JPH0776424B2 - イオンビームスパッタリング装置 - Google Patents
イオンビームスパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH0776424B2 JPH0776424B2 JP2109340A JP10934090A JPH0776424B2 JP H0776424 B2 JPH0776424 B2 JP H0776424B2 JP 2109340 A JP2109340 A JP 2109340A JP 10934090 A JP10934090 A JP 10934090A JP H0776424 B2 JPH0776424 B2 JP H0776424B2
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- target
- roll
- shaped
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、イオンビームスパッタリング装置に係り、特
に、帯状の被処理物に、均一で、かつ、高速に成膜処理
が可能なイオンビームスパッタリング装置に関する。
に、帯状の被処理物に、均一で、かつ、高速に成膜処理
が可能なイオンビームスパッタリング装置に関する。
［従来の技術］ イオンビームスパッタリング装置は、高真空状態で成膜
するので、不純物が付着することがないため、高純度成
膜が可能であり、また、プラズマフリーのため、ビーム
の制御性が良く、そのため、成膜の再現性が良いという
特徴が有り、実験用成膜装置として、他の成膜装置には
ない、優れた特性をもっている。
するので、不純物が付着することがないため、高純度成
膜が可能であり、また、プラズマフリーのため、ビーム
の制御性が良く、そのため、成膜の再現性が良いという
特徴が有り、実験用成膜装置として、他の成膜装置には
ない、優れた特性をもっている。
従来のイオンビームスパッタリング装置は、ニュークリ
ア インストルメンツ アンド メソッド イン フィ
ジックス リサーチB37/38（1989）の839頁（Nuclear I
nstruments and Methods in Physics Research B37/38
（1989）P839）のFig 1記載のようなものがある。この
従来のイオンビームスパッタリング装置について、本明
細書の第７図を参照して説明する。
ア インストルメンツ アンド メソッド イン フィ
ジックス リサーチB37/38（1989）の839頁（Nuclear I
nstruments and Methods in Physics Research B37/38
（1989）P839）のFig 1記載のようなものがある。この
従来のイオンビームスパッタリング装置について、本明
細書の第７図を参照して説明する。
第７図に示すイオンビームスパッタリング装置は、スパ
ッタガスであるアルゴンガス110と、アルゴンガス110を
電離して、イオンを生成するイオン源105と、該イオン
源105で発生したイオンを加速する円形の電極108と、発
生したイオンビーム106が入射する、円形のターゲット1
04と、スパッタされた粒子が入射する被処理物102とよ
り成る。
ッタガスであるアルゴンガス110と、アルゴンガス110を
電離して、イオンを生成するイオン源105と、該イオン
源105で発生したイオンを加速する円形の電極108と、発
生したイオンビーム106が入射する、円形のターゲット1
04と、スパッタされた粒子が入射する被処理物102とよ
り成る。
上記の構成要素は、クライオポンプ115、回転ポンプ114
およびバルブ120,121を有する空気排気系により、高真
空に維持される。
およびバルブ120,121を有する空気排気系により、高真
空に維持される。
なお、113は電子抑制用電圧を供給する電源であり、112
はイオン源およびターゲットを冷却するための冷却水で
ある。
はイオン源およびターゲットを冷却するための冷却水で
ある。
次に、おおよその動作を説明する。
スパッタリング用のイオン源105からは、集束するイオ
ンビーム106が引出され、ターゲット104をイオンビーム
106が照射する。
ンビーム106が引出され、ターゲット104をイオンビーム
106が照射する。
ターゲット104からスパッタリングされた粒子が、被処
理物102上に付着して薄膜が形成される。ターゲット104
は、円形の平板である。
理物102上に付着して薄膜が形成される。ターゲット104
は、円形の平板である。
イオンビーム106は、高純度で高速な成膜のため、円形
に収束するように、イオン源の電極が構成されている。
に収束するように、イオン源の電極が構成されている。
すなわち、円形に収束するため、ターゲット以外にイオ
ンビームが当たらないので、ターゲット材料以外の物質
を、スパッタリングしない。このため、高純度な成膜が
できる。
ンビームが当たらないので、ターゲット材料以外の物質
を、スパッタリングしない。このため、高純度な成膜が
できる。
また、円形に収束しているため、ターゲット上の入射領
域でのイオンビームのエネルギ密度が大きくなり、この
結果、スパッタされる粒子の量が大きく、高速の成膜処
理ができる。
域でのイオンビームのエネルギ密度が大きくなり、この
結果、スパッタされる粒子の量が大きく、高速の成膜処
理ができる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、イオンビームの入射領域およびターゲ
ットが円形であり、帯状の被処理物を、連続的に、処理
する点については配慮されておらず、巾広の面に対し
て、均一、かつ、高速に成膜することが困難であるとい
う問題があった。
ットが円形であり、帯状の被処理物を、連続的に、処理
する点については配慮されておらず、巾広の面に対し
て、均一、かつ、高速に成膜することが困難であるとい
う問題があった。
本発明は、帯状あるいはロール状の被処理物を広い巾に
わたって、均一、かつ、高速に、成膜処理が可能なイオ
ンビームスパッタリング装置を提供することにある。
わたって、均一、かつ、高速に、成膜処理が可能なイオ
ンビームスパッタリング装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的は、イオンを生成すると共に、該イオンを加速
しイオンビームとして引き出す電極を有するイオン源
と、該イオン源からのイオンビームの照射によりスパッ
タされるターゲットと、該ターゲットがスパッタされる
ことにより飛散した粒子が表面に付着されて膜形成が行
なわれる被処理物とを備えるイオンビームスパッタリン
グ装置において、前記被処理物は、帯状あるいはロール
状であり、前記ターゲットは、前記帯状あるいはロール
状の被処理物の横巾に対応する巾を、長手方向の巾とす
る長方形状の、前記イオンビームをが照射されるスパッ
タ面を有し、前記電極は、前記イオンビームを引き出す
ための、複数個の孔を有する複数枚の電極板を有し、前
記複数枚の電極板は、それぞれ前記ターゲットに対して
凹面をなすようにわん曲して形成され、前記ターゲット
上のスパッタ面で形成されるイオンビームの照射面の形
状が、前記帯状あるいはロール状の被処理物の横巾に対
応する巾を長手方向の巾とする長方形状となるように、
前記イオンビームを引き出すものであることを特徴とす
るイオンビームスパッタリング装置により達成できる。
しイオンビームとして引き出す電極を有するイオン源
と、該イオン源からのイオンビームの照射によりスパッ
タされるターゲットと、該ターゲットがスパッタされる
ことにより飛散した粒子が表面に付着されて膜形成が行
なわれる被処理物とを備えるイオンビームスパッタリン
グ装置において、前記被処理物は、帯状あるいはロール
状であり、前記ターゲットは、前記帯状あるいはロール
状の被処理物の横巾に対応する巾を、長手方向の巾とす
る長方形状の、前記イオンビームをが照射されるスパッ
タ面を有し、前記電極は、前記イオンビームを引き出す
ための、複数個の孔を有する複数枚の電極板を有し、前
記複数枚の電極板は、それぞれ前記ターゲットに対して
凹面をなすようにわん曲して形成され、前記ターゲット
上のスパッタ面で形成されるイオンビームの照射面の形
状が、前記帯状あるいはロール状の被処理物の横巾に対
応する巾を長手方向の巾とする長方形状となるように、
前記イオンビームを引き出すものであることを特徴とす
るイオンビームスパッタリング装置により達成できる。
［作用］ イオン源の電極は、例えば、円筒の一部となるようなわ
ん曲した形状になっており、イオンビームは細い長方形
状に集束する。すなわち、長方形のターゲット上に均
一、かつ、高密度のイオンビームが集中する。
ん曲した形状になっており、イオンビームは細い長方形
状に集束する。すなわち、長方形のターゲット上に均
一、かつ、高密度のイオンビームが集中する。
このため、幅広に粒子がスパッタされ、被処理物上に、
均一な成膜が、連続して形成される。
均一な成膜が、連続して形成される。
［実施例］ 以下、第１図〜第６図に基づき本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１の実施例について、第１図、第２図、第５図および
第６図に基づいて説明する。
第６図に基づいて説明する。
第１図に示すイオンビームスパッタリング装置は、被処
理物であるフィルム７を連続して巻出し／巻取りを行う
巻出しロール１、キャンロール２および巻取ロール３
と、イオン源５と、電極８と、ターゲット４とを備えて
いる。これらは、真空容器50内に収納されている。
理物であるフィルム７を連続して巻出し／巻取りを行う
巻出しロール１、キャンロール２および巻取ロール３
と、イオン源５と、電極８と、ターゲット４とを備えて
いる。これらは、真空容器50内に収納されている。
また、20はイオン源用の電源、23はスパッタガス、22は
ジョイント、21はバルブである。
ジョイント、21はバルブである。
なお、第１図では、フィルム上の成膜の付着強度を増す
必要がある時に使う。イオン源５よりも電圧の低いアシ
スト用イオン源９およびこのアシスト用イオン源９で使
う電源30、スパッタガス33、バルブ31、ジョイント32も
合わせて示す。
必要がある時に使う。イオン源５よりも電圧の低いアシ
スト用イオン源９およびこのアシスト用イオン源９で使
う電源30、スパッタガス33、バルブ31、ジョイント32も
合わせて示す。
次に、動作を説明する。
被処理物であるフィルム７は、巻出しロール１からキャ
ンロール２を経て、巻取ロール３に巻取られ、キャンロ
ール２の部分で連続的に表面に成膜される。
ンロール２を経て、巻取ロール３に巻取られ、キャンロ
ール２の部分で連続的に表面に成膜される。
ターゲット４は、キャンロール２に対向する位置に配置
され、イオン源５から射出されたイオンビーム６によっ
てスパッタリングされ、スパッタリングされた粒子は、
キャンロール２の部分でフィルム７上に薄膜を形成す
る。
され、イオン源５から射出されたイオンビーム６によっ
てスパッタリングされ、スパッタリングされた粒子は、
キャンロール２の部分でフィルム７上に薄膜を形成す
る。
第２図に、本実施例で使われるイオン源５の電極８の形
状と、この電極８およびターゲット４の位置関係を示
す。第５図に、このターゲット４と電極８を、第１図の
矢視Ｂから見た正面図を示す。
状と、この電極８およびターゲット４の位置関係を示
す。第５図に、このターゲット４と電極８を、第１図の
矢視Ｂから見た正面図を示す。
第２図に示すように、イオン源５の電極８は、円筒の一
部をなすようにわん曲した、イオンビームが貫通する穴
を有する電極板8a,8bで構成され、ターゲット４上に、
細長い長方形状にイオンビーム６を集束させる。イオン
ビームが細長い長方形状に、収束するため、ビームのエ
ネルギー密度が大きくなる。
部をなすようにわん曲した、イオンビームが貫通する穴
を有する電極板8a,8bで構成され、ターゲット４上に、
細長い長方形状にイオンビーム６を集束させる。イオン
ビームが細長い長方形状に、収束するため、ビームのエ
ネルギー密度が大きくなる。
イオンビーム６は、ターゲット４上に集束しているた
め、ターゲット４以外を殆んど照射せず、従って、ター
ゲット材料以外をスパッタリングして、不純物を発生さ
せることはない。
め、ターゲット４以外を殆んど照射せず、従って、ター
ゲット材料以外をスパッタリングして、不純物を発生さ
せることはない。
なお、電極８は、円筒の１部を成す形状に限られるもの
ではなく、例えば、細長い長方形を円筒の１部をなすよ
うに並べたものでも良く、こうすることによって、イオ
ンビームを、細長い長方形状に収束させることができ
る。
ではなく、例えば、細長い長方形を円筒の１部をなすよ
うに並べたものでも良く、こうすることによって、イオ
ンビームを、細長い長方形状に収束させることができ
る。
また、フィルム７の巾に応じて、ターゲット４の寸法を
決め、それに対応するイオン源５を製作すれば、巾広の
フィルム７を連続処理できる。
決め、それに対応するイオン源５を製作すれば、巾広の
フィルム７を連続処理できる。
第１図に示すフィルム７上の矢視Ａにおける、成膜の膜
厚分布を第６図に示す。本図に示す様に、広い巾にわた
って膜厚分布が均一になる。
厚分布を第６図に示す。本図に示す様に、広い巾にわた
って膜厚分布が均一になる。
この結果、本実施例によれば均一で、かつ、高速に、連
続した成膜処理が可能となり、イオンビームスパッタリ
ング装置を、フィルムコーティングの量産装置へ応用す
ることが可能となる。
続した成膜処理が可能となり、イオンビームスパッタリ
ング装置を、フィルムコーティングの量産装置へ応用す
ることが可能となる。
なお、スパッタリング用のイオン源５としては、一般的
なバケット形イオン源が形状、寸法とも自由に製作可能
で、このような用途に適している。
なバケット形イオン源が形状、寸法とも自由に製作可能
で、このような用途に適している。
第３の実施例について、第４図に基づき説明する。
本実施例は、鉄鋼などのロールの表面処理に、本発明に
係るイオンビームスパッタリング装置を適用したもので
ある。
係るイオンビームスパッタリング装置を適用したもので
ある。
第４図に示すイオンビームスパッタリング装置は、図示
しない真空容器を有し、その容器内に、第４図に示すも
のを収納している。
しない真空容器を有し、その容器内に、第４図に示すも
のを収納している。
本装置は、スパッタ用のイオン源５と、ターゲット４
と、被処理物であるロール12とを有している。
と、被処理物であるロール12とを有している。
ロール12は、回転運動を行い、表面全体に均一に成膜処
理される。
理される。
ここでは、ターゲット４をロール12の回転軸と直角方向
に大きく作り、矢印13の方向に移動する構造としてい
る。
に大きく作り、矢印13の方向に移動する構造としてい
る。
これにより、ターゲット４の利用効率を向上させること
ができ、コストダウンが可能となる。
ができ、コストダウンが可能となる。
［発明の効果］ 本発明は、上記のように構成されているので、以下のよ
うな効果を奏する。
うな効果を奏する。
長方形のターゲットを、細い長方形状に収束したイオン
ビームでスパッタリングできるので、帯状あるいはロー
ル状で、巾が広い被処理物を、均一で、かつ、高速に、
成膜処理することができる。
ビームでスパッタリングできるので、帯状あるいはロー
ル状で、巾が広い被処理物を、均一で、かつ、高速に、
成膜処理することができる。
第１図は本発明の第１実施例に係るイオンビームスパッ
タリング装置をフィルム処理用に適用した場合の構成を
示す縦断面図、第２図は電極の形状と、イオン源および
ターゲットの関係とを模式的に示す斜視図、第４図は本
発明の第３実施例に係るイオンビームスパッタリング装
置を鉄鋼などのロール処理に適用した場合の構成を示す
縦断面図、第５図は第１の実施例における電極とターゲ
ットを第１図の矢視Ｂから見た正面図、第６図は第１図
の矢視Ａでのフィルム上の成膜の膜厚分布を示すグラ
フ、第７図は従来技術に係るイオンビームスパッタリン
グ装置の構成を示す縦断面図である。 １……巻出しロール、２……キャンロール、３……巻取
ロール、４……ターゲット、５……イオン源、６……イ
オンビーム、７……フィルム、8a,8b……電極、９……
アシスト用イオン源、10……板ガラス、11……板ガラス
の移動方向、12……ロール、13……ターゲットの移動方
向。
タリング装置をフィルム処理用に適用した場合の構成を
示す縦断面図、第２図は電極の形状と、イオン源および
ターゲットの関係とを模式的に示す斜視図、第４図は本
発明の第３実施例に係るイオンビームスパッタリング装
置を鉄鋼などのロール処理に適用した場合の構成を示す
縦断面図、第５図は第１の実施例における電極とターゲ
ットを第１図の矢視Ｂから見た正面図、第６図は第１図
の矢視Ａでのフィルム上の成膜の膜厚分布を示すグラ
フ、第７図は従来技術に係るイオンビームスパッタリン
グ装置の構成を示す縦断面図である。 １……巻出しロール、２……キャンロール、３……巻取
ロール、４……ターゲット、５……イオン源、６……イ
オンビーム、７……フィルム、8a,8b……電極、９……
アシスト用イオン源、10……板ガラス、11……板ガラス
の移動方向、12……ロール、13……ターゲットの移動方
向。
Claims (1)
- 【請求項１】イオンを生成すると共に、該イオンを加速
しイオンビームとして引き出す電極を有するイオン源
と、該イオン源からのイオンビームの照射によりスパッ
タされるターゲットと、該ターゲットがスパッタされる
ことにより飛散した粒子が表面に付着されて膜形成が行
なわれる被処理物とを備えるイオンビームスパッタリン
グ装置において、 前記被処理物は、帯状あるいはロール状であり、 前記ターゲットは、前記帯状あるいはロール状の被処理
物の横巾に対応する巾を、長手方向の巾とする長方形状
の、前記イオンビームが照射されるスパッタ面を有し、 前記電極は、前記イオンビームを引き出すための、複数
個の孔を有する複数枚の電極板を有し、 前記複数枚の電極板は、それぞれ前記ターゲットに対し
て凹面をなすようにわん曲して形成され、前記ターゲッ
ト上のスパッタ面で形成されるイオンビームの照射面の
形状が、前記帯状あるいはロール状の被処理物の横巾に
対応する巾を長手方向の巾とする長方形状となるよう
に、前記イオンビームを引き出すものであること を特徴とするイオンビームスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109340A JPH0776424B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | イオンビームスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109340A JPH0776424B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | イオンビームスパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046272A JPH046272A (ja) | 1992-01-10 |
| JPH0776424B2 true JPH0776424B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14507748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2109340A Expired - Lifetime JPH0776424B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | イオンビームスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776424B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2044609B1 (en) * | 2006-07-20 | 2011-01-12 | SPP Process Technology Systems UK Limited | Ion deposition apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0734924Y2 (ja) * | 1986-08-09 | 1995-08-09 | 日新電機株式会社 | イオン源 |
| JPS63106763U (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2109340A patent/JPH0776424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046272A (ja) | 1992-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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