JPS6176665A - 蒸着膜形成装置 - Google Patents
蒸着膜形成装置Info
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- JPS6176665A JPS6176665A JP19675384A JP19675384A JPS6176665A JP S6176665 A JPS6176665 A JP S6176665A JP 19675384 A JP19675384 A JP 19675384A JP 19675384 A JP19675384 A JP 19675384A JP S6176665 A JPS6176665 A JP S6176665A
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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
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
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- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、蒸着膜形成物質含有ターゲットのスパッタ蒸
着によシ、所定の基板に蒸着膜を堆積させながら同時に
基板上の蒸着膜に、高エネルギ線を照射して、蒸着膜の
密着性、結晶性、不純物の除去および膜組成をコントロ
ールできる蒸着膜形成装置に関する。
着によシ、所定の基板に蒸着膜を堆積させながら同時に
基板上の蒸着膜に、高エネルギ線を照射して、蒸着膜の
密着性、結晶性、不純物の除去および膜組成をコントロ
ールできる蒸着膜形成装置に関する。
〈従来技術〉
基板に薄膜を蒸着する方法として真空加熱蒸着、ＲＦス
パンタ蒸着、イオン線スパッタ蒸着、イオンブレーティ
ング、化学蒸着（いわゆるｒｃＶＤＪ ）等の方法が知
られている。しかしこれらの蒸着方法は、一般に基板に
対する蒸着膜の密着性や、膜特性すなわち蒸着膜中不純
物の存否、結晶性、膜物質の組成のコントロールが自由
に行ない得ない難点があった。
パンタ蒸着、イオン線スパッタ蒸着、イオンブレーティ
ング、化学蒸着（いわゆるｒｃＶＤＪ ）等の方法が知
られている。しかしこれらの蒸着方法は、一般に基板に
対する蒸着膜の密着性や、膜特性すなわち蒸着膜中不純
物の存否、結晶性、膜物質の組成のコントロールが自由
に行ない得ない難点があった。
例えば窒化硼素膜形成にあたっては、従来の蒸着方法は
、その殆んどがＣＶＤ法にしたがっていたが、得られる
窒化硼素膜は六方晶系のもののみが得られ、他の結晶形
のものを形成させることができなかった。
、その殆んどがＣＶＤ法にしたがっていたが、得られる
窒化硼素膜は六方晶系のもののみが得られ、他の結晶形
のものを形成させることができなかった。
しかも、薄膜中に大量の８２０３が混入する欠点があっ
た。このような蒸着膜形成方法を改良するために、日本
応物理学会発行の学術雑誌「ツヤパン・ツヤ−ナル・オ
グ・アプライド・フイソックス誌（Ｊａｐａｎ Ｊｕｒ
ｎａＡ’ ｏｆ ＡｐｐＩｌｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ
）Ｊ第２２巻（１９８３年）、第３号第１７１〜よる里
方晶窒化硼素薄膜の形成（原文題名：Ｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎ１ｔｒｉｄｅ
Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ＢｏｒｏｎＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ 工ｏｎ Ｂｅａｍ Ｂｏ
ｍｂａｒｄｍｅｎｔ）Ｊにおいて、基板表面に硼素を真
空蒸着させながら、この硼素蒸着面に３０キロボルトに
加速した高速窒素イオンビームを照射すると、六方晶の
つ／ｌ／７鉱型（ｗｕｒｔｚｉｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ）および立方晶の窒化硼素の混晶膜を形成できること
を示した（以下、この方法による蒸着膜形成方法を「イ
オンビーム照射方法」という）。また、本発明者は、こ
の発明と同日の特許出願において、絶縁性、半導体、金
属などを基板上に蒸着薄膜として形成するときは蒸着膜
にイオンビームを照射するよシも、高速イオン線を照射
すべきことを提案した（以下、この方法による蒸着膜形
成方法を「高速原子線照射方法」という）。
た。このような蒸着膜形成方法を改良するために、日本
応物理学会発行の学術雑誌「ツヤパン・ツヤ−ナル・オ
グ・アプライド・フイソックス誌（Ｊａｐａｎ Ｊｕｒ
ｎａＡ’ ｏｆ ＡｐｐＩｌｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ
）Ｊ第２２巻（１９８３年）、第３号第１７１〜よる里
方晶窒化硼素薄膜の形成（原文題名：Ｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎ１ｔｒｉｄｅ
Ｆｉｌｍｓ ｂｙ ＢｏｒｏｎＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ 工ｏｎ Ｂｅａｍ Ｂｏ
ｍｂａｒｄｍｅｎｔ）Ｊにおいて、基板表面に硼素を真
空蒸着させながら、この硼素蒸着面に３０キロボルトに
加速した高速窒素イオンビームを照射すると、六方晶の
つ／ｌ／７鉱型（ｗｕｒｔｚｉｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ）および立方晶の窒化硼素の混晶膜を形成できること
を示した（以下、この方法による蒸着膜形成方法を「イ
オンビーム照射方法」という）。また、本発明者は、こ
の発明と同日の特許出願において、絶縁性、半導体、金
属などを基板上に蒸着薄膜として形成するときは蒸着膜
にイオンビームを照射するよシも、高速イオン線を照射
すべきことを提案した（以下、この方法による蒸着膜形
成方法を「高速原子線照射方法」という）。
しかし、これらのイオンビーム照射方法による蒸着膜形
成においても、また高速原子線照射方法による蒸着膜形
成の場合も、使用する装置は真空槽内にターゲットにイ
オンビームを照射するイオンビーム発生装置の他に、基
板表面に形成した蒸着膜面に指向するイオンビーム発生
装置又は高速原子線発生装置を設けた構造のものであっ
た。例えば、イオンビーム照射方法において使用された
装置は、第１図に示すように排気ポンプ２によって真空
排気された真空槽１のガス導入管３から窒素やアルゴン
などのいわゆる不活性ガスをイオンビーム発生装置４に
導き、装＠４からターゲット６にイオン線５を照射し、
ターゲット６から蒸着粒子７を放出させ基板８表面に蒸
着膜９を形成させるものである。
成においても、また高速原子線照射方法による蒸着膜形
成の場合も、使用する装置は真空槽内にターゲットにイ
オンビームを照射するイオンビーム発生装置の他に、基
板表面に形成した蒸着膜面に指向するイオンビーム発生
装置又は高速原子線発生装置を設けた構造のものであっ
た。例えば、イオンビーム照射方法において使用された
装置は、第１図に示すように排気ポンプ２によって真空
排気された真空槽１のガス導入管３から窒素やアルゴン
などのいわゆる不活性ガスをイオンビーム発生装置４に
導き、装＠４からターゲット６にイオン線５を照射し、
ターゲット６から蒸着粒子７を放出させ基板８表面に蒸
着膜９を形成させるものである。
さらに、蒸着膜９の堆積と同時に、ガス導入管１０から
窒素ガス等を第２のイオン発生装置１１に導き、装置１
１から窒素イオンビーム１２を基板８上の蒸着膜面９に
照射させる構造にしておった。
窒素ガス等を第２のイオン発生装置１１に導き、装置１
１から窒素イオンビーム１２を基板８上の蒸着膜面９に
照射させる構造にしておった。
したがって、第１図に示すイオンビーム照射方法による
蒸着膜形成装置も、高速原子線照射方法による装置もタ
ーゲットを照射するイオンビーム発生装置の他にイオン
ビーム発生装置駆動・制御部あるいは高速原子線発生装
置駆動・制御部が２つずつ必要であり、装置が大型化す
るのみならず、装置の駆動操作方法も複雑で、価格も高
価になるなどの問題があった。
蒸着膜形成装置も、高速原子線照射方法による装置もタ
ーゲットを照射するイオンビーム発生装置の他にイオン
ビーム発生装置駆動・制御部あるいは高速原子線発生装
置駆動・制御部が２つずつ必要であり、装置が大型化す
るのみならず、装置の駆動操作方法も複雑で、価格も高
価になるなどの問題があった。
く解決しようとする問題点〉
本発明は上述のイオンビーム照射方法や高速原子線照射
方法による蒸着膜形成装置の欠点を解消するためになさ
れたものであって、基板上に形成する蒸着膜の密着性、
結晶純度、結晶性、膜組既をコントロールできるととも
に、小型かつ駆動操作が容易で、安価な蒸着膜形成装置
を提供することを目的とするものである。−く問題点を
解決するための手段〉 本発明者らは上述のイオンビーム照射方法や高速原子線
照射方法による薄膜形成装置の欠点を除くため、種々研
究を重ねた結果、ターｒソト照射源にイオンビームと高
速原子線の両方を放射する高速エネルギ放射源を用いる
とともにイオンビームは偏向器によシ高速原子線を偏向
器を介せずに、ターゲットあるいは蒸着膜を照射する構
造にすればよいとの知見を得、種々、実験を重ね本発明
を完成することができた。
方法による蒸着膜形成装置の欠点を解消するためになさ
れたものであって、基板上に形成する蒸着膜の密着性、
結晶純度、結晶性、膜組既をコントロールできるととも
に、小型かつ駆動操作が容易で、安価な蒸着膜形成装置
を提供することを目的とするものである。−く問題点を
解決するための手段〉 本発明者らは上述のイオンビーム照射方法や高速原子線
照射方法による薄膜形成装置の欠点を除くため、種々研
究を重ねた結果、ターｒソト照射源にイオンビームと高
速原子線の両方を放射する高速エネルギ放射源を用いる
とともにイオンビームは偏向器によシ高速原子線を偏向
器を介せずに、ターゲットあるいは蒸着膜を照射する構
造にすればよいとの知見を得、種々、実験を重ね本発明
を完成することができた。
すなわち、本発明の装置は真空槽内に高速原子線とイオ
ンビームの両方を放射する高エネルギ発生装置と、高エ
ネルギ線発生装置から放射された高速原子線およびイオ
ンビームのうちいずれか一のエネルギ線を蒸着膜形成物
質含有ターゲットに指向するエネルギ線分離手段と、当
該エネルギ線分離手段によって分離された高エネルギ線
を受光する蒸着膜形成物質粒子およびイオンビームのう
ちの他を受光するように配置した蒸着膜形成用基板を有
することを特徴とするものである。
ンビームの両方を放射する高エネルギ発生装置と、高エ
ネルギ線発生装置から放射された高速原子線およびイオ
ンビームのうちいずれか一のエネルギ線を蒸着膜形成物
質含有ターゲットに指向するエネルギ線分離手段と、当
該エネルギ線分離手段によって分離された高エネルギ線
を受光する蒸着膜形成物質粒子およびイオンビームのう
ちの他を受光するように配置した蒸着膜形成用基板を有
することを特徴とするものである。
く作用〉
本発明にがかる蒸着膜形成装置は以上のように構成され
ているから、−個の高エネルギ線発生装置を用いて基板
上に蒸着膜形成物質をスパッタ蒸着によって破着させな
がら、高エネルギ線を照射することができ、同時に蒸着
しながら高エネルギ線を蒸着膜面に照射することによっ
て、基板との密着性が高く、結晶、純度、結晶性および
膜組成をコントロールしながら蒸着させることができる
。また、高エネルギ線発生装置は一個しか使用しないの
で、装置を小型化、かつ操作を簡単化することができ、
経済的にも安価なものとなる。
ているから、−個の高エネルギ線発生装置を用いて基板
上に蒸着膜形成物質をスパッタ蒸着によって破着させな
がら、高エネルギ線を照射することができ、同時に蒸着
しながら高エネルギ線を蒸着膜面に照射することによっ
て、基板との密着性が高く、結晶、純度、結晶性および
膜組成をコントロールしながら蒸着させることができる
。また、高エネルギ線発生装置は一個しか使用しないの
で、装置を小型化、かつ操作を簡単化することができ、
経済的にも安価なものとなる。
〈実施例〉
次に、実施例を挙げながら本発明の内容を具体的に説明
する。
する。
第２図は実施例の蒸着膜形成装置の厚理構成図であシ、
図中１はＸ空槽、２は排気ポンプ、３はガス導入口、１
３は高エネルギ線発生装置、１４は高エネルギ線発生装
置１３から放射された高エネルギ粒子、６は蒸着物質含
有ターゲット、７はターゲットからスパッタされた蒸着
粒子、８は蒸着膜形成用基板、９は蒸着粒子７が堆積し
てできた蒸着膜、１５は高エネルギ線発生装置１３から
放射されたイオンビームであって、高エネルギ線発生装
置１３は、第３図（Ａ）。
図中１はＸ空槽、２は排気ポンプ、３はガス導入口、１
３は高エネルギ線発生装置、１４は高エネルギ線発生装
置１３から放射された高エネルギ粒子、６は蒸着物質含
有ターゲット、７はターゲットからスパッタされた蒸着
粒子、８は蒸着膜形成用基板、９は蒸着粒子７が堆積し
てできた蒸着膜、１５は高エネルギ線発生装置１３から
放射されたイオンビームであって、高エネルギ線発生装
置１３は、第３図（Ａ）。
β）に示すように、高エネルギ線源、たとえば高速原子
線取りつけ７ランク１６に、カソード１８と、カソード
１８に囲まれ几小室内にアノード１７を設け、カソード
１８のターゲット側壁面にグラファイトメツシュ１９を
設けたものであって、２０はイオンビームと高速原子線
が混在している高エネルギ線である。上述のカソード１
８で囲まれた小室内には、図示されないガス供給源から
導入管を通ってアルゴンなどの不活性ガスが導入される
構造になっている。
線取りつけ７ランク１６に、カソード１８と、カソード
１８に囲まれ几小室内にアノード１７を設け、カソード
１８のターゲット側壁面にグラファイトメツシュ１９を
設けたものであって、２０はイオンビームと高速原子線
が混在している高エネルギ線である。上述のカソード１
８で囲まれた小室内には、図示されないガス供給源から
導入管を通ってアルゴンなどの不活性ガスが導入される
構造になっている。
以上の構造の蒸着膜形成装置を便用して基板上に蒸着膜
を形成する場合は、真空排気ポンプ２を作動して真空槽
１内を１０−’ 〜１０−８Ｔｏｒｒ程度に排気した後
、高エネルギ線発生装置１３内へガス導入管を通して不
活性ガスを導入し高エネルギ線発生装置１３内圧力を１
０−１〜１０−２’ｌ’ｏｒｒ 程度にする。しかる
後、取付フランツ１６に取υ付けられた高エネルギ線発
生装置１３を動作させる。高エネルギ線発生装置１３の
動作は、アノード１７とカソード１８間に数１０ゲルト
から１０キロゴルト程度の高電圧を加えて放電をおこさ
せ、グラファイトメツシュ１９越しにイオンビームと高
速原子線が混在している高エネルギ線２０を放出させ、
そのうち高速原子線はそのまま直進させてターゲット６
を照射させる。高速原子線を照射されたターゲットはス
パッタによシ蒸着粒子７を放出し基板８上にネルギ線２
０に含まれているイオンビーム１５は、基板８に加えら
れている電圧により作られる電界に引き寄せられ、基板
８上に蒸着されつつおる膜９を照射する。
を形成する場合は、真空排気ポンプ２を作動して真空槽
１内を１０−’ 〜１０−８Ｔｏｒｒ程度に排気した後
、高エネルギ線発生装置１３内へガス導入管を通して不
活性ガスを導入し高エネルギ線発生装置１３内圧力を１
０−１〜１０−２’ｌ’ｏｒｒ 程度にする。しかる
後、取付フランツ１６に取υ付けられた高エネルギ線発
生装置１３を動作させる。高エネルギ線発生装置１３の
動作は、アノード１７とカソード１８間に数１０ゲルト
から１０キロゴルト程度の高電圧を加えて放電をおこさ
せ、グラファイトメツシュ１９越しにイオンビームと高
速原子線が混在している高エネルギ線２０を放出させ、
そのうち高速原子線はそのまま直進させてターゲット６
を照射させる。高速原子線を照射されたターゲットはス
パッタによシ蒸着粒子７を放出し基板８上にネルギ線２
０に含まれているイオンビーム１５は、基板８に加えら
れている電圧により作られる電界に引き寄せられ、基板
８上に蒸着されつつおる膜９を照射する。
実施例の蒸着膜形成装置は以上のように構成されている
から、−個の高エネルギ線源を用いて、基板上に薄膜を
スパッタ蒸着によって形成しながら、同時に高エネルギ
線を照射することができ、蒸着しながら高エネルギ線を
蒸着膜に照射することによって、基板と蒸着膜の密着性
を高め、かつ蒸着膜中の不純物の除去、結晶性および膜
組成をフントロールできる。しかも、装置はただ一個の
高エネルギ線源を設けることによって基板面へのスパッ
タ蒸着と蒸着膜面への高エネルギ線照射の両方の役割を
兼ねさせるものであるから、装置の小型化および低廉化
を図ることができる。
から、−個の高エネルギ線源を用いて、基板上に薄膜を
スパッタ蒸着によって形成しながら、同時に高エネルギ
線を照射することができ、蒸着しながら高エネルギ線を
蒸着膜に照射することによって、基板と蒸着膜の密着性
を高め、かつ蒸着膜中の不純物の除去、結晶性および膜
組成をフントロールできる。しかも、装置はただ一個の
高エネルギ線源を設けることによって基板面へのスパッ
タ蒸着と蒸着膜面への高エネルギ線照射の両方の役割を
兼ねさせるものであるから、装置の小型化および低廉化
を図ることができる。
本実施例においては、高エネルギ線発生装置から放射さ
れた高エネルギ線を基板に照射するために、基板に電圧
を加えているが、電磁界レンズによシイオンビームを加
速、減速、集束して基板に照射することも可能である。
れた高エネルギ線を基板に照射するために、基板に電圧
を加えているが、電磁界レンズによシイオンビームを加
速、減速、集束して基板に照射することも可能である。
また、基板８とターゲット６の位置を入れ代え、基板で
はなく、ターゲットに電圧を加える等の方法により、イ
オンビームをターゲットに、高速原子線を蒸着膜面に照
射する構造にしてもよい。
はなく、ターゲットに電圧を加える等の方法により、イ
オンビームをターゲットに、高速原子線を蒸着膜面に照
射する構造にしてもよい。
高エネルギ線発生装置工３から放射されたエネルギ線を
イオンビームと高速原子線に分離するためには例えば第
４図に示すごとく、高エネルギ線発生装置１３のエネル
ギ線放射路中にアインツエルンレンズ２４と偏向電極２
５とを直列に配置して組合せたイオン光学系２６を用い
ることができる。
イオンビームと高速原子線に分離するためには例えば第
４図に示すごとく、高エネルギ線発生装置１３のエネル
ギ線放射路中にアインツエルンレンズ２４と偏向電極２
５とを直列に配置して組合せたイオン光学系２６を用い
ることができる。
このイオン光学系２６を用いると、イオンビームおよび
高速原子線の両方を放射された高エネルギ線発生装置１
３から高速したエネルギ線のうち、高速原子線はこのイ
オン光学系２６には影響されずに直進し、ターゲット６
を照射し、スパッタにより基板８に蒸着膜９１１：堆積
する。
高速原子線の両方を放射された高エネルギ線発生装置１
３から高速したエネルギ線のうち、高速原子線はこのイ
オン光学系２６には影響されずに直進し、ターゲット６
を照射し、スパッタにより基板８に蒸着膜９１１：堆積
する。
一方、イオンビームはアインツエルンレンズ２４により
、任意の直径に集束され、さらに偏向電極２５により偏
向されて、基板８の表面に蒸着されつつある蒸着膜９を
照射する。この時、基板８には、イオンビームと反対極
性あるいは同一極性の電圧が加えられ、イオンビームを
加速あるいは減速することにより、蒸着膜の密着性や結
晶性、不純物の除去などの膜特性をコントロールするこ
とができる。
、任意の直径に集束され、さらに偏向電極２５により偏
向されて、基板８の表面に蒸着されつつある蒸着膜９を
照射する。この時、基板８には、イオンビームと反対極
性あるいは同一極性の電圧が加えられ、イオンビームを
加速あるいは減速することにより、蒸着膜の密着性や結
晶性、不純物の除去などの膜特性をコントロールするこ
とができる。
コノ他エネルギ線のうちイオンビームト高速原子線とを
分離する方法に磁力を用いる方法もある。上述した静翫
光学系を用いる場合と同様に、磁力（電磁石）によりレ
ンズ偏光系を構成すれば、屍荷をもたない高速原子線１
４は、磁力に影響されずにターゲット６を照射するが、
イオンビーム１５は集束、偏向されて基板８に照射され
る。
分離する方法に磁力を用いる方法もある。上述した静翫
光学系を用いる場合と同様に、磁力（電磁石）によりレ
ンズ偏光系を構成すれば、屍荷をもたない高速原子線１
４は、磁力に影響されずにターゲット６を照射するが、
イオンビーム１５は集束、偏向されて基板８に照射され
る。
つぎに、実癩例の実験結果について説明する。
第５図は高エネルギ線発生源から放射される高エネルギ
線中のイオンビームと高速原子線の割合を明らかにした
ものである。実験装置は第６図に示すように、高エネル
ギ線発生装置１３の高エネルギ線放射路方向に配置した
スリット２１゜２１越し、に、Ｎｉ“コレクタ２２に照
射する。二枚のスリン１−２１．２１間には偏向電極２
３を設置し、偏向電圧を変えながら、Ｎｉフレクタ２２
に流れる電流を測定した。
線中のイオンビームと高速原子線の割合を明らかにした
ものである。実験装置は第６図に示すように、高エネル
ギ線発生装置１３の高エネルギ線放射路方向に配置した
スリット２１゜２１越し、に、Ｎｉ“コレクタ２２に照
射する。二枚のスリン１−２１．２１間には偏向電極２
３を設置し、偏向電圧を変えながら、Ｎｉフレクタ２２
に流れる電流を測定した。
そして、高エネルギ発生装置１３には、導入口を通して
０．ＩＴｏｒｒ−／／Ｓ のアルゴンガスを導入し、
装置１３内圧力を５ Ｘ １０−２Ｔｏｒｒ程度でアノ
ードに高電圧を加えて放電させる。放電電圧は１．９５
千ロゲルト、放電電流は３０ｙｎＡである。第５図に示
されるように、高エネルギ発生装置１３から放射された
ビームを２ＸＩＱｗＮｉコレクタを流れる電流は、イオ
ンビーム電流と、イオン線・高速原子線が照射された時
に生ずる二次電子電流の和となる。ここで高速原子線源
から引き出される高エネルギー線中の高速原子線の割合
を中性化率と定義すると、中性化率は次式で表わされる
。
０．ＩＴｏｒｒ−／／Ｓ のアルゴンガスを導入し、
装置１３内圧力を５ Ｘ １０−２Ｔｏｒｒ程度でアノ
ードに高電圧を加えて放電させる。放電電圧は１．９５
千ロゲルト、放電電流は３０ｙｎＡである。第５図に示
されるように、高エネルギ発生装置１３から放射された
ビームを２ＸＩＱｗＮｉコレクタを流れる電流は、イオ
ンビーム電流と、イオン線・高速原子線が照射された時
に生ずる二次電子電流の和となる。ここで高速原子線源
から引き出される高エネルギー線中の高速原子線の割合
を中性化率と定義すると、中性化率は次式で表わされる
。
ここでＲｎｏ；中性化率、Ｎｏ；Ｎｉコレクターに流入
する高速原子線の電流換算値、Ｎ＋；Ｎｉコレクタに流
入するイオン線の電流値、１：偏向電圧ＱＶの時のＮ１
コレクタを流れる電流、ｉｄ；偏向電圧を印加した時の
Ｎｉコレクタ電流の飽和値、δ；Ｎｉの２次戒子放射比
である。
する高速原子線の電流換算値、Ｎ＋；Ｎｉコレクタに流
入するイオン線の電流値、１：偏向電圧ＱＶの時のＮ１
コレクタを流れる電流、ｉｄ；偏向電圧を印加した時の
Ｎｉコレクタ電流の飽和値、δ；Ｎｉの２次戒子放射比
である。
第Ｓ図よシ、ｉｄ ＝ ２．０Ｘ１０−５Ａ、 ｉ
＝ ３．５ Ｘ１Ｏ−５Ａであシ、本実験の場合δ＝０
．１であったのでこれらを（１）式に代入すればＲｎ０
＝０．９３の値が得られる。
＝ ３．５ Ｘ１Ｏ−５Ａであシ、本実験の場合δ＝０
．１であったのでこれらを（１）式に代入すればＲｎ０
＝０．９３の値が得られる。
すなわち、本発明の実施例の場合、高速原子線から引出
される。高エネルギ 線の場合、その約９０％が高速原
子線であシ、残シの約１０矛がイオン線である。それ故
、９０％がターゲットを照射してスパッタ蒸着によシ膜
を形成するのに使われ、残υの１０％が、蒸着中の基板
膜表面に照射されることになる。この値は、膜と基板と
に界面を形成し密着性を改善し、さらに結晶性・不純物
制御を行なうに十分である。
される。高エネルギ 線の場合、その約９０％が高速原
子線であシ、残シの約１０矛がイオン線である。それ故
、９０％がターゲットを照射してスパッタ蒸着によシ膜
を形成するのに使われ、残υの１０％が、蒸着中の基板
膜表面に照射されることになる。この値は、膜と基板と
に界面を形成し密着性を改善し、さらに結晶性・不純物
制御を行なうに十分である。
本発明の実施例の場合、高速原子線源から引出された高
エネルギ線 照射するために基板に電圧を印加しているが、電砒界レ
ンズ等によシイオン線を加速・減速・集束させて基板に
照射することも勿論可能である。
エネルギ線 照射するために基板に電圧を印加しているが、電砒界レ
ンズ等によシイオン線を加速・減速・集束させて基板に
照射することも勿論可能である。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる蒸着膜
形成装置は、 ■ １個の高エネルギ線放射源を用いてスパッタ蒸着を
行いながら、同時に基板上の蒸着膜に高エネルギ線を照
射して、基板と蒸着膜の密着性の改善および膜の結晶純
度、結晶性、膜組成をコントロールすることができる。
形成装置は、 ■ １個の高エネルギ線放射源を用いてスパッタ蒸着を
行いながら、同時に基板上の蒸着膜に高エネルギ線を照
射して、基板と蒸着膜の密着性の改善および膜の結晶純
度、結晶性、膜組成をコントロールすることができる。
■ 装置自体を小型化でき、操作が簡単で安価なスパッ
タ蒸着装置を作ることができる。
タ蒸着装置を作ることができる。
■ さらに、本発明にかかる装置は金属膜、絶縁性膜、
半導体膜等あらゆる種類の蒸着膜形成に使用できる利点
がある。
半導体膜等あらゆる種類の蒸着膜形成に使用できる利点
がある。
第１図は従来のイオンビーム照射方法による蒸着膜形成
装置の概略構成図、第２図は本発明の実施例にかかる蒸
着膜形成装置の概略構成図、第３回国および（至）は第
２図に示す蒸着膜形成装置中の高エネルギ線発生装置の
概略構造を示す断面図および正面図、第４図は高エネル
ギ線発生装置から放射されるエネルギ線中のイオンビー
ムの偏向方法の一実施悲様を示す要部断面図、第５図は
第３図に示す高エネルギ線発生装置から放射されるエイ
・ルギ線中の高速原子線の割合を示す特性図、第６図は
＠デ図の特性曲線測定の測定原理図を示す。 図面中、 １はＸ空槽、 ２は真空排気ポンプ、 ３はガス纒入管、 Ｇｉ／ｉターグント、 ８は基板、 ９は蒸着膜、 １３は高エネルギ線発生装置。
装置の概略構成図、第２図は本発明の実施例にかかる蒸
着膜形成装置の概略構成図、第３回国および（至）は第
２図に示す蒸着膜形成装置中の高エネルギ線発生装置の
概略構造を示す断面図および正面図、第４図は高エネル
ギ線発生装置から放射されるエネルギ線中のイオンビー
ムの偏向方法の一実施悲様を示す要部断面図、第５図は
第３図に示す高エネルギ線発生装置から放射されるエイ
・ルギ線中の高速原子線の割合を示す特性図、第６図は
＠デ図の特性曲線測定の測定原理図を示す。 図面中、 １はＸ空槽、 ２は真空排気ポンプ、 ３はガス纒入管、 Ｇｉ／ｉターグント、 ８は基板、 ９は蒸着膜、 １３は高エネルギ線発生装置。
Claims (3)
- （１）真空槽内に、高速原子線とイオンビームを放射す
る高エネルギ線発生装置と、高エネルギ線発生装置から
放射された高速原子線およびイオンビームのうちのいず
れか一のエネルギ線を蒸着膜形成物質含有ターゲットに
指向するエネルギ線分離手段と、当該エネルギ線分離手
段によつて分離されたエネルギ線を受光する蒸着膜形成
物質含有ターゲットと、ターゲットから放射された蒸着
膜形成物質エネルギ線および上記高エネルギ放射線発生
装置から放射された高速原子線およびイオンビームのう
ち他を受光するように配設した蒸着膜形成用基板を設け
たことを特徴とする蒸着膜形成装置。 - （２）高エネルギ線発生装置から放射された高速原子線
およびイオンビームの何れか一方を蒸着膜形成物質含有
ターゲットへ指向せしめるエネルギ線分離手段としてイ
オン線偏向器を使用し、かつ蒸着膜形成物質含有ターゲ
ットにイオン線と反対極性又は同一極性の電圧を供給す
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の蒸
着膜形成装置。 - （３）高エネルギ線発生装置から放射された高速原子線
およびイオンビームの何れか一方を蒸着膜形成物質含有
ターゲットへ指向せしめるエネルギ線分離手段としてア
インツエルンレンズと偏向電極の組合せイオン光学系を
使用し、かつ蒸着膜形成物質含有ターゲットにイオン線
と反対極性又は同一極性の電圧を供給することを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の蒸着膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19675384A JPS6176665A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 蒸着膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19675384A JPS6176665A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 蒸着膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176665A true JPS6176665A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0214426B2 JPH0214426B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=16363037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19675384A Granted JPS6176665A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 蒸着膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6176665A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177176A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-04 | Nippon Steel Corp | 薄膜形成装置 |
| JPS63307272A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ムスパツタ装置 |
| JPH03190047A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Japan Steel Works Ltd:The | 複合イオンビーム照射方法及び照射装置 |
| JPH04173961A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-22 | Japan Steel Works Ltd:The | 複合イオンビームによるダイナミックミキシング方法 |
| JP2020198265A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社アルバック | イオン注入装置、イオン源 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19675384A patent/JPS6176665A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177176A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-04 | Nippon Steel Corp | 薄膜形成装置 |
| JPH0121226B2 (ja) * | 1986-01-30 | 1989-04-20 | Nippon Steel Corp | |
| JPS63307272A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ムスパツタ装置 |
| JPH03190047A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Japan Steel Works Ltd:The | 複合イオンビーム照射方法及び照射装置 |
| JPH04173961A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-22 | Japan Steel Works Ltd:The | 複合イオンビームによるダイナミックミキシング方法 |
| JP2020198265A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社アルバック | イオン注入装置、イオン源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0214426B2 (ja) | 1990-04-09 |
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