JPH01132033A - イオン源及び薄膜形成装置 - Google Patents

イオン源及び薄膜形成装置

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JPH01132033A
JPH01132033A JP62290345A JP29034587A JPH01132033A JP H01132033 A JPH01132033 A JP H01132033A JP 62290345 A JP62290345 A JP 62290345A JP 29034587 A JP29034587 A JP 29034587A JP H01132033 A JPH01132033 A JP H01132033A
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electrodes
voltage
ion source
electrode
low voltage
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勲 橋本
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門岡　英志
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Hitachi Ltd
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    • H01J27/14—Other arc discharge ion sources using an applied magnetic field
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08—Ion sources; Ion guns

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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン源に係り、特に広範囲の電圧に対応可
能なイオン源に関する。
〔従来の技術〕
従来技術として特開昭６１−１３３３７６号公報を挙げ
る。この公報に記載の装置はイオン源として高圧用イオ
ン源と低圧用イオン源とを用いている。
ところで最近、イオンビームミキシングやイオンビーム
アシスト方法による成膜が注目され、プロセスが種゛々
開発されてきている。これらの中でイオンビームミキシ
ングは、一般に数十ｋＶに対し、イオンビームアシスト
は数百〜数千Ｖとイオン源の使用電圧の範囲が極めて広
いものが要求されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、従来のイオン源は使用電圧が広範囲にわたる
と前記従来技術の如く、高圧用と低圧用の２台あるいは
それ以上必要となること、及びその場合に蒸着、やスパ
ッター等と組合せるときに構造的に複雑化する問題があ
った。
本発明の目的は、−台のイオ、電源で広範囲の使用電圧
に対応でき、構造的に単純化できるイオン源を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るイオン源は、３枚以上の電極を互いに離間
して並設して成り、高電圧使用時は前記電極間隔の広い
電極間に、低電圧使用時は前記電極間隔の狭い電極間に
切り換えて引出し電圧を印加可能に形成したものである
。
〔作用〕
引出し電流は、電極間隔の逆数の２乗に比例するため、
低電圧でも大きな電流を引き出すことが可能となる。こ
のようなイオン源をイオンビーム装置に組込むことによ
り幅広く各種プロセスに対応することができる。
また、イオンビームの引出しは、プラズマと接する電極
に穿設されている穴の電界により決るため、低電圧にな
っても、との穴の部分の電界が変らないように追加電極
を予じめ設けておくか、あるいは電極間隔の狭い所まで
プラズマを導くことにより、低電圧でも大きな電流を引
出せるようになる。
〔実施例〕
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例の構成
図を示す。同図（ａ）は高電圧使用時の電圧印加方法を
示し、同図（ｂ）は低電圧使用時の電圧印加方法を示す
。両図（ａ）と（ｂ）の各状態は図示しない切換えスイ
ッチにより切り換え可能に形成されている。同図（ａ）
において、１はプラズマ室で、２〜５が本発明に係る電
極であり、加速電極２、同じく加速電極３、減速電極４
及び接地電極５とから成る。これらの電極２〜５により
イオンビーム１２を引き出すようになっている。同図で
、１３はフィラメント、１４はプラズマ室１へのガス導
入口を示す。また、９はシャッタ、１０は試料、１１は
真空排気口、１５はニュートライザを示す。
高電圧使用時は、電極２，３間に低電圧使用時の電圧を
加え、電極３に高圧可変直流電源７による高電圧を加え
る。６は低圧可変直流電源を示し、電極２と接続されて
いる。
電極４には負極性電源８が接続され、該電源８の負電圧
によって逆流電子を防止するようになっている。電極５
は接地されている。
一方、低電圧使用時は図示しない切換えスイッチにより
同図（ｂ）の状態となる。すなわち、高圧可変直流型ｇ
７はＯＦＦされ、電極３に負極性電源８が接続され負電
圧が印加される。電極４は電極５と同じく接地される。
以上のように切り換えることにより、高電圧でも低電圧
でも電極２，３間の電界はほぼ同一となり、低電圧でも
高電圧同様の電流の引出しが可能となる。なお、第１図
（ａ）、（ｂ）の５の電極はない場合もある。
第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明の他実施例を示し、同
図（ａ）は高電圧使用時の電圧印加方法を示し、同図（
ｂ）は低電圧使用時の電圧印加方法を示す。本実施例は
電極は三枚の電極２，４゜５から成り、高電圧使用時は
同図（ａ）に示した如く、高圧可変直流電源７が電極２
に接続され、電極４に負極性電源８が接続されている。
電極５は接地されている。
一方、低電圧使用時は同図（ｂ）に示した如く、電極２
はフロートさせ、電極４に低圧可変直流電源６を接続し
、電極５に負極性電源を接続する。
前記の如く電極２をフロートさせると、プラズマが電極
２，４間にも入ってきて、電極４，５間の電界によりイ
オンビーム１２を引出すことが可能となる。
以上のように切り換えることにより、電極４゜５間の間
隙は高電圧使用時でも狭く形成されており、低電圧使用
時でも同図（ｂ）の状態となって大きな電界が得られる
ため、大きな電流を引出せる。
これらのイオン源を用いたイオン源装置を用いることに
より、広範囲なプロセスに対して一台のイオン源で対応
可能となる。
尚、第３図は第２図（ａ）と（ｂ）の各状態を切り換え
る切り換えスイッチの一例を示すものである。同図で各
スイッチ１６ａ〜１６ｄは図示しない外部信号により切
り換わり、第２図（ａ）と（ｂ）の各状態になるように
なっている。′尚、第４図は前記第１実施例の第１図（
ｂ）と等価の状態を異なる接続により行なったものであ
る。すなわち、？！！極２，３はフロートされ、電極４
に低圧可変直流電源が接続され、電極５に負極性電源８
が接続されている。
尚、印加する電極は前記各実施例のものに限定されず、
高電圧使用時は間隔の広い電極間に、低電圧使用時は狭
い電極間に引出し電圧が加えられる構成であればよい。
また、前記実施例はパケット形イオン源について説明し
たが、それに限定されるものではなく、３枚以上の引出
電極を有するイオン源に適応可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高電圧使用時は電極間隔の広い電極間
に、低電圧使用時は前記電極間隔の狭い電極間に切り換
えて引出し電圧を印加することができるため、−台のイ
オン源で広範囲の使用電圧に対応することができ、構造
的にも自由度が向上して単純化できコストダウンも図れ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例を示す構成
図で、同図（ａ）は高電圧使用時、同図（ｂ）は低電圧
使用時を示し、第２図（ａ）及び（ｂ）は他実施例を示
す構成図で、同図（ａ）は高電圧使用時、同図（ｂ）は
低電圧使用時を示し。 第３図は第２図の（ａ）と（ｂ）の状態を切換える構造
を示す構成図、第４図は第１図（ｂ）の状態の等価対応
図である。 ２．３，４．５・・・電極、６・・・低圧可変直流電源
、７・・・高圧可変直流電源、８・・・負極性電源、１
２・・・イオンビーム、１６ａ〜１６ｄ・・・切換えス
イッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内部にプラズマが収納されるプラズマ室と、該プラ
    ズマ室からイオンビームを引出す複数の引出し用電極と
    この電極に接続される電源とで構成するイオン源におい
    て、３枚以上の前記電極を互いに離間して並設して成り
    、高電圧使用時は前記電極間隔の広い電極間に、低電圧
    使用時は前記電極間隔の狭い電極間に切り換えて引出し
    電圧を印加可能に形成したことを特徴とするイオン源。 ２、特許請求の範囲第１項において、電極は加速電極側
    がプラズマ室と接し、各電極に穴が穿設されているイオ
    ン源。 ３、特許請求の範囲第１項において、イオン源はイオン
    ビームミキシングあるいはイオンビームアシスト装置の
    イオン源。
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