JPS60124923A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS60124923A JPS60124923A JP23557383A JP23557383A JPS60124923A JP S60124923 A JPS60124923 A JP S60124923A JP 23557383 A JP23557383 A JP 23557383A JP 23557383 A JP23557383 A JP 23557383A JP S60124923 A JPS60124923 A JP S60124923A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- substrate
- nozzle
- vapor
- deposited
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、薄膜蒸着装置に関し、特にクラスタイオンビ
ーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場合の蒸気発生源
の改良に関するものである。
ーム蒸着法により薄膜を蒸着形成する場合の蒸気発生源
の改良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ャ
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。
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ャ
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図に示すものがあった。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。
第１図及び第２図に示すものがあった。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。
４は直径１ｍｍ〜２＋ｎＩｎのノズル４ａが設けられた
密閉形るつぼで、これは通富カーボン製である。
密閉形るつぼで、これは通富カーボン製である。
そしてこのるつぼ４には基板に蒸着されるべき蒸着物質
、例えば銅（Ｃｕ） 、コハル） （Ｇｏ）等の粉末状
金属５が収容される。６は上記るつぼ４に熱電子を照射
し、これの加熱を行なうボンバード用フィラメント、７
はモリブデン（Ｍｏ＞やタンタル（Ｔａ）等で形成され
上記フィラメント６からの輻射熱を遮断する熱シールド
板であり、上記るつぼ４、ボンバード用フィラメント６
及び熱シールド坂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。
、例えば銅（Ｃｕ） 、コハル） （Ｇｏ）等の粉末状
金属５が収容される。６は上記るつぼ４に熱電子を照射
し、これの加熱を行なうボンバード用フィラメント、７
はモリブデン（Ｍｏ＞やタンタル（Ｔａ）等で形成され
上記フィラメント６からの輻射熱を遮断する熱シールド
板であり、上記るつぼ４、ボンバード用フィラメント６
及び熱シールド坂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。
９は２０００℃以上に熱せられてイオン化用の熱電子１
３を放出するイオン化フィラメント、１０は該イオン化
フィラメント９から放出された熱電子１３を加速する電
子引き出し電極、１１はイオン化フィラメント９からの
輻射熱を遮断する熱シールド板であり、上記イオン化フ
ィラメント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。
３を放出するイオン化フィラメント、１０は該イオン化
フィラメント９から放出された熱電子１３を加速する電
子引き出し電極、１１はイオン化フィラメント９からの
輻射熱を遮断する熱シールド板であり、上記イオン化フ
ィラメント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。
１４は上記イオン化されたクラスタ・イオン１６を加速
してこれを基ｉ１８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
縁支持部平Ａ、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。
してこれを基ｉ１８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
縁支持部平Ａ、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。
まず蒸着すべき金属５をるつぼ４内に充虜し、上記真空
排気装置により真空槽１内の空気を排気−〇 して該真空槽１内を１０ Ｔｏｒｒ程度の真空度にする
。
排気装置により真空槽１内の空気を排気−〇 して該真空槽１内を１０ Ｔｏｒｒ程度の真空度にする
。
次′いで、ボンバード用フィラメント６に通電して２０
００〜２２００℃まで発熱せしめ、該ボンバード用フィ
ラメント−６からの輻射熱により、または該フィラメン
ｌ−６から放出される熱電子をるつは４に衝突させるこ
と、即ち電子衝撃によって、該るつぼ４内の金属５を加
熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内の金属蒸気圧が
０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になるまで昇温すると、ノズ
ル４ａから噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽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。
００〜２２００℃まで発熱せしめ、該ボンバード用フィ
ラメント−６からの輻射熱により、または該フィラメン
ｌ−６から放出される熱電子をるつは４に衝突させるこ
と、即ち電子衝撃によって、該るつぼ４内の金属５を加
熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ４内の金属蒸気圧が
０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になるまで昇温すると、ノズ
ル４ａから噴出した金属蒸気は、るつぼ４と真空槽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、イオン化フィ
ラメント９から電子引き出し電極ＩＯによって引き出さ
れた熱電子１３と衝突し、このため上記クラスタ（ビー
ム１７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ＩＯと
の間に形成された電界により適度に加速されて基＠１８
に衝突し、これにより該基板１８上に薄膜が蒸着形成さ
れる。またこの際、イオン化されていない中性クラスタ
１５は、上記るつぼ４から噴出された運動エネルギでも
って上記基板１８に衝突し、上記クラスタ・イオン１６
とともに該基板１日上に蒸着される。
ラメント９から電子引き出し電極ＩＯによって引き出さ
れた熱電子１３と衝突し、このため上記クラスタ（ビー
ム１７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ＩＯと
の間に形成された電界により適度に加速されて基＠１８
に衝突し、これにより該基板１８上に薄膜が蒸着形成さ
れる。またこの際、イオン化されていない中性クラスタ
１５は、上記るつぼ４から噴出された運動エネルギでも
って上記基板１８に衝突し、上記クラスタ・イオン１６
とともに該基板１日上に蒸着される。
ところで、このような装置においてはるつば４のノズル
４ａ部分の温度を上げておかないと、るつぼ４内で蒸気
化された蒸着物質５はこのノズル４３部分で冷却されて
液滴となり、該ノズル４ａ部分を塞いでしまう恐れがあ
る。従って従来の装置では、るつぼ４のふた全面を加熱
することによりこれを防いでいた。ところが装置の構成
上、即ちクラスタビーム１７が上方へ噴出されるよう、
るつぼ４の上方は熱シールド板を設置することができず
、このため従来装置におりる熱損失の半分以上はこのる
つば４のふたから上方へ逃げる熱によるものであった。
４ａ部分の温度を上げておかないと、るつぼ４内で蒸気
化された蒸着物質５はこのノズル４３部分で冷却されて
液滴となり、該ノズル４ａ部分を塞いでしまう恐れがあ
る。従って従来の装置では、るつぼ４のふた全面を加熱
することによりこれを防いでいた。ところが装置の構成
上、即ちクラスタビーム１７が上方へ噴出されるよう、
るつぼ４の上方は熱シールド板を設置することができず
、このため従来装置におりる熱損失の半分以上はこのる
つば４のふたから上方へ逃げる熱によるものであった。
そしてこの上方へ逃げる熱は基板１８の温度を上昇させ
ることにもなり、該基板１８として高分子シート等耐熱
性の低いものは使用できないという問題があった。
ることにもなり、該基板１８として高分子シート等耐熱
性の低いものは使用できないという問題があった。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、るつぼ
のノズル周辺をレーザー光等のビーム照射により局部的
に加熱することにより、熱損失が少なく、かつ基板の温
度上昇を防止できる薄膜蒸着装置を提供することを目的
としている。
のノズル周辺をレーザー光等のビーム照射により局部的
に加熱することにより、熱損失が少なく、かつ基板の温
度上昇を防止できる薄膜蒸着装置を提供することを目的
としている。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第３図は本発明の一実施例による薄膜蒸着装置を模式的
に示す概略構成図であり、図において、第１図と同一符
号は同−又は相当部分を示す。３０はレーザー発振器（
ビーム発生源）であり、このレーザー発振器３０はその
レーザー光３１がるつぼ４のノズル４ａ周辺に照射され
るように配置されている。また、本実施例装置において
は、特にるつぼ４のふた、即ちノズル４ａ部分を加熱す
るためのボンバード用フィラメント６は必要でなく、従
って該フィラメント６は従来の装置のようにるつぼ４の
上部にまでは配置されていない。
に示す概略構成図であり、図において、第１図と同一符
号は同−又は相当部分を示す。３０はレーザー発振器（
ビーム発生源）であり、このレーザー発振器３０はその
レーザー光３１がるつぼ４のノズル４ａ周辺に照射され
るように配置されている。また、本実施例装置において
は、特にるつぼ４のふた、即ちノズル４ａ部分を加熱す
るためのボンバード用フィラメント６は必要でなく、従
って該フィラメント６は従来の装置のようにるつぼ４の
上部にまでは配置されていない。
次に動作について説明する。
まず、従来の装置における場合と同様に、基板１８を基
板ホルダ２２により支持し、蒸着物質５をるつぼ４内に
収容し、真空槽１内を真空排気装置によりＩＱ Ｔｏｒ
ｒ程度の真空度に排気し、次いで、ボンバード用フィラ
メント６によりるつば４内の蒸着物質５をその蒸気圧が
０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる温度に昇温する。
板ホルダ２２により支持し、蒸着物質５をるつぼ４内に
収容し、真空槽１内を真空排気装置によりＩＱ Ｔｏｒ
ｒ程度の真空度に排気し、次いで、ボンバード用フィラ
メント６によりるつば４内の蒸着物質５をその蒸気圧が
０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる温度に昇温する。
この際、本実施例装置においては、レーザー発振器３０
からのレーザー光３１をるつぼ４のノズル４ａ周辺に照
射しているので、上記るつぼ４のふたにおける温度分布
は第４図に示すように、そのノズル４ａ部分が局部的に
高温度になっている。
からのレーザー光３１をるつぼ４のノズル４ａ周辺に照
射しているので、上記るつぼ４のふたにおける温度分布
は第４図に示すように、そのノズル４ａ部分が局部的に
高温度になっている。
従って上記るつぼ４内で蒸気化された蒸着物質５は、ノ
ズル部４ａで液滴となるようなこともなく、真空中に噴
出される。
ズル部４ａで液滴となるようなこともなく、真空中に噴
出される。
このようにして上記ノズル４ａから噴出された蒸着物質
蒸気はクラスタとなり、該クラスタの一部はイオン化手
段１２による熱電子１３によってイオン化されてクラス
タ・イオン１６となる。そしてこのクラスタ・イオン１
６は、加速電極１４と電子引き出し電極１０との間に形
成された電界によって適度に加速されて基板１８に衝突
し、これにより基＠１８上に薄膜が蒸着形成される。ま
たこの際、中性クラスタ１５は上記るっぽ４がら噴出さ
れた運動エネルギでもって上記基板１８に衝突し、上記
クラスタ・イオン１Ｇとともに該基板１８上に蒸着され
る。
蒸気はクラスタとなり、該クラスタの一部はイオン化手
段１２による熱電子１３によってイオン化されてクラス
タ・イオン１６となる。そしてこのクラスタ・イオン１
６は、加速電極１４と電子引き出し電極１０との間に形
成された電界によって適度に加速されて基板１８に衝突
し、これにより基＠１８上に薄膜が蒸着形成される。ま
たこの際、中性クラスタ１５は上記るっぽ４がら噴出さ
れた運動エネルギでもって上記基板１８に衝突し、上記
クラスタ・イオン１Ｇとともに該基板１８上に蒸着され
る。
このような本実施例装置では、るつぼ４のノズル４ａ周
辺をレーザー光３１の照射によって局部的に加熱し、こ
れにより該ノズル４ａ部分で蒸着物質蒸気が液滴となる
のを防止するようにしたので、従来のようにるつぼ４の
ふた全面を加熱する場合に比べて熱損失が著しく少な（
なり、装置の運転に必要な電力を大幅に低減することが
できる。
辺をレーザー光３１の照射によって局部的に加熱し、こ
れにより該ノズル４ａ部分で蒸着物質蒸気が液滴となる
のを防止するようにしたので、従来のようにるつぼ４の
ふた全面を加熱する場合に比べて熱損失が著しく少な（
なり、装置の運転に必要な電力を大幅に低減することが
できる。
また、」ニラるつぼ４のふたから上方へ逃げる熱が低減
されるので、基板１８が温度上昇してしまうこともなく
、基板材料が制限されたり、薄膜形成に不都合が生じた
りするようなこともない。
されるので、基板１８が温度上昇してしまうこともなく
、基板材料が制限されたり、薄膜形成に不都合が生じた
りするようなこともない。
なお、上記実施例ではるつぼのノズル周辺を加熱するの
にレーザー発振器によるレーザー光を用いたが、これは
電子銃による電子ビームを用いても上記実施例と同様の
効果が得られる。
にレーザー発振器によるレーザー光を用いたが、これは
電子銃による電子ビームを用いても上記実施例と同様の
効果が得られる。
以上のように、本発明に係る薄膜蒸着装置によれば、る
つぼのノズル周辺をレーザー光等のビーム照射により局
部的に加熱するようにしたので、蒸着物質の液滴がるつ
ぼのノズル部に付着し該ノズル部を閉塞するのを非常に
小さい電力でもって防止でき、かつ基板の温度上昇を防
止してこれによる薄膜形成時の不具合を解消できる効果
がある。
つぼのノズル周辺をレーザー光等のビーム照射により局
部的に加熱するようにしたので、蒸着物質の液滴がるつ
ぼのノズル部に付着し該ノズル部を閉塞するのを非常に
小さい電力でもって防止でき、かつ基板の温度上昇を防
止してこれによる薄膜形成時の不具合を解消できる効果
がある。
第１図は従来の薄膜蒸着装置の概略構成図、第２図はそ
の真空槽内を示す斜視図、第３図は本発明の一実施例に
よる薄膜蒸着装置の概略構成図、第４図はその動作を説
明するための図である。 １−・・真空槽、４・・・るつぼ、４ａ・・・ノズル、
６・・・ボンバード用フィラメント（加熱手段）、８・
・・蒸気発生源、１２・・・イオン化手段、１４・・・
加速電極、１５・・・中性クラスタ、１６・・・クラス
タ・イオン、１８・・・基板、３０・・・レーザー発振
器【ビーム発生源）。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図
の真空槽内を示す斜視図、第３図は本発明の一実施例に
よる薄膜蒸着装置の概略構成図、第４図はその動作を説
明するための図である。 １−・・真空槽、４・・・るつぼ、４ａ・・・ノズル、
６・・・ボンバード用フィラメント（加熱手段）、８・
・・蒸気発生源、１２・・・イオン化手段、１４・・・
加速電極、１５・・・中性クラスタ、１６・・・クラス
タ・イオン、１８・・・基板、３０・・・レーザー発振
器【ビーム発生源）。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- （１） 所定の真空度に保持された真空槽と、該真空槽
内に設けられ少なくとも１つのノズルを有しその内部に
蒸着物質が充填されたるつぼ、及びこのるつぼを加熱し
て上記蒸着物質の蒸気を発生せしめる加熱手段からなり
上記蒸着物質の蒸気を上記真空槽内に噴出して該蒸気中
の多数の原子が緩く結合したクラスタを発生ずる蒸気発
生源と、上記るつぼのノズル周辺をビーム照射により局
部的に加熱するビーム発生源と、上記蒸気発生源からの
クラスタをイオン化するイオン化手段と、該イオン化さ
れたクラスタ・イオンを加速しこれをイオン化され一部
いない中性クラスタとともに基板に衝突させて薄膜を蒸
着させる加速電極とを備えたことを特徴とする薄膜蒸着
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23557383A JPS60124923A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23557383A JPS60124923A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124923A true JPS60124923A (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=16987988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23557383A Pending JPS60124923A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124923A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7862855B2 (en) * | 2005-01-06 | 2011-01-04 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Controlling effusion cell of deposition system |
| CN113853447A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-28 | Lg电子株式会社 | 沉积装置系统 |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23557383A patent/JPS60124923A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7862855B2 (en) * | 2005-01-06 | 2011-01-04 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Controlling effusion cell of deposition system |
| CN113853447A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-28 | Lg电子株式会社 | 沉积装置系统 |
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