JPS60124932A - 薄膜蒸着装置 - Google Patents
薄膜蒸着装置Info
- Publication number
- JPS60124932A JPS60124932A JP23558383A JP23558383A JPS60124932A JP S60124932 A JPS60124932 A JP S60124932A JP 23558383 A JP23558383 A JP 23558383A JP 23558383 A JP23558383 A JP 23558383A JP S60124932 A JPS60124932 A JP S60124932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- cluster
- crucible
- thin film
- cluster ions
- 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.)
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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
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クラスタの
基板への衝突角度の制御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クラスタの
基板への衝突角度の制御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 （ｆｌｉｔ
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 （ｆｌｉｔ
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ば該排気
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ば該排気
通路２を開閉する真空用バルブである。
４は直径１ｍｍ〜２ｍｍ！ノズル４ａが設けられた密閉
形るつほで、これには基板に蒸着されるべき蒸発物質、
例えばコバルト（ｃｏ）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
に蒸着ず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は上記るっぽ４を支持する支持台である。
形るつほで、これには基板に蒸着されるべき蒸発物質、
例えばコバルト（ｃｏ）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
に蒸着ず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は上記るっぽ４を支持する支持台である。
９ば２０００°Ｃ以上に熱せられてイオン化用の熱電子
１３を放出するイオン化フィラメント、１ｏは該イオン
化フィラメント９がら放出された熱電子Ｉ３を加速する
電子引き出し電極、Ｉｆ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１ｏ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。
１３を放出するイオン化フィラメント、１ｏは該イオン
化フィラメント９がら放出された熱電子Ｉ３を加速する
電子引き出し電極、Ｉｆ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１ｏ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。
工４は上記イオン化されたクラスタ・イオンＩ６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（１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１Ｑ
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＠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
持部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラスタ１
５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（１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１Ｑ
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＠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
持部材、１７はクラスタ・イオン１６と中性クラスタ１
５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にコバルト薄膜を蒸着形成する場合について説
明すると、まずコバルト５をるつぼ４内に充虜し、上記
真空排気装置９により奥空槽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。
明すると、まずコバルト５をるつぼ４内に充虜し、上記
真空排気装置９により奥空槽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］・６に通電して発熱
せしめ、該ボンバー）゛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がら放出される熱電子
をるっば４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、
該るっは４内のコバルト５を加熱し蒸発せしめる。そし
て該るつぼ４内がコバルト５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔ
ｏｒｒ程度になる温度（５００”Ｃ）に響温すると、ノ
ズル４ａから噴出した金属蒸気は、る−っぽ４と真空槽
ｌとの圧力差により断ｐ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。
せしめ、該ボンバー）゛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がら放出される熱電子
をるっば４に衝突させること、即ち電子衝撃によって、
該るっは４内のコバルト５を加熱し蒸発せしめる。そし
て該るつぼ４内がコバルト５の蒸気圧が０．１〜１０Ｔ
ｏｒｒ程度になる温度（５００”Ｃ）に響温すると、ノ
ズル４ａから噴出した金属蒸気は、る−っぽ４と真空槽
ｌとの圧力差により断ｐ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がら電子引き出し電極１ｏによって引き出さ
れた熱電子■３と衝突するため、その一部のクラスタは
その・うらの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が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、フ、（υ）１８
に衝突し、これにより該基板１８上にコバルト薄膜が蒸
着形成される。
ラメント９がら電子引き出し電極１ｏによって引き出さ
れた熱電子■３と衝突するため、その一部のクラスタは
その・うらの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が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、フ、（υ）１８
に衝突し、これにより該基板１８上にコバルト薄膜が蒸
着形成される。
ところで、基板１８に形成ずべき薄膜の種類あるいは該
基板の用途によっては、薄膜の結晶軸が基板に対して例
えば４５°以下になるようＮ欣を蒸着形成することが必
要な場合がある。このような場合、上記従来装置では、
基板１８をクラスタの進行方向に対して傾斜して取付け
、これにより所望の角度でもってｉ’ｔ￥ｌＩりを蒸着
形成するようＧこしていた。
基板の用途によっては、薄膜の結晶軸が基板に対して例
えば４５°以下になるようＮ欣を蒸着形成することが必
要な場合がある。このような場合、上記従来装置では、
基板１８をクラスタの進行方向に対して傾斜して取付け
、これにより所望の角度でもってｉ’ｔ￥ｌＩりを蒸着
形成するようＧこしていた。
ところが、このように基板１８を伸りると取（＝１スペ
ースが大きくなり、大きな基板の場合は顛♀′Ｊせしめ
るのが困難になるという問題があり、またクラスタビー
ムは第１図から明らかなように円１（（状に拡がりなが
ら進行し、そのためクラスタビームの中心部と外縁部と
では基板にり１する角度が穴なり、結局上記従来装置で
は、基板］８の全面に所定の結晶軸の角度でもって薄膜
を蒸着形成することはできないという問題があった。
ースが大きくなり、大きな基板の場合は顛♀′Ｊせしめ
るのが困難になるという問題があり、またクラスタビー
ムは第１図から明らかなように円１（（状に拡がりなが
ら進行し、そのためクラスタビームの中心部と外縁部と
では基板にり１する角度が穴なり、結局上記従来装置で
は、基板］８の全面に所定の結晶軸の角度でもって薄膜
を蒸着形成することはできないという問題があった。
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、加
速電極と基板との間に、クラスタ・イオンを基板表面に
対して所定角度でもって衝突するよう偏向するための偏
向手段を設げることにより、基板の取付スペ一スが大き
くなってしまうことなく、結晶軸の基板に対する角度を
所望の角度に、かつ精度よく制御できる薄膜蒸着装置を
提供することを目的としている。
速電極と基板との間に、クラスタ・イオンを基板表面に
対して所定角度でもって衝突するよう偏向するための偏
向手段を設げることにより、基板の取付スペ一スが大き
くなってしまうことなく、結晶軸の基板に対する角度を
所望の角度に、かつ精度よく制御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はクラスタ
・イオン１６を基板１８表面に対して所定角度でもって
衝突せしめるための偏向電極であり、該偏向電極３０は
、絶縁支持部材３１により加速電極１４上に支持されて
いる。
と同一符号は同−又は相当部分を示し、３０はクラスタ
・イオン１６を基板１８表面に対して所定角度でもって
衝突せしめるための偏向電極であり、該偏向電極３０は
、絶縁支持部材３１により加速電極１４上に支持されて
いる。
次に動作について説明する。
本実施例装置において、基板１８の表面にコバルト薄膜
を、その結晶軸が基板１８表面に対して４５°になるよ
うに蒸着形成する場合について説明する。
を、その結晶軸が基板１８表面に対して４５°になるよ
うに蒸着形成する場合について説明する。
先ず、基板１８を基板ホルダ２２により支持し、コバル
ト３５をるつぼ４内に収容し、従来の装置における場合
と同様に、真空槽１内を真空排気装置により１０ Ｔｏ
ｒｒ程度になる温度に昇温せしめる。
ト３５をるつぼ４内に収容し、従来の装置における場合
と同様に、真空槽１内を真空排気装置により１０ Ｔｏ
ｒｒ程度になる温度に昇温せしめる。
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、しかる復原クラスタにイ
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、しかる復原クラスタにイ
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に衝突することとなる。
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に衝突することとなる。
そしてこの際、本実施例装置では、加速電極１４を通過
したクラスタ・イオン１６は偏向電極３０により、基板
１８表面に対して４５°の角度でもって衝突するように
偏向され、その結果基板１８の表面には、コバルト薄膜
が基板１８表面に対して４５°の結晶軸を持つようにし
て蒸着形成される。
したクラスタ・イオン１６は偏向電極３０により、基板
１８表面に対して４５°の角度でもって衝突するように
偏向され、その結果基板１８の表面には、コバルト薄膜
が基板１８表面に対して４５°の結晶軸を持つようにし
て蒸着形成される。
このように本実施例では、クラスタ・イオン１６を偏向
電極３０により偏向せしめて基板に衝突させるようにし
たので、薄膜の結晶軸の基板１８表面に対する角度を所
望の角度に、かつ精度よ（制御でき、また基板１８に到
達する際のクラスタ・イオン１６の加速エネルギーを制
御することもできる。
電極３０により偏向せしめて基板に衝突させるようにし
たので、薄膜の結晶軸の基板１８表面に対する角度を所
望の角度に、かつ精度よ（制御でき、また基板１８に到
達する際のクラスタ・イオン１６の加速エネルギーを制
御することもできる。
また、上記偏向のためのエネルギーは、通品数十］＜
ｅ Ｖ必要なものであり、このようなエネルギーでもっ
て通常のイオン化された原子のみからなるビームを偏向
しようとすると、１個の原子に与えられる運動エネルギ
ーが過大となって該原子が基板１８内に注入されたり、
スパッタリングを生じたりして薄膜の蒸着は非富に困難
となるが、本実施例では、クラスタ・イオン１６を偏向
せしめるものであるため、原子Ｉ ｌ１ｌｉＩあたりの
エネルギーは数ｅＶとなり、上記のような薄膜形成−ヒ
の不都合が生じることもない。
ｅ Ｖ必要なものであり、このようなエネルギーでもっ
て通常のイオン化された原子のみからなるビームを偏向
しようとすると、１個の原子に与えられる運動エネルギ
ーが過大となって該原子が基板１８内に注入されたり、
スパッタリングを生じたりして薄膜の蒸着は非富に困難
となるが、本実施例では、クラスタ・イオン１６を偏向
せしめるものであるため、原子Ｉ ｌ１ｌｉＩあたりの
エネルギーは数ｅＶとなり、上記のような薄膜形成−ヒ
の不都合が生じることもない。
なお、上記実施例では、偏向手段を、電界をクラスタ・
イオン１６に与える電極で構成した場合について説明し
たが、これらは電極に限られるものではなく、例えば磁
界をクラスタ・イオン１６に与えるもので構成しても良
い。
イオン１６に与える電極で構成した場合について説明し
たが、これらは電極に限られるものではなく、例えば磁
界をクラスタ・イオン１６に与えるもので構成しても良
い。
以上のように、本発明に係る薄膜蒸着装置によれば、偏
向手段によりクラスタ・イオンを基板表面に対して所定
角度でもって衝突するよう偏向するようにしたので、Ｗ
ｆ、Ｈ’Ａの結晶軸の基板に対する角度を容易、かつ精
度よく制御でき、またクラスタ・イオンの加速エネルギ
ーを精度よく制御できる効果がある。
向手段によりクラスタ・イオンを基板表面に対して所定
角度でもって衝突するよう偏向するようにしたので、Ｗ
ｆ、Ｈ’Ａの結晶軸の基板に対する角度を容易、かつ精
度よく制御でき、またクラスタ・イオンの加速エネルギ
ーを精度よく制御できる効果がある。
第１図は従来のＭ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である。 １・・・真空槽、８・・・蒸気発生源、１２・・・イオ
ン化手段、１４・・・加速電極、１６・・・クラスタ・
イオン、１８・・・基板、３０・・・偏向手段、３５・
・・蒸着されるべき物質（コバルト）。 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
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である。 １・・・真空槽、８・・・蒸気発生源、１２・・・イオ
ン化手段、１４・・・加速電極、１６・・・クラスタ・
イオン、１８・・・基板、３０・・・偏向手段、３５・
・・蒸着されるべき物質（コバルト）。 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
Claims (1)
- （１） 所定の真空度に保持された真空槽と、該真空槽
内に設けられ基板に蒸着すべき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、該加速電
極と基板との間に配設され上記クラスタ・イオンを基板
表面に対して所定角度でもゲて衝突するよう偏向せしめ
る偏向手段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 |
|---|---|---|---|
| JP23558383A JPS60124932A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23558383A JPS60124932A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124932A true JPS60124932A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0215630B2 JPH0215630B2 (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=16988141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23558383A Granted JPS60124932A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 薄膜蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124932A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11446714B2 (en) * | 2015-03-30 | 2022-09-20 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing method, and gas cluster generating apparatus and gas cluster generating method |
| US11772138B2 (en) | 2015-03-30 | 2023-10-03 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing method, and gas cluster generating apparatus and gas cluster generating method |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23558383A patent/JPS60124932A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11446714B2 (en) * | 2015-03-30 | 2022-09-20 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing method, and gas cluster generating apparatus and gas cluster generating method |
| US11772138B2 (en) | 2015-03-30 | 2023-10-03 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing method, and gas cluster generating apparatus and gas cluster generating method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215630B2 (ja) | 1990-04-12 |
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