JPH04318163A - スパッタ型イオン源 - Google Patents
スパッタ型イオン源Info
- Publication number
- JPH04318163A JPH04318163A JP3085543A JP8554391A JPH04318163A JP H04318163 A JPH04318163 A JP H04318163A JP 3085543 A JP3085543 A JP 3085543A JP 8554391 A JP8554391 A JP 8554391A JP H04318163 A JPH04318163 A JP H04318163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sputtering
- plasma chamber
- atoms
- pulling out
- targets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005478 sputtering type Methods 0.000 title 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 21
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 21
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表層改質、表層処理、
薄膜形成装置等に用いられるイオン源に関するものであ
る。
薄膜形成装置等に用いられるイオン源に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】イオンビームは、被加工物に当てるとイ
オンビームの遊動エネルギーが熱エネルギーに変わり、
被加工物面で溶解，蒸発が起こるので、誘導、研磨，エ
ッチング，表層処理等の被加工物の加工に用いられてお
り、近年は、ＩＣ回路等の製作、半導体への不純物の注
入、酸化膜や窒化膜の作成等の表層処理及び薄膜を作成
する際などに用いられている。
オンビームの遊動エネルギーが熱エネルギーに変わり、
被加工物面で溶解，蒸発が起こるので、誘導、研磨，エ
ッチング，表層処理等の被加工物の加工に用いられてお
り、近年は、ＩＣ回路等の製作、半導体への不純物の注
入、酸化膜や窒化膜の作成等の表層処理及び薄膜を作成
する際などに用いられている。
【０００３】このイオンビームを得る装置としてはイオ
ン源が知られ、イオン源は、プラズマ発生室でプラズマ
を作り、このうちイオンだけを取り出し、高圧で加速す
ることによりイオンビームを作るように構成され、ガス
イオン専用イオン源やルツボ内の金属等の物質を蒸発さ
せ、これをプラズマ発生室でプラズマ化するタイプのイ
オン源がある。
ン源が知られ、イオン源は、プラズマ発生室でプラズマ
を作り、このうちイオンだけを取り出し、高圧で加速す
ることによりイオンビームを作るように構成され、ガス
イオン専用イオン源やルツボ内の金属等の物質を蒸発さ
せ、これをプラズマ発生室でプラズマ化するタイプのイ
オン源がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の大電
流金属イオン源では、物質を蒸発させてイオンビームを
引き出すために、例えば蒸発させる物質がタングステン
等の高融点金属であると、蒸発部を数千度の高温にしな
ければならず、高融点金属のイオンビームを引き出すこ
とが実質的に不可能である。
流金属イオン源では、物質を蒸発させてイオンビームを
引き出すために、例えば蒸発させる物質がタングステン
等の高融点金属であると、蒸発部を数千度の高温にしな
ければならず、高融点金属のイオンビームを引き出すこ
とが実質的に不可能である。
【０００５】このため、本発明者らはスパッタ作用によ
り発生させた原子をイオンビームとして引き出す機能を
備えた図２に示すようにスパッタ型のイオン源を提案し
た。これを図２により説明する。外周に多数の磁石ｄが
設けられたアノードとなるプラズマ室ａの前面にビーム
引出し電極ｆが設けられ、後方に作動ガス道入部ｅが接
続される。このプラズマ室ａ内にカソードとなるフィラ
メントｂが設けられ、またビーム引出し電極ｆと対向し
てプラズマ室ａの後方にスパッタターゲットｃが配置さ
れる。
り発生させた原子をイオンビームとして引き出す機能を
備えた図２に示すようにスパッタ型のイオン源を提案し
た。これを図２により説明する。外周に多数の磁石ｄが
設けられたアノードとなるプラズマ室ａの前面にビーム
引出し電極ｆが設けられ、後方に作動ガス道入部ｅが接
続される。このプラズマ室ａ内にカソードとなるフィラ
メントｂが設けられ、またビーム引出し電極ｆと対向し
てプラズマ室ａの後方にスパッタターゲットｃが配置さ
れる。
【０００６】このスパッタ型イオン源は、イオンビーム
を発生させたい物質をスパッタターゲットｃとして構成
することで、数千度の高温にすることなくスパッタ作用
によりその原子ｇをたたきだせるので、高融点金属のイ
オンビームを得ることが可能となる。
を発生させたい物質をスパッタターゲットｃとして構成
することで、数千度の高温にすることなくスパッタ作用
によりその原子ｇをたたきだせるので、高融点金属のイ
オンビームを得ることが可能となる。
【０００７】しかしながら、スパッターターゲットｃが
一枚でビーム引出し電極ｆと対向しているため、スパッ
タ作用により、スパッターターゲットｃより生じたイオ
ン化すべき金属原子ｇなどの多くはイオン化されること
なく対向するビーム引出し電極ｆに付着してしまい、ス
パッタ材の利用効率が低い問題がある。またスパッタの
際に生じる２次電子ｈが、スパッタ電圧で加速され、高
エネルギー電子ビームとしてビーム引出し電極ｆへ入射
し、ビーム引出し電極ｆの変形などビーム引出し電極ｆ
の劣化の原因となる問題がある。
一枚でビーム引出し電極ｆと対向しているため、スパッ
タ作用により、スパッターターゲットｃより生じたイオ
ン化すべき金属原子ｇなどの多くはイオン化されること
なく対向するビーム引出し電極ｆに付着してしまい、ス
パッタ材の利用効率が低い問題がある。またスパッタの
際に生じる２次電子ｈが、スパッタ電圧で加速され、高
エネルギー電子ビームとしてビーム引出し電極ｆへ入射
し、ビーム引出し電極ｆの変形などビーム引出し電極ｆ
の劣化の原因となる問題がある。
【０００８】そこで、本発明はこのような事情を考慮し
てなされたものであり、その目的は、スパッタ材の利用
効率がよくしかも電子によるビーム引出電極の変形等を
防止できるスパッタ型イオン源を提供することにある。
てなされたものであり、その目的は、スパッタ材の利用
効率がよくしかも電子によるビーム引出電極の変形等を
防止できるスパッタ型イオン源を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はプラズマを発生させるプラズマ室内に、ス
パッタターゲットをビーム引出電極に対して垂直になる
よう対向して設けたものである。
に、本発明はプラズマを発生させるプラズマ室内に、ス
パッタターゲットをビーム引出電極に対して垂直になる
よう対向して設けたものである。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、スパッタ作用によりスパッ
タターゲットから原子が放出されるとプラズマ室中でイ
オン化されビーム引出し電極よりイオンビームとして引
き出される。この際プラズマ室内でイオン化されなかっ
た原子は対向するスパッタターゲットに付着し、そこで
再びスパッタ材として利用される。またスパッタターゲ
ットから原子がたたき出される際には２次電子が生じる
が、この電子は対向するスパッターターゲットの電位障
壁で反射されイオン化に寄与することとなり、その電子
のビームが引出し電極へ入射することがなくなるため、
その変形等を防止することが可能となる。
タターゲットから原子が放出されるとプラズマ室中でイ
オン化されビーム引出し電極よりイオンビームとして引
き出される。この際プラズマ室内でイオン化されなかっ
た原子は対向するスパッタターゲットに付着し、そこで
再びスパッタ材として利用される。またスパッタターゲ
ットから原子がたたき出される際には２次電子が生じる
が、この電子は対向するスパッターターゲットの電位障
壁で反射されイオン化に寄与することとなり、その電子
のビームが引出し電極へ入射することがなくなるため、
その変形等を防止することが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１において、１は、アノードとなる円筒
状の壁１ａで形成したプラズマ室で、その外周に、これ
を囲繞するようにＳ極とＮ極とが交互になるよう永久磁
石４が配置される。これら永久磁石４は、隣接する磁石
同士で図に示すように磁力線９が形成され、この磁力線
９によりプラズマの閉じ込め効率が向上するように配設
されている。
状の壁１ａで形成したプラズマ室で、その外周に、これ
を囲繞するようにＳ極とＮ極とが交互になるよう永久磁
石４が配置される。これら永久磁石４は、隣接する磁石
同士で図に示すように磁力線９が形成され、この磁力線
９によりプラズマの閉じ込め効率が向上するように配設
されている。
【００１３】プラズマ室１の前面には、プラズマ化した
原子をイオンビームとして引き出すビーム引出し電極（
プラズマグリット）６が設けられ、後方にはＡｒ等の作
動ガスを導入する作動ガス道入部５が設けられる。
原子をイオンビームとして引き出すビーム引出し電極（
プラズマグリット）６が設けられ、後方にはＡｒ等の作
動ガスを導入する作動ガス道入部５が設けられる。
【００１４】プラズマ室１の後方にはカソードとなるフ
ィラメント２が設けられる。
ィラメント２が設けられる。
【００１５】プラズマ室１内には、ビーム引出し電極６
と垂直でかつそれぞれ対向したスパッタターゲット３，
３が配置され、これらに図示していないが負の高電圧（
ＤＣ又はＤＣ＋高周波）が印加されるようになっている
。
と垂直でかつそれぞれ対向したスパッタターゲット３，
３が配置され、これらに図示していないが負の高電圧（
ＤＣ又はＤＣ＋高周波）が印加されるようになっている
。
【００１６】次に本実施例の作用を説明する。
【００１７】作動ガス導入部５からＡｒ等の作動ガスが
プラズマ室１に導入されると、作動ガスは、フィラメン
ト２とアノード１ａ間のアーク放電によりプラズマ化さ
れる。またスパッタターゲット３に負の高電圧を印加す
ることにより、スパッタ作用によりスパッタ材構成原子
７が放出される。この原子７はプラズマ室１中でイオン
化し、ビーム引出し電極６により収束され更に加速され
て大面積，大電流のイオンビームとして引き出される。
プラズマ室１に導入されると、作動ガスは、フィラメン
ト２とアノード１ａ間のアーク放電によりプラズマ化さ
れる。またスパッタターゲット３に負の高電圧を印加す
ることにより、スパッタ作用によりスパッタ材構成原子
７が放出される。この原子７はプラズマ室１中でイオン
化し、ビーム引出し電極６により収束され更に加速され
て大面積，大電流のイオンビームとして引き出される。
【００１８】このスパッタ作用でターゲット３からたた
き出された原子７中イオン化されなかった原子７は対向
するスパッタターゲット４に付着し、そこで再びスパッ
タ材として利用されることとなる。
き出された原子７中イオン化されなかった原子７は対向
するスパッタターゲット４に付着し、そこで再びスパッ
タ材として利用されることとなる。
【００１９】またスパッタ材より発生し、スパッタ電圧
により加速された２次電子８は対向するスパッタターゲ
ットの電位障壁で反射され、プラズマ室１内に有効に閉
じ込められ、プラズマ高密度化し、イオン化に寄与する
こととなる。またスパッタターゲット３，３は、ビーム
引出し電極６に対して垂直に配置されるため、この高エ
ネルギー２次電子がビーム引出し電極６に入射すること
はなく、ビーム引出し電極６の熱負荷が低減できる。こ
れによりビーム引出し電極６の変形など劣化の原因を低
減できる。
により加速された２次電子８は対向するスパッタターゲ
ットの電位障壁で反射され、プラズマ室１内に有効に閉
じ込められ、プラズマ高密度化し、イオン化に寄与する
こととなる。またスパッタターゲット３，３は、ビーム
引出し電極６に対して垂直に配置されるため、この高エ
ネルギー２次電子がビーム引出し電極６に入射すること
はなく、ビーム引出し電極６の熱負荷が低減できる。こ
れによりビーム引出し電極６の変形など劣化の原因を低
減できる。
【００２０】以上により、イオンビームを発生させたい
物質（例えばタングステン等の高融点金属）をスパッタ
ターゲット３として構成することで、高融点金属の直流
，高電流のイオンビームを得ることができる。
物質（例えばタングステン等の高融点金属）をスパッタ
ターゲット３として構成することで、高融点金属の直流
，高電流のイオンビームを得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、スパッタ
ターゲットをビーム引出し電極に対して垂直に、かつ対
向して設けることで、スパッタ作用により放出された原
子がプズマ室内でイオン化されなくても、その原子は対
向するスパッタターゲットに付着し、そこで再びスパッ
タ材として利用でき、また２次電子も対向するスパッタ
ーターゲットの電位障壁で反射されイオン化に寄与する
こととなり、ビーム引出電極へ入射することがなくなる
ため、その変形等を防止することが可能となるという優
れた効果を発揮する。
ターゲットをビーム引出し電極に対して垂直に、かつ対
向して設けることで、スパッタ作用により放出された原
子がプズマ室内でイオン化されなくても、その原子は対
向するスパッタターゲットに付着し、そこで再びスパッ
タ材として利用でき、また２次電子も対向するスパッタ
ーターゲットの電位障壁で反射されイオン化に寄与する
こととなり、ビーム引出電極へ入射することがなくなる
ため、その変形等を防止することが可能となるという優
れた効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】現在提案されているスパッタ型イオン源の一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ プラズマ室
３ スパッタターゲット
６ ビーム引出し電極
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマを発生させるプラズマ室内に
、スパッタターゲットをビーム引出電極に対して垂直に
なるよう対向して設けたことを特徴とするスパッタ型イ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08554391A JP3364928B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08554391A JP3364928B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318163A true JPH04318163A (ja) | 1992-11-09 |
| JP3364928B2 JP3364928B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=13861779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08554391A Expired - Fee Related JP3364928B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109852931A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-06-07 | 纳狮新材料(浙江)有限公司 | 真空镀膜机及复合涂层的镀膜方法 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP08554391A patent/JP3364928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109852931A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-06-07 | 纳狮新材料(浙江)有限公司 | 真空镀膜机及复合涂层的镀膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3364928B2 (ja) | 2003-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4541890A (en) | Hall ion generator for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| EP0094473B1 (en) | Apparatus and method for producing a stream of ions | |
| JPH04318163A (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP2566602B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH10275566A (ja) | イオン源 | |
| JPH0488165A (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP3227713B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP3067248B2 (ja) | イオン源 | |
| EP0095879B1 (en) | Apparatus and method for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| US5025194A (en) | Vapor and ion source | |
| JPH043056B2 (ja) | ||
| JP2769506B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH0721993B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP2538804B2 (ja) | 電子ビ―ム源 | |
| JPH0680185B2 (ja) | 膜作成装置 | |
| JP2835383B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPS63143799A (ja) | 高速原子線源 | |
| JP2620474B2 (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| JP2573173Y2 (ja) | プラズマスパッタ型負イオン源 | |
| JPS63143800A (ja) | 高速原子線源 | |
| KR960004963B1 (ko) | 이온 유도 스퍼터링(Ion Induced Sputtering)을 이용한 고밀도 플라즈마 생성법과 그 장치 | |
| JPH0525622A (ja) | イオン源一体型スパツタリング装置 | |
| JPH0766874B2 (ja) | 高速原子線源 | |
| JPH0676750A (ja) | イオン源 | |
| JPS6338200A (ja) | 高速原子線源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |