JPS60124930A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS60124930A JPS60124930A JP23558183A JP23558183A JPS60124930A JP S60124930 A JPS60124930 A JP S60124930A JP 23558183 A JP23558183 A JP 23558183A JP 23558183 A JP23558183 A JP 23558183A JP S60124930 A JPS60124930 A JP S60124930A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- mask
- crucible
- thin film
- vapor deposition
- 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
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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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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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、特にクラスタものであ
る。
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（塊状原子築団）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（塊状原子築団）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１ｊｉｍ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、■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。
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、■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ｆＥ径１ ｍｍ〜２’ｎ＋ｍのノズル４ａが設けら
れた密閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき蒸
発物質、例えばｌ１ｌ（Ｃｕ）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は該フィラメント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及び熱シールド板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−ｌしめる蒸気発生源８が形成されて
いる。
れた密閉形るつぼで、これには基板に蒸着されるべき蒸
発物質、例えばｌ１ｌ（Ｃｕ）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は該フィラメント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及び熱シールド板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−ｌしめる蒸気発生源８が形成されて
いる。
なお、１９は１−記熱シールド板７を支持する絶縁支持
部材、２０は上記るっぽ４を支持する支持台である。
部材、２０は上記るっぽ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
してこれをイオン化されていない中性クラスタ１５とと
もに基板１８に（石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１０
ｋＶまでの電位を印加できる。なお、２４は加速電極１
４を支持する絶縁支持部材、２２は基ｆｉｉｓ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
支持部材、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。
してこれをイオン化されていない中性クラスタ１５とと
もに基板１８に（石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１０
ｋＶまでの電位を印加できる。なお、２４は加速電極１
４を支持する絶縁支持部材、２２は基ｆｉｉｓ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
支持部材、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。
基板１８に銅薄膜を蒸着形成する場合について説明する
と、まず銅５をるっぽ４内に充填し、上記真空排気装置
により真空槽１内の空気を排気して該真空槽１内を１０
Ｔｏｒｒ程度の真空度にする。
と、まず銅５をるっぽ４内に充填し、上記真空排気装置
により真空槽１内の空気を排気して該真空槽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に通電して発熱せ
しめ、該ボンバード用フィラメント６がらの輻射熱によ
り、または該フィラメント６から放出される熱電子をる
つぼ４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、該る
つぼ４内の銅５を加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ
４内が銅５の蒸気圧がＯ，Ｌ〜１０Ｔｏｒｒ程度になる
温度（１５００〜１８００℃）に昇温すると、ノズル４
ａ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。
しめ、該ボンバード用フィラメント６がらの輻射熱によ
り、または該フィラメント６から放出される熱電子をる
つぼ４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、該る
つぼ４内の銅５を加熱し蒸発せしめる。そして該るつぼ
４内が銅５の蒸気圧がＯ，Ｌ〜１０Ｔｏｒｒ程度になる
温度（１５００〜１８００℃）に昇温すると、ノズル４
ａ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ｌＯによって引き出さ
れた熱電子１３と衝突するため、そ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Ｉ６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ｌＯとの間に形成された電界に
より適度に加速され、イオン化されていない中性クラス
タ１５がるつぼ４から噴射されるときの運動エネルギー
でもって基板１８に衝突するのと共に、基板１８にｉ蚤
Ｉ突し、これにより該基板１８上に銅薄膜が蒸着形成さ
れる。
ラメント９から電子引き出し電極ｌＯによって引き出さ
れた熱電子１３と衝突するため、そ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Ｉ６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ｌＯとの間に形成された電界に
より適度に加速され、イオン化されていない中性クラス
タ１５がるつぼ４から噴射されるときの運動エネルギー
でもって基板１８に衝突するのと共に、基板１８にｉ蚤
Ｉ突し、これにより該基板１８上に銅薄膜が蒸着形成さ
れる。
そしてこのような薄膜蒸着装置により、上記基板１８に
所望のパターンの薄膜を蒸着形成するには、基板１８の
加速電極１４側にパターン用マスクを配設することとな
る。ところが、上記基板１８が既にその表面に絶縁膜等
が形成されているものである場合に、該絶縁膜上に金Ｍ
薄膜を蒸着形成しようとすると、上記従来構造の薄膜蒸
着装置では、クラスタ・イオン１６はマスクに多く蒸着
して基板１８にはあまり蒸着せず、従って基板１８上で
のクラスタ・イオン１６の分布が不均一となって薄膜の
品質が低いとともに、蒸着効率も低いという問題があっ
た。
所望のパターンの薄膜を蒸着形成するには、基板１８の
加速電極１４側にパターン用マスクを配設することとな
る。ところが、上記基板１８が既にその表面に絶縁膜等
が形成されているものである場合に、該絶縁膜上に金Ｍ
薄膜を蒸着形成しようとすると、上記従来構造の薄膜蒸
着装置では、クラスタ・イオン１６はマスクに多く蒸着
して基板１８にはあまり蒸着せず、従って基板１８上で
のクラスタ・イオン１６の分布が不均一となって薄膜の
品質が低いとともに、蒸着効率も低いという問題があっ
た。
〔発明の概要〕
本発明考は、上記従来の問題点の原因につい一ζ探究し
た結果、絶縁膜等が形成された基板は、その表面抵抗が
大きいため電子の流れが遅く、一方マスクは一般に相当
の厚さを有し、かつ表面抵抗が小さいため電子が流れ込
み易く、従って上記クラスタ・イオンはマスクに、より
多く集まってしまうということを見い出した。そこで本
発明は、マスクの電位を基板より高くすることにより、
マスクへの蒸着を防止でき、薄膜の品質を向上できると
ともに、蒸着効率をも向上できる薄膜蒸着装置を提供す
ることを目的としている。
た結果、絶縁膜等が形成された基板は、その表面抵抗が
大きいため電子の流れが遅く、一方マスクは一般に相当
の厚さを有し、かつ表面抵抗が小さいため電子が流れ込
み易く、従って上記クラスタ・イオンはマスクに、より
多く集まってしまうということを見い出した。そこで本
発明は、マスクの電位を基板より高くすることにより、
マスクへの蒸着を防止でき、薄膜の品質を向上できると
ともに、蒸着効率をも向上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の概略構成を示す。
図において、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示
し、３０は基板１８の加速電極１４側に、基板１８と所
定間隔をあけて配設されたパターン用マスクであり、該
マスク３０は基板１８より高電位に保持されている。そ
して該マスク３０には第４図に示すような、蒸着形成し
ようとするパターンと同一形状の貫通孔３０ａが形成さ
れており、該マスク３０の周縁は絶縁支持部材２１に固
着されたマスクボルダ３１により支持されている。なお
、３０ｂは蒸着領域の位置決め用のパターンポインｌ−
である。
し、３０は基板１８の加速電極１４側に、基板１８と所
定間隔をあけて配設されたパターン用マスクであり、該
マスク３０は基板１８より高電位に保持されている。そ
して該マスク３０には第４図に示すような、蒸着形成し
ようとするパターンと同一形状の貫通孔３０ａが形成さ
れており、該マスク３０の周縁は絶縁支持部材２１に固
着されたマスクボルダ３１により支持されている。なお
、３０ｂは蒸着領域の位置決め用のパターンポインｌ−
である。
次に作用効果について説明する。
本実施例装置により、基板１８に所望のパターンの銅薄
膜を蒸着形成するには、まず、基板１８を基板ボルダ２
２により、マスク３０をマスクボルダ３１によりそれぞ
れ支持するとともに、該マスク３０の電位を基板１８電
位より高く設定する。
膜を蒸着形成するには、まず、基板１８を基板ボルダ２
２により、マスク３０をマスクボルダ３１によりそれぞ
れ支持するとともに、該マスク３０の電位を基板１８電
位より高く設定する。
そして、従来の装置における場合と同様に、銅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１０
’Ｔｏｒｒ程度のｈ突変に排気し、次いで、ボンバード
用フィラメント６によりるつぼ４内の銅５をその蒸気圧
が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる温度（１５００〜１
８００℃）に昇温せしめる。
ぼ４内に収容し、真空槽１内を真空排気装置により１０
’Ｔｏｒｒ程度のｈ突変に排気し、次いで、ボンバード
用フィラメント６によりるつぼ４内の銅５をその蒸気圧
が０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度になる温度（１５００〜１
８００℃）に昇温せしめる。
すると、ノズル４ａから噴出した金属蒸気はクラスタと
呼ばれる塊状原子集団となり、しかる後該クラスタにイ
オン化手段１２から熱電子１３が照射され、これにより
蒸気発生源８からの一部のクラスタは、該クラスタを構
成するうちの１個の原子がイオン化されてクラスタ・イ
オン１６となる。
呼ばれる塊状原子集団となり、しかる後該クラスタにイ
オン化手段１２から熱電子１３が照射され、これにより
蒸気発生源８からの一部のクラスタは、該クラスタを構
成するうちの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１０との間に形成された電界によって適度に加
速され、イオン化されていない中性クラスタ１５と共に
基板１８に１１突し、これにより基板１８上に銅薄膜が
蒸着形成されることとなる。
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、イオン化されていない中性クラスタ１５と共に
基板１８に１１突し、これにより基板１８上に銅薄膜が
蒸着形成されることとなる。
そしてこの際、本実施例装置では、マスク３゜は基板１
８より高電位に保持されているので、従来のようにクラ
スタ・イオン１６の多くがマスク３０に蒸着してしまう
ということはなく、クラスタ・イオン１６ばその大部分
が基板１８に容易に到達する。従っ°ζζ本実施装装置
は、クラスタ・イオン１６を基板１８に所望のパターン
状に均一に分布せしめて銅薄膜の品質を向上でき、また
クラスタ・イオン１６を無駄なく基板１８に蒸着せしめ
て蒸着効率を向上できる。
８より高電位に保持されているので、従来のようにクラ
スタ・イオン１６の多くがマスク３０に蒸着してしまう
ということはなく、クラスタ・イオン１６ばその大部分
が基板１８に容易に到達する。従っ°ζζ本実施装装置
は、クラスタ・イオン１６を基板１８に所望のパターン
状に均一に分布せしめて銅薄膜の品質を向上でき、また
クラスタ・イオン１６を無駄なく基板１８に蒸着せしめ
て蒸着効率を向上できる。
なお、上記実施例では、蒸気発生源８をるつぼ４等によ
り構成し、銅５を加熱蒸発せしめ、該蒸気を真空槽１内
に噴出してクラスタを生成するようにした場合について
説明したが、この蒸気発生源としては、常温でガス状を
なす物質を噴出してクラスタを生成するようにしてもよ
く、このようにすれば該蒸気発生源の構造が簡単になる
とともに、蒸気を生成するためのエネルギーが不要とな
って薄膜形成のためのエネルギーを低減できる。
り構成し、銅５を加熱蒸発せしめ、該蒸気を真空槽１内
に噴出してクラスタを生成するようにした場合について
説明したが、この蒸気発生源としては、常温でガス状を
なす物質を噴出してクラスタを生成するようにしてもよ
く、このようにすれば該蒸気発生源の構造が簡単になる
とともに、蒸気を生成するためのエネルギーが不要とな
って薄膜形成のためのエネルギーを低減できる。
以上のように、本発明に係る薄膜蒸着装置によれば、マ
スクの電位を基板より高くしたので、クラスタ・イオン
を基板に所望のパターン状に均一に、かつ無駄なく分布
せしめることができ、薄膜の品質を向上できるとともに
、薄膜の蒸着効率を向上できる効果がある。
スクの電位を基板より高くしたので、クラスタ・イオン
を基板に所望のパターン状に均一に、かつ無駄なく分布
せしめることができ、薄膜の品質を向上できるとともに
、薄膜の蒸着効率を向上できる効果がある。
第１図は従来のＷ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図はそのマスクの
平面図である。 ｌ・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（銅）、８・
・・蒸気発生源、１２・・・イオン化手段３．１４・・
・加速電極、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・
基板、３゜・・・マスク。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２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図はそのマスクの
平面図である。 ｌ・・・真空槽、５・・・蒸着すべき物質（銅）、８・
・・蒸気発生源、１２・・・イオン化手段３．１４・・
・加速電極、１６・・・クラスタ・イオン、１８・・・
基板、３゜・・・マスク。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２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
に設置Ｊられ基板に蒸着すべき物質の蒸気をに配置空槽
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
スタを発生する蒸気発生源と、該蒸気発生源からのクラ
スタをイオン化させるイオン化手段と、上記イオン化さ
れたクラスタ・イオンを加速する加速電極と、上記基板
より高い電位を有し該基板の上記加速電極側に配設され
たバクーン用マスク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 |
|---|---|---|---|
| JP23558183A JPS60124930A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23558183A JPS60124930A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124930A true JPS60124930A (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=16988110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23558183A Pending JPS60124930A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124930A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07176533A (ja) * | 1991-04-18 | 1995-07-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンタクトマスキング装置及びその方法並びに整合装置 |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23558183A patent/JPS60124930A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07176533A (ja) * | 1991-04-18 | 1995-07-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンタクトマスキング装置及びその方法並びに整合装置 |
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