JPS62122210A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、めっき技術などの電気化学的手段ではなく
、各種基板（金属、半導体、絶縁物など）上に物質薄膜
層などの薄膜を形成するたとえば真空蒸着法などの薄膜
形成装置におけろ蒸着物質（たとえば鉛、銅、金、銀、
カドミュウム、デルルなど）の気体クラスタのイオン化
制御装置に関−するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来のこの種薄膜形成装置を示す断面図である
。（１１は真空槽、（２）は天井部に少なくとも単一の
噴射ノズル（２＆）を形成した気体噴出装置を構成する
るつぼ、（３）はこのるつぼ（２）内にたとえばアルポ
ンガス等の蒸着物質の気体クラスタ（５）を送り込む送
給パイプで、この気体クラスタ（５）の圧力は１０−２
〜１０−”Ｔｏｒｒ程度である。（４）は送給パイプ（
３）の途中に介装され、るつぼ（２）と真空槽（１）と
を電気的に絶縁するパイプ、（６）は気体クラスタ（５
）を電子衝突によってイオン化するイオン化フィラメン
ト、（７）はイオン化フィラメント（６）から放出され
た熱電子を加速するグリッド、（８）はイオン化フィラ
メント（６）を発熱させる交流電源、（９）はイオン化
フィラメント（６）に対してグリッド（７）を「正」の
電位に保持する第１の直流電源、αＯｆ、　（１１）は
イオン化した気体クラスタ（５）を加速制御するグリッ
ド電極と加速電極、（１２）はこの加速電極（１１）に
対してグリッド電極００１を「正」の電位に保持する第
２の直流電源、（１５）は表面に蒸着薄膜が生成される
絶縁材料からなるターゲット、すなわち基板であり、こ
の基板に適当なマスクを用いることにより微細なスパッ
タ加工ができることはいうまでもない。　従来の薄膜形
成装置は上記のように構成されているので、送給パイプ
（３）からるつぼ（２）内に送給された気体クラスタ（
５）が噴射ノズル（２ａ）から真空槽（１）内に噴出さ
れると、この気体クラスタ（５）には交流電源（８）に
よって発熱したイオン化フィラメント（６）から放出さ
れた熱電子が衝突するとともに、この気体クラスタ（５
）が第１の直流電源（９）によって「正」の電位が与え
られているグリッド（７）を通過することによりプラス
電荷を持つイオンクラスタとなり、このイオンクラスタ
は加速電極（１１）により加速制御され、基板（１５）
に蒸着し、薄膜が形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の薄膜形成装置においては、送給パイプ（
３）内はもちろん、るつぼ（２）内の圧力が上述したよ
うに１０１〜１０−’Ｔｏｒｒ前後になるため、るつぼ
（２）と真空槽（１）との電位差（数〜数十ｋＶ）によ
って送給パイプ（３）の途中に介装された絶縁パイプ（
４）の近傍において放電が発生し易く、薄膜形成装置の
稼動が不安定になる欠点がある。

これに対処する手段として、るつぼ（２）の電位を真空
槽（１）と同電位にするためにこれをアースさせること
も考えられるが、加速電極（１１）もアース電位である
ためるつぼ（２）の近傍でイオン化された気体クラスタ
（５）は電位差が小さいので加速電ｔｉｉ（１１）によ
って充分に加速制御できないという問題がある。

この発明は、かかる点に着目してなされたもので、るつ
ぼ内に送給された気体クラスタを効率よくイオン化して
加速制御が充分に行い得られるように構成し、しかも送
−給パイブの絶縁パイプの近傍、およびるつぼの噴射ノ
ズルの近傍における放電現象を防止するようにしたもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる薄膜形成装置は、噴射ノズルを有する
るつぼの電位を真空槽と同電位（アース）とするととも
に、イオン化フィラメントとグリッドとを覆うようにこ
れらを電界シールドにより囲繞してイオン化室を形成す
るようにしたものである。

［作用〕 この発明においては、気体クラスタをイオン化するイオ
ン化フィラメントと、このイオン化フィラメントから放
出された熱電子を加速するグリッドとを電界シールドに
よって形成されたイオン化室内に収容するようにしたの
で、気体クラスタのイオン化が著しく向上する。またこ
のイオン化向上によって加速制御を充分に行うことがで
きるばかりでなく、るつぼと真空槽とを同電位にしたの
で、送給パイプの絶縁パイプ近傍における放電現象を防
止することができる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すものであるが、上述
した従来のもの（第３図）同一符号は同一構成部材につ
きその説明を省略する。

（１３）はイオン化フィラメント（６）とグリッド（７
）とを覆うようにこれらを囲繞してイオン化（１３ａ）
を形成する格子状またはメツシュ状の電界シールド、（
１４）はイオン化フィラメント（６）をこの電界シール
ド（１３）より「正」の電位、または同電位に保持する
ための第３の直流電源、（１００）はるつぼ（２）の電
位（アース）と同電位になされた真空槽である。

この発明の薄膜形成装置は上記のように構成されている
ので、るつぼ（２）に供給された気体クラスタ（５）が
噴射ノズル（２ａ）から真空槽（１００）内に噴出され
ている状態において、イオン化フィラメント（６）から
放出される熱電子は、このイオン化フィラメント（６）
の電位よりも高い電位の領域に放出されるため、噴射ノ
ズル（２ａ）から噴射された気体クラスタ（５）がイオ
ン化されろ領域は、電界シールド（１３）と、加速電極
（１１）の電位による電界レンズのしみ込みの範囲、す
なわちイオン化フィラメン１−　（６１とグリッド（７
）を囲繞するイオン化室（１３ａ）に限定され、このイ
オン化室内において集中的に効率よくイオン化されると
ともに、加速電極（１１）によって自在に加速制御がで
きる。また真空槽（ｉｏｏ）はるつぼ（２）と同電位（
アース）になされているため、このるつぼ（２）の噴射
ノズル（２ａ）の付近、および送給パイプ（３）の途中
において放電現象が発生するようなことはない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によればイオン化フィラメ
ント（６）とグリッド（７）とを覆うように、これらを
囲繞する電界シールド（１３）によりイオン化室（１３
ａ）を形成するようにしたので、るつぼ（２）の噴射ノ
ルズ（２ａ）から噴射される気体クラスタ（５）のイオ
ン化はイオン化室（１３ｍ）内の領域に限定され、イオ
ン化の効率が著しく向上するばかりでなく、加速電極（
１１）による加速制御が自在に行い得られろ優れた効果
を有するものである。また、真空槽（１００）とるつぼ
（２）とを同電位（アース）にしたので、このるつぼ（
２）の噴射ノズル（２ａ）の付近、および送給パイプ（
３）の途中における放電現象が防止され、薄膜形成装置
を常時安定的に稼動させろことができる効果も有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の薄膜形成装置を示す断面図である。 図において、（２）はるつぼ、（２ａ）は噴射ノルズ、
（３）は送給パイプ、（５）はクラスタ、（６）はイオ
ン化フィラメンＩ−、（７１はグリッド、（１３）は電
界シールド、（１３ａ）はイオン化室、（１００）は真
空槽である。なお、図中同一符号は同一または相当部分
を示す。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 第１図 １’Ａ皇８９：幻えｔぺ ２；クヒや１４１：！Ｅｌｌｏｉ７＋１−、ドｔｉ２ａ
＋すＩＮノス°ル　　　　　１１ニスｂメ！ｔＭ３：戊
梧ノ召ア　　１２：直１．　ｔ　ｌ。 ５：気体、クラスタ　　１３：を界シールに６：イスン
化大フノント　　　１３ａ°イ大ン化！７：りグリッド
　　　　　　　１４’　ａシ忌宅Δ８・交ン克ｔ２東　
　　　＋００ｔ　　Ｘ　空λ雪第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空槽内においてイオン化フィラメントから放出
   された熱電子を加速してるつぼから噴出された気体クラ
   スタに衝突させ、これをイオン化して基板に薄膜を形成
   するグリッドを有するものにおいて、上記イオン化フィ
   ラメントとグリッドとを覆うようにこれらを囲繞する電
   界シールドによりイオン化室を形成するとともに、上記
   真空槽とるつぼとを同電位にしたことを特徴とする薄膜
   形成装置。
2. （２）電界シールドは、格子状またはメッシュ状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成
   装置。