JPS61268015A - 薄膜付着装置 - Google Patents
薄膜付着装置Info
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- JPS61268015A JPS61268015A JP11093485A JP11093485A JPS61268015A JP S61268015 A JPS61268015 A JP S61268015A JP 11093485 A JP11093485 A JP 11093485A JP 11093485 A JP11093485 A JP 11093485A JP S61268015 A JPS61268015 A JP S61268015A
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- cluster
- beams
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、薄膜付着装置に関するものであり、特に被
付着体に薄膜を真空中で付着させる薄膜付 −着
装置に関するものである。
付着体に薄膜を真空中で付着させる薄膜付 −着
装置に関するものである。
第４図は例えば特開昭５４−９５９２号公報に示された
従来の装置を示す断面図、第５図はその要部を示す図で
ある０図において、ベルジャ１とベルジャ下部ベース２
とベルジャ下部ベース３が一体となって槽を形成し、ベ
ルジャ下部ベース３には、槽内を真空とするための排気
口４が設けられている。該槽内には、物質蒸気発生炉５
、イオン引き出し電極（より正確にはイオン化電子引き
出し電極）６、物質蒸気発生炉支持台７、イオン引出し
電極支持台８、基板取り付は台１８、基板１９、シャッ
タ２１が収納されている。上記物質蒸気発生炉５には、
該物質蒸気発生炉５°を加熱するためのヒータ１５が取
り付けられている。また、イオン引き出し電極６には、
電子放出用フィラメント１０が取り付けられている。
従来の装置を示す断面図、第５図はその要部を示す図で
ある０図において、ベルジャ１とベルジャ下部ベース２
とベルジャ下部ベース３が一体となって槽を形成し、ベ
ルジャ下部ベース３には、槽内を真空とするための排気
口４が設けられている。該槽内には、物質蒸気発生炉５
、イオン引き出し電極（より正確にはイオン化電子引き
出し電極）６、物質蒸気発生炉支持台７、イオン引出し
電極支持台８、基板取り付は台１８、基板１９、シャッ
タ２１が収納されている。上記物質蒸気発生炉５には、
該物質蒸気発生炉５°を加熱するためのヒータ１５が取
り付けられている。また、イオン引き出し電極６には、
電子放出用フィラメント１０が取り付けられている。
一方、槽外には、直流高圧電源９、電子放出用フィラメ
ント加熱電源１３、物質蒸気発生炉加熱用ヒータ電源１
６、電流計２２が配置されている。
ント加熱電源１３、物質蒸気発生炉加熱用ヒータ電源１
６、電流計２２が配置されている。
１１は電子ビーム、１２は物質蒸気噴射用小孔、１４は
イオン化して付着させる物質、１７は該物質１４の蒸気
、２０はクラスタイオンビームである。
イオン化して付着させる物質、１７は該物質１４の蒸気
、２０はクラスタイオンビームである。
次に動作について説明する。
イオン化して付着させる物質１４を物質蒸気発生炉５に
入れ、物質蒸気発生炉加熱用ヒータ１５で加熱する。加
熱された物質１４は物質蒸気１７を発生し、物質蒸気発
生炉５内の圧力が高まるため、物質蒸気１７が物質蒸気
噴射用小孔１２より噴射され、上部に飛び出す、飛び出
した物質蒸気１７は断熱膨張に起因する凝縮によって塊
状原子集団（クラスタ）を形成しつつ飛び続ける０次に
該クラスタは、電子放出用フィラメント１０から放出さ
れ直流高圧電源９により、イオン引き出し電極６が負、
物質蒸気発生炉５が正となるよう印加された電界によっ
て加速されつつある電子ビーム１１と衝突し、イオン化
される。イオン化したクラスタは上記電子ビーム１１を
加速した電界により上方に向かってさらに加速され、ク
ラスタイオンビーム２０となる。該クラスタイオンビー
ム２０はシャフタ２１が開状態である場合、物質蒸気発
生炉５から噴射されるときの運動エネルギーを持つイオ
ン化されていないクラスタとともに基板１９と衝突し、
これにより基板１９に薄膜を形成する。
入れ、物質蒸気発生炉加熱用ヒータ１５で加熱する。加
熱された物質１４は物質蒸気１７を発生し、物質蒸気発
生炉５内の圧力が高まるため、物質蒸気１７が物質蒸気
噴射用小孔１２より噴射され、上部に飛び出す、飛び出
した物質蒸気１７は断熱膨張に起因する凝縮によって塊
状原子集団（クラスタ）を形成しつつ飛び続ける０次に
該クラスタは、電子放出用フィラメント１０から放出さ
れ直流高圧電源９により、イオン引き出し電極６が負、
物質蒸気発生炉５が正となるよう印加された電界によっ
て加速されつつある電子ビーム１１と衝突し、イオン化
される。イオン化したクラスタは上記電子ビーム１１を
加速した電界により上方に向かってさらに加速され、ク
ラスタイオンビーム２０となる。該クラスタイオンビー
ム２０はシャフタ２１が開状態である場合、物質蒸気発
生炉５から噴射されるときの運動エネルギーを持つイオ
ン化されていないクラスタとともに基板１９と衝突し、
これにより基板１９に薄膜を形成する。
従来の薄膜付着装置は、以上のように構成されているの
で、クラスタのイオン化率が低（、イオン化率を上げる
ためには、電子ビーム１１の電流を多く取る必要があり
、この大きな電子ビーム１１電流のために、電子放出用
フィラメント１０の寿命の低下、及び陽極である物質蒸
気発生炉５の熔融を引きおこすなどのほか、多大な電力
を必要とするという問題点があった。また、クラスタの
イオン化率が低いと基板１９に付着する薄膜は、そのほ
とんどが加速されずイオン化していないクラスタで形成
されることとなり、そのため基板１９への付着力が弱く
、緻密性に欠は多孔質のものとなるという問題点があっ
た。またクラスタ゛のイオン化率が低いためにクラスタ
イオンの加速電圧を制御しても、薄膜の性質にはほとん
ど影響がな（良質の薄膜が得られないという問題点があ
った。
で、クラスタのイオン化率が低（、イオン化率を上げる
ためには、電子ビーム１１の電流を多く取る必要があり
、この大きな電子ビーム１１電流のために、電子放出用
フィラメント１０の寿命の低下、及び陽極である物質蒸
気発生炉５の熔融を引きおこすなどのほか、多大な電力
を必要とするという問題点があった。また、クラスタの
イオン化率が低いと基板１９に付着する薄膜は、そのほ
とんどが加速されずイオン化していないクラスタで形成
されることとなり、そのため基板１９への付着力が弱く
、緻密性に欠は多孔質のものとなるという問題点があっ
た。またクラスタ゛のイオン化率が低いためにクラスタ
イオンの加速電圧を制御しても、薄膜の性質にはほとん
ど影響がな（良質の薄膜が得られないという問題点があ
った。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電子ビームの電流を増加させることなく、
クラスタのイオン化率を上げることができる１ｌｌＩｌ
ｌＩ付着装置を提供することを目的とする。
れたもので、電子ビームの電流を増加させることなく、
クラスタのイオン化率を上げることができる１ｌｌＩｌ
ｌＩ付着装置を提供することを目的とする。
この発明に係る薄膜付着装置は、従来の装置をそのまま
にして、電子放出フィラメントから放出された電子ビー
ムによってクラスタがイオン化される空間に磁界を印加
するための磁界発生器を配置したものである。
にして、電子放出フィラメントから放出された電子ビー
ムによってクラスタがイオン化される空間に磁界を印加
するための磁界発生器を配置したものである。
この発明においては、磁界発生器が発生した磁界により
、クラスタのイオン化用の電子ビームの電子の運動方向
のうち、磁界と垂直な成分について円運動せしめ、該電
子の移動距離を長くさせることにより、クラスタと該電
子との衝突の確率が増大されて、クラスタのイオン率が
向上する。また前記磁界により、電子ビームは集束され
、クラスタが進行する空間における電子の密度が増大す
るため、これによってもクラスタと電子との衝突する確
率が増大し、クラスタのイオン化率が向上する。
、クラスタのイオン化用の電子ビームの電子の運動方向
のうち、磁界と垂直な成分について円運動せしめ、該電
子の移動距離を長くさせることにより、クラスタと該電
子との衝突の確率が増大されて、クラスタのイオン率が
向上する。また前記磁界により、電子ビームは集束され
、クラスタが進行する空間における電子の密度が増大す
るため、これによってもクラスタと電子との衝突する確
率が増大し、クラスタのイオン化率が向上する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する第１図
は、この発明の一実施例による薄膜付着装置を示し、図
中、第５図と同一符号は同一部分を示す。２３は磁界発
生器であり、これはイオン引き出し電極６と物質蒸気発
生炉５との間のクラスタイオンを発生させる空間に磁界
が印加できるよう配置されている。
は、この発明の一実施例による薄膜付着装置を示し、図
中、第５図と同一符号は同一部分を示す。２３は磁界発
生器であり、これはイオン引き出し電極６と物質蒸気発
生炉５との間のクラスタイオンを発生させる空間に磁界
が印加できるよう配置されている。
次に動作について説明する。
第１図の構成において、クラスタのイオン化に関する部
分以外の動作は従来のものと全く同じである。即ち、物
質蒸気発生炉５の物質蒸気噴射用−小孔１２より放出さ
れた物質蒸気１７はクラスタ化し、クラスタビーム２４
となって進行する。一方、電子放出用フィラメント１０
から放出された電子は、イオン引き出し電極６を負とし
物質蒸気発生炉５を正とするように印加された電圧が発
生する電界により加速され、物質蒸気発生炉５に向かっ
て進行し、電子ビームとなる。この相反する方向に進行
するクラスタビーム２４の粒子と電子ビーム１１の電子
とが衝突し、クラスタがイオン化され、クラスタイオン
ビーム２０となる。
分以外の動作は従来のものと全く同じである。即ち、物
質蒸気発生炉５の物質蒸気噴射用−小孔１２より放出さ
れた物質蒸気１７はクラスタ化し、クラスタビーム２４
となって進行する。一方、電子放出用フィラメント１０
から放出された電子は、イオン引き出し電極６を負とし
物質蒸気発生炉５を正とするように印加された電圧が発
生する電界により加速され、物質蒸気発生炉５に向かっ
て進行し、電子ビームとなる。この相反する方向に進行
するクラスタビーム２４の粒子と電子ビーム１１の電子
とが衝突し、クラスタがイオン化され、クラスタイオン
ビーム２０となる。
ここで、クラスタ１個がイオン化される確率ｐは、クラ
スタが進行する空間を通過する電子の数ｎと、その電子
が上記空間を通過する軌跡の長さｌに比例する。
スタが進行する空間を通過する電子の数ｎと、その電子
が上記空間を通過する軌跡の長さｌに比例する。
ｐ〆ｎｌ ・−（１）次に、
本発明実施例におけるクラスタのイオン化に関する部分
を詳しく説明する。第２図は第１図の装置のイオン化に
関する部分を示す図で、図中第４図と同一符号は同一部
分を示す、２５は磁界発生器２３の発生する磁界である
。物質蒸気発生炉５から噴出するクラスタビーム２４の
運動は従来のものと同じであるが、電子放出用フィラメ
ント１０から放出された電子は、本実施例装置の磁界発
生器２３の発生する磁界２５によって力を受は次の２点
の特徴を持った動作を行ない、イオン化率が向上する。
本発明実施例におけるクラスタのイオン化に関する部分
を詳しく説明する。第２図は第１図の装置のイオン化に
関する部分を示す図で、図中第４図と同一符号は同一部
分を示す、２５は磁界発生器２３の発生する磁界である
。物質蒸気発生炉５から噴出するクラスタビーム２４の
運動は従来のものと同じであるが、電子放出用フィラメ
ント１０から放出された電子は、本実施例装置の磁界発
生器２３の発生する磁界２５によって力を受は次の２点
の特徴を持った動作を行ない、イオン化率が向上する。
第１の特徴は電子の螺旋状の運動である。
イオン引き出し電極６を負、物質蒸気発生炉５を正とす
る電圧が発生する電界によって加速された電子は、磁界
２５より、磁界２５と垂直な方向の速度成分ｖｈに関し ｆｈ−−ｅ−ｖｈ−Ｂ ・・・（２）
−ｅ：電子の電荷 Ｂ：磁束密度 で表わされる力を受け、円運動を行なう、そして、この
力と磁界２５に平行な方向の速度成分とが合成され、電
子は螺旋状の運動を行なう、このことにより式（１）に
おけるクラスタが進行する空間を通過する電子の軌跡の
長さｌが従来の電界にそった直線的運動に比べ長くなり
、クラスタのイオン化率ｐが大きくなる。
る電圧が発生する電界によって加速された電子は、磁界
２５より、磁界２５と垂直な方向の速度成分ｖｈに関し ｆｈ−−ｅ−ｖｈ−Ｂ ・・・（２）
−ｅ：電子の電荷 Ｂ：磁束密度 で表わされる力を受け、円運動を行なう、そして、この
力と磁界２５に平行な方向の速度成分とが合成され、電
子は螺旋状の運動を行なう、このことにより式（１）に
おけるクラスタが進行する空間を通過する電子の軌跡の
長さｌが従来の電界にそった直線的運動に比べ長くなり
、クラスタのイオン化率ｐが大きくなる。
第２の特徴は、磁界による電子ビームの集束である。
磁界発生器２３は、発生する磁界２５の磁力線が電子放
出用フィラメント１０を通って、クラスタビーム２４の
中心付近を通過するよう配置しているので、電子ビーム
１１は磁界２５によって拘束され、該磁界２５に沿って
進行する。その結果電子ビーム１１も磁力線同様集束す
る。この磁力線の集束する位置とクラスタビームの通過
する空間とを合せると、該空間に電子ビーム１１が集中
し、式（１）における電子の数ｎが増加し、クラスタの
イオン化率ｐが大きくなる。
出用フィラメント１０を通って、クラスタビーム２４の
中心付近を通過するよう配置しているので、電子ビーム
１１は磁界２５によって拘束され、該磁界２５に沿って
進行する。その結果電子ビーム１１も磁力線同様集束す
る。この磁力線の集束する位置とクラスタビームの通過
する空間とを合せると、該空間に電子ビーム１１が集中
し、式（１）における電子の数ｎが増加し、クラスタの
イオン化率ｐが大きくなる。
本実施例では磁界発生器２３の発生する磁界２け
５４これを制御できるので電子放出フィラメント１０か
ら放出する電子ビーム１１の電流を増加させる代わりに
、磁界２５を増加させることにより、クラスタのイオン
化率を増加させることができる。
ら放出する電子ビーム１１の電流を増加させる代わりに
、磁界２５を増加させることにより、クラスタのイオン
化率を増加させることができる。
上記第１図における実施例では、断面が正方形のコイル
を用いた磁界発生器２３を示したが、このコイルの断面
は本発明の効果を損なわないような磁界を発生できるも
のであれば任意で良い。
を用いた磁界発生器２３を示したが、このコイルの断面
は本発明の効果を損なわないような磁界を発生できるも
のであれば任意で良い。
また、磁界発生器２３はコイルとコアを組合せたもので
あっても良い、コアを使用した本発明の他の実施例を第
４図に示す６図中、第５図と同一符号は同一部分を示し
、２６はコア、２７はコイルである。コア２６の形状は
、クラスタビーム２４の径路に磁界が集中するように工
夫している。
あっても良い、コアを使用した本発明の他の実施例を第
４図に示す６図中、第５図と同一符号は同一部分を示し
、２６はコア、２７はコイルである。コア２６の形状は
、クラスタビーム２４の径路に磁界が集中するように工
夫している。
ここでこのコイル２７は１個のみ使用しているが、希望
する磁界分布を得るためにコイルを多数配置して、これ
を実現しても良い。
する磁界分布を得るためにコイルを多数配置して、これ
を実現しても良い。
このコア２６は強磁性体であっても、反強磁性体であう
でも良い、また、導電性のものであっても、絶縁物であ
っても良いが、絶縁物の場合には、イオン引き出し電極
６と物質蒸気発生炉５との間の電界への影響を考慮した
設計を行なう上で複雑な解析をしなくてすむという利点
がある。
でも良い、また、導電性のものであっても、絶縁物であ
っても良いが、絶縁物の場合には、イオン引き出し電極
６と物質蒸気発生炉５との間の電界への影響を考慮した
設計を行なう上で複雑な解析をしなくてすむという利点
がある。
更に、コア２６とコイル２７を組み合せた場合、磁界の
分布はコア２６の形状を変えることにより、自由に制御
でき、同じ強さの磁界を得るためにより少ないコイル電
流ですむという長所がある。
分布はコア２６の形状を変えることにより、自由に制御
でき、同じ強さの磁界を得るためにより少ないコイル電
流ですむという長所がある。
また、磁界発生器２３は第３図の実施例のコア２６を永
久磁石で構成したものであっても良い。
久磁石で構成したものであっても良い。
また、イオン引き出し電極６や物質蒸気発生炉５をコア
２６に相当する磁性体を用いて構成したり、槽内各部に
磁性体を配置しても、希望する磁界の分布を得られるこ
とは、容易に類推できる。
２６に相当する磁性体を用いて構成したり、槽内各部に
磁性体を配置しても、希望する磁界の分布を得られるこ
とは、容易に類推できる。
以上のようにこの発明によれば、クラスタと電子が衝突
しクラスタイオンを発生する空間に磁界を印加するよう
にしたので、電子放出フィラメントから放出する電子の
量を少なくでき、電子−放出フィラメントや物質蒸気発
生炉の損傷及び寿命の低下を防止できるとともに、イオ
ン化率の高いクラスタイオンビームが得られ、基板への
付着力が強く、緻密で良質な＊ｍを形成できる効果があ
る。
しクラスタイオンを発生する空間に磁界を印加するよう
にしたので、電子放出フィラメントから放出する電子の
量を少なくでき、電子−放出フィラメントや物質蒸気発
生炉の損傷及び寿命の低下を防止できるとともに、イオ
ン化率の高いクラスタイオンビームが得られ、基板への
付着力が強く、緻密で良質な＊ｍを形成できる効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例による薄膜付着装置の断面
図、第２図は第１図の要部断面図、第３図はこの発明の
他の実施例の要部断面図、第４図は従来の薄膜付着装置
の断面図、第５図は第４図の要部断面図である。 ２３・・・クラスタイオンを発生させる空間に磁界を印
加する磁界発生器、２５・・・磁界発生器２３により生
じた磁界、５・・・物質蒸気発生炉、６・・・イオン引
き出し電極、１９・・・基板、１４・・・イオン化して
付着させる物質、１２・・・物質蒸気噴射用小孔、１０
・・・電子放出用フィラメント、１１・・・電子ビーム
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
図、第２図は第１図の要部断面図、第３図はこの発明の
他の実施例の要部断面図、第４図は従来の薄膜付着装置
の断面図、第５図は第４図の要部断面図である。 ２３・・・クラスタイオンを発生させる空間に磁界を印
加する磁界発生器、２５・・・磁界発生器２３により生
じた磁界、５・・・物質蒸気発生炉、６・・・イオン引
き出し電極、１９・・・基板、１４・・・イオン化して
付着させる物質、１２・・・物質蒸気噴射用小孔、１０
・・・電子放出用フィラメント、１１・・・電子ビーム
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）高真空を保つ真空槽と、該真空槽内に設けられ蒸
着物質の蒸気を噴出して該蒸気中の多数の原子が結合し
たクラスタを発生する蒸気発生手段と、該蒸気発生手段
からのクラスタに電子を衝突させて該クラスタをイオン
化させるイオン化手段と、上記イオン化されたクラスタ
を加速しイオン化されない中性クラスタと共に基板に付
着させる電界加速手段とを備えた薄膜付着装置において
、蒸気をイオン化してクラスタイオンを発生させる空間
に磁界を印加するための磁界発生器を備えたことを特徴
とする薄膜付着装置。 - （２）上記磁界発生器はその磁力線が上記イオン化手段
の電子放出フィラメントを通りクラスタビームの中心付
近を通過するような磁界を発生するものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜付着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093485A JPS61268015A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 薄膜付着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093485A JPS61268015A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 薄膜付着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61268015A true JPS61268015A (ja) | 1986-11-27 |
Family
ID=14548296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093485A Pending JPS61268015A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 薄膜付着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61268015A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012004012A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Nachi Fujikoshi Corp | ガスクラスターイオンビーム装置 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP11093485A patent/JPS61268015A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012004012A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Nachi Fujikoshi Corp | ガスクラスターイオンビーム装置 |
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