JPH09209128A - 蒸発源にレーザを用いたイオンプレーティング装置 - Google Patents
蒸発源にレーザを用いたイオンプレーティング装置Info
- Publication number
- JPH09209128A JPH09209128A JP3422296A JP3422296A JPH09209128A JP H09209128 A JPH09209128 A JP H09209128A JP 3422296 A JP3422296 A JP 3422296A JP 3422296 A JP3422296 A JP 3422296A JP H09209128 A JPH09209128 A JP H09209128A
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- Japan
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- chamber
- ion plating
- laser
- base material
- plating apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜材料を大量かつ迅速に蒸発させることの
できるイオンプレーティング装置を提供する。 【解決手段】 内部を真空にした導電性を有するチャン
バー内に配置され成膜材料を蒸発させる蒸発源と、チャ
ンバー外に配置されチャンバー内の蒸発源に向けてレー
ザ光を照射するレーザ照射装置と、チャンバー内に蒸発
源と距離を隔て配置され基材を支持する導電性の基材ホ
ルダーと、基材ホルダーとチャンバーまたは蒸発源との
間に高周波電圧および直流電圧を印加する電源装置とを
備え、真空中で蒸発させた成膜材料を高周波電界により
イオン化したのち直流電界により基材の表面に付着させ
る。
できるイオンプレーティング装置を提供する。 【解決手段】 内部を真空にした導電性を有するチャン
バー内に配置され成膜材料を蒸発させる蒸発源と、チャ
ンバー外に配置されチャンバー内の蒸発源に向けてレー
ザ光を照射するレーザ照射装置と、チャンバー内に蒸発
源と距離を隔て配置され基材を支持する導電性の基材ホ
ルダーと、基材ホルダーとチャンバーまたは蒸発源との
間に高周波電圧および直流電圧を印加する電源装置とを
備え、真空中で蒸発させた成膜材料を高周波電界により
イオン化したのち直流電界により基材の表面に付着させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザを用いて
成膜材料を蒸発させるようにしたイオンプレーティング
装置に関するものである。
成膜材料を蒸発させるようにしたイオンプレーティング
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばプラスチックのような熱に
弱い基材の表面にその温度上昇を防止しながら金属をコ
ーティングすることができる装置として高真空型の無ガ
スイオンプレーティング装置（特許第１５６０３２７
号、特公平１−４８３４７号）が知られている。この装
置は、蒸発源と基材との間に安定した電界を形成し維持
することができるから、蒸発源と基材との間にアーク放
電の発生することがなく動作がきわめて安定であり、し
かも回り込み率が向上するため導電性および非導電性の
基材の表面に強固な薄膜を任意の厚さで均一に形成する
ことができるという利点を有している。
弱い基材の表面にその温度上昇を防止しながら金属をコ
ーティングすることができる装置として高真空型の無ガ
スイオンプレーティング装置（特許第１５６０３２７
号、特公平１−４８３４７号）が知られている。この装
置は、蒸発源と基材との間に安定した電界を形成し維持
することができるから、蒸発源と基材との間にアーク放
電の発生することがなく動作がきわめて安定であり、し
かも回り込み率が向上するため導電性および非導電性の
基材の表面に強固な薄膜を任意の厚さで均一に形成する
ことができるという利点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置では、成膜材料をフィラメントで加熱溶融し蒸発させ
ているために成膜材料の蒸発速度に限界があり、反応速
度を速めたり多量の基材の表面に連続的に薄膜を形成す
ることが難しいという欠点があった。この発明の目的
は、上記従来装置の欠点を改良することであり、成膜材
料を大量かつ迅速に蒸発させることのできるイオンプレ
ーティング装置を提供することである。
置では、成膜材料をフィラメントで加熱溶融し蒸発させ
ているために成膜材料の蒸発速度に限界があり、反応速
度を速めたり多量の基材の表面に連続的に薄膜を形成す
ることが難しいという欠点があった。この発明の目的
は、上記従来装置の欠点を改良することであり、成膜材
料を大量かつ迅速に蒸発させることのできるイオンプレ
ーティング装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
め、この発明のイオンプレーティング装置は、内部を真
空にした導電性を有するチャンバー内に配置され成膜材
料を蒸発させる蒸発源と、チャンバー外に配置されチャ
ンバー内の蒸発源に向けてレーザ光を照射するレーザ照
射装置と、チャンバー内に蒸発源と距離を隔て配置され
基材を支持する導電性の基材ホルダーと、基材ホルダー
とチャンバーまたは蒸発源との間に高周波電圧および直
流電圧を印加する電源装置とを備え、真空中で蒸発させ
た成膜材料を高周波電界によりイオン化したのち直流電
界により基材の表面に付着させるようにしている。ま
た、レーザ光源としてエキシマレーザ、ＹＡＧレーザま
たはＣＯ2レーザを用いたことを特徴としている。
め、この発明のイオンプレーティング装置は、内部を真
空にした導電性を有するチャンバー内に配置され成膜材
料を蒸発させる蒸発源と、チャンバー外に配置されチャ
ンバー内の蒸発源に向けてレーザ光を照射するレーザ照
射装置と、チャンバー内に蒸発源と距離を隔て配置され
基材を支持する導電性の基材ホルダーと、基材ホルダー
とチャンバーまたは蒸発源との間に高周波電圧および直
流電圧を印加する電源装置とを備え、真空中で蒸発させ
た成膜材料を高周波電界によりイオン化したのち直流電
界により基材の表面に付着させるようにしている。ま
た、レーザ光源としてエキシマレーザ、ＹＡＧレーザま
たはＣＯ2レーザを用いたことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】この発明実施の形態について、図
１を参照しながら説明する。導電性部材からなるチャン
バー１内が１／１０4〜１／１０5Ｔorr程度の真空に保
たれ、その中に成膜材料２を入れた蒸発源３と基材４を
支持する基材ホルダー５とが距離を隔てて対向配置され
ている。基材ホルダー５は、絶縁体６を介して導電性の
支持部材７に固定され、基材ホルダー５とチャンバー１
との間にコンデンサが形成されている。基材ホルダー５
とチャンバー１との間に、高周波電源８の電圧がマッチ
ングボックス９およびブロッキングコンデンサ１０を介
して印加され、かつ、直流電源１１の電圧がブロッキン
グコイル１２を介して基材ホルダー５が負となるように
印加されている。高周波電源８の周波数および電圧は、
２〜４０ＭＨz、５〜１０kＶ、また、直流電源１１の電
圧は、１００〜２０００Ｖの範囲でそれぞれ設定され
る。
１を参照しながら説明する。導電性部材からなるチャン
バー１内が１／１０4〜１／１０5Ｔorr程度の真空に保
たれ、その中に成膜材料２を入れた蒸発源３と基材４を
支持する基材ホルダー５とが距離を隔てて対向配置され
ている。基材ホルダー５は、絶縁体６を介して導電性の
支持部材７に固定され、基材ホルダー５とチャンバー１
との間にコンデンサが形成されている。基材ホルダー５
とチャンバー１との間に、高周波電源８の電圧がマッチ
ングボックス９およびブロッキングコンデンサ１０を介
して印加され、かつ、直流電源１１の電圧がブロッキン
グコイル１２を介して基材ホルダー５が負となるように
印加されている。高周波電源８の周波数および電圧は、
２〜４０ＭＨz、５〜１０kＶ、また、直流電源１１の電
圧は、１００〜２０００Ｖの範囲でそれぞれ設定され
る。
【０００６】チャンバー１の外側に、レーザ発振器１３
および走査ミラー１４から成るレーザ照射装置が設けら
れ、石英窓１５を通してチャンバー１内の蒸発源３に向
けてレーザ光を照射するようになっている。レーザ光源
としては、例えば、ＫrＦエキシマレーザが使用され、
レーザ光は、走査ミラー１４により走査されて蒸発源３
の成膜材料２に微小スポットで照射される。これにより
成膜材料２は瞬時に蒸発し、蒸発した成膜材料２が、基
材ホルダー５とチャンバー１との間に形成された高周波
電界の作用によりイオン化されたのち、バイアス電界の
作用により基材４の表面に射突して付着し、基材４表面
に強い付着力を持った薄膜が反応時間に応じた厚さで形
成される。
および走査ミラー１４から成るレーザ照射装置が設けら
れ、石英窓１５を通してチャンバー１内の蒸発源３に向
けてレーザ光を照射するようになっている。レーザ光源
としては、例えば、ＫrＦエキシマレーザが使用され、
レーザ光は、走査ミラー１４により走査されて蒸発源３
の成膜材料２に微小スポットで照射される。これにより
成膜材料２は瞬時に蒸発し、蒸発した成膜材料２が、基
材ホルダー５とチャンバー１との間に形成された高周波
電界の作用によりイオン化されたのち、バイアス電界の
作用により基材４の表面に射突して付着し、基材４表面
に強い付着力を持った薄膜が反応時間に応じた厚さで形
成される。
【０００７】レーザによる照射は、蒸発源物質をその組
成を維持したまま蒸発させることは知られているが、小
面積に集中してエネルギーを注入するため、成膜材料２
の金属や化合物の一部は分解して蒸発する。しかし、プ
ラズマ空間および基材４の表面において再結合反応が生
じ、ストイキオメトリ（蒸発源物質と化学量論比の同
じ）のよい成膜が得られる。レーザ光源としては、Ｋr
Ｆエキシマレーザに限らず、他の（例えば、ＫrＦ）エ
キシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ等を使用す
ることができる。
成を維持したまま蒸発させることは知られているが、小
面積に集中してエネルギーを注入するため、成膜材料２
の金属や化合物の一部は分解して蒸発する。しかし、プ
ラズマ空間および基材４の表面において再結合反応が生
じ、ストイキオメトリ（蒸発源物質と化学量論比の同
じ）のよい成膜が得られる。レーザ光源としては、Ｋr
Ｆエキシマレーザに限らず、他の（例えば、ＫrＦ）エ
キシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ等を使用す
ることができる。
【０００８】高周波電源８および直流電源１１の電圧
を、基材ホルダー５とチャンバー１との間でなく、基材
ホルダー５と蒸発源３との間に印加することもでき、そ
の場合でも動作はほとんど同様である。成膜材料の蒸発
速度が速いため反応を高速で進行させることがてきるか
ら、インライン型または枚葉式の連続処理方式を用いる
こともできる。
を、基材ホルダー５とチャンバー１との間でなく、基材
ホルダー５と蒸発源３との間に印加することもでき、そ
の場合でも動作はほとんど同様である。成膜材料の蒸発
速度が速いため反応を高速で進行させることがてきるか
ら、インライン型または枚葉式の連続処理方式を用いる
こともできる。
【図１】この発明のイオンプレーティング装置の概要を
示す原理図
示す原理図
１ チャンバー ２ 成膜材料 ３ 蒸発源
４ 基材 ５ 基材ホルダー ６ 絶縁体 ７ 支持部材
８ 高周波電源 ９ マッチングボックス １０ ブロッキングコ
ンデンサ １１ 直流電源 １２ ブロッキングコイル １
３ レーザ発振器 １４ 走査ミラー １５ 石英窓１５
４ 基材 ５ 基材ホルダー ６ 絶縁体 ７ 支持部材
８ 高周波電源 ９ マッチングボックス １０ ブロッキングコ
ンデンサ １１ 直流電源 １２ ブロッキングコイル １
３ レーザ発振器 １４ 走査ミラー １５ 石英窓１５
Claims (6)
- 【請求項１】内部を真空にした導電性を有するチャンバ
ー内に配置され成膜材料を蒸発させる蒸発源と、チャン
バー外に配置されチャンバー内の蒸発源に向けてレーザ
光を照射するレーザ照射装置と、チャンバー内に蒸発源
と距離を隔て配置され基材を支持する導電性の基材ホル
ダーと、基材ホルダーとチャンバーまたは蒸発源との間
に高周波電圧および直流電圧を印加する電源装置とを備
え、真空中で蒸発させた成膜材料を高周波電界によりイ
オン化したのち直流電界により基材の表面に付着させる
ことを特徴とするイオンプレーティング装置。 - 【請求項２】レーザ光源としてエキシマレーザを用いた
ことを特徴とする請求項１のイオンプレーティング装
置。 - 【請求項３】レーザ光の波長が４００ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項２のイオンプレーティング装置。 - 【請求項４】レーザ光源としてＹＡＧレーザを用いたこ
とを特徴とする請求項１のイオンプレーティング装置。 - 【請求項５】レーザ光源としてＣＯ2レーザを用いたこ
とを特徴とする請求項１のイオンプレーティング装置。 - 【請求項６】インライン型または枚葉式の連続処理方式
を用いたことを特徴とする請求項１、２、３または４の
イオンプレーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3422296A JPH09209128A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 蒸発源にレーザを用いたイオンプレーティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3422296A JPH09209128A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 蒸発源にレーザを用いたイオンプレーティング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209128A true JPH09209128A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12408127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3422296A Pending JPH09209128A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 蒸発源にレーザを用いたイオンプレーティング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09209128A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1325969A2 (en) * | 2001-12-17 | 2003-07-09 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Ion plating method and system for forming a wiring on a semiconductor device |
| JP2015081358A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 三井造船株式会社 | 皮膜形成装置及び皮膜形成方法 |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP3422296A patent/JPH09209128A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1325969A2 (en) * | 2001-12-17 | 2003-07-09 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Ion plating method and system for forming a wiring on a semiconductor device |
| EP1325969A3 (en) * | 2001-12-17 | 2003-08-06 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Ion plating method and system for forming a wiring on a semiconductor device |
| JP2015081358A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 三井造船株式会社 | 皮膜形成装置及び皮膜形成方法 |
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