JPH07169594A - Radical source device - Google Patents
Radical source deviceInfo
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- JPH07169594A JPH07169594A JP34291993A JP34291993A JPH07169594A JP H07169594 A JPH07169594 A JP H07169594A JP 34291993 A JP34291993 A JP 34291993A JP 34291993 A JP34291993 A JP 34291993A JP H07169594 A JPH07169594 A JP H07169594A
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- electrode system
- source device
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、基板にラジカルを照射
して良質の薄膜を形成するラジカル源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radical source device for irradiating a substrate with radicals to form a good quality thin film.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のイオン源装置,例えばMP(マイ
クロ波プラズマ)カソード型イオン源装置は、図2に示
すような構成になっている。同図において、1は非磁性
体金属材料の主筐体、2は主筐体1により形成された主
プラズマ室、3は主筐体1の両側に形成された開口部、
4は一方の開口部3に取り付けられた金属のイオンビー
ム引出電極系であり、電位の異なる加速電極5,減速電
極6,接地電極7から構成されている。8は主筐体1の
フランジ及び各電極5,6,7間に介在された絶縁体、
9は主筐体1の外側に設けられたカスプ磁場発生用の永
久磁石である。2. Description of the Related Art A conventional ion source device, for example, an MP (microwave plasma) cathode type ion source device has a structure as shown in FIG. In the figure, 1 is a main housing made of a non-magnetic metal material, 2 is a main plasma chamber formed by the main housing 1, 3 is openings formed on both sides of the main housing 1,
Reference numeral 4 denotes a metal ion beam extraction electrode system attached to one opening 3, and is composed of an acceleration electrode 5, a deceleration electrode 6, and a ground electrode 7 having different potentials. 8 is an insulator interposed between the flange of the main housing 1 and each of the electrodes 5, 6 and 7,
Reference numeral 9 is a permanent magnet provided outside the main housing 1 for generating a cusp magnetic field.
【0003】10は他方の開口部3に取り付けられた非
磁性金属材料からなる副筐体、11は副筐体10により
形成された副プラズマ室、12,13は副筐体10の両
側の磁性体又は非磁性金属材料の蓋板、14は蓋板13
の中央の電子放出孔、15は副筐体10と主筐体1間の
絶縁体、16は副プラズマ室11へのガスの導入口であ
る。Reference numeral 10 is a sub-casing made of a non-magnetic metal material attached to the other opening 3, 11 is a sub-plasma chamber formed by the sub-casing 10, and 12 and 13 are magnets on both sides of the sub-casing 10. A cover plate made of a body or a non-magnetic metal material, 14 is a cover plate 13
, 15 is an electron emission hole in the center, 15 is an insulator between the sub-casing 10 and the main casing 1, and 16 is a gas inlet to the sub-plasma chamber 11.
【0004】17はマイクロ波導入用の同軸ケーブル、
18は同軸ケーブル17の先端のアンテナ、19は副筐
体10の外側に設けられた環状の永久磁石であり、副プ
ラズマ室11に電子サイクロトロン共鳴(ECR)条件
以上の磁場を発生する。20は副筐体10,副プラズマ
室11,蓋板12,13,電子放出孔14,導入口1
6,同軸ケーブル17,アンテナ18,磁石19からな
るMPカソードである。Reference numeral 17 is a coaxial cable for introducing microwaves,
Reference numeral 18 is an antenna at the tip of the coaxial cable 17, and reference numeral 19 is an annular permanent magnet provided outside the sub-casing 10, which generates a magnetic field in the sub-plasma chamber 11 above an electron cyclotron resonance (ECR) condition. Reference numeral 20 is a sub-casing 10, a sub-plasma chamber 11, lid plates 12 and 13, an electron emission hole 14, an inlet 1.
6, an MP cathode composed of a coaxial cable 17, an antenna 18, and a magnet 19.
【0005】21は負極が蓋板12に接続された直流放
電用のアーク電源であり、正極が主筐体1に接続されて
いる。22は正極がアーク電源21の正極に接続された
加速電源であり、負極はアースされている。23は加速
電源22の正極と加速電極5との間に設けられた高抵抗
値の抵抗、24は負極が減速電極6に接続された減速電
源であり、正極はアースされている。Reference numeral 21 denotes an arc power source for direct current discharge, the negative electrode of which is connected to the cover plate 12, and the positive electrode of which is connected to the main housing 1. Reference numeral 22 is an accelerating power source whose positive electrode is connected to the positive electrode of the arc power source 21, and whose negative electrode is grounded. Reference numeral 23 denotes a high resistance resistor provided between the positive electrode of the acceleration power source 22 and the acceleration electrode 5, 24 denotes a deceleration power source whose negative electrode is connected to the deceleration electrode 6, and the positive electrode is grounded.
【0006】そして、イオン源装置を基板照射用イオン
源として使用する場合、副筐体10をカソード電位に保
持し、導入口16からガスを供給し、副プラズマ室11
に同軸ケーブル17,アンテナ18を介してマイクロ波
を導入し、マイクロ波放電を発生させ、導入口16から
のガスを電離して副プラズマ25を生成する。When the ion source device is used as an ion source for irradiating the substrate, the sub-casing 10 is maintained at the cathode potential, gas is supplied from the inlet 16, and the sub-plasma chamber 11 is supplied.
A microwave is introduced into the antenna via the coaxial cable 17 and the antenna 18 to generate a microwave discharge, and the gas from the inlet 16 is ionized to generate a sub-plasma 25.
【0007】つぎに、副プラズマ25の生成で電離され
た電子を電子放出孔14を通って主プラズマ室2に放出
し、主プラズマ室2内の希ガス等のイオン化ガスを電離
して主プラズマ26を生成し、主プラズマ26からイオ
ンを引出電極系4の引出し作用により引き出している。Next, the electrons ionized by the generation of the sub-plasma 25 are discharged into the main plasma chamber 2 through the electron emission holes 14, and the ionized gas such as a rare gas in the main plasma chamber 2 is ionized to generate the main plasma. 26 is generated, and ions are extracted from the main plasma 26 by the extraction action of the extraction electrode system 4.
【0008】そして、イオン源装置をラジカル源として
使用する場合、加速電源22,減速電源24を停止,即
ちボリューム等によりOVに降下させ、圧力差で主プラ
ズマ26から電荷を持たないラジカルのみを選択的に放
出させている。When the ion source device is used as a radical source, the acceleration power source 22 and the deceleration power source 24 are stopped, that is, the volume is lowered to OV, and only radicals having no electric charge are selected from the main plasma 26 due to the pressure difference. It is released as a target.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の前記イオン源を
ラジカル源として使用した場合、電極系4が金属で構成
されているため、ラジカルは、電極系4との衝突,再結
合により消滅する確率が非常に高く、主プラズマ26内
のラジカル密度と比較して電極系4を通過した後のラジ
カルフラックス量が大きく低下するという問題点があ
る。本発明は、前記の点に留意し、ラジカルフラックス
量の低減を抑制できるラジカル源装置を提供することを
目的とする。When the above-mentioned conventional ion source is used as a radical source, since the electrode system 4 is made of metal, the radicals are likely to disappear by collision with the electrode system 4 and recombination. Is extremely high, and there is a problem that the radical flux amount after passing through the electrode system 4 is greatly reduced as compared with the radical density in the main plasma 26. An object of the present invention is to provide a radical source device capable of suppressing the reduction of the amount of radical flux in view of the above points.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のラジカル源装置は、プラズマを生成する筐
体と、引出電極系とを備えたラジカル源装置において、
電極系をパイレックスガラス,石英,アルミナ等の絶縁
物で構成したものである。In order to solve the above-mentioned problems, a radical source device of the present invention is a radical source device comprising a housing for generating plasma and an extraction electrode system,
The electrode system is composed of an insulating material such as Pyrex glass, quartz, and alumina.
【0011】[0011]
【作用】前記のように構成された本発明のラジカル源装
置は、引出電極系をパイレックスガラス,石英,アルミ
ナ等の絶縁物で構成したため、電極系との衝突,再結合
によるラジカルの消滅確率は非常に小さく、ラジカルフ
ラックス量の低減が抑制される。さらに、イオン源装置
の金属の電極系を絶縁物の電極系に交換することによ
り、イオン源装置をラジカル源装置として使用できる。In the radical source device of the present invention configured as described above, since the extraction electrode system is made of an insulating material such as Pyrex glass, quartz, or alumina, the probability of radical extinction due to collision with the electrode system and recombination is reduced. It is very small, and the reduction in the amount of radical flux is suppressed. Further, the ion source device can be used as a radical source device by replacing the metal electrode system of the ion source device with an insulator electrode system.
【0012】[0012]
【実施例】1実施例について図1を参照して説明する。
同図において、図2と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図2と異なる点は、図2の金属のイオンビ
ーム引出電極系4の代りに、パイレックスガラス,石
英,アルミナ等の絶縁物で構成した引出電極系27を設
けた点であり、前記絶縁物は、衝突,再結合によるラジ
カルの再結合係数が10-5程度であり、従来の再結合係
数が10-2程度の金属に比してラジカルの消滅確率が非
常に小さく、ラジカルフラックス量の低減を抑制するこ
とができる。EXAMPLE One example will be described with reference to FIG.
2, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding ones, and the difference from FIG. 2 is that instead of the metal ion beam extraction electrode system 4 of FIG. 2, an insulating material such as Pyrex glass, quartz, alumina or the like is used. The extraction electrode system 27 configured as described above is provided. The insulator has a radical recombination coefficient of about 10 −5 due to collision and recombination, and is a metal having a conventional recombination coefficient of about 10 −2. In comparison, the radical extinction probability is very small, and the reduction in the amount of radical flux can be suppressed.
【0013】つぎに、実験結果について説明する。引出
口径がφ114mmのMPカソード型イオン源を前記ラジ
カル源として用いた場合、そのラジカル源と対向する位
置にAg膜をつけた水晶振動子を配置し、Ag膜に酸素
ラジカル照射を行い、酸化膜厚を水晶振動子式膜厚計で
測定し、ラジカル量を測定した。その結果、酸化膜厚は
920Åであった。Next, the experimental results will be described. When an MP cathode type ion source having an outlet diameter of φ114 mm is used as the radical source, a quartz oscillator provided with an Ag film is arranged at a position facing the radical source, and the Ag film is irradiated with oxygen radicals to form an oxide film. The thickness was measured with a crystal oscillator type film thickness meter to measure the amount of radicals. As a result, the oxide film thickness was 920Å.
【0014】一方、従来のイオン源装置をラジカル源と
して使用し、同様の実験を行った結果、酸化膜厚は44
0Åであり、実施例は従来例に比して2倍以上のラジカ
ル量が得られた。なお、前記実験例では、電極系27を
3個の電極から形成しているが、電極の個数はいくつで
あってもよい。また、本発明は、バケット型,カウフマ
ン型のイオン源装置においても適用できる。On the other hand, a similar experiment was conducted using a conventional ion source device as a radical source, and as a result, the oxide film thickness was 44.
The amount of radicals was 0Å, and the radical amount of the example was more than double that of the conventional example. Although the electrode system 27 is formed of three electrodes in the experimental example, the number of electrodes may be any number. The present invention can also be applied to a bucket type or Kauffman type ion source device.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明のラ
ジカル源装置は、引出電極系27をパイレックスガラ
ス,石英,アルミナ等の絶縁物で構成したため、電極系
27との衝突,再結合によるラジカルの消滅確率は非常
に小さく、ラジカルフラックス量の低減を抑制すること
ができる。さらに、イオン源装置の金属の電極系を絶縁
物の電極系に交換することにより、イオン源装置をラジ
カル源として使用することができる。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. In the radical source device of the present invention, since the extraction electrode system 27 is made of an insulating material such as Pyrex glass, quartz, or alumina, the probability of radical annihilation due to collision or recombination with the electrode system 27 is very small, and the radical flux amount Reduction can be suppressed. Furthermore, by replacing the metal electrode system of the ion source device with an insulator electrode system, the ion source device can be used as a radical source.
【図1】本発明の1実施例の切断正面図である。FIG. 1 is a cutaway front view of an embodiment of the present invention.
【図2】従来例の切断正面図である。FIG. 2 is a cut front view of a conventional example.
1 筐体 26 プラズマ 27 引出電極系 1 case 26 plasma 27 extraction electrode system
Claims (1)
とを備えたラジカル源装置において、 前記電極系をパイレックスガラス,石英,アルミナ等の
絶縁物で構成したラジカル源装置。1. A radical source device comprising a housing for generating plasma and an extraction electrode system, wherein the electrode system is made of an insulating material such as Pyrex glass, quartz, or alumina.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34291993A JPH07169594A (en) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Radical source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34291993A JPH07169594A (en) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Radical source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07169594A true JPH07169594A (en) | 1995-07-04 |
Family
ID=18357540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34291993A Pending JPH07169594A (en) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | Radical source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07169594A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6800866B2 (en) | 2001-09-11 | 2004-10-05 | Hitachi, Ltd. | Accelerator system and medical accelerator facility |
JP2009010263A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Eiko Engineering Co Ltd | Substrate bonding device |
WO2015114992A1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | ノベリオン システムズ株式会社 | Plasma generator |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP34291993A patent/JPH07169594A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6800866B2 (en) | 2001-09-11 | 2004-10-05 | Hitachi, Ltd. | Accelerator system and medical accelerator facility |
JP2009010263A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Eiko Engineering Co Ltd | Substrate bonding device |
WO2015114992A1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | ノベリオン システムズ株式会社 | Plasma generator |
JPWO2015114992A1 (en) * | 2014-01-30 | 2017-03-23 | ノベリオンシステムズ株式会社 | Plasma generator |
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