JPH07180052A - イオンアシスト膜形成装置 - Google Patents
イオンアシスト膜形成装置Info
- Publication number
- JPH07180052A JPH07180052A JP32498493A JP32498493A JPH07180052A JP H07180052 A JPH07180052 A JP H07180052A JP 32498493 A JP32498493 A JP 32498493A JP 32498493 A JP32498493 A JP 32498493A JP H07180052 A JPH07180052 A JP H07180052A
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- Japan
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- ion
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】イオンアシスト膜形成する際、被処理物全面に
イオ粒子を均一性よく照射して均一な厚さの膜を形成す
る。 【構成】被処理物６の前面にイオンを偏向加速する二枚
の網状電極９，１０を設け、９を０電位、１０を被処理
物６と同じ負電位に設定する。これによりイオン化放電
領域５から飛来したイオン粒子は、十分広がった後に偏
向される。従って被処理物全面に均一性よく膜を形成で
きる。
イオ粒子を均一性よく照射して均一な厚さの膜を形成す
る。 【構成】被処理物６の前面にイオンを偏向加速する二枚
の網状電極９，１０を設け、９を０電位、１０を被処理
物６と同じ負電位に設定する。これによりイオン化放電
領域５から飛来したイオン粒子は、十分広がった後に偏
向される。従って被処理物全面に均一性よく膜を形成で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン援用膜形成装置の
構造に係わり、とくにイオンの入射頻度の被処理物面内
での偏りを減少させて均一な被膜を形成できるイオンア
シスト膜形成に関する。
構造に係わり、とくにイオンの入射頻度の被処理物面内
での偏りを減少させて均一な被膜を形成できるイオンア
シスト膜形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオンプレーティング等のイオンアシス
ト膜形成方法は、真空雰囲気下で被膜原材料を電子ビー
ム加熱などにより蒸発させると共にイオン化放電領域を
形成し、蒸発粒子をイオン化し、これを被処理物に付着
させて被膜を形成する方法である。ここで図２に基づい
て従来のアーク放電型イオンプレーティング装置につい
て説明する。電子銃１から発生した電子ビームは電子線
偏向磁界によりるつぼ２内の蒸発材料３を加熱し、これ
を蒸発させる。蒸発物質表面で発生した二次電子、熱電
子により、イオン化電極４と蒸発源との間に放電領域５
が形成される。この領域５で発生したイオンが被処理物
６に向かい被膜形成に寄与する。通常イオンプレーティ
ング装置では、被処理物６に負電圧を印加することが出
来るようになっている。基板を負電位に設定しイオンを
加速する事により、加速されたイオンを被処理物６に照
射することにより膜質を改良し、なおかつイオン粒子の
被処理物６への入射方向を被処理物６に対して垂直な方
向に揃える事ができる。
ト膜形成方法は、真空雰囲気下で被膜原材料を電子ビー
ム加熱などにより蒸発させると共にイオン化放電領域を
形成し、蒸発粒子をイオン化し、これを被処理物に付着
させて被膜を形成する方法である。ここで図２に基づい
て従来のアーク放電型イオンプレーティング装置につい
て説明する。電子銃１から発生した電子ビームは電子線
偏向磁界によりるつぼ２内の蒸発材料３を加熱し、これ
を蒸発させる。蒸発物質表面で発生した二次電子、熱電
子により、イオン化電極４と蒸発源との間に放電領域５
が形成される。この領域５で発生したイオンが被処理物
６に向かい被膜形成に寄与する。通常イオンプレーティ
ング装置では、被処理物６に負電圧を印加することが出
来るようになっている。基板を負電位に設定しイオンを
加速する事により、加速されたイオンを被処理物６に照
射することにより膜質を改良し、なおかつイオン粒子の
被処理物６への入射方向を被処理物６に対して垂直な方
向に揃える事ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この様な方式で蒸発材
料を蒸発、イオン化を行った場合、放出粒子密度の分布
は蒸発物鉛直方向で最大となる。通常真空蒸発の場合で
は、被処理物面内で皮膜の厚さの均一性が得られるよう
に被処理物の大きさに応じた距離を蒸発源と被処理物の
間にとっている。しかし被処理物を負電位に設定する方
式では、イオン源より出たイオン粒子が十分広がらない
ように電界によってイオン粒子の運動方向が被処理物に
対して垂直な方向に曲げられる事になる。従ってイオン
衝撃効果やイオン粒子の運動方向を揃える効果を被膜形
成に利用しようとしても被処理物に印加する負電位の絶
対値が大きくなるとそれにともなってイオン粒子の入射
頻度がイオン源の真上で大きくなり均一性が低下すると
いう問題があった。
料を蒸発、イオン化を行った場合、放出粒子密度の分布
は蒸発物鉛直方向で最大となる。通常真空蒸発の場合で
は、被処理物面内で皮膜の厚さの均一性が得られるよう
に被処理物の大きさに応じた距離を蒸発源と被処理物の
間にとっている。しかし被処理物を負電位に設定する方
式では、イオン源より出たイオン粒子が十分広がらない
ように電界によってイオン粒子の運動方向が被処理物に
対して垂直な方向に曲げられる事になる。従ってイオン
衝撃効果やイオン粒子の運動方向を揃える効果を被膜形
成に利用しようとしても被処理物に印加する負電位の絶
対値が大きくなるとそれにともなってイオン粒子の入射
頻度がイオン源の真上で大きくなり均一性が低下すると
いう問題があった。
【０００４】本発明の目的は、この従来技術における問
題点を解決し被処理物全面にイオン粒子を均一性良く照
射できる装置を提供する事にある。
題点を解決し被処理物全面にイオン粒子を均一性良く照
射できる装置を提供する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも被膜形成に寄与する粒子の一
部をイオン化してイオン粒子を被処理物に衝撃させて被
膜を形成するイオン援用膜形成装置において、被処理物
とイオン源の間に複数の網状電極を設置し、イオン源よ
りの電極を０Ｖとし、被処理物よりの電極を負電位とす
る事を特徴とするものである。
め、本発明は、少なくとも被膜形成に寄与する粒子の一
部をイオン化してイオン粒子を被処理物に衝撃させて被
膜を形成するイオン援用膜形成装置において、被処理物
とイオン源の間に複数の網状電極を設置し、イオン源よ
りの電極を０Ｖとし、被処理物よりの電極を負電位とす
る事を特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明では、イオン源よりの電極近傍まではイ
オン粒子も殆ど加速されずに飛来した後、被処理物前面
に設置した網状電極によってイオンが加速されるため、
イオンがある分布をもって広がった後に電界により運動
方向が変えられる。従って基板全面に均一性良くイオン
を照射する事が可能になる。
オン粒子も殆ど加速されずに飛来した後、被処理物前面
に設置した網状電極によってイオンが加速されるため、
イオンがある分布をもって広がった後に電界により運動
方向が変えられる。従って基板全面に均一性良くイオン
を照射する事が可能になる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１に示した概略構
成図に基づいて詳述する。真空チャンバー７は真空ポン
プ８により真空引きされており、蒸発材料３を収容する
水冷の銅製るつぼ２、この蒸発材料３を溶融する電子銃
１、蒸発物質表面から発生する熱電子、二次電子を捕捉
するイオン化電極４、及び、本発明の特徴とする網状の
偏向電極９，１０とにより構成されている。まず真空チ
ャンバー７は、真空ポンプ８により排気される。一方、
被覆膜が窒化物の場合は、ガス導入口１１から適量の窒
素ガスなどが導入される。このような真空雰囲気下で電
子銃１から発せられた電子線は、るつぼ２近傍に設けら
れた電子線偏向コイルにより形成された磁界の作用によ
りるつぼ２内の蒸発材料３に照射される。この電子線に
よって蒸発材料３が加熱され蒸発するとともに、蒸発材
料３から発生する熱電子、二次電子によりイオン化電極
４と蒸発源の間に放電領域５が形成される。このイオン
化放電領域５では、蒸発した粒子、及び、ガスの一部は
性電荷に帯電したイオンとなっている。このイオン化放
電領域５から放出されたイオン化粒子並びにイオン化さ
れていない中性粒子が皮膜形成に寄与する。被処理物６
に負電位を印加した場合、中性粒子はこれに影響されず
に進行していくがイオン化粒子はこれにより運動方向を
変え被処理物６に垂直に入射する。真空蒸着によって中
性粒子のみにより被膜形成する場合、仮に蒸発材料と被
処理物の距離を４０ｃｍとして被処理物を自転させ、こ
の自転の中心の鉛直方向より蒸発源を３ｃｍずらすと直
径１０ｃｍの被処理物に厚さ５００ｎｍの皮膜を膜厚分
布５％程度で形成できる。しかし、中性粒子とイオン化
粒子の比率が５０％ずつになるようにイオン化を行い、
被処理物の電位を−５００Ｖとして成膜を行う従来技術
では、中性粒子は入射頻度５％程度の不均一で被処理物
に入射するがイオン化粒子は負電位により軌道を変えら
れ蒸発材料直上近傍に集中する。従って蒸発材料直上で
は中性粒子による被膜形成とイオン化粒子によるスパッ
タリングが並行して行われる。このため被処理物上には
被膜の厚さの著しく薄い領域が生じた。これとともに著
しく膜厚の薄い領域では配向性などの膜質もそのほかの
領域と異なった。このように被処理物を負電位にするだ
けでは、被処理物全面に均一性よくイオンを照射するこ
とができない。
成図に基づいて詳述する。真空チャンバー７は真空ポン
プ８により真空引きされており、蒸発材料３を収容する
水冷の銅製るつぼ２、この蒸発材料３を溶融する電子銃
１、蒸発物質表面から発生する熱電子、二次電子を捕捉
するイオン化電極４、及び、本発明の特徴とする網状の
偏向電極９，１０とにより構成されている。まず真空チ
ャンバー７は、真空ポンプ８により排気される。一方、
被覆膜が窒化物の場合は、ガス導入口１１から適量の窒
素ガスなどが導入される。このような真空雰囲気下で電
子銃１から発せられた電子線は、るつぼ２近傍に設けら
れた電子線偏向コイルにより形成された磁界の作用によ
りるつぼ２内の蒸発材料３に照射される。この電子線に
よって蒸発材料３が加熱され蒸発するとともに、蒸発材
料３から発生する熱電子、二次電子によりイオン化電極
４と蒸発源の間に放電領域５が形成される。このイオン
化放電領域５では、蒸発した粒子、及び、ガスの一部は
性電荷に帯電したイオンとなっている。このイオン化放
電領域５から放出されたイオン化粒子並びにイオン化さ
れていない中性粒子が皮膜形成に寄与する。被処理物６
に負電位を印加した場合、中性粒子はこれに影響されず
に進行していくがイオン化粒子はこれにより運動方向を
変え被処理物６に垂直に入射する。真空蒸着によって中
性粒子のみにより被膜形成する場合、仮に蒸発材料と被
処理物の距離を４０ｃｍとして被処理物を自転させ、こ
の自転の中心の鉛直方向より蒸発源を３ｃｍずらすと直
径１０ｃｍの被処理物に厚さ５００ｎｍの皮膜を膜厚分
布５％程度で形成できる。しかし、中性粒子とイオン化
粒子の比率が５０％ずつになるようにイオン化を行い、
被処理物の電位を−５００Ｖとして成膜を行う従来技術
では、中性粒子は入射頻度５％程度の不均一で被処理物
に入射するがイオン化粒子は負電位により軌道を変えら
れ蒸発材料直上近傍に集中する。従って蒸発材料直上で
は中性粒子による被膜形成とイオン化粒子によるスパッ
タリングが並行して行われる。このため被処理物上には
被膜の厚さの著しく薄い領域が生じた。これとともに著
しく膜厚の薄い領域では配向性などの膜質もそのほかの
領域と異なった。このように被処理物を負電位にするだ
けでは、被処理物全面に均一性よくイオンを照射するこ
とができない。
【０００８】一方、本発明により、二枚の網上の電極
９，１０を被処理物前面に設置し、蒸発材料寄りの電極
９の電位を真空チャンバーと同じく０Ｖとし、被処理物
寄りの電極１０を被処理物と同じく−５００Ｖとする。
上記のように設定した後電子ビームにより蒸発材料３を
溶融するととも中性粒子とイオン化粒子の比率が５０％
ずつとなるようにイオン化放電領域５を形成する。中性
粒子は従来例と同様に電極電位影響されずに広がりつつ
被処理物６に到達し皮膜形成に寄与する。イオン化放電
領域５から放出されたイオン化粒子は、０Ｖに設定され
た電極の位置に到達するまで中性粒子とほぼ同様に直進
した後、二枚の電極９，１０によって形成された電界に
より運動方向を被処理物６に対して垂直な方向に変えら
れ被処理物６に到達する。この場合イオン化粒子は被処
理物６に向かいつつ広がった後に運動方向を変えられて
いるため被処理物面内での皮膜の膜厚の不均一性は５％
程度と小さくなった。また膜質も被処理物面内で均一と
なった。
９，１０を被処理物前面に設置し、蒸発材料寄りの電極
９の電位を真空チャンバーと同じく０Ｖとし、被処理物
寄りの電極１０を被処理物と同じく−５００Ｖとする。
上記のように設定した後電子ビームにより蒸発材料３を
溶融するととも中性粒子とイオン化粒子の比率が５０％
ずつとなるようにイオン化放電領域５を形成する。中性
粒子は従来例と同様に電極電位影響されずに広がりつつ
被処理物６に到達し皮膜形成に寄与する。イオン化放電
領域５から放出されたイオン化粒子は、０Ｖに設定され
た電極の位置に到達するまで中性粒子とほぼ同様に直進
した後、二枚の電極９，１０によって形成された電界に
より運動方向を被処理物６に対して垂直な方向に変えら
れ被処理物６に到達する。この場合イオン化粒子は被処
理物６に向かいつつ広がった後に運動方向を変えられて
いるため被処理物面内での皮膜の膜厚の不均一性は５％
程度と小さくなった。また膜質も被処理物面内で均一と
なった。
【０００９】上記実施例では被処理物よりの網状電極１
０と被処理物６とを同電位としたが、被処理物６は被処
理物よりの網状電極９より低電位であれば良く必ずしも
同電位である必要はない。また装置はクライスターイオ
ンビーム装置などでもよく、アーク放電型イオンプレー
ティング装置には限らない。
０と被処理物６とを同電位としたが、被処理物６は被処
理物よりの網状電極９より低電位であれば良く必ずしも
同電位である必要はない。また装置はクライスターイオ
ンビーム装置などでもよく、アーク放電型イオンプレー
ティング装置には限らない。
【００１０】
【発明の効果】以上示したように、本発明によれば被処
理物面内でのイオンの入射頻度の均一性を向上できるた
め均一な皮膜を形成できる。
理物面内でのイオンの入射頻度の均一性を向上できるた
め均一な皮膜を形成できる。
【図１】本発明の一実施例を示すイオンアシスト膜形成
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図２】従来のイオンプレーティング装置の概略図であ
る。
る。
１ 電子銃 ２ るつぼ ３ 蒸発材料 ４ イオン化電極 ５ イオン化放電領域 ６ 被処理物 ７ 真空チャンバー ８ 真空ポンプ ９ 蒸発材料よりの網状電極 １０ 被処理物よりの網状電極 １１ ガス導入口
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも被膜形成に寄与する粒子の一
部をイオン化してイオン粒子を被処理物に衝撃させて被
膜を形成するイオンアシスト膜形成装置において、被処
理物とイオン源の間に複数の網状電極を有し、イオン源
よりの電極を０Ｖとし、被処理物よりの電極を負電位と
する事を特徴とするイオンアシスト形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32498493A JPH07180052A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | イオンアシスト膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32498493A JPH07180052A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | イオンアシスト膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180052A true JPH07180052A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18171835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32498493A Pending JPH07180052A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | イオンアシスト膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07180052A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0372068A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Jeol Ltd | 固体イオン源 |
| JPH04247868A (ja) * | 1991-01-10 | 1992-09-03 | Ricoh Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32498493A patent/JPH07180052A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0372068A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Jeol Ltd | 固体イオン源 |
| JPH04247868A (ja) * | 1991-01-10 | 1992-09-03 | Ricoh Co Ltd | 薄膜形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970225 |