[發明專利]薄膜形成裝置

無效

• 申請號: 91104119.2
• 申請日: 1991-06-15
• 公開（公告）號: CN1057492A
• 公開（公告）日: 1992-01-01
• 發明（設計）人: 伊藤弘基
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

本發明涉及薄膜形成裝置，特別涉及通過結團離子束（クラスタ-ィオンビ-ム）蒸鍍法（ICB法）蒸鍍形成高質量薄膜的薄膜形成裝置。

圖3，為特公昭54-9592公報中揭示的已有薄膜形成裝置的結構示意圖。薄膜形成裝置，具有保持一定真空度的真空室1，用來排氣至真空狀態的真空排氣系統2與真空室1相連接。

而在真空室1內，設置著噴出蒸鍍物質的蒸氣而使之產生蒸鍍物質結團粒子（クラスタ-）的坩堝3，在坩堝3的上部設有噴口4。

進一步，坩堝3內充填著蒸鍍物質5，并在坩堝3上敷設有用于加熱的線圈6。

而且，在線圈6的外側，配置著隔絕加熱用線圈6發出的熱量的絕熱板7，由坩堝3、加熱用線圈6以及絕熱板7構成蒸氣發生源9。

另外，8所表示的，為蒸鍍物質從設在坩堝3的上方的噴口4噴出后形成的結團粒子（團狀原子團）。

此外，在坩堝3的上方設置著放出電子束的電離線圈10，并在電離線圈10內側配置著從電離線圈10引出并加速電子用的電子束引出電極11。

進一步，在電離線圈10外側，配置著隔絕電離線圈10發出的熱量的絕熱板12，由電離線圈10、電子束引出電極11以及絕熱板12構成電離裝置13。

又，在電離裝置13的上方，設置著加速電極15a與接地電極15b，構成通過電場來加速由電離裝置13電離了的電離的結團粒子14、提供其動能的加速裝置，在加速電極15a與接地電極15b的上方，設置著其表面將形成薄膜的基板16。

然后，所述加熱用線圈6上連接著第一交流電源17，并且還連接著使坩堝3的電位相對于加熱用線圈6成正偏置的第一直流電源18。

進一步，所述電離線圈10上連接著第二交流電源19，并且還連接著相對于電子束引出電極11成負偏置的第二直流電源20。

又，坩堝3、電子束引出電極11以及加速電極15a上連接著相對于接地電極15b成正偏置的第三直流電源21，第一交流電源17、第一直流電源18、第二交流電源19以及第二直流電源20收容于電源裝置22中。

下面就其運行進行說明。

真空室1由真空排氣系統2排氣至10^-6Torr量級的真空度。

接著，通過第一直流電源18所加的電場將從加熱用線圈6放出的電子引出，并使所引出的電子在坩堝3處相互碰撞，將坩堝3內的蒸氣壓加熱至數Torr。

通過該加熱，坩堝3內的蒸鍍物質5蒸發，從噴口4向真空室1中噴射。

該蒸鍍物質5的蒸氣，經過噴口4時，經絕熱膨脹驟然冷卻而凝聚，形成被稱作結團粒子8的團狀原子團。

接著，第二直流電源20，使由第二交流電源19加熱的電離線圈10相對于電子束引出電極11成負的偏置，由電離線圈10放出的熱電子被引至電子束引出電極11內。

于是，由于電離線圈10所放出的電子束，結團粒子8的一部分被電離，從而形成電離的結團粒子14。

進一步，第三直流電源21，使坩堝3、電子束引出電極11以及加速電極15a以相對于處在接地電位的接地電極15b成正的偏置，通過加速電極15a與接地電極15b之間所形成的電場透鏡，電離的結團粒子14和未電離的中性結團粒子8一起受到加速控制，在基板16表面上碰撞而形成薄膜。

對于如上述構成的已有薄膜形成裝置，為了通過控制包括電離的結團粒子14在內的結團粒子動能而對所形成的薄膜性質進行控制，形成均勻的薄膜，有必要減小構成與基板16表面碰撞的電離的結團粒子14的那些原子的動能的離散性，同時還有必要通過調節由第三直流電源21所加的加速電壓，而使與基板16碰撞的電離的結團粒子14的數定恒定。

然而，如果結團粒子的大小存在離散性，則基板16表面碰撞的原子的動能也離散。

例如，如果第三直流電源21上加600V的電壓來加速電離的結團粒子14，則由2個原子組成的電離的結團粒子14的（每個）原子以300V的能量與基板16碰撞，由3個，4個以及5個原子組成的電離的結團粒子14的（每個）原子分別以200V，150V以及120V的能量與基板16碰撞。

另外，原子被電離后是以600V的動能進行加速。

這樣，就存在構成入射到基板16的結團粒子的原子的動能不同，就不能形成均勻的薄膜這樣的問題。

而且，還存在，當小的電離的結團粒子以及原子被電離而與基板16碰撞時，因碰撞時的動能大而使基板受到損傷這樣的問題。