JPS62177173A - 薄膜形成方法及びその装置 - Google Patents
薄膜形成方法及びその装置Info
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- JPS62177173A JPS62177173A JP61017303A JP1730386A JPS62177173A JP S62177173 A JPS62177173 A JP S62177173A JP 61017303 A JP61017303 A JP 61017303A JP 1730386 A JP1730386 A JP 1730386A JP S62177173 A JPS62177173 A JP S62177173A
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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
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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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〕
本発明は基体に真空蒸着、イオンブレーティング、スパ
ッタリングにより発生させた蒸着用金属と加速イオンと
を照射し、当該基体表面に薄膜を形成させる薄膜形成方
法に関する。
ッタリングにより発生させた蒸着用金属と加速イオンと
を照射し、当該基体表面に薄膜を形成させる薄膜形成方
法に関する。
本発明は半導体基板に回路パターンを形成する場合１部
材の表面にたとえばセラミック層を形成する場合等に好
適に用いることができる。
材の表面にたとえばセラミック層を形成する場合等に好
適に用いることができる。
従来のＰＶＤとイオン注入とを併用して基体上に薄膜を
形成する方法は、真空容器内の基体に加速イオンの注入
と蒸着用金属イオンの照射を同時におこなっていた。こ
のような従来の薄膜形成方法の一つに、加速したイオン
の中から、必要なイオン値のみを磁気的に選択してこれ
を基体へ照射する従来例が存在する（特開昭５８−２０
２２５号）。この従来例では、基体の熱の発生を防ぎ、
純度の高い薄膜を形成するために照射イオンビーム量を
少くし、長時間の処理をおこなっていた。
形成する方法は、真空容器内の基体に加速イオンの注入
と蒸着用金属イオンの照射を同時におこなっていた。こ
のような従来の薄膜形成方法の一つに、加速したイオン
の中から、必要なイオン値のみを磁気的に選択してこれ
を基体へ照射する従来例が存在する（特開昭５８−２０
２２５号）。この従来例では、基体の熱の発生を防ぎ、
純度の高い薄膜を形成するために照射イオンビーム量を
少くし、長時間の処理をおこなっていた。
しかし、上記従来例では、基体へ加速イオンの注入およ
び蒸着用金属の照射をおこなっている間、連続的に不純
物ガスが発生する。この結果、不純物ガスの巻き込みが
起り、膜の純度、精度が劣化する。長時間処理をおこな
っていることから、薄膜形成に際しては、長時間、不純
物の影響を無視できず、膜の精度、純度の低下を避ける
ことができないものであった。
び蒸着用金属の照射をおこなっている間、連続的に不純
物ガスが発生する。この結果、不純物ガスの巻き込みが
起り、膜の純度、精度が劣化する。長時間処理をおこな
っていることから、薄膜形成に際しては、長時間、不純
物の影響を無視できず、膜の精度、純度の低下を避ける
ことができないものであった。
本発明は係る問題点を解決するために、純度、精度の高
い薄膜を基体表面に形成可能な薄膜形成方法を提供する
ことを目的とする。
い薄膜を基体表面に形成可能な薄膜形成方法を提供する
ことを目的とする。
本発明は真空雰囲気にある基体に蒸着用金属と加速イオ
ンとを照射し、当該基体表面に薄膜を形成する薄膜形成
方法において、前記加速イオンの照射をパルス状におこ
なうことを特徴とする薄膜形成方法である。
ンとを照射し、当該基体表面に薄膜を形成する薄膜形成
方法において、前記加速イオンの照射をパルス状におこ
なうことを特徴とする薄膜形成方法である。
上記本発明によれば、基体に対する加速イオンの照射を
、断続しておこなえるために、加速イオンの照射により
発生した不純物ガスが次の加速イオンの注入停止の間に
排気され、その結果不純物ガスの巻き込みがない状態で
純度の高い薄膜を形成することができる。
、断続しておこなえるために、加速イオンの照射により
発生した不純物ガスが次の加速イオンの注入停止の間に
排気され、その結果不純物ガスの巻き込みがない状態で
純度の高い薄膜を形成することができる。
次に本発明に係る薄膜形成方法を実施するための装置の
一実施例について説明する。
一実施例について説明する。
第１図はその構成図である。
第１図において、真空容器１内には試料（基体）２が配
置されている。この真空容器１には、プラズマ電極と引
し出し電極を備えたイオン源３が設けられている。この
イオン源３には、高速スイッチが設けられたイオン源電
源６が接続されている。
置されている。この真空容器１には、プラズマ電極と引
し出し電極を備えたイオン源３が設けられている。この
イオン源３には、高速スイッチが設けられたイオン源電
源６が接続されている。
真空容器１には、容器内を真空に保つための排気装置５
が接続されている。この真空容器１内には、蒸着用金属
を蒸発させるための電子銃（ＥＢガン）４が設けられて
いる。ＥＢガン４と試料２との間には蒸着装置シャッタ
ー９が設けられている。ＥＢガン４には、ＥＢガン制御
装置７が接続され、このＥＢガン接続装置７は高速スイ
ッチ付イオン電源と接続されている。
が接続されている。この真空容器１内には、蒸着用金属
を蒸発させるための電子銃（ＥＢガン）４が設けられて
いる。ＥＢガン４と試料２との間には蒸着装置シャッタ
ー９が設けられている。ＥＢガン４には、ＥＢガン制御
装置７が接続され、このＥＢガン接続装置７は高速スイ
ッチ付イオン電源と接続されている。
次に本実施例の動作について説明する。
真空容器１内の真空度は約１Ｏ−３Ｐａから１Ｏ−２Ｐ
ａに保たれている。試料２への加速イオン１１の照射は
、イオン源で発生したプラズマからのイオンを引出し電
極で引き出すことにより試料２へ照射することにより行
う。一方蒸着用金属をＥＢガン４に備え、金属を蒸発さ
せ、係る蒸発した金属５１を試料２へ照射している。
ａに保たれている。試料２への加速イオン１１の照射は
、イオン源で発生したプラズマからのイオンを引出し電
極で引き出すことにより試料２へ照射することにより行
う。一方蒸着用金属をＥＢガン４に備え、金属を蒸発さ
せ、係る蒸発した金属５１を試料２へ照射している。
イオン源３からの加速イオンの照射のタイミング制御は
、高速スイッチ付イオン源電源６によっておこなわれる
。
、高速スイッチ付イオン源電源６によっておこなわれる
。
すなわち、イオンの照射は、イオン源電源６からの制御
信号を受け、イオン源３でのプラズマ電極の電源のオン
、オフまたは引出し電極の電源のオンまたはオフによっ
ておこなう。イオン源電源６の制御信号がハイレベルの
ときは、加速イオンの照射をおこない、低レベルのとき
は加速イオンの照射を停止する。すなわち、イオン源電
源６では、第２図に示すようなパルス状の信号を前記イ
オン源３に送り、信号レベルが高いときには、イオンの
照射をおこない、信号レベルが低いときは、イオンの照
射を停止するようにする。加速イオンの照射が停止され
ている間、真空容器１内の不純物ガスを排気装置５で真
空容器外に排除することができる。
信号を受け、イオン源３でのプラズマ電極の電源のオン
、オフまたは引出し電極の電源のオンまたはオフによっ
ておこなう。イオン源電源６の制御信号がハイレベルの
ときは、加速イオンの照射をおこない、低レベルのとき
は加速イオンの照射を停止する。すなわち、イオン源電
源６では、第２図に示すようなパルス状の信号を前記イ
オン源３に送り、信号レベルが高いときには、イオンの
照射をおこない、信号レベルが低いときは、イオンの照
射を停止するようにする。加速イオンの照射が停止され
ている間、真空容器１内の不純物ガスを排気装置５で真
空容器外に排除することができる。
加速イオンの照射がおこなわれていない間は、本実施例
のように、ＥＢガン制御装置７を設け、蒸発金属が試料
２に照射されないようにすることが望ましい。これは、
加速イオンの照射がおこなわれていない間に試料２表面
に金属のみの膜ができ、たとえば所望のセラミック層な
どができないためである。
のように、ＥＢガン制御装置７を設け、蒸発金属が試料
２に照射されないようにすることが望ましい。これは、
加速イオンの照射がおこなわれていない間に試料２表面
に金属のみの膜ができ、たとえば所望のセラミック層な
どができないためである。
本実施例では、イオン源３の電流容量をたとえば従来の
１０００倍程度大吉い、たとえば数アンペアクラスのも
のを用いることができる。この際、試料２の温度が上昇
し、膜組成が変化する恐れがあるが、本実施例のように
パルス状の加速イオンの注入をおこなうと、加速イオン
の注入していない間に、試料表面に発生する膜の熱の放
出を図ることができるため、試料そのものまたは試料表
面の膜の特性、形状、組成等の変化を防ぐことができる
。
１０００倍程度大吉い、たとえば数アンペアクラスのも
のを用いることができる。この際、試料２の温度が上昇
し、膜組成が変化する恐れがあるが、本実施例のように
パルス状の加速イオンの注入をおこなうと、加速イオン
の注入していない間に、試料表面に発生する膜の熱の放
出を図ることができるため、試料そのものまたは試料表
面の膜の特性、形状、組成等の変化を防ぐことができる
。
この場合、イオン源３の電流容量を上げることができる
のであるから、イオン打込み量を多くでき、その結果膜
の形成速度が著しく大きくなる。
のであるから、イオン打込み量を多くでき、その結果膜
の形成速度が著しく大きくなる。
結局本実施例によれば、膜の特性を変化させることなく
、大量処理が可能となるものである。
、大量処理が可能となるものである。
イオン打込みの間隔は、試料２の温度が上がらない範囲
内で、あらかじめイオン源電源６に設定されたプログラ
ムに応じておこなわれる。この際、本実施例ではイオン
打込みがなされていない間に制御信号がイオン源電源６
からＥＢガン制御装置７に送られる。この制御信号を受
けたＥＢガン制御装置７は、蒸着装置シャッター９を閉
じるとともに、ＥＢガンのエミッション量を少くする。
内で、あらかじめイオン源電源６に設定されたプログラ
ムに応じておこなわれる。この際、本実施例ではイオン
打込みがなされていない間に制御信号がイオン源電源６
からＥＢガン制御装置７に送られる。この制御信号を受
けたＥＢガン制御装置７は、蒸着装置シャッター９を閉
じるとともに、ＥＢガンのエミッション量を少くする。
エミッション量はイオンの打込みがなされていない間で
も、○にすることは望しくない。これはエミッション量
をＯにすると、ＥＢガンの銃口に蒸着用金属の結晶がで
きるため、これを防止するためである。
も、○にすることは望しくない。これはエミッション量
をＯにすると、ＥＢガンの銃口に蒸着用金属の結晶がで
きるため、これを防止するためである。
第２図のようにイオン打込みの間隔は、たとえば５０ｍ
５ｅｃ程度にすることができる。この場合、イオンの照
射の断続時間が短いので、ＥＢガン制御装置７により、
蒸着装置シャッター９の閉鎖およびＥＢガン４のエミッ
ション量の低減を図ることは必須ではない。これは、イ
オン源３から打込まれる加速イオンのエネルギーが、本
実施例では大きいものを使うことができるため、短い時
間に試料表面に形成された薄い金属膜であっても、この
金属膜中に加速イオンが拡散できるためである。
５ｅｃ程度にすることができる。この場合、イオンの照
射の断続時間が短いので、ＥＢガン制御装置７により、
蒸着装置シャッター９の閉鎖およびＥＢガン４のエミッ
ション量の低減を図ることは必須ではない。これは、イ
オン源３から打込まれる加速イオンのエネルギーが、本
実施例では大きいものを使うことができるため、短い時
間に試料表面に形成された薄い金属膜であっても、この
金属膜中に加速イオンが拡散できるためである。
一方、断続の間隔が長い場合には、金属膜が厚くなるた
め、蒸着装置シャッター９の閉鎖を必要とするものであ
る。
め、蒸着装置シャッター９の閉鎖を必要とするものであ
る。
上記イオン源電源６内に設けられた高速スイッチとして
、半導体スイッチあるいは真空管による高速スイッチを
用いることができる。
、半導体スイッチあるいは真空管による高速スイッチを
用いることができる。
本実施例では、イオン照射の停止時、ＥＢガン４のエミ
ッション量が低減されているため、蒸着用金属量の節約
をも図ることができる。
ッション量が低減されているため、蒸着用金属量の節約
をも図ることができる。
次に本発明に係る薄膜形成方法を実施するための装置の
第２の実施例について説明する。第３図はその構成を示
したものである。
第２の実施例について説明する。第３図はその構成を示
したものである。
本実施例では、上記第１の実施例に、試料２の温度を計
測する温度計測器８を設け、この温度計測器８からの信
号がイオン源電源６に入力されるようになっているもの
である。
測する温度計測器８を設け、この温度計測器８からの信
号がイオン源電源６に入力されるようになっているもの
である。
本実施例では、上記第１の実施例の動作に加えて、試料
２の温度を温度計測器８で計測することができる。この
際、温度計測器８に、試料温度の上限、下限が設定でき
る。加速イオンの打込みによって試料２の温度が上昇し
、あらかじめ温度設定器８に設定されている上限温度に
達したとき、温度計測器８からの制御信号が６に入力さ
れる。
２の温度を温度計測器８で計測することができる。この
際、温度計測器８に、試料温度の上限、下限が設定でき
る。加速イオンの打込みによって試料２の温度が上昇し
、あらかじめ温度設定器８に設定されている上限温度に
達したとき、温度計測器８からの制御信号が６に入力さ
れる。
この結果、イオン源３は、イオン源電源６の制御を受け
、加速イオンの照射を停止する。この動作を第３に基づ
いて詳説する。
、加速イオンの照射を停止する。この動作を第３に基づ
いて詳説する。
第４図（Ａ）に、イオン照射によって変化する試料２の
温度変化のグラフを示す。第４図（Ｂ）は温度の変化に
よってイオンの照射の断続をおこなう場合のグラフであ
る。イオンの照射によって基板温度が上昇し、温度計測
器８内にあらかじめ設定して上限温度値（Ａ１）になる
と、イオン源３からのイオンの照射が停止される（Ｂ工
）。
温度変化のグラフを示す。第４図（Ｂ）は温度の変化に
よってイオンの照射の断続をおこなう場合のグラフであ
る。イオンの照射によって基板温度が上昇し、温度計測
器８内にあらかじめ設定して上限温度値（Ａ１）になる
と、イオン源３からのイオンの照射が停止される（Ｂ工
）。
停止後、基板の温度が低下し、あらかじめ設定されであ
る下限温度値（Ａ２）になった場合は、イオンの照射が
開始される（Ｂ２）。イオンの照射がなされている間、
第４図（Ｃ）に示すように、蒸着装置シャッターが開放
の状態（Ｃ１）になり、イオンの照射が停止されている
場合は、蒸着装置シャッター９が閉鎖の状態（Ｃ２）に
なる。一方、イオンの照射がおこなわれている間、蒸着
装置エミッション量は第４図（Ｄ）に示すように、エミ
ッション量が多い状態（Ｄｌ）となり、イオンの照射が
おこなわれていない間は、蒸着装置エミッション量が少
い状態（Ｂ２）となる。
る下限温度値（Ａ２）になった場合は、イオンの照射が
開始される（Ｂ２）。イオンの照射がなされている間、
第４図（Ｃ）に示すように、蒸着装置シャッターが開放
の状態（Ｃ１）になり、イオンの照射が停止されている
場合は、蒸着装置シャッター９が閉鎖の状態（Ｃ２）に
なる。一方、イオンの照射がおこなわれている間、蒸着
装置エミッション量は第４図（Ｄ）に示すように、エミ
ッション量が多い状態（Ｄｌ）となり、イオンの照射が
おこなわれていない間は、蒸着装置エミッション量が少
い状態（Ｂ２）となる。
加速イオンの照射は、上記第４図（Ｂ）のように連続的
におこなう他に、第４図（Ｅ）の如くパルス状におこな
うこともできる。
におこなう他に、第４図（Ｅ）の如くパルス状におこな
うこともできる。
本実施例では、試料２の温度を検知し、温度が高い状態
は、加速イオンの照射を停止することができるため、試
料表面に純度、精度、成分組成が良質の薄膜を形成する
ことができる。この際、イオン源の容量を大きくするこ
とができるため、処理速度を大きくしつつ、純度の高い
膜を試料表面に形成することができる。
は、加速イオンの照射を停止することができるため、試
料表面に純度、精度、成分組成が良質の薄膜を形成する
ことができる。この際、イオン源の容量を大きくするこ
とができるため、処理速度を大きくしつつ、純度の高い
膜を試料表面に形成することができる。
以上説明したように本発明に係る薄膜形成方法によれば
、薄膜形成時に不純物ガスの差込みを防止することがで
きるため、純度、精度の高い薄膜を基体表面に形成する
ことができる。
、薄膜形成時に不純物ガスの差込みを防止することがで
きるため、純度、精度の高い薄膜を基体表面に形成する
ことができる。
第１図は本発明に係る薄膜形成方法を実施するための装
置の一実施例を示す構成図、第２図は第１図の装置の加
速イオンの照射をおこなうイオン源の動作を示す波形図
、第３図は本発明に係る薄膜形成方法を実施するための
装置の第２の実施例を示す構成図、第４図は第３図の実
施例のイオン源、蒸着装置シャッター、蒸着装置エミッ
ション量の動作の変化を示す波形図である。 １・・・真空容器、 ２・・・試料、３・・
・イオン源、 ４・・・ＥＢガン。 ５・・・排気装置、 ６・・・イオン源電源
、７・・・ＥＢガン制御部、 ８・・・温度計測器
。 ９・・・蒸着装置シャッター。
置の一実施例を示す構成図、第２図は第１図の装置の加
速イオンの照射をおこなうイオン源の動作を示す波形図
、第３図は本発明に係る薄膜形成方法を実施するための
装置の第２の実施例を示す構成図、第４図は第３図の実
施例のイオン源、蒸着装置シャッター、蒸着装置エミッ
ション量の動作の変化を示す波形図である。 １・・・真空容器、 ２・・・試料、３・・
・イオン源、 ４・・・ＥＢガン。 ５・・・排気装置、 ６・・・イオン源電源
、７・・・ＥＢガン制御部、 ８・・・温度計測器
。 ９・・・蒸着装置シャッター。
Claims (2)
- （１）真空雰囲気にある基体に蒸着用金属と加速イオン
とを照射し、当該基体表面に薄膜を形成する薄膜形成方
法において、前記加速イオンの照射をパルス状におこな
うことを特徴とする薄膜形成方法。 - （２）特許請求の範囲第１項において、前記基板温度を
検出して、当該基板温度が所定値以上になったとき前記
加速イオンの注入を停止し、当該基板温度が所定値より
小さくなったときには当該加速イオンの注入を開始する
ことを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017303A JPH0726198B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 薄膜形成方法及びその装置 |
| US07/008,252 US4759948A (en) | 1986-01-29 | 1987-01-29 | Film formation through co-deposition with high and low energy beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017303A JPH0726198B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177173A true JPS62177173A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0726198B2 JPH0726198B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=11940236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61017303A Expired - Lifetime JPH0726198B2 (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4759948A (ja) |
| JP (1) | JPH0726198B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010106339A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Shincron:Kk | 成膜方法及び成膜装置 |
| RU194223U1 (ru) * | 2019-08-05 | 2019-12-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Устройство для нанесения тонкопленочных покрытий |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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