４ｂ……るつぼ、５ａ，
５ｂ……蒸着すべき物質（ITO、銅）、８ａ，８
ｂ……蒸気発生源、１４ａ，１４ｂ……加速電
極、１５ａ，１５ｂ……中性クラスタ、１６ａ，
１６ｂ……クラスタ・イオン、１８……基板、３
０ａ，３０ｂ……シヤツタ、５０ａ，５０ｂ……
クラスタイオンガン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板に蒸着すべき物質のクラスタ・イオンを
発生しこれを電界加速して放射する複数のクラス
タイオンガンと、該各クラスタイオンガンに対応
して設けられた複数のシヤツタとを備えた薄膜蒸
着装置により、基板上に薄膜を形成する方法であ
つて、 第ｎ層形成のための１つのクラスタイオンガン
に対応するシヤツタを開く時間と第ｎ＋１層形成
のための他のクラスタイオンガンに対応するシヤ
ツタを開く時間とに重複部分を設け、基板上に第
ｎの成分のみからなる第ｎ層（ｎは１以上の整
数）と、該第ｎ層上に該第ｎの成分と第ｎ＋１の
成分とが混合した混合層と、該混合層上に第ｎ＋
１の成分のみからなる第ｎ＋１層を形成すること
により、各層間に混合層を有する多層薄膜を形成
することを特徴とする薄膜蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23558583A JPS60124934A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23558583A JPS60124934A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124934A JPS60124934A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH053132B2 true JPH053132B2 (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16988174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23558583A Granted JPS60124934A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124934A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149275A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Tsuneo Nishida | Casing parts for golden colored portable articles |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23558583A patent/JPS60124934A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149275A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Tsuneo Nishida | Casing parts for golden colored portable articles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60124934A (ja) | 1985-07-04 |
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