JPH06101027A - 合金成膜方法及びその装置 - Google Patents

合金成膜方法及びその装置

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JPH06101027A
JPH06101027A JP25168292A JP25168292A JPH06101027A JP H06101027 A JPH06101027 A JP H06101027A JP 25168292 A JP25168292 A JP 25168292A JP 25168292 A JP25168292 A JP 25168292A JP H06101027 A JPH06101027 A JP H06101027A
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JP
Japan
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evaporation
metal material
substrate
alloy film
vacuum container
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JP25168292A
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English (en)
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Tadahide Shirakawa
忠秀 白川
Takashi Nakabayashi
貴 中林
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理基板上に広い合金被膜を速く、しかも
効率的に形成することにある。 【構成】 真空容器20内に複数の蒸発るつぼ26、2
7を配置し、各蒸発るつぼ26、27に合金とすべき金
属材料24、25を収容し、各蒸発るつぼ26、27に
電子ビーム28a、29aを照射して金属材料24、2
5を蒸発させて蒸発粒子24a、25aにすると共に被
処理基板21下の領域で両蒸発粒子24a、25aを合
金化させて被処理基板21に蒸着させる合金成膜方法に
おいて、蒸発るつぼ26、27を照射する両電子ビーム
28a、29aを他の蒸発るつぼ26、27を横断し、
互いに交差して照射するように偏向し、各蒸発粒子24
a、25aが合金化する領域が拡大するようにしたこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空容器内に複数の蒸
発るつぼを配置し、その各蒸発るつぼに合金とすべき金
属材料を収容し、その各蒸発るつぼに電子ビームを照射
して金属材料を蒸発させると共に被処理基板下で両蒸発
粒子を合金化させて被処理基板に蒸着させる合金成膜方
法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被処理基板上に合金の被膜を形成する方
法として、真空蒸着を利用する方法がある。これは真空
容器内に複数の蒸発るつぼを配置し、その各蒸発るつぼ
に合金とすべき金属材料を収容し、その各蒸発るつぼに
電子ビームを照射して金属材料を蒸発させると共に被処
理基板下で両蒸発粒子を合金化させて被処理基板に被膜
を形成するものである。
【0003】図4(a)は従来のこの種の合金成膜方法
を適用した合金成膜装置の概念図であり、図4(b)は
被処理基板上に形成される合金の成膜状態を示す図であ
る。
【0004】同図において、合金成膜装置は、板状の被
処理基板1を収容する真空容器2と、真空容器2内に配
置され合金とすべき金属材料3、4を収容する2個の蒸
発るつぼ5、6と、真空容器2の外部に設けられ金属材
料3、4を蒸発させるための電子ビーム(破線で示す)
7a、8aを出射する2個の電子銃7、8と、真空容器
2に設けられ電子ビーム7a、8aが金属材料3、4を
それぞれ照射すると共に被処理基板1下で両蒸発粒子3
a、4aを合金化させるように磁界B1 、B2により偏
向する2個の磁界発生器(図示せず)とで構成されてい
る。
【0005】蒸着動作が開始されると、電子銃7から電
子ビーム7aが出射され、磁界発生器の磁界B1 によっ
て偏向されて蒸発るつぼ5内の金属材料3に照射され、
この蒸発るつぼ5から金属材料3が蒸発する(蒸発粒子
3a)。
【0006】他方、電子銃8から電子ビーム8aが出射
され、磁界発生器の磁界B2 によって偏向されて蒸発る
つぼ6内の金属材料4が照射され、この蒸発るつぼ6か
ら金属材料4が蒸発する(蒸発粒子4a)。
【0007】蒸発るつぼ5から蒸発した蒸発粒子3aと
蒸発るつぼ6から蒸発した蒸発粒子4aとが領域S1
混合して合金化し、被処理基板1の表面(図では下側)
に合金被膜1aを形成する。この合金成膜装置内の上部
に被処理基板1を矢印P1 方向に搬送させると連続的に
合金被膜が形成される。尚、9、10は両蒸発るつぼ
5、6から蒸発した単体の蒸発粒子3a、4aが被処理
基板1に付着するのを防止するためのマスクである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法を適用した合金成膜装置は、各蒸発るつぼ
5、6から蒸発する蒸発粒子3a、4aは各電子ビーム
7a、8aの入射方向にそれぞれ発散するため、両蒸発
粒子3a、4aが互いに離反するような方向にシフトし
てしまい、図4(b)に斜線で示すような(金属材料
3、4の発散する領域と比較して)小さな合金化領域が
形成される。このため、合金成膜処理速度が遅くなり、
歩留まりが低くなってしまうという問題点がある。
【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、被処理基板上に広い合金被膜を速く、しかも効率的
に形成する合金成膜方法及びその装置を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、真空容器内に複数の蒸発るつぼを配置し、
各蒸発るつぼに合金とすべき金属材料を収容し、各蒸発
るつぼに電子ビームを照射して金属材料を蒸発させて蒸
発粒子にすると共に被処理基板下の領域で両蒸発粒子を
合金化させて被処理基板に蒸着させる合金成膜方法にお
いて、蒸発るつぼを照射する両電子ビームを他の蒸発る
つぼを横断し、互いに交差して照射するように偏向し、
各蒸発粒子が合金化する領域が拡大するようにしたもの
である。
【0011】本発明は真空容器内に複数の蒸発るつぼを
配置し、各蒸発るつぼに合金とすべき金属材料を収容
し、各蒸発るつぼに電子ビームを照射して金属材料を蒸
発させて蒸発粒子にすると共に被処理基板下の領域で両
蒸発粒子を合金化させて被処理基板に蒸着させる合金成
膜方法において、各電子ビームを各蒸発るつぼの一側か
ら出射させ各電子ビームが各蒸発るつぼに照射するよう
に偏向することにより、各蒸発粒子が合金化する領域が
拡大するようにしたものである。
【0012】本発明は被処理基板を収容する真空容器
と、真空容器内に配置され合金とすべき金属材料を収容
する複数の蒸発るつぼと、真空容器の外部に設けられ金
属材料を蒸発させて蒸発粒子にするための電子ビームを
出射する複数の電子銃と、真空容器に設けられ各電子ビ
ームが金属材料を照射すると共に被処理基板下で両蒸発
粒子を合金化させるように偏向する複数の磁界発生器と
を備えた合金成膜装置において、各電子銃を両蒸発るつ
ぼの両側に対向して配置し、かつ各電子銃の電子ビーム
が他方の蒸発るつぼを横断し、互いに交差して一方の蒸
発るつぼに照射するように磁界発生器を設けたものであ
る。
【0013】本発明は被処理基板を収容する真空容器
と、真空容器内に配置され合金とすべき金属材料を収容
する複数の蒸発るつぼと、真空容器の外部に設けられ金
属材料を蒸発させて蒸発粒子にするための電子ビームを
出射する複数の電子銃と、真空容器に設けられ各電子ビ
ームが金属材料を照射すると共に被処理基板下で両蒸発
粒子を合金化させるように偏向する複数の磁界発生器と
を備えた合金成膜装置において、各電子銃を各蒸発るつ
ぼに対し出射方向が同一になるように配置し、各蒸発粒
子が合金化する領域が拡大するように電子ビームを同一
方向の磁界によって偏向する磁界発生器を配置したもの
である。
【0014】
【作用】上記構成によれば、蒸発るつぼを照射する両電
子ビームを各蒸発るつぼを横断して交差して、各蒸発粒
子が合金化する領域が拡大するように各電子ビームを偏
向するか、または、各電子ビームを同一方向から各蒸発
るつぼに出射させると共に、各蒸発粒子が合金化する領
域が拡大するように各電子ビームを偏向し電子ビームを
金属材料にほぼ真上から照射するので、各蒸発粒子が電
子ビーム入射方向に発散しても各蒸発粒子が互いに離反
するような方向にシフトすることはない。これにより一
方の蒸発るつぼから蒸発した蒸発粒子と他方の蒸発るつ
ぼから蒸発した蒸発粒子とが混合して合金化する領域が
拡大する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0016】図1(a)は本発明の合金成膜方法を適用
した合金成膜装置の一実施例の概念図であり、図1
(b)は被処理基板上に成膜された合金の成膜状態を示
す模式図である。
【0017】図1(a)において、20は真空容器を示
しており、その上部には被処理基板としての鋼板21を
搬送するための導入口22と、排出口23とが設けられ
ている。真空容器20の底部には合金とすべき金属材料
24、25を収容する2個の蒸発るつぼ26、27が並
列に配置されている。
【0018】真空容器20の一方の側(例えば左側)下
部には電子銃28が設けられており、この電子銃28の
電子ビーム出射口は蒸発るつぼ26、27の上側を向い
ている。真空容器20の他方の側(右側)下部には電子
銃29が電子銃28に対向して設けられており、この電
子銃29の電子ビーム出射口も蒸発るつぼ26、27の
上側を向いている。
【0019】両電子銃28、29から出射される電子ビ
ーム28a、29aは、蒸発るつぼ26、27内に収容
された金属材料24、25を蒸発させるのに必要な大き
さのエネルギーを有している。
【0020】真空容器20には図示しない2個の磁界発
生器が設けられており、一方の磁界発生器は(紙面の表
から裏へ進む)磁界B3 を発生する。この磁界B3 の強
度は電子銃28から出射される電子ビーム28aが、一
方の蒸発るつぼ26を横断して隣接する他方の蒸発るつ
ぼ27内の金属材料24を照射させるような大きさとな
っている。
【0021】これに対して、他方の磁界発生器は磁界B
3 とは逆方向の磁界B4 を発生し、この磁界B4 の強度
は、他方の電子銃29から出射される電子ビーム29a
が、他方の蒸発るつぼ27を横断して一方の蒸発るつぼ
26内の金属材料25を照射させるような大きさとなっ
ている。すなわち、両電子ビーム28a、29aは互い
に交差するようになっている。また、両磁界B3 ,B4
の強度、電子ビーム28a,29aのエネルギ,蒸発る
つぼ26,27の配置等を調節することによりマスクを
省略できる。
【0022】次に実施例の作用を述べる。
【0023】蒸着動作が開始されると、真空容器20を
図示しない真空ポンプで真空引きすると共に、両電子銃
28、29及び両磁界発生器が作動する。電子銃28か
ら出射された電子ビーム28aが磁界B3 で偏向され、
蒸発るつぼ26上を横断して蒸発るつぼ27内の金属材
料24を照射して蒸発させる。他方、電子銃29から出
射された電子ビーム29aが磁界B4 で偏向され、蒸発
るつぼ27上を横断して蒸発るつぼ26内の金属材料2
5を照射して蒸発させる。蒸発るつぼ26から蒸発する
蒸発粒子25aは、電子ビーム29aの入射方向に発散
し電子銃29側に傾斜すると共に、蒸発るつぼ27から
蒸発する蒸発粒子24aは電子ビーム28aの入射方向
に発散し電子銃28側に傾斜する。これにより蒸発るつ
ぼ27から蒸発した蒸発粒子24aと蒸発るつぼ26か
ら蒸発した蒸発粒子25aとが混合して合金化領域S2
が形成される。この合金化領域S2 内に鋼板21を配置
すると、図1(b)に破線で示すように鋼板21上に合
金の被膜21aが広い範囲に渡って形成される。この鋼
板21を矢印P2 の方向に搬送することにより連続的に
広い合金成膜が、速くて効率的に形成することができ
る。
【0024】図2(a)は本発明の合金成膜方法を適用
した合金成膜装置の他の実施例の概念図であり、図2
(b)は鋼板上に成膜された合金の成膜状態を示す模式
図である。
【0025】図1(a)に示した合金成膜装置との相違
点は、2個の電子銃30、31を真空容器32の一側
(例えば図の左側)に隣接して配置すると共に、両電子
銃30、31から出射する電子ビーム30a、31aが
各蒸発るつぼ33、34内の金属材料35、36をそれ
ぞれ照射するように偏向する磁界B5 〜B7 を発生する
磁界発生器(図示せず)を配置した点である。
【0026】図2(a)において、一方の電子銃30か
ら出射した電子ビーム30aが、磁界発生器からの(紙
面の表から裏へ向かう)磁界B5 で強く偏向されて略垂
直に蒸発るつぼ33内の金属材料35を照射すると共
に、他方の電子銃31から出射した電子ビーム31a
が、まず磁界B5 と同一方向の磁界B6 で弱く偏向され
て蒸発るつぼ33を横断し、その後磁界B5 と同一方向
の磁界B7 で強く偏向されて略垂直に蒸発るつぼ34内
の金属材料36を照射するようになっている。
【0027】このため各蒸発るつぼ33、34から蒸発
粒子33a、34aが同一方向(図の上側)かつ略垂直
な方向に発散して合金化領域S3 が形成され、図2
(b)に斜線で示すような広い合金被膜37aが鋼板3
7上に形成される。この鋼板37を矢印P3 方向に搬送
することにより、連続的に速くて広い合金被膜が効率的
に形成できる。尚、磁界B5 〜B7 は同一方向のため、
磁界発生器の間隔を接近させることができるので合金成
膜装置を小型化することができる。尚、38,39はマ
スクである。
【0028】図3(a)は本発明の合金成膜方法を適用
した合金成膜装置のさらに他の実施例の概念図であり、
図3(b)は鋼板上に成膜された合金の成膜状態を示す
模式図である。
【0029】図1(a)に示す合金成膜装置との相違点
は、真空容器40の一側(例えば図の左側)に一方の電
子銃41を配置し、他方の電子銃42を真空容器40の
下部に配置すると共に、各電子銃41、42から出射す
る電子ビーム41a、42aが各蒸発るつぼ43、44
内の金属材料45、46をそれぞれ照射するように偏向
する磁界B8 、B9 を発生する磁界発生器(図示せず)
を配置した点である。
【0030】図3(a)において、電子銃41から出射
した電子ビーム41aが、磁界B8 で強く偏向されて略
垂直に蒸発るつぼ43内の金属材料45を照射し、電子
銃42から出射した電子ビーム42aも磁界B9 で強く
偏向されて略垂直に蒸発るつぼ44内の金属材料46を
照射するようになっている。このため各蒸発るつぼ4
3、44から蒸発粒子43a、44aが同一方向で略垂
直な方向に発散して合金化領域S4 が形成され、図3
(b)に斜線で示すような広い合金被膜が鋼板47上に
形成される。この鋼板47を矢印P4 方向に搬送するこ
とにより、連続的に広い合金被膜47aが速くしかも効
率的に形成できる。尚、図2(a)に示した合金成膜装
置と同様、磁界B8 、B9 は同一方向のため合金成膜装
置を小型化することができる。尚、48,49はマスク
である。
【0031】以上のように本実施例において、蒸発るつ
ぼを照射する両電子ビームを他の蒸発るつぼを横断し、
互いに交差して照射するように偏向し、各蒸発粒子が合
金化する領域が拡大するようにするか、または、各電子
ビームを各蒸発るつぼの一側から出射させ各電子ビーム
が各蒸発るつぼに照射するように偏向することにより、
各蒸発粒子が合金化する領域が拡大するようにするの
で、広い合金領域を速くて効率的に形成することができ
る合金成膜方法及びその装置を実現することができる。
【0032】尚、本実施例においては、電子銃の数を2
個の場合で説明したが、これに限定されるものではなく
3個以上であってもよい。また、電子ビームを真空容器
の一側から出射し、偏向して各蒸発るつぼに照射した
が、これに限定されず真空容器の両側から電子ビームを
出射させて偏向し、略垂直に金属材料を照射するように
構成してもよい。さらに、被処理基板として鋼板を用い
たがこれに限定されるものではなく、他の金属の薄板や
樹脂のフィルムシートであってもよい。
【0033】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0034】(1) 被処理基板上に形成される合金の成膜
を広くすることができ、処理速度が速く、しかも歩留ま
りを向上することができる。
【0035】(2) 磁界発生装置の磁界の方向を同一にし
た場合には装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の合金成膜方法を適用した合金
成膜装置の一実施例の概念図であり、(b)は被処理基
板上に成膜された合金の成膜状態を示す模式図である。
【図2】(a)は本発明の合金成膜方法を適用した合金
成膜装置の他の実施例の概念図であり、(b)は被処理
基板上に成膜された合金の成膜状態を示す模式図であ
る。
【図3】(a)は本発明の合金成膜方法を適用した合金
成膜装置のさらに他の実施例の概念図であり、(b)は
被処理基板上に成膜された合金の成膜状態を示す模式図
である。
【図4】(a)は従来のこの種の合金成膜方法を適用し
た合金成膜装置の概念図であり、(b)は被処理基板に
形成される合金の成膜状態を示す図である。
【符号の説明】
20 真空容器 21 鋼 板(被処理基板) 22 導入口 23 排出口 24、25 金属材料 24a、25a 蒸発粒子 26、27 蒸発るつぼ 28、29 電子銃 28a、29a 電子ビーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内に複数の蒸発るつぼを配置
    し、該各蒸発るつぼに合金とすべき金属材料を収容し、
    該各蒸発るつぼに電子ビームを照射して前記金属材料を
    蒸発させて蒸発粒子にすると共に被処理基板下の領域で
    両蒸発粒子を合金化させて被処理基板に蒸着させる合金
    成膜方法において、前記蒸発るつぼを照射する両電子ビ
    ームを他の蒸発るつぼを横断し、互いに交差して照射す
    るように偏向し、各蒸発粒子が合金化する領域が拡大す
    るようにしたことを特徴とする合金成膜方法。
  2. 【請求項2】 真空容器内に複数の蒸発るつぼを配置
    し、該各蒸発るつぼに合金とすべき金属材料を収容し、
    該各蒸発るつぼに電子ビームを照射して前記金属材料を
    蒸発させて蒸発粒子にすると共に被処理基板下の領域で
    両蒸発粒子を合金化させて被処理基板に蒸着させる合金
    成膜方法において、前記各電子ビームを各蒸発るつぼの
    一側から出射させ各電子ビームが各蒸発るつぼに照射す
    るように偏向することにより、各蒸発粒子が合金化する
    領域が拡大するように偏向したことを特徴とする合金成
    膜方法。
  3. 【請求項3】 被処理基板を収容する真空容器と、該真
    空容器内に配置され合金とすべき金属材料を収容する複
    数の蒸発るつぼと、該真空容器の外部に設けられ前記金
    属材料を蒸発させて蒸発粒子にするための電子ビームを
    出射する複数の電子銃と、該真空容器に設けられ前記各
    電子ビームが前記金属材料を照射すると共に前記被処理
    基板下で両蒸発粒子を合金化させるように偏向する複数
    の磁界発生器とを備えた合金成膜装置において、各電子
    銃を両蒸発るつぼの両側に対向して配置し、かつ各電子
    銃の電子ビームが他方の蒸発るつぼを横断し、互いに交
    差して一方の蒸発るつぼに照射するように磁界発生器を
    設けたことを特徴とする合金成膜装置。
  4. 【請求項4】 被処理基板を収容する真空容器と、該真
    空容器内に配置され合金とすべき金属材料を収容する複
    数の蒸発るつぼと、該真空容器の外部に設けられ前記金
    属材料を蒸発させて蒸発粒子にするための電子ビームを
    出射する複数の電子銃と、該真空容器に設けられ前記各
    電子ビームが前記金属材料を照射すると共に前記被処理
    基板下で両蒸発粒子を合金化させるように偏向する複数
    の磁界発生器とを備えた合金成膜装置において、各電子
    銃を各蒸発るつぼに対し出射方向が同一になるように配
    置し、各蒸発粒子が合金化する領域が拡大するように電
    子ビームを同一方向の磁界によって偏向する磁界発生器
    を配置したことを特徴とする合金成膜装置。
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