JPH0673537A - イオンビームデポジション装置 - Google Patents
イオンビームデポジション装置Info
- Publication number
- JPH0673537A JPH0673537A JP22882192A JP22882192A JPH0673537A JP H0673537 A JPH0673537 A JP H0673537A JP 22882192 A JP22882192 A JP 22882192A JP 22882192 A JP22882192 A JP 22882192A JP H0673537 A JPH0673537 A JP H0673537A
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- ion beam
- ion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大口径のビームの減速が可能なイオンビーム
デポジション装置を提供することにある。 【構成】 大口径のイオンビーム１を出射するバケット
型イオン源２と、このイオン源２の出射口から質量分析
器Ｘを介して入射するように設けられ被処理基板３を収
容する真空チャンバ４と、この真空チャンバ４に設けら
れイオンビーム１を横断する方向に磁場Ｂを発生する磁
場発生器５ａ、５ｂと、真空チャンバ４内にイオンビー
ム１を包囲するように所定の間隔でイオンビーム１の進
行方向に設けられた複数の電極６ａ〜６ｄと、イオンビ
ーム１の進行方向に段階的に高くなるような電圧Ｖ1 〜
Ｖ5 を各電極６ａ〜６ｄに印加する電源装置７，Ｒ1 〜
Ｒ5 とを備えたことを特徴としている。
デポジション装置を提供することにある。 【構成】 大口径のイオンビーム１を出射するバケット
型イオン源２と、このイオン源２の出射口から質量分析
器Ｘを介して入射するように設けられ被処理基板３を収
容する真空チャンバ４と、この真空チャンバ４に設けら
れイオンビーム１を横断する方向に磁場Ｂを発生する磁
場発生器５ａ、５ｂと、真空チャンバ４内にイオンビー
ム１を包囲するように所定の間隔でイオンビーム１の進
行方向に設けられた複数の電極６ａ〜６ｄと、イオンビ
ーム１の進行方向に段階的に高くなるような電圧Ｖ1 〜
Ｖ5 を各電極６ａ〜６ｄに印加する電源装置７，Ｒ1 〜
Ｒ5 とを備えたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被処理基板の表面にイ
オンビームを照射しながら薄膜を生成するイオンビーム
デポジション装置に関する。
オンビームを照射しながら薄膜を生成するイオンビーム
デポジション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空中で被処理基板の表面に薄
膜を生成する装置としては、真空蒸着装置、スパッタリ
ング装置等が知られているが、より密着度，薄膜結晶性
を向上させる成膜装置としてイオンビームを照射しなが
ら被処理基板に薄膜を形成するイオンビームデポジショ
ン装置が提案されている。
膜を生成する装置としては、真空蒸着装置、スパッタリ
ング装置等が知られているが、より密着度，薄膜結晶性
を向上させる成膜装置としてイオンビームを照射しなが
ら被処理基板に薄膜を形成するイオンビームデポジショ
ン装置が提案されている。
【０００３】このイオンビームデポジション装置は、真
空チャンバ内に配置された被処理基板にイオン源からイ
オンビームを照射する際、被処理基板に正の電位を与え
ることによってイオンビームと被処理基板との間に反発
力を生じさせ、この反発力によりイオンビームの速度を
減速して低エネルギーとし、均一な薄膜を形成する装置
である。
空チャンバ内に配置された被処理基板にイオン源からイ
オンビームを照射する際、被処理基板に正の電位を与え
ることによってイオンビームと被処理基板との間に反発
力を生じさせ、この反発力によりイオンビームの速度を
減速して低エネルギーとし、均一な薄膜を形成する装置
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のイ
オンビームデポジション装置に用いられるイオンビーム
の口径は１ｃｍ程度の小さなイオンビームであり、この
ような小さな口径のイオンビームを減速することは易し
いが、大きな口径のイオンビームを用いて被処理基板に
薄膜を形成しようとする場合、例えば１０ｃｍ程度の大
きさのイオンビームを減速することは困難である。これ
はイオンビーム自身が大きな電荷を有しており、イオン
ビームの速度を減速させようとする場合、イオンビーム
自身の電荷のため発散したり滞留してしまいほとんど進
行しなくなるためである。
オンビームデポジション装置に用いられるイオンビーム
の口径は１ｃｍ程度の小さなイオンビームであり、この
ような小さな口径のイオンビームを減速することは易し
いが、大きな口径のイオンビームを用いて被処理基板に
薄膜を形成しようとする場合、例えば１０ｃｍ程度の大
きさのイオンビームを減速することは困難である。これ
はイオンビーム自身が大きな電荷を有しており、イオン
ビームの速度を減速させようとする場合、イオンビーム
自身の電荷のため発散したり滞留してしまいほとんど進
行しなくなるためである。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大口径のビームの減速が可能なイオンビームデポジ
ション装置を提供することにある。
し、大口径のビームの減速が可能なイオンビームデポジ
ション装置を提供することにある。
【０００６】
【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、大口径のイオンビームを出射するバケット
型イオン源と、このイオン源からのイオンビームが入射
するように設けられ被処理基板を収容する真空チャンバ
と、この真空チャンバに設けられイオンビームを横断す
る方向に磁場を発生する磁場発生器と、真空チャンバ内
にイオンビームを包囲するように所定の間隔でイオンビ
ームの進行方向に設けられた複数の電極と、イオンビー
ムの進行方向に段階的に高くなるような電圧を各電極に
印加する電源装置とを備えたものである。
に本発明は、大口径のイオンビームを出射するバケット
型イオン源と、このイオン源からのイオンビームが入射
するように設けられ被処理基板を収容する真空チャンバ
と、この真空チャンバに設けられイオンビームを横断す
る方向に磁場を発生する磁場発生器と、真空チャンバ内
にイオンビームを包囲するように所定の間隔でイオンビ
ームの進行方向に設けられた複数の電極と、イオンビー
ムの進行方向に段階的に高くなるような電圧を各電極に
印加する電源装置とを備えたものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、イオンビームを横断する方
向の磁場により拘束された電子が仮想電極を形成すると
同時にイオンビームの空間電荷を中和するため、真空チ
ャンバ内にはイオンビームの進行方向に段階的に高くな
るような平行電界が形成されているので、イオンビーム
の速度が段階的に減少する。
向の磁場により拘束された電子が仮想電極を形成すると
同時にイオンビームの空間電荷を中和するため、真空チ
ャンバ内にはイオンビームの進行方向に段階的に高くな
るような平行電界が形成されているので、イオンビーム
の速度が段階的に減少する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【０００９】図１は本発明のイオンビームデポジション
装置の一実施例の概念図であり、図２は図１に示したイ
オンビームデポジション装置とイオン源及び質量分析器
との位置関係を示す図である。
装置の一実施例の概念図であり、図２は図１に示したイ
オンビームデポジション装置とイオン源及び質量分析器
との位置関係を示す図である。
【００１０】図１及び図２において、大口径（十数ｃｍ
程度）のイオンビーム（Ａｌ、Ｓｉ等）１を出射するバ
ケット型イオン源２の出射口に質量分析器Ｘを介して被
処理基板３を収容する真空チャンバ（１０−4 ｔｏｒｒ
程度）４が接続されている。この真空チャンバ４にはイ
オンビーム１を例えば垂直に横断する方向（図の矢印方
向）に磁場Ｂを発生する磁場発生器としての一対のコイ
ル５ａ、５ｂが上下に設けられている。真空チャンバ４
の内部にはイオンビーム１を包囲するように所定の間隔
でイオンビーム１の進行方向に複数のリング状の電極６
ａ〜６ｄが設けられている。コイル５ａ、５ｂによって
発生する磁場Ｂの大きさは約１００ガウス程度の弱いも
のであるが、電子を拘束できるのであれば、この大きさ
に限定されない。
程度）のイオンビーム（Ａｌ、Ｓｉ等）１を出射するバ
ケット型イオン源２の出射口に質量分析器Ｘを介して被
処理基板３を収容する真空チャンバ（１０−4 ｔｏｒｒ
程度）４が接続されている。この真空チャンバ４にはイ
オンビーム１を例えば垂直に横断する方向（図の矢印方
向）に磁場Ｂを発生する磁場発生器としての一対のコイ
ル５ａ、５ｂが上下に設けられている。真空チャンバ４
の内部にはイオンビーム１を包囲するように所定の間隔
でイオンビーム１の進行方向に複数のリング状の電極６
ａ〜６ｄが設けられている。コイル５ａ、５ｂによって
発生する磁場Ｂの大きさは約１００ガウス程度の弱いも
のであるが、電子を拘束できるのであれば、この大きさ
に限定されない。
【００１１】これらの電極６ａ〜６ｄ間には分割抵抗器
Ｒ1 〜Ｒ5 が接続されており、イオン源２側の抵抗器Ｒ
1 は真空チャンバ４の外壁に接続されると共に、直流高
圧電源７の陰極に接続され、かつ、接地されている。被
処理基板３を支持する導電性の支持台８は直流高圧電源
７の陽極に接続されている。直流高圧電源７の出力電圧
は例えば１０〜４０ＫｅＶ（イオン源２の引き出し電極
の印加電圧に略等しい電圧）の範囲で可変となってお
り、分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 により各電極６ａ〜６ｄの電
圧Ｖ1 〜Ｖ5 はイオンビーム１の進行方向に伴い段階的
に高くなるように設定されている（Ｖ5 ＞Ｖ4 ＞Ｖ3 ＞
Ｖ2 ＞Ｖ1 ）。尚、直流高圧電源７と分割抵抗器Ｒ1 〜
Ｒ5 とで電源装置を形成している。
Ｒ1 〜Ｒ5 が接続されており、イオン源２側の抵抗器Ｒ
1 は真空チャンバ４の外壁に接続されると共に、直流高
圧電源７の陰極に接続され、かつ、接地されている。被
処理基板３を支持する導電性の支持台８は直流高圧電源
７の陽極に接続されている。直流高圧電源７の出力電圧
は例えば１０〜４０ＫｅＶ（イオン源２の引き出し電極
の印加電圧に略等しい電圧）の範囲で可変となってお
り、分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 により各電極６ａ〜６ｄの電
圧Ｖ1 〜Ｖ5 はイオンビーム１の進行方向に伴い段階的
に高くなるように設定されている（Ｖ5 ＞Ｖ4 ＞Ｖ3 ＞
Ｖ2 ＞Ｖ1 ）。尚、直流高圧電源７と分割抵抗器Ｒ1 〜
Ｒ5 とで電源装置を形成している。
【００１２】次に実施例の作用を述べる。
【００１３】イオンビームデポジション装置が作動する
と、イオン源２から大口径のイオンビーム１が、質量分
析器Ｘを通り真空チャンバ４内の被処理基板３に向かっ
て進行する。真空チャンバ４内にはイオンビーム１の進
行方向に段階的に高くなるような電界が形成されている
ので、イオンビーム１が電界から受ける反発力も段階的
に強くなりイオンビーム１の速度が段階的に減少する。
また、イオン源２内に導入されたガス（図示せず）とイ
オンビーム１との衝突により発生した電子（又は外部か
ら導入された電子）ｅ- が、イオンビーム１を横断する
方向の磁場Ｂにより拘束（トラップ）され、この磁場上
を運動して一種の仮想電極を形成すると同時に、イオン
ビーム１の空間電荷がこの仮想電極による電子雲で中和
されて、ビームの発散が抑圧される。このため従来のよ
うにイオンビーム１が発散したり滞留したりすることが
回避される。
と、イオン源２から大口径のイオンビーム１が、質量分
析器Ｘを通り真空チャンバ４内の被処理基板３に向かっ
て進行する。真空チャンバ４内にはイオンビーム１の進
行方向に段階的に高くなるような電界が形成されている
ので、イオンビーム１が電界から受ける反発力も段階的
に強くなりイオンビーム１の速度が段階的に減少する。
また、イオン源２内に導入されたガス（図示せず）とイ
オンビーム１との衝突により発生した電子（又は外部か
ら導入された電子）ｅ- が、イオンビーム１を横断する
方向の磁場Ｂにより拘束（トラップ）され、この磁場上
を運動して一種の仮想電極を形成すると同時に、イオン
ビーム１の空間電荷がこの仮想電極による電子雲で中和
されて、ビームの発散が抑圧される。このため従来のよ
うにイオンビーム１が発散したり滞留したりすることが
回避される。
【００１４】したがって、大口径のイオンビーム１のエ
ネルギーが数ｅＶ〜１００ｅＶ程度（真空蒸着とスパッ
タリングとの間の大きさ）まで均一に減少されて緻密な
被膜が被処理基板に形成される。
ネルギーが数ｅＶ〜１００ｅＶ程度（真空蒸着とスパッ
タリングとの間の大きさ）まで均一に減少されて緻密な
被膜が被処理基板に形成される。
【００１５】以上において本実施例によれば、大口径の
イオンビーム１を出射するバケット型イオン源２と、こ
のイオン源２の出射口に質量分析器Ｘを介して入射する
ように設けられ被処理基板３を収容する真空チャンバ４
と、この真空チャンバ４に設けられイオンビーム１を横
断する方向に磁場を発生するコイル５ａ、５ｂと、真空
チャンバ４内にイオンビーム１を包囲するように所定の
間隔でイオンビーム１の進行方向に設けられた複数の電
極６ａ〜６ｄと、イオンビーム１の進行方向に段階的に
高くなるような電圧Ｖ1 〜Ｖ5 を各電極６ａ〜６ｄに印
加するための直流高圧電源７と分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 と
を備えたので、大口径のビーム１の減速が可能なイオン
ビームデポジション装置を実現することができる。
イオンビーム１を出射するバケット型イオン源２と、こ
のイオン源２の出射口に質量分析器Ｘを介して入射する
ように設けられ被処理基板３を収容する真空チャンバ４
と、この真空チャンバ４に設けられイオンビーム１を横
断する方向に磁場を発生するコイル５ａ、５ｂと、真空
チャンバ４内にイオンビーム１を包囲するように所定の
間隔でイオンビーム１の進行方向に設けられた複数の電
極６ａ〜６ｄと、イオンビーム１の進行方向に段階的に
高くなるような電圧Ｖ1 〜Ｖ5 を各電極６ａ〜６ｄに印
加するための直流高圧電源７と分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 と
を備えたので、大口径のビーム１の減速が可能なイオン
ビームデポジション装置を実現することができる。
【００１６】尚、本実施例では電源装置を直流高圧電源
７と分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 とで形成したが、これに限定
されず複数の電池や直流電源を直列に接続してもよい。
また、図では電極６ａ〜６ｄの数が４個で分割抵抗器Ｒ
1 〜Ｒ5 の数が５個であるがこれに限定されるものでは
ない。さらに図では２個のコイル５ａ、５ｂが真空チャ
ンバ４の上下に配置されているがイオンビーム１を横断
する磁場を発生するものであればこれに限定されるもの
ではない。
７と分割抵抗器Ｒ1 〜Ｒ5 とで形成したが、これに限定
されず複数の電池や直流電源を直列に接続してもよい。
また、図では電極６ａ〜６ｄの数が４個で分割抵抗器Ｒ
1 〜Ｒ5 の数が５個であるがこれに限定されるものでは
ない。さらに図では２個のコイル５ａ、５ｂが真空チャ
ンバ４の上下に配置されているがイオンビーム１を横断
する磁場を発生するものであればこれに限定されるもの
ではない。
【００１７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００１８】(1) 大口径のイオンビームを均一に減速で
きるので、被処理基板に緻密な被膜を形成することがで
きる。
きるので、被処理基板に緻密な被膜を形成することがで
きる。
【図１】本発明のイオンビームデポジション装置の一実
施例の概念図である。
施例の概念図である。
【図２】図１に示したイオンビームデポジション装置と
イオン源及び質量分析器との位置関係を示す図である。
イオン源及び質量分析器との位置関係を示す図である。
１ イオンビーム ３ 被処理基板 ４ 真空チャンバ ５ａ、５ｂ コイル（磁場発生器） ６ａ〜６ｄ 電 極 ７ 直流高圧電源（電源装置） ８ 支持台 Ｒ1 〜Ｒ5 分割抵抗器（電源装置）
Claims (1)
- 【請求項１】 大口径のイオンビームを出射するバケッ
ト型イオン源と、このイオン源からのイオンビームが入
射するように設けられ被処理基板を収容する真空チャン
バと、この真空チャンバに設けられイオンビームを横断
する方向に磁場を発生する磁場発生器と、真空チャンバ
内にイオンビームを包囲するように所定の間隔でイオン
ビームの進行方向に設けられた複数の電極と、イオンビ
ームの進行方向に段階的に高くなるような電圧を各電極
に印加する電源装置とを備えたことを特徴とするイオン
ビームデポジション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22882192A JP3309435B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオンビームデポジション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22882192A JP3309435B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオンビームデポジション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673537A true JPH0673537A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3309435B2 JP3309435B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=16882393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22882192A Expired - Fee Related JP3309435B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオンビームデポジション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309435B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22882192A patent/JP3309435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309435B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |