JPS5967366A - 真空蒸着法 - Google Patents
真空蒸着法Info
- Publication number
- JPS5967366A JPS5967366A JP17788282A JP17788282A JPS5967366A JP S5967366 A JPS5967366 A JP S5967366A JP 17788282 A JP17788282 A JP 17788282A JP 17788282 A JP17788282 A JP 17788282A JP S5967366 A JPS5967366 A JP S5967366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- source
- deposition source
- evaporation
- plasma
- 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.)
- Pending
Links
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
- C23C14/24—Vacuum evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、薄膜を形成するための真空蒸着法において
、蒸着源を清浄にするための処理方法に関するものであ
る。
、蒸着源を清浄にするための処理方法に関するものであ
る。
真空蒸着法によって得られる薄膜の性質は、蒸着時の真
空度、蒸着速度、基板温度、蒸着源の清浄度などによっ
て大きく左右される。このうちの蒸着源の清浄度を決め
る要案には、−第１に蒸着源白痢の純度、第２に吸蔵ガ
ス、第３に表面の汚染層がある。第１及び第２の要素は
蒸着源の製造メーカーの製造技術に依存するものである
。さらに第３の要素である表面の汚染層は主に空気中に
含まれろ水分と反応した酸化物層であり、製造メーカー
側では例えば真空包装による出荷によって汚染層の生成
を防止でき、使用側にあっては従来使用前に表面を化学
エツチングしたり、機械的に削り取ったりして汚染層を
除去していた。この後に基板上に蒸着源を溶融蒸発させ
て薄膜を形成するのである。このような従来の方法にお
いては蒸着源の表面の汚染層を完全に除去した状態で溶
融蒸発させることは不可能であった。汚染した蒸着源を
溶解すると溶融物の表面上に未溶解の酸化物からなるい
わゆる「カス」が浮遊する、この様な状態は蒸着速度の
安定制御を困難にしたり、またカスが粒子状で飛散した
りする。この結果として不純物を含み、かつ凹凸やピン
ホールの多い品質の劣った薄膜が生成される。
空度、蒸着速度、基板温度、蒸着源の清浄度などによっ
て大きく左右される。このうちの蒸着源の清浄度を決め
る要案には、−第１に蒸着源白痢の純度、第２に吸蔵ガ
ス、第３に表面の汚染層がある。第１及び第２の要素は
蒸着源の製造メーカーの製造技術に依存するものである
。さらに第３の要素である表面の汚染層は主に空気中に
含まれろ水分と反応した酸化物層であり、製造メーカー
側では例えば真空包装による出荷によって汚染層の生成
を防止でき、使用側にあっては従来使用前に表面を化学
エツチングしたり、機械的に削り取ったりして汚染層を
除去していた。この後に基板上に蒸着源を溶融蒸発させ
て薄膜を形成するのである。このような従来の方法にお
いては蒸着源の表面の汚染層を完全に除去した状態で溶
融蒸発させることは不可能であった。汚染した蒸着源を
溶解すると溶融物の表面上に未溶解の酸化物からなるい
わゆる「カス」が浮遊する、この様な状態は蒸着速度の
安定制御を困難にしたり、またカスが粒子状で飛散した
りする。この結果として不純物を含み、かつ凹凸やピン
ホールの多い品質の劣った薄膜が生成される。
従来の方法は以上のようであるので、蒸着源の汚染層を
完全に取り除くことができず、このためすぐれた膜質を
もつ薄膜を形成することができなかった。
完全に取り除くことができず、このためすぐれた膜質を
もつ薄膜を形成することができなかった。
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、水素を有するガスのプラズマ中で
蒸着源に負バイアスをかけて溶解処理を行なうことによ
り蒸着源の汚染層を取り除き、すぐれた膜質をもつ薄膜
を得ることを目的とし−Ｃいる。
めになされたもので、水素を有するガスのプラズマ中で
蒸着源に負バイアスをかけて溶解処理を行なうことによ
り蒸着源の汚染層を取り除き、すぐれた膜質をもつ薄膜
を得ることを目的とし−Ｃいる。
次にこの発明の方法について説明する。水素プラズマ中
で蒸着源を溶解さけ−ると、水素のもつ非常に強い還元
性とプラズマ状態特有の化学的活性によって溶融物の表
面に浮遊するカスは短時間のうぢに水素に還元されて完
全に除去される。
で蒸着源を溶解さけ−ると、水素のもつ非常に強い還元
性とプラズマ状態特有の化学的活性によって溶融物の表
面に浮遊するカスは短時間のうぢに水素に還元されて完
全に除去される。
さらに溶融している蒸着源に負バイアスをかけることに
よってプラズマ中でイオン化した水素イオンが汚染層で
ある金属の酸化物中の０２−と結合しやすくなるため処
理効率は飛曜的に向−ヒする。
よってプラズマ中でイオン化した水素イオンが汚染層で
ある金属の酸化物中の０２−と結合しやすくなるため処
理効率は飛曜的に向−ヒする。
以上に述べた化学と化は（１１式によって説明すること
ができる。
ができる。
ＩＡＯ＋ ８２−１４ ＋ Ｈ２Ｏ・・・・・・・・・
・・（１）ここでＭは２価金属を表わす、カスを構成し
ている金属酸化物１．４０は活性な水素プラズマによる
還元反応によって金属Ｍと水Ｆ１２０を生成する。生成
した水は金属の溶解温度および１０−”Ｔｏｒｒの真空
度は においで完全に気化して系外に排出される。
・・（１）ここでＭは２価金属を表わす、カスを構成し
ている金属酸化物１．４０は活性な水素プラズマによる
還元反応によって金属Ｍと水Ｆ１２０を生成する。生成
した水は金属の溶解温度および１０−”Ｔｏｒｒの真空
度は においで完全に気化して系外に排出される。
次にこの発明を一実施例をあげてさらに詳細に説明する
。この発明を実施するためには図面に示すようにプラズ
マ発生に必要な放電電極（１）、電源（２）およびガス
供給装置＋３１ 、そして蒸着源（４）にバイアスをか
けるために必要な直流電源（５１に接続された蒸着源加
熱用ヒーター（６）を備えた真空蒸着装置を使用しなけ
ればならない。このような装置に基板（７）および蒸着
源（４）を設置し、メインバルブ（１０）を開き、排気
装置■を用いてベルジャ（２１）の真空度を１０−７〜
１Ｏ−８Ｔｏｒｒにする。次にストップバルブ（８１を
全開にし、バリアプルリークバルブ（９）の開度を調節
して、排気系の正常動作領域が維持できる圧力範囲で水
素を有するガス、例えば水素あるいは水素とアルゴンの
混合ガスを導入する。次にメインバルブ（１０１の開度
を調節してベルジャ内の圧力を正常なプラズマが得られ
る領域、たとえば１×１０ ’ｒｏｒｒに設定する、
この圧力を一定に保って放電電極ｆｉ＋に電源（２）か
ら商用周波数で５０〜６０Ｈ２て１５〜２０１ぐ■また
は１３．５６ ＭＨｚでＩ ＫＶ以下の高周波電力を印
加し、水素あるいは水素とアルゴンの混合ガスのプラズ
マを発生させる。次に直流電源（５）から供給される電
圧によって蒸着源加熱用ヒータ（６）に負バイアスをか
ける、この状態で蒸着源加熱用ヒーター（６）に制御電
源（１υから５ＱＨｚまたは溶 ５ＱＨｚ交流を通電し、蒸着源（４）を融させる。この
とき水晶振動子（１８）を利用した蒸Ｒ速度計０２）で
蒸着源（４）が蒸発しないように蒸着源加熱用ヒーター
（６）への通電電流を調節する。表面に浮遊したカスは
１０〜３０分間で完全に除去され、溶融表面が清浄にな
ったことがベルジャ（２１）に設けたのぞき窓（１３）
を通して確認できる。この処理をしている間は基板ボル
ダ−θ９）に取りつけられた基板（７）の近傍に設けた
シャッター圓で基板（７）をおおっておく。これはプラ
ズマにさらされることによる基板表面構成物の変化を防
止するためである。
。この発明を実施するためには図面に示すようにプラズ
マ発生に必要な放電電極（１）、電源（２）およびガス
供給装置＋３１ 、そして蒸着源（４）にバイアスをか
けるために必要な直流電源（５１に接続された蒸着源加
熱用ヒーター（６）を備えた真空蒸着装置を使用しなけ
ればならない。このような装置に基板（７）および蒸着
源（４）を設置し、メインバルブ（１０）を開き、排気
装置■を用いてベルジャ（２１）の真空度を１０−７〜
１Ｏ−８Ｔｏｒｒにする。次にストップバルブ（８１を
全開にし、バリアプルリークバルブ（９）の開度を調節
して、排気系の正常動作領域が維持できる圧力範囲で水
素を有するガス、例えば水素あるいは水素とアルゴンの
混合ガスを導入する。次にメインバルブ（１０１の開度
を調節してベルジャ内の圧力を正常なプラズマが得られ
る領域、たとえば１×１０ ’ｒｏｒｒに設定する、
この圧力を一定に保って放電電極ｆｉ＋に電源（２）か
ら商用周波数で５０〜６０Ｈ２て１５〜２０１ぐ■また
は１３．５６ ＭＨｚでＩ ＫＶ以下の高周波電力を印
加し、水素あるいは水素とアルゴンの混合ガスのプラズ
マを発生させる。次に直流電源（５）から供給される電
圧によって蒸着源加熱用ヒータ（６）に負バイアスをか
ける、この状態で蒸着源加熱用ヒーター（６）に制御電
源（１υから５ＱＨｚまたは溶 ５ＱＨｚ交流を通電し、蒸着源（４）を融させる。この
とき水晶振動子（１８）を利用した蒸Ｒ速度計０２）で
蒸着源（４）が蒸発しないように蒸着源加熱用ヒーター
（６）への通電電流を調節する。表面に浮遊したカスは
１０〜３０分間で完全に除去され、溶融表面が清浄にな
ったことがベルジャ（２１）に設けたのぞき窓（１３）
を通して確認できる。この処理をしている間は基板ボル
ダ−θ９）に取りつけられた基板（７）の近傍に設けた
シャッター圓で基板（７）をおおっておく。これはプラ
ズマにさらされることによる基板表面構成物の変化を防
止するためである。
次の表に高周波プラズマによるクリーニング処理の一例
を示す。
を示す。
上表において電流は図面に示した電流計（１５）の指示
値である６クリーニング処理を終了後、電圧印加および
カス供給を停止し、ベルジャｉ２］）内の圧力を電離真
空計０６）でモニターしながら１０ 〜１０ ’ｌ’ｏ
ｒｒにした後、再び溶融して蒸着源（４）のガス出しを
行なう。次にシャッター０４）を移動させ水晶振動子式
の膜厚計（１カおよび速度計（１２）をモニターしなが
ら蒸着を行ない基板（７）上に所定の膜厚を得る、この
方法により、従来より不純物の少ない薄膜を生成するこ
とが−Ｃきる。また蒸着の直前に実施するカス出しの時
の放出ガス量はクリーニング処理を実施した場合従来に
比べて前章に少なくなるため、薄膜表面の放出ガスの飛
散による影響は少なくなる。
値である６クリーニング処理を終了後、電圧印加および
カス供給を停止し、ベルジャｉ２］）内の圧力を電離真
空計０６）でモニターしながら１０ 〜１０ ’ｌ’ｏ
ｒｒにした後、再び溶融して蒸着源（４）のガス出しを
行なう。次にシャッター０４）を移動させ水晶振動子式
の膜厚計（１カおよび速度計（１２）をモニターしなが
ら蒸着を行ない基板（７）上に所定の膜厚を得る、この
方法により、従来より不純物の少ない薄膜を生成するこ
とが−Ｃきる。また蒸着の直前に実施するカス出しの時
の放出ガス量はクリーニング処理を実施した場合従来に
比べて前章に少なくなるため、薄膜表面の放出ガスの飛
散による影響は少なくなる。
以上述べたように水素を有するガスのプラズマ中でＸ／
＜電源に負バイアスをかけて溶解処理することにより形
成した薄膜表面のカスの飛散による凹凸がほとんどなく
、そのうえハ（へ中にとり込まれる不純物のＩ」が従来
に比べて少なくなるなどの利点がある。このように１莫
質が向上することにより、例えばジョセフソン素子の製
造におい−ては電気的特性の再現性の向」−がみられ、
そのうえ耐久性が改善される。さらに薄膜を機能素子と
した電子部品の製造において、高品質の材料が得られる
効果が期待される。
＜電源に負バイアスをかけて溶解処理することにより形
成した薄膜表面のカスの飛散による凹凸がほとんどなく
、そのうえハ（へ中にとり込まれる不純物のＩ」が従来
に比べて少なくなるなどの利点がある。このように１莫
質が向上することにより、例えばジョセフソン素子の製
造におい−ては電気的特性の再現性の向」−がみられ、
そのうえ耐久性が改善される。さらに薄膜を機能素子と
した電子部品の製造において、高品質の材料が得られる
効果が期待される。
図面はこの発明の一実施例の真空蒸着法による薄膜形成
を行なうためのプラズマ処理装置の構成図である。 （１）・・・放電電極、（２）・電源、（３）・・ガス
供給装置、（４）・・・蒸着源、１５１・・・直流電源
、（６）・蒸着源加熱用ヒーター、（７）・・・基板、
（８１・・・ストップバルブ、（９）・・・バリアプル
リークバルブ、（１０）・・メインバルブ、（２ｏ）・
・排気装置、（２１）・ベルジャ。 代理人 葛野信−
を行なうためのプラズマ処理装置の構成図である。 （１）・・・放電電極、（２）・電源、（３）・・ガス
供給装置、（４）・・・蒸着源、１５１・・・直流電源
、（６）・蒸着源加熱用ヒーター、（７）・・・基板、
（８１・・・ストップバルブ、（９）・・・バリアプル
リークバルブ、（１０）・・メインバルブ、（２ｏ）・
・排気装置、（２１）・ベルジャ。 代理人 葛野信−
Claims (1)
- 水素を有するガスのプラズマ中で、蒸着源に負バイアス
をかけて溶解処理した後、基板上に上記蒸着源のＲ膜を
形成するようにしたことを特徴とする真空蒸着法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17788282A JPS5967366A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 真空蒸着法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17788282A JPS5967366A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 真空蒸着法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967366A true JPS5967366A (ja) | 1984-04-17 |
Family
ID=16038700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17788282A Pending JPS5967366A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 真空蒸着法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016196695A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 住友化学株式会社 | 高純度アルミニウム粒材およびその製造方法 |
-
1982
- 1982-10-08 JP JP17788282A patent/JPS5967366A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016196695A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 住友化学株式会社 | 高純度アルミニウム粒材およびその製造方法 |
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