JPH0676750A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH0676750A JPH0676750A JP22882092A JP22882092A JPH0676750A JP H0676750 A JPH0676750 A JP H0676750A JP 22882092 A JP22882092 A JP 22882092A JP 22882092 A JP22882092 A JP 22882092A JP H0676750 A JPH0676750 A JP H0676750A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- plasma
- plasma chamber
- ion
- wall
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した出力のイオンビームを出射すること
ができるイオン源を提供することにある。 【構成】 プラズマ室２１内にＰＨ3 等の反応性ガスを
導入してプラズマ化させると共にプラズマ室２１の外側
にプラズマを閉じ込める磁石１２ａ、１２ｂを設けたイ
オン源において、磁石１２ａ、１２ｂに対応してプラズ
マ室２１の内壁に突起２２を形成したことを特徴として
いる。
ができるイオン源を提供することにある。 【構成】 プラズマ室２１内にＰＨ3 等の反応性ガスを
導入してプラズマ化させると共にプラズマ室２１の外側
にプラズマを閉じ込める磁石１２ａ、１２ｂを設けたイ
オン源において、磁石１２ａ、１２ｂに対応してプラズ
マ室２１の内壁に突起２２を形成し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、プラズマ室内にＰＨ3
等の反応性ガスを導入してプラズマ化させると共にプラ
ズマ室の外側にプラズマを閉じ込める磁石を設けたイオ
ン源に関する。
等の反応性ガスを導入してプラズマ化させると共にプラ
ズマ室の外側にプラズマを閉じ込める磁石を設けたイオ
ン源に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空容器中で被処理基板上に薄膜を生成
する装置として、イオンビームを照射しながら被処理基
板に金属を蒸着させる薄膜生成装置が提案されている
（特開昭６２−１６５８３９号公報）。
する装置として、イオンビームを照射しながら被処理基
板に金属を蒸着させる薄膜生成装置が提案されている
（特開昭６２−１６５８３９号公報）。
【０００３】図３はこの薄膜生成装置の概略図である。
【０００４】図３において、１は主排気系２により真空
引きされる真空チャンバで、この真空チャンバ１内に設
けられ成膜すべき金属（図示せず）を収容する蒸発るつ
ぼ３と、その蒸発るつぼ３上に配置される被処理基板４
と、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イオン源５と、このイオン
源５からのイオンビームをイオン種、荷電状態によって
分離し所望のイオンビームだけを被処理基板４に照射す
るための質量分析器６とを備え、イオンビームの照射イ
オン種等の制御を容易に行うことができ、かつ高融点金
属のイオンビームをも被処理基板４に照射するようにな
っている。
引きされる真空チャンバで、この真空チャンバ１内に設
けられ成膜すべき金属（図示せず）を収容する蒸発るつ
ぼ３と、その蒸発るつぼ３上に配置される被処理基板４
と、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イオン源５と、このイオン
源５からのイオンビームをイオン種、荷電状態によって
分離し所望のイオンビームだけを被処理基板４に照射す
るための質量分析器６とを備え、イオンビームの照射イ
オン種等の制御を容易に行うことができ、かつ高融点金
属のイオンビームをも被処理基板４に照射するようにな
っている。
【０００５】図４は図３に示した薄膜生成装置に用いら
れる従来のイオン源の概略図である。
れる従来のイオン源の概略図である。
【０００６】図４において、イオン源５は、Ａｒ、ＰＨ
3 （ホスフィン）等の作動ガスをプラズマ化するフィラ
メント７及びアノード８と、負電圧が印加されるスパッ
タターゲット９と、スパッタターゲット９より発生した
原子をプラズマ化するプラズマ室１０と、そのプラズマ
化した原子をイオンビームとして引き出すビーム引き出
し電極系１１と、プラズマ室１０を囲繞するようにＳ極
とＮ極とが交互に配置され、プラズマを閉じ込めるため
のカスプ磁場Ｂを発生するリング状の永久磁石１２ａ、
１２ｂとから主に構成されている。
3 （ホスフィン）等の作動ガスをプラズマ化するフィラ
メント７及びアノード８と、負電圧が印加されるスパッ
タターゲット９と、スパッタターゲット９より発生した
原子をプラズマ化するプラズマ室１０と、そのプラズマ
化した原子をイオンビームとして引き出すビーム引き出
し電極系１１と、プラズマ室１０を囲繞するようにＳ極
とＮ極とが交互に配置され、プラズマを閉じ込めるため
のカスプ磁場Ｂを発生するリング状の永久磁石１２ａ、
１２ｂとから主に構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、先に提案さ
れた薄膜生成装置は、作動ガスにＡｒを用いた場合には
問題ないが、Ａｒの代わりに半導体の製造等に必要なＰ
Ｈ3 を用いた場合には、このＰＨ3 が分解してＰがイオ
ン源のプラズマ室１０の内壁等に堆積する。
れた薄膜生成装置は、作動ガスにＡｒを用いた場合には
問題ないが、Ａｒの代わりに半導体の製造等に必要なＰ
Ｈ3 を用いた場合には、このＰＨ3 が分解してＰがイオ
ン源のプラズマ室１０の内壁等に堆積する。
【０００８】一方、プラズマ室１０の永久磁石１２ａ、
１２ｂに対応した部分の内壁は有効アノードとして機能
するため、この有効アノード部以外の部分にＰが堆積し
てもアーク放電は発生するが、この有効アノード部にＰ
が堆積すると絶縁性の被膜が形成されてアーク放電が発
生しにくくなりイオンビーム発生動作が不安定となる。
すなわちイオンビームの出力が不安定になり、その結果
被処理基板４上に形成される薄膜の厚さにムラが生じて
しまう。
１２ｂに対応した部分の内壁は有効アノードとして機能
するため、この有効アノード部以外の部分にＰが堆積し
てもアーク放電は発生するが、この有効アノード部にＰ
が堆積すると絶縁性の被膜が形成されてアーク放電が発
生しにくくなりイオンビーム発生動作が不安定となる。
すなわちイオンビームの出力が不安定になり、その結果
被処理基板４上に形成される薄膜の厚さにムラが生じて
しまう。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、安定した出力のイオンビームを出射することができ
るイオン源を提供することにある。
し、安定した出力のイオンビームを出射することができ
るイオン源を提供することにある。
【００１０】
【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、プラズマ室内にＰＨ3 等の反応性ガスを導
入してプラズマ化させると共にプラズマ室の外側にプラ
ズマを閉じ込める磁石を設けたイオン源において、磁石
に対応してプラズマ室の内壁に突起を形成したものであ
る。
に本発明は、プラズマ室内にＰＨ3 等の反応性ガスを導
入してプラズマ化させると共にプラズマ室の外側にプラ
ズマを閉じ込める磁石を設けたイオン源において、磁石
に対応してプラズマ室の内壁に突起を形成したものであ
る。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、イオン源に設けられた磁石
に対応してプラズマ室内壁に突起を形成したので、有効
アノードにアーク放電を集中させることができ、このア
ーク放電によって発生する熱で突起の温度が高くなり、
ＰＨ3 等の反応性ガスの成分が堆積してもこのアーク放
電の熱によって堆積物が除去されて有効アノードとなる
プラズマ室内壁が露出してアーク放電が発生しやすくな
り、その結果イオンビームが安定した出力で出射され
る。
に対応してプラズマ室内壁に突起を形成したので、有効
アノードにアーク放電を集中させることができ、このア
ーク放電によって発生する熱で突起の温度が高くなり、
ＰＨ3 等の反応性ガスの成分が堆積してもこのアーク放
電の熱によって堆積物が除去されて有効アノードとなる
プラズマ室内壁が露出してアーク放電が発生しやすくな
り、その結果イオンビームが安定した出力で出射され
る。
【００１２】
【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。
【００１３】図１は本発明のイオン源の一実施例の概念
図であり、図２はイオン源に設けられた突起付近の拡大
図である。尚、従来例と共通の部材には共通の符号を用
いた。
図であり、図２はイオン源に設けられた突起付近の拡大
図である。尚、従来例と共通の部材には共通の符号を用
いた。
【００１４】図１において、イオン源２０は、Ａｒ、Ｐ
Ｈ3 、Ｂ2 Ｈ6 （シボラン）等の作動ガスをプラズマ化
するフィラメント７及びアノード８と、負電圧が印加さ
れるスパッタターゲット９と、スパッタターゲット９よ
り発生した原子をプラズマ化するプラズマ室２１と、そ
のプラズマ化した原子をイオンビームとして引き出すビ
ーム引き出し電極系１１と、プラズマ室２１を囲繞する
ようにＳ極とＮ極とが交互に配置され、プラズマを閉じ
込めるための永久磁石１２ａ、１２ｂと、プラズマ室２
１の内壁にこれらの永久磁石１２ａ、１２ｂに対応して
形成された突起２２とから主に構成されている。
Ｈ3 、Ｂ2 Ｈ6 （シボラン）等の作動ガスをプラズマ化
するフィラメント７及びアノード８と、負電圧が印加さ
れるスパッタターゲット９と、スパッタターゲット９よ
り発生した原子をプラズマ化するプラズマ室２１と、そ
のプラズマ化した原子をイオンビームとして引き出すビ
ーム引き出し電極系１１と、プラズマ室２１を囲繞する
ようにＳ極とＮ極とが交互に配置され、プラズマを閉じ
込めるための永久磁石１２ａ、１２ｂと、プラズマ室２
１の内壁にこれらの永久磁石１２ａ、１２ｂに対応して
形成された突起２２とから主に構成されている。
【００１５】このイオン源２０は、大面積、大電流のイ
オンビームを効率よく輸送するように、ビーム引き出し
電極系１１が、幾何学的収束形状の電極系から形成され
ると共に、ビーム引き出し口２３付近に補助排気系２４
（共に図３参照）が通じている。そのビーム引き出し電
極系１１がビーム引き出し口２３に臨んで配設され、こ
の電極系１１と対向するプラズマ室２１の位置に、スパ
ッタターゲット９が配設されている。また、プラズマ室
２１には作動ガス導入部２５が接続され、この作動ガス
導入部２５からの作動ガスがフィラメント７とアノード
８と間のアーク放電によりプラズマ化されるようになっ
ている。永久磁石１２ａ、１２ｂにより図に示すような
カスプ磁場Ｂがプラズマの閉じ込め効率を向上させるよ
うになっている。これと共に永久磁石１２ａ、１２ｂは
プラズマ室２１内壁に有効アノードを形成するようにな
っている。
オンビームを効率よく輸送するように、ビーム引き出し
電極系１１が、幾何学的収束形状の電極系から形成され
ると共に、ビーム引き出し口２３付近に補助排気系２４
（共に図３参照）が通じている。そのビーム引き出し電
極系１１がビーム引き出し口２３に臨んで配設され、こ
の電極系１１と対向するプラズマ室２１の位置に、スパ
ッタターゲット９が配設されている。また、プラズマ室
２１には作動ガス導入部２５が接続され、この作動ガス
導入部２５からの作動ガスがフィラメント７とアノード
８と間のアーク放電によりプラズマ化されるようになっ
ている。永久磁石１２ａ、１２ｂにより図に示すような
カスプ磁場Ｂがプラズマの閉じ込め効率を向上させるよ
うになっている。これと共に永久磁石１２ａ、１２ｂは
プラズマ室２１内壁に有効アノードを形成するようにな
っている。
【００１６】永久磁石１２ａ、１２ｂはプラズマ室２１
内にカスプ磁場Ｂを形成することができれば、リング状
であっても棒状であってもよい。
内にカスプ磁場Ｂを形成することができれば、リング状
であっても棒状であってもよい。
【００１７】突起２２は、例えば断面が三角形で、この
三角形をプラズマ室２１の内壁に永久磁石１２ａ、１２
ｂに沿って連続的に形成したものであり、その高さは数
ｍｍの導電性の部材である。突起２２はプラズマ室２１
内に一体的に形成されているが、別々に形成した後取り
付けてもよい。尚、突起２２は図に示すような形状に限
定されるものではなくアーク放電が発生しやすければ、
複数の円錘形状の導電性部材であっても他の形状及び高
さを有していてもよい。
三角形をプラズマ室２１の内壁に永久磁石１２ａ、１２
ｂに沿って連続的に形成したものであり、その高さは数
ｍｍの導電性の部材である。突起２２はプラズマ室２１
内に一体的に形成されているが、別々に形成した後取り
付けてもよい。尚、突起２２は図に示すような形状に限
定されるものではなくアーク放電が発生しやすければ、
複数の円錘形状の導電性部材であっても他の形状及び高
さを有していてもよい。
【００１８】上述したイオン源２０は例えば図３に示し
たイオン源５の代わりに取り付けられ、質量分析器６を
介してイオンビームを被処理基板４に照射するようにな
っている。
たイオン源５の代わりに取り付けられ、質量分析器６を
介してイオンビームを被処理基板４に照射するようにな
っている。
【００１９】次に実施例の作用を述べる。
【００２０】イオン源２０が作動すると、このイオン源
２０に設けられた永久磁石１２ａ、１２ｂに対応してプ
ラズマ室２１の内壁に突起２２が形成されているので、
有効アノードに設けられた突起２２にアーク放電を集中
させることができ、このアーク放電によって発生する熱
で突起２２近傍の温度が高くなり、ＰＨ3 等の反応性ガ
スの成分が堆積してもこのアーク放電の熱によって堆積
物が除去され、有効アノードとなるプラズマ室２１の内
壁が露出してアーク放電が発生しやすくなり、その結果
イオンビームが安定した出力で出射される。
２０に設けられた永久磁石１２ａ、１２ｂに対応してプ
ラズマ室２１の内壁に突起２２が形成されているので、
有効アノードに設けられた突起２２にアーク放電を集中
させることができ、このアーク放電によって発生する熱
で突起２２近傍の温度が高くなり、ＰＨ3 等の反応性ガ
スの成分が堆積してもこのアーク放電の熱によって堆積
物が除去され、有効アノードとなるプラズマ室２１の内
壁が露出してアーク放電が発生しやすくなり、その結果
イオンビームが安定した出力で出射される。
【００２１】以上において、本実施例によれば、プラズ
マ室２１内にＰＨ3 等の反応性ガスを導入してプラズマ
化させると共にプラズマ室２１の外側にプラズマを閉じ
込める永久磁石１２ａ、１２ｂを設けたイオン源におい
て、永久磁石１２ａ、１２ｂに対応してプラズマ室２１
の内壁に突起２２を形成したので、安定したイオンビー
ムを出射することができるイオン源を実現することがで
きる。
マ室２１内にＰＨ3 等の反応性ガスを導入してプラズマ
化させると共にプラズマ室２１の外側にプラズマを閉じ
込める永久磁石１２ａ、１２ｂを設けたイオン源におい
て、永久磁石１２ａ、１２ｂに対応してプラズマ室２１
の内壁に突起２２を形成したので、安定したイオンビー
ムを出射することができるイオン源を実現することがで
きる。
【００２２】尚、本実施例ではカスプ磁場の形成に永久
磁石を用いたが電磁石を用いてカスプ磁場を形成しても
よい。
磁石を用いたが電磁石を用いてカスプ磁場を形成しても
よい。
【００２３】また、本実施例では、本発明のイオン源を
用いた薄膜生成装置の例を示したが、本発明のイオン源
は、イオン注入装置，イオンシャワードーピング装置用
のイオン源等としても利用できることはいうまでもな
い。
用いた薄膜生成装置の例を示したが、本発明のイオン源
は、イオン注入装置，イオンシャワードーピング装置用
のイオン源等としても利用できることはいうまでもな
い。
【００２４】
【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。
【００２５】(1) 安定した出力のイオンビームを出射す
ることができる。
ることができる。
【図１】本発明のイオン源の一実施例の概念図である。
【図２】図１に示したイオン源に設けられた突起付近の
拡大図である。
拡大図である。
【図３】従来の薄膜生成装置の概略図である。
【図４】図３に示した薄膜生成装置に用いられる従来の
イオン源の概略図である。
イオン源の概略図である。
７ フィラメント ８ アノード ９ スパッタターゲット １１ ビーム引き出し電極系 １２ａ、１２ｂ 永久磁石 ２０ イオン源 ２１ プラズマ室 ２２ 突 起 ２３ ビーム引き出し口 ２５ 作動ガス導入部
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマ室内に反応性ガスを導入してプ
ラズマ化させると共にプラズマ室の外側にプラズマを閉
じ込める磁石を設けたイオン源において、前記磁石に対
応して前記プラズマ室の内壁に突起を形成したことを特
徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22882092A JPH0676750A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22882092A JPH0676750A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0676750A true JPH0676750A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16882378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22882092A Pending JPH0676750A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676750A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539256A (ja) * | 2006-05-31 | 2009-11-12 | コーニング インコーポレイテッド | 高純度イオンシャワーを用いるｓｏｉ構造の作成 |
| CN103779155A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 日新离子机器株式会社 | 等离子体源 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22882092A patent/JPH0676750A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539256A (ja) * | 2006-05-31 | 2009-11-12 | コーニング インコーポレイテッド | 高純度イオンシャワーを用いるｓｏｉ構造の作成 |
| CN103779155A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 日新离子机器株式会社 | 等离子体源 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0115119B1 (en) | Shaped field magnetron electrode | |
| JPS5710329A (en) | Sputter vapor depositing device | |
| JPH0726198B2 (ja) | 薄膜形成方法及びその装置 | |
| JPH0610127A (ja) | マグネトロンスパッタ装置 | |
| JP3487002B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH0676750A (ja) | イオン源 | |
| JP2849771B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP2552701B2 (ja) | イオン源 | |
| JPH07331433A (ja) | スパッタ装置 | |
| JP3510174B2 (ja) | イオン発生装置及び成膜装置 | |
| JP3685670B2 (ja) | Ｄｃスパッタリング装置 | |
| JP3127636B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2552697B2 (ja) | イオン源 | |
| JP4775923B2 (ja) | 弗化物の薄膜作成方法 | |
| JP2566602B2 (ja) | イオン源 | |
| US20060081467A1 (en) | Systems and methods for magnetron deposition | |
| JP3227713B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPH06325711A (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JP2509221B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPH0721993B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| EP0095879B1 (en) | Apparatus and method for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| JP2005290442A (ja) | Ｅｃｒスパッタリング装置 | |
| JP2835383B2 (ja) | スパッタ型イオン源 | |
| JPH0673539A (ja) | イオンビームスパッタ装置 | |
| JPS63266065A (ja) | 膜作成装置 |