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JP3808653B2 - Method and apparatus for smoothing deposited film surface - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、イオンスパッタリング等によって対象物の表面上に蒸着膜を形成する際にその蒸着膜面を平滑化する方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に蒸着過程では、蒸着膜を形成する対象物に蒸着膜の材料を真空中で対向させ、その蒸着膜の材料に電子線やイオン線を照射して当該材料の原子や分子粒子を飛散させ、それらの粒子を対象物の表面に付着させることによって蒸着膜を生成させている。
【0003】
ところで、蒸着膜の生成は薄膜の単位の膜面が一様に対象物の表面に付いてゆくような現象ではなく、蒸着の際には、分子粒子が不規則に対象物の表面に付着してゆき、やがてこれらが全面を覆い、対象物の表面上に蒸着膜の膜面(表面)が形成される。
【0004】
すなわち、蒸着による膜面の生成過程は一般に、図6(a)〜(c)に示す三つの形態の何れかによって進行するとされており、その過程は薄膜面が一様に層を重ねるように生成されるのではなく、原子、或いは分子の粒子が対象物の表面に不規則に付着してゆき、それらの粒子が対象物表面を覆って膜面を生成するというものである。
【0005】
図6(a)に示す第一の型は、先ずクラスタ(蒸着膜材料粒子の小さな塊)1が対象物2の表面に付着し、これが繋がって膜面を構成するもので、ヴォルマー−ウエーバー(Volmer−Weber)型と呼ばれている。対象物の構成原子と膜の原子との間の原子間力よりも蒸着膜側の原子相互の原子間力が強い場合にこの型になるとされ、最も一般的である。
【0006】
図6(b)に示す第二の型は対象物2の表面上に単原子層3が生成され、これが完成するとその上にまた単原子層が作られ、結果として膜が成長するものであり、フランク−ヴァンデルメーベ(Frank−van der Merwe)型と呼ばれている。対象物の原子と蒸着原子との間の原子間力が蒸着原子相互の原子間力と同程度の時にこの型になると理解される。
【0007】
そして図6(c)に示す第三の型は最初は単原子層3の膜が作られ、その後その膜上にクラスタ1が付着し、それが繋がり合って膜が形成されるものであり、ストランスキー−クラスタノフ(Stranski−Krastanov)型と呼ばれている。対象物原子と蒸着原子との間の原子間力が極めて強い場合にこの型になると考えられる。
【0008】
従って膜面は、分子レベルの長さ単位の観察では決して一様ではなく、微細な凹凸をもって形成される。この状態についての観察は、分子レベルの長さ単位の観察が可能な原子間力顕微鏡(AFM)等によれば可能である。しかしながら、蒸着の過程は対象物表面の形状、温度等の要因によって変化し、これらの型がどのように進行しているかについて従来は明確にされているとは言い難かった。
【0009】
一方、蒸着等によって生成される膜面は、半導体産業は言うに及ばず、光学技術、工具技術等においても広く産業界で用いられるものとなっている。これに関し、例えば工具刃先先端径の計測を例として見るに、走査電子顕微鏡(SEM)による形状観察に際しては、ダイヤモンド工具等では絶縁性が高く、その工具表面に金の蒸着膜を形成することが必要となる。従って、その蒸着膜は必要最小限の膜厚で、かつ平坦であることが、目的達成のために必要となる。
【0010】
それゆえ従来は、かかる蒸着の実務、計測試料における利用等に際し、主として物理化学的、熱的、電気的条件を整えるとともに、対象物を固定して静止させた環境の下で蒸着過程が進められてきたが、このような従来の方法では、膜表面を平滑化して膜形成の機能改善を図ったり、膜面の生成速度を制御して蒸着膜の形成を最適化したりすることは極めて困難であった。
【0011】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した蒸着膜面の平滑化方法および装置を提供することを目的とするものであり、この発明の蒸着膜面の平滑化方法は、対象物の表面上に蒸着膜を形成するに際し、その蒸着膜の生成過程中で対象物に対象物加振部により、その対象物の表面と平行な方向への振動を加えることを特徴とするものである。
【0012】
本願発明者の実験によれば、上記のように蒸着膜の生成過程において対象物にその対象物の表面と平行な方向への振動を加えると、振動を加えない場合と比較して、明らかにクラスタ(蒸着膜材料粒子の小さな塊)が小さくなり、それにより膜面の微細な表面粗さが細かくなって、膜面が平滑化された蒸着膜が得られた。そして上記のように蒸着膜の生成過程において対象物にその対象物の表面と平行な方向への振動を加えると、振動を加えない場合と比較して、明らかに膜面の生成速度も遅くなり、従って、膜面の生成速度を制御して蒸着膜の形成を最適化することができるということが判明した。
【0013】
また、この発明の蒸着膜面の平滑化装置は、対象物の表面上に材料粒子の蒸着膜を形成する蒸着膜形成部と、前記蒸着膜形成部による前記対象物の表面上への蒸着膜の生成中に前記対象物に、その対象物の表面と平行な方向への振動を加える対象物加振部と、を具えてなるものである。
【0014】
かかる装置によれば、蒸着膜の生成過程において対象物にその対象物の表面と平行な方向への振動を加えることができるので、振動を加えない場合と比較して、クラスタ(蒸着膜材料粒子の小さな塊)を小さくし得て、膜面の微細な表面粗さを細かくすることができ、ひいては、膜面が平滑化された蒸着膜を得ることができ、しかも膜面の生成速度も遅くすることができる。
【0015】
なお、この発明の装置における前記対象物加振部は、前記対象物をその対象物の表面と平行な方向への加振し得るようにその対象物に結合されたピエゾ圧電素子と、前記ピエゾ圧電素子に電気信号を供給してそのピエゾ圧電素子を振動させる発振器と、を有するものであっても良く、かかるピエゾ圧電素子および発振器を用いれば、加振部を容易に、真空容器中に収められるようにコンパクトに、かつ真空中で動作し得るように、そして蒸着過程に電気的な影響を与えないように構成することができる。
【0016】
また、この発明の装置における前記蒸着膜形成部は、イオンスパッタリング装置を有するものであっても良く、かかるイオンスパッタリング装置を用いれば、比較的低温度で簡単に対象物に対する蒸着膜の形成を行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1(a)は、この発明の蒸着膜面の平滑化方法の一実施例の実施のための、この発明の蒸着膜面の平滑化装置の一実施例における、蒸着膜形成部としてのイオンスパッタリング装置による蒸着過程を模式的に示す説明図、また図1(b)は、上記実施例の装置におけるイオンスパッタリング装置の概略構成を示す構成図、そして図2は、上記実施例の装置における対象物加振部の概略構成を示す構成図である。
【0018】
イオンスパッタリングは比較的低温で簡単に蒸着できる特徴があり、幅広く使われている。上記実施例の装置では、図1(b)に示すように、上記イオンスパッタリング装置の容器4内が図示しない真空ポンプによってほぼ真空とされ、蒸着膜を形成する対象物2を有する陽極5と、ターゲット6aを有する陰極6との間に電源7によって直流電圧が掛けられると、それらの電極間5,6間でグロー放電が生じ、それらの間にある気体が陽イオンと電子に電離してプラズマ8の状態となる。なお、上記気体としてはアルゴンガスを用いても良いが、この実施例の装置では、空気の残留ガスが用いられている。
【0019】
しかして、図1(a)に示すように、上記プラズマ8中の陽イオンが陰極6側に引き寄せられ、その陰極6側の蒸着膜の材料からなるターゲット6aに衝突することにより、当該材料の原子がはじき出される。これがスパッタと呼ばれる現象であり、はじき出された材料の原子は飛び続け、そのうちのあるものは、陽極5側にある対象物5aの表面に衝突してそこに付着する。なお、この実施例の装置では、ターゲット6aに金(Au)を用いるとともに、対象物に半導体基板として一般に用いられているシリコン(Si)基板の細片を用いている。
【0020】
また上記実施例の装置では、図1では図示しないが、図2に示す対象物加振部9が上記容器4内に設けられており、この対象物加振部9は、陽極5に設けられて一端部を容器4側に固定されるとともに他端部を対象物に接着剤で接合固定された積層型ピエゾ圧電素子9aと、これも容器4内に配置されてそのピエゾ圧電素子9aに交流電圧を供給する発振器9b(具体的には、蓄電池で作動する小型の関数発生回路基板)と、その発振器9bの出力周波数および出力波形を確認するために容器4外に配置されたオシログラフ9cとを有している。なお、ここにおける発振器9bは、100Hz〜300kHzの間の任意の周波数で最大出力(p−p値)2Vの交流電圧をピエゾ圧電素子9aに出力することができ、その交流電圧で駆動されたピエゾ圧電素子9aは長手方向に伸縮して、陽極5側に載置された対象物を図1では水平方向へ振動させることができる。
【0021】
上記実施例の方法は、かかる実施例の装置を用いて、対象物への蒸着材料の膜面の生成中に振動を加えるものであり、本願発明者は、その方法における膜面生成過程を観察するために、対象物としての基板細片(10mm角)を多数準備し、基板細片毎に、5秒、10秒、20秒、60秒にそれぞれ時間を限った蒸着を行い、それらの基板細片の表面状態を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した。その際、振動の影響を明らかにするために、同じ蒸着時間に対して基板細片に振動を加えていない場合と振動を加えた場合とを比較した。またピエゾ圧電素子9aに接合された状態から基板細片を切り離すことについては、接着剤の溶融剤を用いれば可能であることを確認した。
【0022】
図3(a)は、上記実施例の装置によって振動を加えず20秒間蒸着した場合の基板細片表面のAFMによる観察画像、また図3(b)は、上記実施例の装置によって上記実施例の方法で100kHzで加振しつつ20秒間蒸着した場合の基板細片表面のAFMによる観察画像であり、倍率は何れも10万倍である。これらの画像に特徴的に観察される単位形状(クラスタ)の直径(楕円形状の場合には長径)、微細表面の十点平均粗さRzをそれぞれ縦軸に、また蒸着時間を横軸に、そしてパラメータとして加振周波数をとって上記の蒸着による膜面の状態を示したものが図4および図5のグラフである。
【0023】
これらのグラフに示されているように、上記実施例の装置によって対象物としての基板細片の表面上への蒸着材料の膜面生成過程中で基板細片に振動を加えた場合には、特に蒸着開始から20秒までの蒸着初期の段階で、振動を加えない場合よりもクラスタの直径が明らかに小さくなるとともに、その結果として微細表面粗さの値が小さくなり、しかも周波数の選択性が見られて、周波数が高い程クラスタの直径が小さくなるとともに微細表面粗さの値が小さくなる傾向があり、特に10kHzの場合に、クラスタが小さく、関連して微細表面粗さが小さくなって、平滑な膜面形状が得られ、振動を加えたことの効果が確認された。
【0024】
なお、上記実施例の装置におけるピエゾ圧電素子9aの固有振動数が7kHzを少し超えた付近にあるので、10kHzの場合には他の周波数の場合よりも基板細片の振幅が大きくなっていると推定され、この結果、対象物の振幅が大きい程クラスタの直径が小さくなるとともに微細表面粗さの値が小さくなる傾向があることが推定される。
【0025】
さらに上記図4のグラフでは、非加振時よりも加振時の方がクラスタの直径が小さくなり、しかも加振周波数が高い程クラスタの直径が小さくなることから、加振時の方が、そして加振周波数が高い程、膜面の生成速度が遅くなることが確認された。従って上記実施例の方法および装置によれば、膜面の生成速度を制御して蒸着膜の形成を最適化することができる。
【0026】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、蒸着膜形成部には、イオンスパッタリング装置の代わりに電子線スパッタリング装置を用いても良く、また対象物加振部には、ピエゾ圧電素子の代わりに他の加振手段、例えばスパッタリング容器外から伝動部材を介して対象物に振動を伝達する振動源等を用いても良い。
【0027】
さらにピエゾ圧電素子等の加振手段と対象物との間の結合方法も、接着剤での接合の代わりに挟持等の他の方法を用いても良く、そして蒸着材料や対象物も、上記材質に限られず、適宜変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、この発明の蒸着膜面の平滑化方法の一実施例の実施のためのこの発明の蒸着膜面の平滑化装置の一実施例における蒸着膜形成部としてのイオンスパッタリング装置による蒸着過程を模式的に示す説明図、また(b)は、その実施例の装置におけるイオンスパッタリング装置の概略構成を示す構成図である。
【図2】 上記実施例の装置における対象物加振部の概略構成を示す構成図である。
【図3】 (a)は、上記実施例の装置によって振動を加えず20秒間蒸着した場合の基板細片表面のAFMによる観察画像、また(b)は、上記実施例の装置によって上記実施例の方法で100kHzで加振しつつ20秒間蒸着した場合の基板細片表面のAFMによる観察画像である。
【図4】 上記実施例の方法での蒸着による膜面のクラスタ直径を、蒸着時間および加振周波数との関係で示すグラフである。
【図5】 上記実施例の方法での蒸着による膜面の微細表面粗さを、蒸着時間および加振周波数との関係で示すグラフである。
【図6】 (a)〜(c)は、蒸着による膜面の生成過程の三種類の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 クラスタ
2 対象物
3 単原子層
4 容器
5 陽極
6 陰極
6a ターゲット
7 電源
8 プラズマ
9 対象物加振部
9a 積層型ピエゾ圧電素子
9b 発振器
9c オシログラフ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for smoothing a deposited film surface when forming a deposited film on the surface of an object by ion sputtering or the like.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
In general, in the vapor deposition process, the material of the vapor deposition film is opposed to an object for forming the vapor deposition film in a vacuum, and the material of the vapor deposition film is irradiated with an electron beam or an ion beam to scatter atoms and molecular particles of the material, The deposited film is formed by attaching these particles to the surface of the object.
[0003]
By the way, the formation of a vapor deposition film is not a phenomenon in which the film surface of a thin film unit is uniformly attached to the surface of the target object. During the vapor deposition, molecular particles randomly adhere to the surface of the target object. Eventually, these cover the entire surface, and the film surface (surface) of the deposited film is formed on the surface of the object.
[0004]
That is, the process of generating a film surface by vapor deposition generally proceeds according to any of the three modes shown in FIGS. 6A to 6C, and the process is such that the thin film surfaces are uniformly stacked. Rather than being generated, atomic or molecular particles randomly adhere to the surface of the object, and these particles cover the surface of the object to generate a film surface.
[0005]
In the first mold shown in FIG. 6A, a cluster (a small lump of vapor-deposited film material particles) 1 first adheres to the surface of an object 2 and is connected to form a film surface. It is called a “Volmer-Weber” type. This type is most common when the atomic force between atoms on the deposited film side is stronger than the atomic force between the constituent atoms of the object and the atoms of the film.
[0006]
In the second type shown in FIG. 6B, a monoatomic layer 3 is formed on the surface of the object 2, and when this is completed, a monoatomic layer is formed on the monolayer 3 as a result, and a film grows as a result. , Called the Frank-van der Merwe type. It is understood that this type is obtained when the atomic force between the atom of the object and the vapor deposition atom is comparable to the atomic force between the vapor deposition atoms.
[0007]
The third type shown in FIG. 6 (c) is a film in which a monoatomic layer 3 film is first formed, and then a cluster 1 is deposited on the film, which are connected to form a film. It is called the Stransky-Krastanov type. This type is considered when the atomic force between the target atom and the vapor deposition atom is extremely strong.
[0008]
Accordingly, the film surface is never uniform in observation of the length unit at the molecular level, and is formed with fine irregularities. Observation of this state is possible with an atomic force microscope (AFM) or the like that allows observation of length units at the molecular level. However, the process of vapor deposition changes depending on factors such as the shape of the object surface, temperature, etc., and it has been difficult to say in the past how these molds are progressing.
[0009]
On the other hand, the film surface produced by vapor deposition or the like is widely used in the industry not only in the semiconductor industry but also in optical technology and tool technology. In this regard, for example, when measuring the tip diameter of a tool edge as an example, when observing the shape with a scanning electron microscope (SEM), a diamond tool or the like is highly insulating, and a gold vapor deposition film may be formed on the tool surface. Necessary. Therefore, it is necessary for the purpose to achieve the purpose that the deposited film should be flat with the minimum necessary thickness.
[0010]
Therefore, in the past, during the practical use of such vapor deposition and use in measurement samples, etc., the vapor deposition process was carried out in an environment where the physicochemical, thermal and electrical conditions were mainly adjusted and the object was fixed and stationary. However, with such conventional methods, it is extremely difficult to improve the function of film formation by smoothing the film surface or to optimize the formation of the deposited film by controlling the film surface formation rate. there were.
[0011]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for smoothing a deposited film surface that advantageously solves the above-mentioned problems. When forming the deposited film, the object is subjected to vibration in a direction parallel to the surface of the object by the object exciting unit during the process of forming the deposited film.
[0012]
According to the experiment of the present inventor, when the vibration in the direction parallel to the surface of the object is applied to the object in the formation process of the deposited film as described above, it is clearly compared with the case where the vibration is not applied. Clusters (small lumps of vapor-deposited film material particles) were reduced, and as a result, the fine surface roughness of the film surface became fine, and a vapor-deposited film with a smoothed film surface was obtained. And, as mentioned above, when the vibration is applied to the target in the direction parallel to the surface of the target in the process of forming the deposited film, the generation speed of the film surface is obviously slow compared with the case where the vibration is not applied. Thus, it has been found that the formation rate of the film surface can be controlled to optimize the formation of the deposited film.
[0013]
Further, the vapor deposition film surface smoothing device of the present invention includes a vapor deposition film forming unit for forming a vapor deposition film of material particles on the surface of the object, and a vapor deposition film on the surface of the object by the vapor deposition film forming unit. An object excitation unit that applies vibration to the object in a direction parallel to the surface of the object during generation of the object.
[0014]
According to such an apparatus, vibration can be applied to the object in a direction parallel to the surface of the object in the process of forming the vapor deposition film. ) Can be made small, the surface roughness of the film surface can be made finer, and a vapor deposition film with a smoothed film surface can be obtained. can do.
[0015]
The object exciting unit in the apparatus of the present invention includes a piezoelectric element coupled to the object so that the object can be excited in a direction parallel to the surface of the object, and the piezoelectric element. And an oscillator that vibrates the piezoelectric element by supplying an electric signal to the piezoelectric element. If such a piezoelectric element and an oscillator are used, the excitation unit can be easily housed in a vacuum vessel. It can be configured to be as compact and operable in a vacuum as possible and not to have an electrical impact on the deposition process.
[0016]
Further, the vapor deposition film forming unit in the apparatus of the present invention may have an ion sputtering apparatus, and if such an ion sputtering apparatus is used, the vapor deposition film is easily formed on the object at a relatively low temperature. be able to.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1A is a vapor deposition film forming section in one embodiment of the vapor deposition film surface smoothing apparatus of the present invention for carrying out one embodiment of the vapor deposition film surface smoothing method of the present invention. FIG. 1B is a schematic diagram showing a schematic configuration of the ion sputtering apparatus in the apparatus of the above embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram of the above embodiment. It is a block diagram which shows schematic structure of the target object excitation part in an apparatus.
[0018]
Ion sputtering is characterized by its ability to be easily deposited at a relatively low temperature and is widely used. In the apparatus of the above embodiment, as shown in FIG. 1 (b), the inside of the container 4 of the ion sputtering apparatus is almost evacuated by a vacuum pump (not shown), and an anode 5 having an object 2 for forming a deposited film, When a DC voltage is applied between the cathode 6 having the target 6a by the power source 7, a glow discharge occurs between the electrodes 5 and 6, and the gas between them is ionized into cations and electrons to generate plasma. 8 state is obtained. In addition, although argon gas may be used as said gas, the residual gas of air is used in the apparatus of this Example.
[0019]
As shown in FIG. 1A, the cations in the plasma 8 are attracted to the cathode 6 side and collide with the target 6a made of the deposited film material on the cathode 6 side. Atoms are ejected. This is a phenomenon called sputtering, in which the atoms of the ejected material continue to fly, and some of them collide with the surface of the object 5a on the anode 5 side and adhere thereto. In the apparatus of this embodiment, gold (Au) is used for the target 6a, and a thin piece of a silicon (Si) substrate generally used as a semiconductor substrate is used for the object 2 .
[0020]
In the apparatus of the above embodiment, although not shown in FIG. 1, the object vibration unit 9 shown in FIG. 2 is provided in the container 4, and this object vibration unit 9 is provided on the anode 5. The laminated piezoelectric element 9a having one end fixed to the container 4 side and the other end bonded and fixed to the object 2 with an adhesive, and also disposed in the container 4 and attached to the piezoelectric element 9a An oscillator 9b for supplying an alternating voltage (specifically, a small function generator circuit board that operates with a storage battery), and an oscillograph 9c disposed outside the container 4 for confirming the output frequency and output waveform of the oscillator 9b. And have. The oscillator 9b here can output an AC voltage having a maximum output (pp value) of 2 V to an arbitrary frequency between 100 Hz and 300 kHz to the piezoelectric element 9a, and the piezoelectric element driven by the AC voltage. The piezoelectric element 9a expands and contracts in the longitudinal direction, and the object 2 placed on the anode 5 side can be vibrated in the horizontal direction in FIG.
[0021]
The method of the above embodiment applies vibration during the generation of the film surface of the vapor deposition material on the object 2 using the apparatus of the embodiment, and the inventor of the present application performs the film surface generation process in the method. In order to observe, a large number of substrate strips (10 mm square) as the object 2 were prepared, and deposition was performed for each substrate strip for 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, and 60 seconds. The surface state of the substrate strip was observed with an atomic force microscope (AFM). At that time, in order to clarify the influence of vibration, the case where vibration was not applied to the substrate strip for the same deposition time and the case where vibration was applied were compared. Further, it was confirmed that the substrate strip can be separated from the state bonded to the piezoelectric element 9a by using an adhesive melting agent.
[0022]
FIG. 3A shows an image observed by AFM of the surface of the substrate strip when the apparatus is vapor-deposited for 20 seconds without applying vibration by the apparatus of the above embodiment, and FIG. 3B is a view of the above embodiment by the apparatus of the above embodiment. This is an image observed by AFM of the surface of the substrate strip when it is deposited for 20 seconds while oscillating at 100 kHz by the above method, and the magnification is 100,000 times. The diameters of unit shapes (clusters) that are characteristically observed in these images (the major axis in the case of an elliptical shape), the ten-point average roughness Rz of the fine surface, respectively, on the vertical axis, and the deposition time on the horizontal axis, The graphs of FIGS. 4 and 5 show the state of the film surface obtained by the above vapor deposition using the excitation frequency as a parameter.
[0023]
As shown in these graphs, when vibration is applied to the substrate strip during the film surface generation process of the vapor deposition material on the surface of the substrate strip as the object 2 by the apparatus of the above embodiment, In particular, at the initial stage of deposition from the start of deposition to 20 seconds, the cluster diameter is clearly smaller than when no vibration is applied, and as a result, the value of the fine surface roughness is reduced, and the frequency selectivity is reduced. The higher the frequency, the smaller the diameter of the cluster and the smaller the value of the fine surface roughness. Especially in the case of 10 kHz, the cluster is small, and the fine surface roughness becomes small. A smooth film surface shape was obtained, and the effect of applying vibration was confirmed.
[0024]
Since the natural frequency of the piezoelectric element 9a in the apparatus of the above embodiment is in the vicinity of slightly exceeding 7 kHz, the amplitude of the substrate strip is larger at 10 kHz than at other frequencies. As a result, it is estimated that the larger the amplitude of the object, the smaller the cluster diameter and the smaller the value of the fine surface roughness.
[0025]
Furthermore, in the graph of FIG. 4, the diameter of the cluster is smaller at the time of vibration than at the time of non-vibration, and the diameter of the cluster is smaller as the vibration frequency is higher. It was confirmed that the higher the excitation frequency, the slower the film surface generation rate. Therefore, according to the method and apparatus of the above embodiment, it is possible to optimize the formation of the deposited film by controlling the film surface generation rate.
[0026]
As mentioned above, although demonstrated based on the example of illustration, this invention is not limited to the above-mentioned example, For example, an electron beam sputtering device may be used for a vapor deposition film formation part instead of an ion sputtering device, Instead of the piezoelectric element, the object excitation unit may be another vibration means, for example, a vibration source that transmits vibration to the object from outside the sputtering container via the transmission member.
[0027]
Further, the method of coupling between the vibration means such as a piezoelectric element and the object may be another method such as clamping instead of bonding with an adhesive, and the vapor deposition material and the object may be made of the above materials. However, the present invention is not limited to this, and may be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) shows an ion as a deposition film forming unit in one embodiment of the deposition film surface smoothing apparatus of the present invention for carrying out one embodiment of the deposition film surface smoothing method of the present invention; Explanatory drawing which shows typically the vapor deposition process by a sputtering device, (b) is a block diagram which shows schematic structure of the ion sputtering device in the apparatus of the Example.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an object excitation unit in the apparatus of the embodiment.
FIG. 3A is an observation image by AFM of the surface of a substrate strip when it is deposited for 20 seconds without applying vibration by the apparatus of the above embodiment, and FIG. 3B is a view of the above embodiment by the apparatus of the above embodiment. It is the observation image by AFM of the board | substrate strip surface at the time of vapor-depositing for 20 seconds, vibrating at 100 kHz by the method of.
FIG. 4 is a graph showing the cluster diameter of the film surface by vapor deposition by the method of the above embodiment in relation to the vapor deposition time and the excitation frequency.
FIG. 5 is a graph showing the fine surface roughness of the film surface by vapor deposition according to the method of the above embodiment in relation to the vapor deposition time and the excitation frequency.
FIGS. 6A to 6C are explanatory views showing three types of film surface generation processes by vapor deposition.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cluster 2 Object 3 Monoatomic layer 4 Container 5 Anode 6 Cathode 6a Target 7 Power supply 8 Plasma 9 Object excitation part 9a Laminated piezoelectric element 9b Oscillator 9c Oscillograph

Claims (4)

対象物の表面上に蒸着膜を形成するに際し、その蒸着膜の生成過程中で対象物に対象物加振部により、その対象物の表面と平行な方向への振動を加えることを特徴とする、蒸着膜面の平滑化方法。When forming a vapor deposition film on the surface of an object, the object is subjected to vibration in a direction parallel to the surface of the object by the object vibration unit during the process of forming the vapor deposition film. The method of smoothing the surface of the deposited film. 対象物の表面上に材料粒子の蒸着膜を形成する蒸着膜形成部と、
前記蒸着膜形成部による前記対象物の表面上への蒸着膜の生成中に前記対象物に、その対象物の表面と平行な方向への振動を加える対象物加振部と、
を具えてなる、蒸着膜面の平滑化装置。
A vapor deposition film forming section for forming a vapor deposition film of material particles on the surface of the object;
An object excitation unit that applies vibration in a direction parallel to the surface of the object to the object during the generation of a vapor deposition film on the surface of the object by the vapor deposition film forming unit;
An apparatus for smoothing a deposited film surface.
前記対象物加振部は、前記対象物をその対象物の表面と平行な方向へ加振し得るようにその対象物に結合されたピエゾ圧電素子と、前記ピエゾ圧電素子に電気信号を供給してそのピエゾ圧電素子を振動させる発振器と、を有するものである、請求項2記載の蒸着膜面の平滑化装置。  The object vibration unit supplies a piezoelectric signal to the piezoelectric element coupled to the object so as to vibrate the object in a direction parallel to the surface of the object, and an electric signal to the piezoelectric element. An apparatus for smoothing a deposited film surface according to claim 2, further comprising: an oscillator that vibrates the piezoelectric element. 前記蒸着膜形成部は、イオンスパッタリング装置を有するものである、請求項2または請求項3記載の蒸着膜面の平滑化装置。  The said vapor deposition film formation part is a smoothing apparatus of the vapor deposition film surface of Claim 2 or Claim 3 which has an ion sputtering device.
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