JPH0325509B2 - - Google Patents
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- JPH0325509B2 JPH0325509B2 JP24744488A JP24744488A JPH0325509B2 JP H0325509 B2 JPH0325509 B2 JP H0325509B2 JP 24744488 A JP24744488 A JP 24744488A JP 24744488 A JP24744488 A JP 24744488A JP H0325509 B2 JPH0325509 B2 JP H0325509B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は試料に膜を形成する膜形成装置およ
び試料の表面を侵食する侵食装置に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a film forming device for forming a film on a sample and an erosion device for corroding the surface of the sample.
従来の膜形成装置としては、特公昭63−9585号
公報に示されるように、スパツタリング粒子を試
料に付着させて膜を形成するものがある。
As a conventional film forming apparatus, as shown in Japanese Patent Publication No. 63-9585, there is one that forms a film by attaching sputtering particles to a sample.
また、従来の侵食装置としては、特開昭63−
179084号公報に示されるように、スパツタリング
粒子によつて試料の表面を侵食するものがある。 In addition, as a conventional erosion device, JP-A-63-
As shown in Japanese Patent No. 179084, some sputtering particles corrode the surface of the sample.
しかし、このような膜形成装置、侵食装置にお
いては、ハンドリング性が良好ではない。
However, such film forming apparatuses and erosion apparatuses do not have good handling properties.
この発明は上述の課題を解決するためになされ
たもので、ハンドリング性が良好な膜形成装置お
よび侵食装置を提供することを目的とする。 This invention was made in order to solve the above-mentioned problem, and aims to provide a film forming device and an erosion device with good handling properties.
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、この発明において
は、試料に膜を形成する膜形成装置において、ス
パツタリング室と、上記スパツタリング室に接続
された柄部と、上記スパツタリング室内に設けら
れた中空状の陽極と、上記陽極の両側にかつ上記
陽極の中心線とほぼ直角に設けられた一対の対向
陰極と、上記スパツタリング室内に設けられかつ
磁力線が上記陽極の中心線とほぼ平行な磁場を形
成する磁石と、上記対向陰極の一方に設けられか
つ中心線が上記陽極の外面より外側を通る透過孔
と、上記スパツタリング室に設けられかつ中心線
が上記透過孔の中心線とほぼ一致している開口
と、一端が上記スパツタリング室に連通されたガ
ス導入管とを設ける。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, a film forming apparatus for forming a film on a sample includes a sputtering chamber, a handle connected to the sputtering chamber, and a sputtering chamber connected to the sputtering chamber. a hollow anode provided in the sputtering chamber; a pair of opposing cathodes provided on both sides of the anode and substantially perpendicular to the center line of the anode; a magnet that forms a parallel magnetic field; a transmission hole provided in one of the opposed cathodes and whose center line passes outside the outer surface of the anode; and a transmission hole provided in the sputtering chamber and whose center line coincides with the center line of the transmission hole. There are provided openings that substantially coincide with each other and a gas introduction pipe that communicates at one end with the sputtering chamber.
また、上記目的を達成するため、この発明にお
いては、試料の表面を侵食する侵食装置におい
て、スパツタリング室と、上記スパツタリング室
に接続された柄部と、上記スパツタリング室内に
設けられた中空状の陽極と、上記陽極の両側にか
つ上記陽極の中心線とほぼ直角に設けられた一対
の対向陰極と、上記スパツタリング室内に設けら
れかつ磁力線が上記陽極の中心線とほぼ平行な磁
場を形成する磁石と、上記対向陰極の一方に設け
られかつ中心線が上記陽極の内面より内側を通る
透過孔と、上記スパツタリング室に設けられかつ
中心線が上記透過孔の中心線とほぼ一致している
開口と、一端が上記スパツタリング室に連通され
たガス導入管とを設ける。 Further, in order to achieve the above object, the present invention provides an erosion device for eroding the surface of a sample, which includes a sputtering chamber, a handle connected to the sputtering chamber, and a hollow anode provided in the sputtering chamber. a pair of opposing cathodes provided on both sides of the anode and substantially perpendicular to the center line of the anode; and a magnet provided within the sputtering chamber and forming a magnetic field with lines of magnetic force substantially parallel to the center line of the anode. , a transmission hole provided in one of the opposing cathodes and whose center line passes inside the inner surface of the anode; an opening provided in the sputtering chamber and whose center line substantially coincides with the center line of the transmission hole; A gas introduction pipe whose one end communicates with the sputtering chamber is provided.
上記の膜形成装置においては、スパツタリング
室内を適切な圧力のガス雰囲気としたのち、陽極
と対向陰極との間に電圧を印加すると、陽極と対
向陰極との間に冷陰極放電が生じ、これによつて
生成されるガスの正イオンが対向陰極の表面を衝
撃し、対向陰極を構成する原子がスパツタリング
され、スパツタリングされた原子が透過孔、開口
を透過して、試料の表面に付着する。
In the above film forming apparatus, when a voltage is applied between the anode and the counter cathode after creating a gas atmosphere at an appropriate pressure in the sputtering chamber, a cold cathode discharge is generated between the anode and the counter cathode. The positive ions of the gas thus generated bombard the surface of the counter cathode, sputtering the atoms forming the counter cathode, and the sputtered atoms pass through the transmission hole or opening and adhere to the surface of the sample.
また、上記の侵食装置においては、スパツタリ
ング室内を適切な圧力のガス雰囲気としたのち、
陽極と対向陰極との間に電圧を印加すると、陽極
と対向陰極との間に冷陰極放電が生じ、これによ
つて生成されるガスの正イオンが対向陰極の表面
を衝撃し、対向陰極を構成する原子がスパツタリ
ングされ、スパツタリングされた原子、ガスの正
イオンが透過孔、開口を透過して、試料の表面を
衝撃し、侵食する。 In addition, in the above-mentioned erosion apparatus, after creating a gas atmosphere at an appropriate pressure in the sputtering chamber,
When a voltage is applied between the anode and the counter cathode, a cold cathode discharge occurs between the anode and the counter cathode, and the positive ions of the gas generated thereby impact the surface of the counter cathode, causing the counter cathode to The constituent atoms are sputtered, and the sputtered atoms and positive ions of the gas pass through the permeation holes and openings to impact and erode the surface of the sample.
第1図はこの発明に係る膜形成装置を示す断面
図である。図において、1は1mm厚の軟鉄からな
る円筒状のスパツタリング室で、スパツタリング
室1の外径は24mm、高さは23mmである。3はスパ
ツタリング室1に接続された柄部で、柄部3は
SUSからなり、柄部3の外径は14mm、内径は12
mmであり、柄部3は50/sの排気速度の分子ポン
プ真空排気系(図示せず)に接続されている。7
は柄部3内に固定された陽極支持具で、陽極支持
具7はテフロンからなる。9は陽極支持具7に取
り付けられた陽極リード、8は直流高電圧電源
(図示せず)と陽極リード9とを接続する陽極電
圧給電線で、陽極電圧給電線8は絶縁材13を介
して柄部3を貫通している。4は陽極リード9に
取り付けられかつスパツタリング室1内に位置し
ている円筒状の陽極で、陽極4はSUSからなり、
陽極4の外径は8mm、内径は7mm、長さは4mmで
ある。5a,5bは陽極4の両側に設けられた一
対の円板状の対向陰極で、対向陰極5a,5bは
金からなり、対向陰極5a,5bは陽極4の中心
線とほぼ直角に設けられており、対向陰極5a,
5bはアース電位であり、対向陰極5a,5bの
直径は22mm、厚さは0.5mmである。6a,6bは
スパツタリング室1内に設けられかつ磁力線が陽
極4の中心線とほぼ平行な磁場を形成するネオマ
ツクス(NEOMAX;商品名)永久磁石で、永久
磁石6a,6bの直径は18mm、厚さは3mmであつ
て、スパツタリング室1の中央部の磁場の強さは
0.13Tである。10は一方の対向陰極5bに設け
られた透過孔で、透過孔10の中心線は陽極4の
外面より外側を通る。14は永久磁石6bに設け
られた透過孔で、透過孔14の中心線は透過孔1
0の中心線とほぼ一致している。15はスパツタ
リング室1に設けられた開口で、開口15の中心
線は透過孔10の中心線とほぼ一致しており、開
口15の内径は2mmである。2は柄部3を貫通し
たガス導入管で、ガス導入管2はSUSからなり、
ガス導入管2の外径は3mm、内径は2mmであり、
ガス導入管2は不活性ガス供給装置(図示せず)
に接続されている。12はガラスからなる試料、
11は開口15と試料12との間に設けられた真
空シール材である。
FIG. 1 is a sectional view showing a film forming apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a cylindrical sputtering chamber made of soft iron with a thickness of 1 mm, and the outer diameter of the sputtering chamber 1 is 24 mm and the height is 23 mm. 3 is a handle connected to the sputtering chamber 1;
Made of SUS, the outer diameter of the handle 3 is 14 mm, and the inner diameter is 12 mm.
mm, and the handle 3 is connected to a molecular pump vacuum evacuation system (not shown) with an evacuation speed of 50/s. 7
is an anode support fixed within the handle 3, and the anode support 7 is made of Teflon. 9 is an anode lead attached to the anode support 7; 8 is an anode voltage feed line that connects a DC high voltage power source (not shown) to the anode lead 9; It passes through the handle 3. 4 is a cylindrical anode attached to the anode lead 9 and located in the sputtering chamber 1; the anode 4 is made of SUS;
The anode 4 has an outer diameter of 8 mm, an inner diameter of 7 mm, and a length of 4 mm. 5a and 5b are a pair of disk-shaped opposing cathodes provided on both sides of the anode 4, the opposing cathodes 5a and 5b are made of gold, and the opposing cathodes 5a and 5b are provided approximately at right angles to the center line of the anode 4. , opposed cathode 5a,
5b is at ground potential, and the opposing cathodes 5a and 5b have a diameter of 22 mm and a thickness of 0.5 mm. 6a and 6b are NEOMAX (trade name) permanent magnets that are installed in the sputtering chamber 1 and form a magnetic field whose magnetic lines of force are almost parallel to the center line of the anode 4, and the permanent magnets 6a and 6b have a diameter of 18 mm and a thickness. is 3 mm, and the strength of the magnetic field at the center of sputtering chamber 1 is
It is 0.13T. Reference numeral 10 denotes a transmission hole provided in one opposing cathode 5b, and the center line of the transmission hole 10 passes outside the outer surface of the anode 4. 14 is a transmission hole provided in the permanent magnet 6b, and the center line of the transmission hole 14 is aligned with the transmission hole 1.
It almost coincides with the center line of 0. Reference numeral 15 denotes an opening provided in the sputtering chamber 1. The center line of the opening 15 substantially coincides with the center line of the transmission hole 10, and the inner diameter of the opening 15 is 2 mm. 2 is a gas introduction pipe that penetrates the handle 3, and the gas introduction pipe 2 is made of SUS.
The outer diameter of the gas introduction pipe 2 is 3 mm, the inner diameter is 2 mm,
The gas introduction pipe 2 is an inert gas supply device (not shown)
It is connected to the. 12 is a sample made of glass;
11 is a vacuum sealing material provided between the opening 15 and the sample 12.
この膜形成装置においては、分子ポンプ真空排
気系によりスパツタリング室1内を1×10-4Pa
の真空に排気したうえで、スパツタリング室1内
に不活性ガス供給装置からガス導入管2を介して
アルゴンガスを導入することにより、スパツタリ
ング室1内を2×10-2〜3×10-2Paのアルゴンガ
ス雰囲気としたのち、直流高電圧電源により陽極
4に2kVの正電位を与えると、陽極4と対向陰極
5a,5bとの間に冷陰極放電が生じ、これによ
つて生成されるアルゴンガスの正イオンが対向陰
極5a,5bの表面を衝撃し、対向陰極5a,5
bから金原子がスパツタリングされ、スパツタリ
ングされた金原子の一部が透過孔10,14、開
口15を透過して、試料12の表面に付着する。
そして、この場合の膜の形成速度は500Å/minで
あつた。 In this film forming apparatus, the inside of the sputtering chamber 1 is heated to 1×10 -4 Pa using a molecular pump vacuum evacuation system.
After evacuating the sputtering chamber 1 to a vacuum of After creating an argon gas atmosphere of Pa, when a positive potential of 2 kV is applied to the anode 4 using a DC high voltage power supply, a cold cathode discharge is generated between the anode 4 and the opposing cathodes 5a and 5b. Positive ions of argon gas impact the surfaces of the opposing cathodes 5a, 5b, and
Gold atoms are sputtered from b, and some of the sputtered gold atoms pass through the transmission holes 10 and 14 and the opening 15 and adhere to the surface of the sample 12.
The film formation rate in this case was 500 Å/min.
このように、この膜形成装置においては、スパ
ツタリング室1に柄部3が接続されているので、
操作者が柄部3を持つて操作すれば、ハンドリン
グ性が良好である。また、スパツタリング室1が
軟鉄からなり、永久磁石6a,6bがスパツタリ
ング室1内に設けられているから、永久磁石6
a,6bの磁力線がスパツタリング室1の外に洩
れることはない。さらに、スパツタリング室1等
の寸法が小さいので、スパツタリング室1を口腔
内に挿入して歯に膜を形成することができる。 In this way, in this film forming apparatus, since the handle 3 is connected to the sputtering chamber 1,
If the operator holds the handle 3 and operates it, the handling property is good. Further, since the sputtering chamber 1 is made of soft iron and the permanent magnets 6a and 6b are provided in the sputtering chamber 1, the permanent magnets 6
The magnetic lines of force a and 6b do not leak out of the sputtering chamber 1. Furthermore, since the dimensions of the sputtering chamber 1 and the like are small, the sputtering chamber 1 can be inserted into the oral cavity to form a film on the teeth.
第2図はこの発明に係る侵食装置を示す断面図
である。図において、16は陽極リード9に取り
付けられかつスパツタリング室1内に位置してい
る円筒状の陽極で、陽極16はSUSからなり、
陽極16の外径は8mm、内径は7mm、長さは4mm
であつて、透過孔10の中心線は陽極16の内面
の内側を通る。そして、他の構成は第1図に示し
た膜形成装置の構成と同様である。 FIG. 2 is a sectional view showing the erosion device according to the present invention. In the figure, 16 is a cylindrical anode attached to the anode lead 9 and located in the sputtering chamber 1, and the anode 16 is made of SUS.
The outer diameter of the anode 16 is 8 mm, the inner diameter is 7 mm, and the length is 4 mm.
The center line of the transmission hole 10 passes inside the inner surface of the anode 16. The other configurations are the same as the configuration of the film forming apparatus shown in FIG.
この侵食装置においては、分子ポンプ真空排気
系によりスパツタリング室1内を1×10-4Paの
真空に排気したうえで、スパツタリング室1内に
不活性ガス供給装置からガス導入管2を介してア
ルゴンガスを導入することにより、スパツタリン
グ室1内を2×10-2〜3×10-2Paのアルゴンガス
雰囲気としたのち、直流高電圧電源により陽極1
6の2kVの正電位を与えると、陽極16と対向陰
極5a,52との間に冷陰極放電が生じ、これに
よつて生成されるアルゴンガスの正イオンが対向
陰極5a,5bの表面を衝撃し、対向陰極5a,
5bから金原子がスパツタリングされ、スパツタ
リングされた金原子の一部、アルゴンガスの正イ
オンが透過孔10,14、開口15を透過して、
試料12の表面を衝撃し、試料12の表面が侵食
される。そして、この場合の侵食速度は40Å/sで
あつた。 In this erosion apparatus, the inside of the sputtering chamber 1 is evacuated to a vacuum of 1×10 -4 Pa by a molecular pump vacuum evacuation system, and then argon gas is introduced into the sputtering chamber 1 from an inert gas supply device through a gas introduction pipe 2. After introducing gas into the sputtering chamber 1 to create an argon gas atmosphere of 2×10 -2 to 3×10 -2 Pa, the anode 1 is heated by a DC high voltage power source.
6, a cold cathode discharge occurs between the anode 16 and the counter cathodes 5a, 52, and the positive ions of the argon gas generated thereby impact the surfaces of the counter cathodes 5a, 5b. and facing cathode 5a,
Gold atoms are sputtered from 5b, and some of the sputtered gold atoms and positive ions of argon gas pass through the transmission holes 10, 14 and the opening 15,
The surface of the sample 12 is impacted, and the surface of the sample 12 is eroded. The erosion rate in this case was 40 Å/s.
このように、この侵食装置においては、スパツ
タリング室1に柄部3が接続されているので、操
作者が柄部3を持つて操作すれば、ハンドリング
性が良好である。また、スパツタリング室1が軟
鉄からなり、永久磁石6a,6bがスパツタリン
グ室1内に設けられているから、永久磁石6a,
6bの磁力線がスパツタリング室1の外に洩れる
ことはない。さらに、スパツタリング室1等の寸
法が小さいので、スパツタリング室1を口腔内に
挿入して歯の表面を侵食することができる。 In this way, in this erosion device, the handle 3 is connected to the sputtering chamber 1, so that if the operator holds the handle 3 and operates it, the handling property is good. Further, since the sputtering chamber 1 is made of soft iron and the permanent magnets 6a and 6b are provided in the sputtering chamber 1, the permanent magnets 6a and 6b are provided in the sputtering chamber 1.
The magnetic lines of force 6b do not leak out of the sputtering chamber 1. Furthermore, since the dimensions of the sputtering chamber 1 and the like are small, the sputtering chamber 1 can be inserted into the oral cavity to erode the tooth surface.
第3図はこの発明に係る膜形成、侵食装置を示
す断面図である。図において、17は柄部3内に
柄部3の中心線の方向に移動可能に取り付けられ
た移動部材で、移動部材17は鉄からなり、移動
部材17にはテフロンからなる陽極支持具7aが
固定されており、陽極支持具7aには陽極リード
9が取り付けられている。18,19は柄部3に
固定されたストツパである。そして、他の構成は
第1図に示した膜形成装置の構成と同様である。 FIG. 3 is a sectional view showing a film forming and erosion apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 17 denotes a movable member mounted inside the handle 3 so as to be movable in the direction of the center line of the handle 3. The movable member 17 is made of iron, and the movable member 17 has an anode support 7a made of Teflon. The anode lead 9 is attached to the anode support 7a. 18 and 19 are stoppers fixed to the handle 3. The other configurations are the same as the configuration of the film forming apparatus shown in FIG.
この膜形成、侵食装置においては、磁石(図示
せず)を用いることにより、移動部材17がスト
ツパ18に接触した状態すなわち透過孔10の中
心線が陽極4の外面の外側を通る状態と、移動部
材17がストツパ19に接触した状態すなわち透
過孔10の中心線が陽極4の内面の内側を通る状
態とにすることができ、移動部材17がストツパ
18に接触した状態にすれば、試料12に膜を形
成することができ、また移動部材17をストツパ
19に接触させれば、試料12の表面を侵食する
ことができる。したがつて、試料12を侵食した
のち、試料12の侵食した位置に金の膜を形成す
ることにより、試料12に金を象嵌することがで
きる。 In this film forming/eroding device, by using a magnet (not shown), a state in which the movable member 17 is in contact with the stopper 18, that is, a state in which the center line of the permeation hole 10 passes outside the outer surface of the anode 4, and a state in which the movable member 17 is in contact with the stopper 18, and If the member 17 is in contact with the stopper 19, that is, the center line of the transmission hole 10 passes inside the inner surface of the anode 4, and the moving member 17 is in contact with the stopper 18, the sample 12 can be A film can be formed, and the surface of the sample 12 can be eroded by bringing the moving member 17 into contact with the stopper 19. Therefore, by eroding the sample 12 and then forming a gold film on the eroded position of the sample 12, the sample 12 can be inlaid with gold.
第4図はこの発明に係る他の膜形成、侵食装置
を示す断面図、第5図は第4図のB−B断面図で
ある。図において、31はスパツタリング室1に
接続された柄部で、柄部31はSUSからなり、
柄部31は分子ポンプ真空排気系(図示せず)に
接続されている。32はスパツタリング室1に接
続されたガス導入管で、ガス導入管32はSUS
からなり、ガス導入管32は不活性ガス供給装置
(図示せず)に接続されている。33は柄部31
に固定された基台、34は基台33に回転可能に
取り付けられたネジ軸、35はネジ軸34の一端
に固定されたツマミ、36は基台33にネジ軸3
4の中心線の方向に移動可能に取り付けられた移
動部材で、移動部材36には雌ネジが設けられて
おり、その雌ネジはネジ軸34と螺合している。
37は移動部材36に固定された陽極取付部材、
38はスパツタリング室1と陽極取付部材37と
の間に設けられたベロー、39は陽極取付部材3
7、ベロー38内を貫通した陽極リードで、陽極
リード39の一端にはスパツタリング室1内に位
置する陽極4が取り付けられており、陽極リード
39の他端は絶縁材を介して陽極取付部材37に
気密に取り付けられかつ直流高電圧電源(図示せ
ず)に接続されている。40は柄部31およびガ
ス導入管32に取り付けられたカバーである。そ
して、他の構成は第1図に示した膜形成装置の構
成と同様である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing another film forming and erosion apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4. In the figure, 31 is a handle connected to the sputtering chamber 1, and the handle 31 is made of SUS.
The handle 31 is connected to a molecular pump vacuum evacuation system (not shown). 32 is a gas introduction pipe connected to the sputtering chamber 1, and the gas introduction pipe 32 is made of SUS
The gas introduction pipe 32 is connected to an inert gas supply device (not shown). 33 is the handle 31
34 is a screw shaft rotatably attached to the base 33; 35 is a knob fixed to one end of the screw shaft 34; 36 is a screw shaft 3 attached to the base 33;
The moving member 36 is a moving member attached so as to be movable in the direction of the center line of the moving member 36. The moving member 36 is provided with a female thread, and the female thread is threadedly engaged with the screw shaft 34.
37 is an anode mounting member fixed to the moving member 36;
38 is a bellow provided between the sputtering chamber 1 and the anode mounting member 37; 39 is the anode mounting member 3;
7. An anode lead that penetrates inside the bellows 38. One end of the anode lead 39 is attached to the anode 4 located in the sputtering chamber 1, and the other end of the anode lead 39 is connected to the anode mounting member 37 via an insulating material. and connected to a DC high voltage power supply (not shown). 40 is a cover attached to the handle 31 and the gas introduction pipe 32. The other configurations are the same as the configuration of the film forming apparatus shown in FIG.
この膜形成、侵食装置においては、ツマミ35
によりネジ軸34を回転すると、移動部材36、
陽極取付部材37が移動するから、陽極リード3
9、陽極4が移動する。したがつて、透過孔10
の中心線に対する陽極4の位置を任意に定めるこ
とができるから、試料12に膜を形成することが
でき、また試料12の表面を侵食することができ
る。 In this film formation and erosion device, the knob 35
When the screw shaft 34 is rotated by, the moving member 36,
Since the anode mounting member 37 moves, the anode lead 3
9. Anode 4 moves. Therefore, the transmission hole 10
Since the position of the anode 4 with respect to the center line of the sample 12 can be determined arbitrarily, a film can be formed on the sample 12 and the surface of the sample 12 can be eroded.
第7図はこの発明に係る膜形成装置、侵食装置
の作用の実験装置の一部を示す断面図、第8図は
第7図のA矢視図である。図において、26は真
空排気管、ガス導入管を有する真空容器内に設け
られた陽極リード、22は陽極リード26に取り
付けられた円筒状の陽極で、陽極22の外径は15
mm、内径は14mmである。28,29は陽極22の
両側に設けられた一対の対向陰極で、対向陰極2
8,29は金からなり、対向陰極28,29は陽
極22の中心線とほぼ直角に設けられており、対
向陰極28,29はアース電位であり、対向陰極
28,29の寸法は25×25×0.2mmである。23
は対向陰極28に設けられたスリツト、21は対
向陰極28に当接して設けられた基板であり、永
久磁石(図示せず)により陽極22の中心線とほ
ぼ平行な磁場が形成されている。 FIG. 7 is a sectional view showing a part of an experimental apparatus for the operation of the film forming apparatus and erosion apparatus according to the present invention, and FIG. 8 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 7. In the figure, 26 is an anode lead provided in a vacuum container having a vacuum exhaust pipe and a gas introduction pipe, 22 is a cylindrical anode attached to the anode lead 26, and the outer diameter of the anode 22 is 15
mm, and the inner diameter is 14 mm. 28 and 29 are a pair of opposing cathodes provided on both sides of the anode 22;
8, 29 are made of gold, the opposing cathodes 28, 29 are provided almost at right angles to the center line of the anode 22, the opposing cathodes 28, 29 are at ground potential, and the dimensions of the opposing cathodes 28, 29 are 25 x 25 ×0.2mm. 23
21 is a slit provided in the opposing cathode 28, and 21 is a substrate provided in contact with the opposing cathode 28. A magnetic field approximately parallel to the center line of the anode 22 is formed by a permanent magnet (not shown).
第9図は第7図、第8図に示す実験装置におい
て、ガラスからなる基板21を用い、真空容器内
を1×10-4Paの真空に排気したうえで、真空容
器内にアルゴンガスを導入することにより、真空
容器内を2×10-2Paのアルゴンガス雰囲気とし
のち、直流高電圧電源により陽極22に2kVの正
電位を与えて、放電電流を5mAとして12分間ス
パツタリングを続けたのち、高感度触針式表面解
析器によつて基板21の表面の侵食状態等を調べ
た結果を示すグラフで、陽極22の中心線からの
距離と基板21の表面に堆積した金薄膜24の膜
厚、基板21に形成された凹所25aの侵食深さ
との関係を示すものである。このグラフから明ら
かなように、陽極22のほぼ外側に対応する部分
には膜厚が約2000Åの金薄膜24が形成されてお
り、また陽極22のほぼ内側に対応する部分に凹
所25aが形成されており、凹所25aは陽極2
2の縁端部に対応する部分の近傍で最も深く、そ
の深さは約4000Åである。このように、陽極22
の縁端部に対応する部分の近傍で最も深い凹所2
5aが形成されるのは、基板21の表面はアルゴ
ンガスの正イオンによつて衝撃されるが、基板2
1がガラスのように非金属の場合には、基板21
の表面がアルゴンガスの正イオンによつて衝撃さ
れると、表面に帯電するため、以後アルゴンガス
の正イオンによる衝撃が行なわれなくなり、また
基板21の表面の陽極22の縁端部に対応する部
分の近傍では、基板21の表面の陽極22の外側
に対応する部分に到達する中性金原子よりも高エ
ネルギーの中性金原子による衝撃が行なわれてい
るためであると考えられる。したがつて、第2図
に示した侵食装置において、試料が非金属の場合
には、透過孔10の中心線が陽極16の縁端部の
近傍を通るようにするのが望ましい。なお、電
界、磁界を変化させると、金薄膜24と凹所25
aとの境界の位置が変化するので、それに応じて
陽極16の位置を設定するのが望ましい。 FIG. 9 shows the experimental apparatus shown in FIGS. 7 and 8, using a substrate 21 made of glass, evacuating the inside of the vacuum chamber to a vacuum of 1×10 -4 Pa, and then injecting argon gas into the vacuum chamber. By introducing the argon gas into the vacuum chamber, an argon gas atmosphere of 2×10 -2 Pa was created, and then a positive potential of 2 kV was applied to the anode 22 using a DC high voltage power supply, and sputtering was continued for 12 minutes with a discharge current of 5 mA. , is a graph showing the results of investigating the corrosion state of the surface of the substrate 21 using a high-sensitivity stylus type surface analyzer, and shows the distance from the center line of the anode 22 and the thickness of the gold thin film 24 deposited on the surface of the substrate 21. It shows the relationship between the thickness and the erosion depth of the recess 25a formed in the substrate 21. As is clear from this graph, a thin gold film 24 with a film thickness of about 2000 Å is formed in a portion corresponding to the substantially outer side of the anode 22, and a recess 25a is formed in a portion corresponding to the substantially inner side of the anode 22. and the recess 25a is the anode 2.
It is deepest near the part corresponding to the edge of No. 2, and its depth is approximately 4000 Å. In this way, the anode 22
The deepest recess 2 near the part corresponding to the edge of
5a is formed because the surface of the substrate 21 is bombarded with positive ions of argon gas;
When 1 is a non-metallic material such as glass, the substrate 21
When the surface of the substrate 21 is bombarded with positive ions of argon gas, the surface is charged, so that the positive ions of argon gas no longer bombards the surface. This is considered to be because the neutral gold atoms having higher energy are bombarded in the vicinity of the portions of the substrate 21 than the neutral gold atoms reaching the portions of the surface of the substrate 21 corresponding to the outside of the anode 22. Therefore, in the erosion apparatus shown in FIG. 2, when the sample is a nonmetallic material, it is desirable that the center line of the transmission hole 10 passes near the edge of the anode 16. Note that when the electric field and magnetic field are changed, the gold thin film 24 and the recess 25
Since the position of the boundary with a changes, it is desirable to set the position of the anode 16 accordingly.
第10図は第7図、第8図に示す実験装置にお
いて、金属からなる基板21を用い、上述と同様
に基板21の表面を調べた結果を示すグラフで、
陽極22の中心線からの距離と基板21の表面に
堆積した金薄膜24の膜厚、基板21に形成され
た凹所25bの侵食深さとの関係を示すものであ
る。このグラフから明らかなように、陽極22の
ほぼ外側に対応する部分には金薄膜24が形成さ
れており、また陽極22のほぼ内側に対応する部
分に凹所25bが形成されていて、凹所25bは
陽極22の中央部に対応する部分が最動深くなつ
ている。このように、凹所25bが陽極22の中
央部に対応する部分で最も深くなるのは、基板2
1の表面はアルゴンガスの正イオンによつて衝撃
され、基板21が金属からなる場合には、アルゴ
ンガスの正イオンによつて衝撃されても、表面に
帯電することがなく、しかもアルゴンガスの正イ
オンは陽極22の中心線に対応する部分に向かつ
て強くなつており、また基板21の表面の縁端部
に対応する部分の近傍では、中性金原子による衝
撃が行なわれているが、アルゴンガスの正イオン
による衝撃の方が中性金原子による衝撃よりも強
いためであると考えられる。したがつて、第2図
に示した侵食装置において、試料が金属の場合に
は、透過孔10の中心線が陽極16の中央部を通
るようにするのが望ましい。 FIG. 10 is a graph showing the results of examining the surface of the substrate 21 in the same manner as described above using the substrate 21 made of metal in the experimental apparatus shown in FIGS. 7 and 8.
It shows the relationship between the distance from the center line of the anode 22, the thickness of the gold thin film 24 deposited on the surface of the substrate 21, and the erosion depth of the recess 25b formed in the substrate 21. As is clear from this graph, the gold thin film 24 is formed in a portion corresponding to the substantially outer side of the anode 22, and the recess 25b is formed in a portion corresponding to the substantially inner side of the anode 22. The portion 25b corresponding to the central portion of the anode 22 is the deepest. In this way, the deepest part of the recess 25b corresponding to the center of the anode 22 is located on the substrate 2.
The surface of the substrate 1 is bombarded with positive ions of argon gas, and if the substrate 21 is made of metal, the surface will not be charged even if it is bombarded with positive ions of argon gas. The positive ions become stronger toward the part corresponding to the center line of the anode 22, and near the part corresponding to the edge of the surface of the substrate 21, bombardment by neutral gold atoms is performed. This is thought to be because the impact caused by positive ions of argon gas is stronger than the impact caused by neutral gold atoms. Therefore, in the erosion apparatus shown in FIG. 2, when the sample is metal, it is desirable that the center line of the transmission hole 10 passes through the center of the anode 16.
なお、上述実施例においては、中空状の陽極と
して円筒状の陽極4,16を用いたが、角筒状等
の陽極、中心線と平行な切欠きを有する筒状の陽
極、2つのリングを数本の棒体で連結した陽極等
を用いてもよい。また、上述実施例においては、
金からなる対向陰極5a,5bを用いたが、Ag、
Pt、Ni、Cr等の金属、Si、Ge等の半導体からな
る対向陰極を用いてもよい。さらに、上述実施例
においては、スパツタリング室1内をアルゴンガ
ス雰囲気としたが、スパツタリング室内を他の不
活性ガス雰囲気としてもよく、対向陰極が金のよ
うに不活性物質からなるときには、スパツタリン
グ室内を活性ガス雰囲気としてもよい。また、上
述実施例においては、試料12がガラスからなる
場合について説明したが、試料がAg、Ni、Cr、
Ti、Al等の金属、Si、GaAs等の半導体、ダイヤ
モンド、サフアイヤ、セラミツク等の絶縁体など
の場合にもこの発明を適用することができる。さ
らに、開口15部に番号、図形等の任意の形状の
穴を有するマスクを取り付ければ、試料12に任
意の形状の膜を形成することができ、また試料1
2を任意の形状に侵食することができ、さらに試
料12に任意の形状に象嵌することができる。ま
た、第3図に示した実施例においては、磁石によ
り陽極4を移動し、第4図、第5図に示した実施
例においては、ネジ軸34等により陽極4を移動
したが、他の手段により陽極4を移動してもよ
い。さらに、第1図〜第3図に示した実施例にお
いては、柄部3を陽極4,16の中心線と直角な
面に平行に設けたが、第6図に示すように、柄部
3aを陽極4,16の中心線と直角な面に対して
傾斜して設けてもよい。 In the above embodiment, cylindrical anodes 4 and 16 were used as the hollow anodes, but square cylindrical anodes, cylindrical anodes with a notch parallel to the center line, and two rings may An anode or the like connected by several rods may also be used. Furthermore, in the above embodiment,
Although the opposing cathodes 5a and 5b made of gold were used, Ag,
Opposing cathodes made of metals such as Pt, Ni, and Cr, and semiconductors such as Si and Ge may also be used. Further, in the above embodiment, the sputtering chamber 1 was made to have an argon gas atmosphere, but the sputtering chamber may also be made to have an atmosphere of other inert gas, and when the counter cathode is made of an inert material such as gold, the sputtering chamber may be made of an argon gas atmosphere. An active gas atmosphere may also be used. Further, in the above embodiment, the case where the sample 12 was made of glass was explained, but the sample was made of Ag, Ni, Cr,
The present invention can also be applied to metals such as Ti and Al, semiconductors such as Si and GaAs, and insulators such as diamond, sapphire, and ceramics. Furthermore, by attaching a mask having holes of any shape, such as numbers or shapes, to the opening 15, it is possible to form a film of any shape on the sample 12.
2 can be eroded into any shape, and furthermore, the sample 12 can be inlaid into any shape. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the anode 4 is moved by a magnet, and in the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, the anode 4 is moved by a screw shaft 34, etc. The anode 4 may be moved by other means. Furthermore, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the handle 3 is provided parallel to a plane perpendicular to the center line of the anodes 4, 16, but as shown in FIG. may be provided at an angle with respect to a plane perpendicular to the center line of the anodes 4, 16.
以上説明したように、この発明に係る膜形成装
置、侵食装置においては、スパツタリング室に柄
部が接続されているので、ハンドリング性が良好
である。このように、この発明の効果は顕著であ
る。
As explained above, in the film forming apparatus and the erosion apparatus according to the present invention, since the handle is connected to the sputtering chamber, handling properties are good. As described above, the effects of this invention are remarkable.
第1図はこの発明に係る膜形成装置を示す断面
図、第2図はこの発明に係る侵食装置を示す断面
図、第3図はこの発明に係る膜形成、侵食装置を
示す断面図、第4図はこの発明に係る他の膜形
成、侵食装置を示す断面図、第5図は第4図のB
−B断面図、第6図はこの発明に係る他の膜形成
装置、侵食装置、膜形成、侵食装置の外観を示す
図、第7図はこの発明に係る膜形成装置、侵食装
置の作用の実験装置の一部を示す断面図、第8図
は第7図のA矢視図、第9図、第10図はそれぞ
れ第7図、第8図に示した実験装置によつて処理
した基板の表面を調べた結果を示すグラフであ
る。
1…スパツタリング室、2…ガス導入管、3,
3a…柄部、4…陽極、5a,5b…対向陰極、
6a,6b…永久磁石、10…透過孔、12…試
料、15…開口、16…陽極、31…柄部、32
…ガス導入管。
1 is a cross-sectional view showing a film forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an erosion apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a film forming and erosion apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another film forming and erosion apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is B of FIG. 4.
-B sectional view, FIG. 6 is a diagram showing the appearance of another film forming apparatus, erosion apparatus, film forming and erosion apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the operation of the film forming apparatus and erosion apparatus according to the present invention. 8 is a cross-sectional view showing a part of the experimental apparatus, FIG. 8 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 7, and FIGS. 9 and 10 are substrates processed by the experimental apparatus shown in FIGS. 7 and 8, respectively. It is a graph showing the results of examining the surface of. 1... sputtering chamber, 2... gas introduction pipe, 3,
3a...shaft, 4...anode, 5a, 5b...opposed cathode,
6a, 6b... Permanent magnet, 10... Transmission hole, 12... Sample, 15... Opening, 16... Anode, 31... Handle, 32
...Gas introduction pipe.
Claims (1)
パツタリング室と、上記スパツタリング室に接続
された柄部と、上記スパツタリング室内に設けら
れた中空状の陽極と、上記陽極の両側にかつ上記
陽極の中心線とほぼ直角に設けられた一対の対向
陰極と、上記スパツタリング室内に設けられかつ
磁力線が上記陽極の中心線とほぼ平行な磁場を形
成する磁石と、上記対向陰極の一方に設けられか
つ中心線が上記陽極の外面より外側を通る透過孔
と、上記スパツタリング室に設けられかつ中心線
が上記透過孔の中心線とほぼ一致している開口
と、一端が上記スパツタリング室に連通されたガ
ス導入管とを具備することを特徴とする膜形成装
置。 2 試料の表面を侵食する侵食装置において、ス
パツタリング室と、上記スパツタリング室に接続
された柄部と、上記スパツタリング室内に設けら
れた中空状の陽極と、上記陽極の両側にかつ上記
陽極の中心線とほぼ直角に設けられた一対の対向
陰極と、上記スパツタリング室内に設けられかつ
磁力線が上記陽極の中心線とほぼ平行な磁場を形
成する磁石と、上記対向陰極の一方に設けられか
つ中心線が上記陽極の内面より内側を通る透過孔
と、上記スパツタリング室に設けられかつ中心線
が上記透過孔の中心線とほぼ一致している開口
と、一端が上記スパツタリング室に連通されたガ
ス導入管とを具備することを特徴とする侵食装
置。[Scope of Claims] 1. A film forming apparatus for forming a film on a sample, comprising a sputtering chamber, a handle connected to the sputtering chamber, a hollow anode provided in the sputtering chamber, and both sides of the anode. and a pair of opposing cathodes provided substantially perpendicular to the center line of the anode, a magnet provided within the sputtering chamber and forming a magnetic field with lines of magnetic force substantially parallel to the center line of the anode, and one of the opposing cathodes. a transmission hole provided in the sputtering chamber and whose center line passes outside the outer surface of the anode, an opening provided in the sputtering chamber and whose center line substantially coincides with the center line of the transmission hole, and one end of which is connected to the sputtering chamber. A film forming apparatus characterized by comprising a gas introduction pipe in communication with the film forming apparatus. 2. An erosion device that erodes the surface of a sample, including a sputtering chamber, a handle connected to the sputtering chamber, a hollow anode provided in the sputtering chamber, and a center line of the anode on both sides of the anode. a pair of opposing cathodes provided at substantially right angles to the sputtering chamber; a magnet provided in the sputtering chamber and forming a magnetic field with lines of magnetic force substantially parallel to the center line of the anode; A transmission hole passing inside the inner surface of the anode, an opening provided in the sputtering chamber and having a center line that substantially coincides with the center line of the transmission hole, and a gas introduction pipe having one end communicating with the sputtering chamber. An erosion device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24744488A JPH0297671A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Film forming device and etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24744488A JPH0297671A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Film forming device and etching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297671A JPH0297671A (en) | 1990-04-10 |
| JPH0325509B2 true JPH0325509B2 (en) | 1991-04-08 |
Family
ID=17163536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24744488A Granted JPH0297671A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Film forming device and etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0297671A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04202661A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | Toshio Sugita | Apparatus for forming superconductor thin film |
| US5208633A (en) * | 1991-12-23 | 1993-05-04 | Xerox Corporation | Belt position sensing for image registration |
| JP2006066265A (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Canon Inc | Image display device |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP24744488A patent/JPH0297671A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0297671A (en) | 1990-04-10 |
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