JP2001181836A - イオンビームスパッタリング装置 - Google Patents
イオンビームスパッタリング装置Info
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- JP2001181836A JP2001181836A JP36579599A JP36579599A JP2001181836A JP 2001181836 A JP2001181836 A JP 2001181836A JP 36579599 A JP36579599 A JP 36579599A JP 36579599 A JP36579599 A JP 36579599A JP 2001181836 A JP2001181836 A JP 2001181836A
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- Japan
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- ion
- ion beam
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- sputtering apparatus
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定のエネルギを有すイオンのみを選択して
ターゲットに照射するイオンビームスパッタリング装置
を提供する。 【解決手段】 真空チャンバ３に収容取り付けられたイ
オン源４において発生放射するイオンビームにより成膜
材料物質より成るターゲット５を照射し、ターゲット５
よりスパッタアウトされる粒子を基板６表面に成膜させ
るイオンビームスパッタリング装置において、イオン源
４とターゲットホルダ５０との間に特定のエネルギを有
すイオンビームのみを選択するイオン分離器７を介在さ
せたイオンビームスパッタリング装置。
ターゲットに照射するイオンビームスパッタリング装置
を提供する。 【解決手段】 真空チャンバ３に収容取り付けられたイ
オン源４において発生放射するイオンビームにより成膜
材料物質より成るターゲット５を照射し、ターゲット５
よりスパッタアウトされる粒子を基板６表面に成膜させ
るイオンビームスパッタリング装置において、イオン源
４とターゲットホルダ５０との間に特定のエネルギを有
すイオンビームのみを選択するイオン分離器７を介在さ
せたイオンビームスパッタリング装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、イオンビームス
パッタリング装置に関し、特に、イオン分離器を具備し
て特定のエネルギを有すイオンのみを選択してターゲッ
トに照射するイオンビームスパッタリング装置に関す
る。
パッタリング装置に関し、特に、イオン分離器を具備し
て特定のエネルギを有すイオンのみを選択してターゲッ
トに照射するイオンビームスパッタリング装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２を参照してイオンビームスパッタリ
ング装置の従来例を説明する。３はイオンビームスパッ
タリング装置１の真空チャンバを示す。この真空チャン
バ３には、イオンガン４、ターゲットホルダ５０、基板
ホルダ６０が収容、取り付けられている。真空チャンバ
３には、更に、真空ポンプ２が取り付けられている。
ング装置の従来例を説明する。３はイオンビームスパッ
タリング装置１の真空チャンバを示す。この真空チャン
バ３には、イオンガン４、ターゲットホルダ５０、基板
ホルダ６０が収容、取り付けられている。真空チャンバ
３には、更に、真空ポンプ２が取り付けられている。
【０００３】イオン源であるイオンガン４は真空チャン
３の前壁内面に取り付け固定されている。イオンガン４
のイオン放射端部には高電圧が印加されるイオン引き出
しグリッドが設置され、一例として内部において発生せ
しめられたアルゴンイオンＡ＋を高速イオンビームとし
て放射する。ターゲットホルダ５０は、真空チャンバ３
の側壁に気密に貫通挿入されるターゲットホルダ回転軸
５０１により回動支持されている。ターゲットホルダ５
０の両面には成膜しようとする成膜材料物質より成る第
１ターゲット５および第２ターゲット５’が取り付けら
れる。両ターゲットの構成物質は相異なるものとされ
る。このターゲットホルダ５０はターゲットホルダ回転
軸５０１を介して外部から１８０゜反転駆動される。こ
のターゲットホルダ５０を外部から１８０゜反転駆動す
ることにより、成膜材料物質を迅速に交換変更すること
ができる。
３の前壁内面に取り付け固定されている。イオンガン４
のイオン放射端部には高電圧が印加されるイオン引き出
しグリッドが設置され、一例として内部において発生せ
しめられたアルゴンイオンＡ＋を高速イオンビームとし
て放射する。ターゲットホルダ５０は、真空チャンバ３
の側壁に気密に貫通挿入されるターゲットホルダ回転軸
５０１により回動支持されている。ターゲットホルダ５
０の両面には成膜しようとする成膜材料物質より成る第
１ターゲット５および第２ターゲット５’が取り付けら
れる。両ターゲットの構成物質は相異なるものとされ
る。このターゲットホルダ５０はターゲットホルダ回転
軸５０１を介して外部から１８０゜反転駆動される。こ
のターゲットホルダ５０を外部から１８０゜反転駆動す
ることにより、成膜材料物質を迅速に交換変更すること
ができる。
【０００４】基板ホルダ６０は真空チャン３の上壁に気
密に貫通挿入される回転軸６１により回転支持されてい
る。この基板ホルダ６０は回転軸６１を介して外部から
回転駆動される。そして、基板ホルダ６０の図における
下面には薄膜が成膜されるべき基板６が取り付けられ
る。真空チャン３は真空ポンプ２により排気減圧され
る。ターゲットホルダ５０に第１ターゲット５および第
２ターゲット５’を取り付け、次いで、イオンガン４か
らアルゴンイオンを発生させる。イオンガン４から発生
せしめられたアルゴンイオンは、高電圧を印加されたイ
オン引き出しグリッドにより高速に加速されてアルゴン
イオンビームとして引き出され放射される。このアルゴ
ンイオンビームはターゲットホルダ５０に保持される第
１ターゲット５に衝突し、第１ターゲット５を構成する
成膜材料物質をスパッタアウトする。第１ターゲット５
の材料としては、金属材料、絶縁材料その他多種多様な
種類の材料を使用することができる。第１ターゲット５
からスパッタアウトされた成膜材料物質の粒子は基板ホ
ルダ６０に保持される薄膜が成膜されるべき基板６の表
面に付着し、ここに成膜材料物質の薄膜が形成される。
この薄膜を成膜形成している時、基板ホルダ６０は回転
軸６１により回転されており、これにより形成される薄
膜の膜厚を均一にすることができる。ターゲットホルダ
回転軸５０１を１８０゜回動させることにより、イオン
ガン４に対向する第１ターゲット５を他方の面に取り付
けられる第２ターゲット５’に交換することができる。
密に貫通挿入される回転軸６１により回転支持されてい
る。この基板ホルダ６０は回転軸６１を介して外部から
回転駆動される。そして、基板ホルダ６０の図における
下面には薄膜が成膜されるべき基板６が取り付けられ
る。真空チャン３は真空ポンプ２により排気減圧され
る。ターゲットホルダ５０に第１ターゲット５および第
２ターゲット５’を取り付け、次いで、イオンガン４か
らアルゴンイオンを発生させる。イオンガン４から発生
せしめられたアルゴンイオンは、高電圧を印加されたイ
オン引き出しグリッドにより高速に加速されてアルゴン
イオンビームとして引き出され放射される。このアルゴ
ンイオンビームはターゲットホルダ５０に保持される第
１ターゲット５に衝突し、第１ターゲット５を構成する
成膜材料物質をスパッタアウトする。第１ターゲット５
の材料としては、金属材料、絶縁材料その他多種多様な
種類の材料を使用することができる。第１ターゲット５
からスパッタアウトされた成膜材料物質の粒子は基板ホ
ルダ６０に保持される薄膜が成膜されるべき基板６の表
面に付着し、ここに成膜材料物質の薄膜が形成される。
この薄膜を成膜形成している時、基板ホルダ６０は回転
軸６１により回転されており、これにより形成される薄
膜の膜厚を均一にすることができる。ターゲットホルダ
回転軸５０１を１８０゜回動させることにより、イオン
ガン４に対向する第１ターゲット５を他方の面に取り付
けられる第２ターゲット５’に交換することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】イオンガン４において
発生放射されるアルゴンイオンビームには、成膜に必要
な１価のアルゴンイオンビーム（Ａｒ+ ）の他に、１価
のアルゴンイオンビームと比較して高速、高エネルギを
有する２価のアルゴンイオンビーム（Ａｒ++）、その他
のイオンビームが含まれている。ところで、イオンビー
ムスパッタリングによる成膜について詳細に検討してみ
ると、２価のアルゴンイオンビームは高速高エネルギを
有するものであるところから、ターゲット５および薄膜
が成膜されるべき基板６に損傷を与えると共に、基板６
に形成されつつある薄膜を損傷、破壊する作用をしてい
る。そして、高エネルギを有する２価のアルゴンイオン
ビームがターゲット５および基板６に衝突することによ
り、この高エネルギはターゲット５および基板６に吸収
されてその温度を上昇させ、基板６近傍におけるニュー
クリエーションを阻害し、形成される薄膜の品質を低下
していることがわかった。
発生放射されるアルゴンイオンビームには、成膜に必要
な１価のアルゴンイオンビーム（Ａｒ+ ）の他に、１価
のアルゴンイオンビームと比較して高速、高エネルギを
有する２価のアルゴンイオンビーム（Ａｒ++）、その他
のイオンビームが含まれている。ところで、イオンビー
ムスパッタリングによる成膜について詳細に検討してみ
ると、２価のアルゴンイオンビームは高速高エネルギを
有するものであるところから、ターゲット５および薄膜
が成膜されるべき基板６に損傷を与えると共に、基板６
に形成されつつある薄膜を損傷、破壊する作用をしてい
る。そして、高エネルギを有する２価のアルゴンイオン
ビームがターゲット５および基板６に衝突することによ
り、この高エネルギはターゲット５および基板６に吸収
されてその温度を上昇させ、基板６近傍におけるニュー
クリエーションを阻害し、形成される薄膜の品質を低下
していることがわかった。
【０００６】以上のことから、この発明は、イオン分離
器を具備して特定のエネルギを有すイオンのみを選択し
てターゲットに照射することにより上述の問題を解消し
たイオンビームスパッタリング装置を提供するものであ
る。
器を具備して特定のエネルギを有すイオンのみを選択し
てターゲットに照射することにより上述の問題を解消し
たイオンビームスパッタリング装置を提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１：真空チャンバ
３に収容取り付けられたイオン源４において発生放射す
るイオンビームにより成膜材料物質より成るターゲット
５を照射し、ターゲット５よりスパッタアウトされる粒
子を基板６表面に成膜させるイオンビームスパッタリン
グ装置において、イオン源４とターゲットホルダ５０と
の間に特定のエネルギを有すイオンビームのみを選択す
るイオン分離器７を介在させたイオンビームスパッタリ
ング装置を構成した。
３に収容取り付けられたイオン源４において発生放射す
るイオンビームにより成膜材料物質より成るターゲット
５を照射し、ターゲット５よりスパッタアウトされる粒
子を基板６表面に成膜させるイオンビームスパッタリン
グ装置において、イオン源４とターゲットホルダ５０と
の間に特定のエネルギを有すイオンビームのみを選択す
るイオン分離器７を介在させたイオンビームスパッタリ
ング装置を構成した。
【０００８】そして、請求項２：請求項１に記載される
イオンビームスパッタリング装置において、イオン分離
器７はこれを磁界発生装置としたイオンビームスパッタ
リング装置を構成した。
イオンビームスパッタリング装置において、イオン分離
器７はこれを磁界発生装置としたイオンビームスパッタ
リング装置を構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１を参
照して説明する。図１において、図２における部材と共
通する部材には共通する参照符号を付与している。要約
するに、図１の実施例は、図２の従来例において、イオ
ンガン４とターゲットホルダ５０との間に特定のエネル
ギを有すイオンのみを選択するイオン分離器７を介在さ
せたものに相当する。以下、具体的に説明する。
照して説明する。図１において、図２における部材と共
通する部材には共通する参照符号を付与している。要約
するに、図１の実施例は、図２の従来例において、イオ
ンガン４とターゲットホルダ５０との間に特定のエネル
ギを有すイオンのみを選択するイオン分離器７を介在さ
せたものに相当する。以下、具体的に説明する。
【００１０】図１において、イオンビームスパッタリン
グ装置１は、イオン源であるイオンガン４とターゲット
ホルダ５０との間にイオン分離器７として磁界発生装置
を介在させ、イオンガン４において一例として発生放射
されるアルゴンイオンビームの軌道をイオン分離器７に
おいて偏向せしめ、イオンビームスパッタリングに有害
なイオンビームを分離する構成を有している。磁界内に
おいては、荷電粒子は電荷量ｑとその走行速度Ｖ、およ
び磁界の強さＢに比例した力Ｆ＝ｑＶＢを受ける。力Ｆ
の向きは速度と磁界のベクトルより成る平面に対して垂
直な向きであり、この力Ｆを受けて荷電粒子の軌道は偏
向せしめられる。図１の場合、イオン分離器７の発生す
る磁界の向きが紙面の裏側から表側に貫通する向きであ
るものとすると、イオンガン４から放射されるアルゴン
イオンビームは円弧軌道に沿って急速に下向きに偏向さ
れる。１価のアルゴンイオンビームと比較して電荷量の
大なる２価のアルゴンイオンビームはその分だけｑＶが
大きく、１価のアルゴンイオンビームと比較してより強
い力で円弧軌道に沿って下向きに偏向される。２価のア
ルゴンイオンビームはこの偏向により下向きに分離さ
れ、ターゲットホルダ５０に到達するには到らない。こ
れに対して、１価のアルゴンイオンビームの下向きの偏
向は少なく、ターゲットホルダ５０に到達してこれに保
持されるターゲット５を構成する成膜材料物質を照射
し、スパッタアウトする。
グ装置１は、イオン源であるイオンガン４とターゲット
ホルダ５０との間にイオン分離器７として磁界発生装置
を介在させ、イオンガン４において一例として発生放射
されるアルゴンイオンビームの軌道をイオン分離器７に
おいて偏向せしめ、イオンビームスパッタリングに有害
なイオンビームを分離する構成を有している。磁界内に
おいては、荷電粒子は電荷量ｑとその走行速度Ｖ、およ
び磁界の強さＢに比例した力Ｆ＝ｑＶＢを受ける。力Ｆ
の向きは速度と磁界のベクトルより成る平面に対して垂
直な向きであり、この力Ｆを受けて荷電粒子の軌道は偏
向せしめられる。図１の場合、イオン分離器７の発生す
る磁界の向きが紙面の裏側から表側に貫通する向きであ
るものとすると、イオンガン４から放射されるアルゴン
イオンビームは円弧軌道に沿って急速に下向きに偏向さ
れる。１価のアルゴンイオンビームと比較して電荷量の
大なる２価のアルゴンイオンビームはその分だけｑＶが
大きく、１価のアルゴンイオンビームと比較してより強
い力で円弧軌道に沿って下向きに偏向される。２価のア
ルゴンイオンビームはこの偏向により下向きに分離さ
れ、ターゲットホルダ５０に到達するには到らない。こ
れに対して、１価のアルゴンイオンビームの下向きの偏
向は少なく、ターゲットホルダ５０に到達してこれに保
持されるターゲット５を構成する成膜材料物質を照射
し、スパッタアウトする。
【００１１】なお、イオン分離器７は電界発生装置によ
り構成することもできる。しかし、電界発生装置による
イオンビームの下向きの偏向は放物線軌道に沿ってなさ
れるものであるのに対して、磁界発生装置による下向き
の偏向は円弧軌道に沿ってなされるものである。
り構成することもできる。しかし、電界発生装置による
イオンビームの下向きの偏向は放物線軌道に沿ってなさ
れるものであるのに対して、磁界発生装置による下向き
の偏向は円弧軌道に沿ってなされるものである。
【００１２】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、イオン源であるイオンガン４とターゲットホルダ５
０との間に特定のエネルギを有すイオンのみを選択する
イオン分離器７を介在させることにより、１価のアルゴ
ンイオンビームと比較して高エネルギを有する２価のア
ルゴンイオンビームをターゲットホルダ５０に到達する
に先だって分離除去する。従って、ターゲットホルダ５
０に保持されるターゲット５が２価のアルゴンイオンビ
ームにより損傷を蒙ることはなくなる。２価のアルゴン
イオンビームがターゲット５を照射することはないの
で、２価のアルゴンイオンビームがここで反射して基板
６に衝突し、これをに損傷を与える恐れもなくなる。同
様に、２価のアルゴンイオンビームがターゲット５およ
び基板６に衝突することはないので、このエネルギの吸
収に起因する温度上昇は生ぜず、基板６近傍におけるニ
ュークリエーションは阻害されることはなく、従って、
形成される薄膜の品質は保証される。
ば、イオン源であるイオンガン４とターゲットホルダ５
０との間に特定のエネルギを有すイオンのみを選択する
イオン分離器７を介在させることにより、１価のアルゴ
ンイオンビームと比較して高エネルギを有する２価のア
ルゴンイオンビームをターゲットホルダ５０に到達する
に先だって分離除去する。従って、ターゲットホルダ５
０に保持されるターゲット５が２価のアルゴンイオンビ
ームにより損傷を蒙ることはなくなる。２価のアルゴン
イオンビームがターゲット５を照射することはないの
で、２価のアルゴンイオンビームがここで反射して基板
６に衝突し、これをに損傷を与える恐れもなくなる。同
様に、２価のアルゴンイオンビームがターゲット５およ
び基板６に衝突することはないので、このエネルギの吸
収に起因する温度上昇は生ぜず、基板６近傍におけるニ
ュークリエーションは阻害されることはなく、従って、
形成される薄膜の品質は保証される。
【００１３】そして、イオン分離器７を磁界発生装置で
構成したことにより、イオンビームを円弧軌道に沿って
急速に下向きに偏向することができる。
構成したことにより、イオンビームを円弧軌道に沿って
急速に下向きに偏向することができる。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】従来例を説明する図。
３ 真空チャンバ ４ イオン源 ５ ターゲット ６ 基板 ７ イオン分離器 ５０ ターゲットホルダ
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバに収容取り付けられたイオ
ン源において発生放射するイオンビームにより成膜材料
物質より成るターゲットを照射し、ターゲットよりスパ
ッタアウトされる粒子を基板表面に成膜させるイオンビ
ームスパッタリング装置において、 イオン源とターゲットホルダとの間に特定のエネルギを
有すイオンビームのみを選択するイオン分離器を介在さ
せたことを特徴とするイオンビームスパッタリング装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載されるイオンビームスパ
ッタリング装置において、 イオン分離器はこれを磁界発生装置としたことを特徴と
するイオンビームスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36579599A JP2001181836A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | イオンビームスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36579599A JP2001181836A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | イオンビームスパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001181836A true JP2001181836A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18485138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36579599A Pending JP2001181836A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | イオンビームスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001181836A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108525A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Film deposition apparatus and method of film deposition |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36579599A patent/JP2001181836A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108525A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Film deposition apparatus and method of film deposition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050913 |