JPH11307002A - Method and device for generating cluster - Google Patents

Method and device for generating cluster

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JPH11307002A
JPH11307002A JP11681298A JP11681298A JPH11307002A JP H11307002 A JPH11307002 A JP H11307002A JP 11681298 A JP11681298 A JP 11681298A JP 11681298 A JP11681298 A JP 11681298A JP H11307002 A JPH11307002 A JP H11307002A
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cluster
skimmer
clusters
outlet
size distribution
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Soumo Ri
相茂 李
Shiyunkin Tei
春均 鄭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cluster generating method where the size distribution of generated clusters can be narrowed to discharge them, and to provide a cluster generating device of the independent constitution where a skimmer of the prescribed shape is arranged in an exit of the clusters, and the length of a substantial cluster generating area can be adjusted. SOLUTION: This cluster generating method is constituted by cooling vapor generated in a cluster generating chamber 1 by a magnetron sputtering method to generate clusters, and by discharging them from a cluster exit 4 of the cluster generating chamber 1. Here, a skimmer 3 is arranged in the cluster exit 4, and a sputtering part is moved within the cluster generating chamber 1 to adjust the distance between the sputtering part and the skimmer 3, then the neutral, electropositive, or electronegative clusters of arbitrary size are generated. Thus, a size distribution of the clusters discharged from the cluster exit 4 is narrowed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンスパ
ッタ法によるクラスターの生成方法とその装置に係り、
特に融点の高い金属あるいは誘電体についてのクラスタ
ー生成が可能な方法とそのための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for generating clusters by magnetron sputtering.
In particular, the present invention relates to a method capable of forming clusters of a metal or a dielectric having a high melting point and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、マグネトロンスパッターガン
を使用し、アルゴンガス雰囲気中で金属あるいは誘電体
によるターゲットに電界を与え、発生する電子によりア
ルゴンをスパッタリングし、発生する蒸気をヘリウムガ
ス等で冷却して原子あるいは分子の集団(クラスター)
を生成し、このクラスターをイオン化して所望のエネル
ギーに加速し、固体表面に照射することが行われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetron sputter gun has been used to apply an electric field to a metal or dielectric target in an argon gas atmosphere, sputter argon with generated electrons, and cool the generated vapor with helium gas or the like. Group of atoms or molecules (cluster)
Is generated, and the clusters are ionized, accelerated to a desired energy, and irradiated on a solid surface.

【0003】クラスター生成部の基本的な構成として
は、アルゴンガス及びヘリウムガスが供給されるように
したクラスター生成室内にマグネトロンスパッター部を
配置し、該スパッター部に配置したターゲットの原子に
よりアルゴンをスパッタリングし、発生した蒸気を前記
ヘリウムガスで冷却してターゲットの原子を結合させて
クラスターを生成し、クラスター生成室の端部に設けた
スリット状のクラスター出口(絞り部)から放出される
ようになっている。
[0003] As a basic configuration of the cluster generating unit, a magnetron sputter unit is disposed in a cluster generating chamber to which argon gas and helium gas are supplied, and argon is sputtered by atoms of a target disposed in the sputter unit. Then, the generated vapor is cooled by the helium gas to combine the atoms of the target to form clusters, which are emitted from a slit-shaped cluster outlet (a throttle unit) provided at the end of the cluster generation chamber. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のクラ
スターイオンビーム注入技術は、クラスター生成部にお
けるクラスター出口がスリット状をなしているため、出
口で絞られて放出されたクラスターが分散してしまい、
クラスターサイズ分布が拡がってしまうという欠点があ
った。
However, in the conventional cluster ion beam implantation technique, since the cluster outlet in the cluster generating section has a slit shape, the cluster narrowed and released at the outlet is dispersed.
There is a disadvantage that the cluster size distribution is expanded.

【0005】また、アルゴンやヘリウムのガス圧、供給
量、マグネトロンのタイプ等の他の諸条件との兼ね合い
もあるが、実質的なクラスター生成領域であるマグネト
ロンスパッター部と前記出口との間の距離が一定である
と、クラスターのサイズ等を可変することができない。
There is also a trade-off with other conditions such as the gas pressure of argon and helium, the supply amount, and the type of magnetron. However, the distance between the magnetron sputter portion, which is a substantial cluster generation region, and the outlet is described. If is constant, the size of the cluster cannot be changed.

【0006】クラスター生成部で生成されたクラスター
は、通常、中性で生成されるが、従来は生成されたクラ
スターをイオン化して使用することだけを目的とし、ク
ラスター生成装置として独立させた構成のものはなかっ
た。しかし、用途によっては、中性、陽性、陰性のクラ
スターとして取り出せるようにすることも要請される。
The cluster generated by the cluster generation unit is usually generated neutrally. However, conventionally, the purpose of the present invention is only to ionize and use the generated cluster, and has a configuration independent of a cluster generation device. There was nothing. However, depending on the application, it is also required to be able to extract as neutral, positive, and negative clusters.

【0007】そこで、本発明の目的は、前記のような従
来の欠点を解消し、生成されたクラスターのサイズ分布
を狭くして放出させることができるクラスター生成方法
と、クラスター出口に所定形状のスキマーを配置すると
共に実質的なクラスター生成領域の長さを調整できるよ
うにした独立構成のクラスター生成装置を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional disadvantages and to reduce the size distribution of generated clusters and to release the clusters, and to provide a cluster-shaped skimmer at the cluster outlet. It is another object of the present invention to provide a cluster generating apparatus having an independent configuration in which a plurality of clusters are arranged and the length of a substantial cluster generating area can be adjusted.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の前記
のような課題を有するクラスターの生成方法及びその装
置について鋭意検討した結果、クラスター生成室のクラ
スター出口に所定形状のスキマーを配置することにより
スキマーのサイズ分布を狭めることができること、ま
た、実質的なクラスター生成領域の長さを調整できるよ
うにすることにより、他の諸条件を適宜設定すれば、融
点の高い金属や誘電体であってもクラスターを生成でき
ると共に、中性、陽性、陰性のクラスターを生成でき、
クラスターの大きさも任意に設定できることを見出し、
本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies on a conventional method and apparatus for generating a cluster having the above-mentioned problems, and as a result, dispose a skimmer of a predetermined shape at the cluster exit of a cluster generation chamber. By narrowing the size distribution of the skimmer, and by adjusting the length of the substantial cluster generation region, if other conditions are appropriately set, it is possible to use a high melting point metal or dielectric. Can generate clusters, as well as neutral, positive, and negative clusters,
We find that the size of the cluster can be set arbitrarily,
The present invention has been reached.

【0009】本発明のクラスターの生成方法は、マグネ
トロンスパッター法によりクラスター生成室内で発生し
た蒸気を冷却ガスで冷却してクラスターを生成し、クラ
スター生成室のクラスター出口から放出させるクラスタ
ー生成方法において、クラスター出口にスキマーを配置
して該クラスター出口から放出されるクラスターのサイ
ズ分布を狭くすることを特徴とする。
The cluster generation method according to the present invention is directed to a cluster generation method of cooling a vapor generated in a cluster generation chamber by a magnetron sputtering method with a cooling gas to generate clusters and discharging the clusters from a cluster outlet of the cluster generation chamber. The invention is characterized in that a skimmer is arranged at the outlet to narrow the size distribution of clusters emitted from the cluster outlet.

【0010】これにより、クラスター生成室からクラス
ター出口を介して真空側に放出されるクラスターはスキ
マーを通過することによりサイズ分布が狭くなり、シャ
ープなものとなる。
As a result, the cluster discharged from the cluster generation chamber to the vacuum side via the cluster outlet passes through the skimmer and has a narrow size distribution and becomes sharp.

【0011】本発明のクラスター生成装置は、クラスタ
ー生成室と該クラスター生成室内に配置されたマグネト
ロン型のスパッター部とを備えたクラスター生成装置で
あって、クラスター生成室のクラスター出口にスキマー
を配置して該出口から放出されるクラスターのサイズ分
布を狭くするように構成したことを特徴とする。これに
より、中性、陽性あるいは陰性のクラスターを生成で
き、クラスターはスキマーを通過するためサイズ分布が
狭くなり、シャープなものとなって、その後のクラスタ
ーのイオンビーム化等の利用に有利である。
A cluster generating apparatus according to the present invention is a cluster generating apparatus including a cluster generating chamber and a magnetron type sputtering unit disposed in the cluster generating chamber, wherein a skimmer is disposed at a cluster outlet of the cluster generating chamber. The size distribution of clusters emitted from the outlet is narrowed. As a result, neutral, positive or negative clusters can be generated, and the clusters pass through the skimmer, so that the size distribution becomes narrow and sharp, which is advantageous for the subsequent use of clusters for ion beam formation or the like.

【0012】さらに、本発明の他の態様は、上記クラス
ター生成装置において、スパッター部がクラスター生成
室内で移動できるようになっていてスキマーとの間の距
離を調整し得るように構成されていることを特徴とす
る。これにより、実質的なスキマー生成領域を調整で
き、供給されるガスの流量やスパッタリングレートを可
変調整することで、生成されるスキマーの大きさを設定
することができる。
Further, another aspect of the present invention is that, in the above-described cluster generating apparatus, the sputter section is movable in the cluster generating chamber so that the distance between the sputtering section and the skimmer can be adjusted. It is characterized by. Thereby, the substantial skimmer generation region can be adjusted, and the size of the generated skimmer can be set by variably adjusting the flow rate of the supplied gas and the sputtering rate.

【0013】また、本発明の他の態様は、上記クラスタ
ー生成装置において、スキマーは内端側を狭搾した筒状
形状をなしていることを特徴とする。これにより、スキ
マーのサイズ分布を効率的にシャープ化することができ
る。
Further, another aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned cluster generating apparatus, the skimmer has a cylindrical shape whose inner end side is narrowed. Thereby, the size distribution of the skimmer can be efficiently sharpened.

【0014】更に、本発明の別の態様のものは、上記ク
ラスター生成装置において、スキマーの外側に第2のス
キマーが配置されていることを特徴とする。これによ
り、クラスターは2段のスキマーで絞られ、サイズ分布
がシャープ化される。
Still another aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned cluster generating apparatus, a second skimmer is arranged outside the skimmer. Thereby, the cluster is narrowed down by the two-stage skimmer, and the size distribution is sharpened.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に係るクラスターの生成方
法及びその装置の実施形態を図1に基づいて説明する。
本発明のクラスター生成装置は、クラスター生成室1と
該クラスター生成室内に配置されたマグネトロンスパッ
ター部2とを備え、クラスター生成室1のクラスター出
口4にスキマー3を配置して該出口から放出されるクラ
スターCのサイズ分布を狭くするように構成されてお
り、マグネトロンスパッター部2はクラスター生成室1
内で移動できるようになっていて前記スキマー3との間
の距離を調整し得るように構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cluster generating method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
The cluster generating apparatus according to the present invention includes a cluster generating chamber 1 and a magnetron sputtering unit 2 disposed in the cluster generating chamber. A skimmer 3 is disposed at a cluster outlet 4 of the cluster generating chamber 1 and discharged from the outlet. The configuration is such that the size distribution of the cluster C is narrowed.
The skimmer 3 is configured to be able to move within, and to be able to adjust the distance between the skimmer 3.

【0016】クラスター生成室1は前壁6及び後壁7を
設けた筒状体5で形成され、実質上のクラスター生成領
域の外周は内外二重筒で構成されており、インレット8
及びアウトレット9を通じて循環する冷却水により冷却
される。前記前壁6にクラスター出口4が設けられ、該
出口に筒状体の内端側を狭窄した形状のスキマー3が設
けられている。
The cluster generation chamber 1 is formed of a cylindrical body 5 provided with a front wall 6 and a rear wall 7, and the outer periphery of a substantial cluster generation region is formed of an inner and outer double cylinder, and an inlet 8
And, it is cooled by cooling water circulating through the outlet 9. The front wall 6 is provided with a cluster outlet 4, and the outlet is provided with a skimmer 3 having a shape in which the inner end side of the tubular body is narrowed.

【0017】マグネトロンスパッター部2は保持パイプ
10で保持され、該保持パイプ10は前記後壁7に設け
た軸受部11でスライド自在に支持されている。軸受部
11はウイルソンシール12で放電防止され、軸受部内
部はバキューム口13を介して吸気することにより真空
状態が保持されている。
The magnetron sputtering unit 2 is held by a holding pipe 10, and the holding pipe 10 is slidably supported by a bearing 11 provided on the rear wall 7. The bearing 11 is prevented from being discharged by the Wilson seal 12, and the interior of the bearing is maintained in a vacuum state by suction through the vacuum port 13.

【0018】後壁7からはガイドバー14が延設され、
該ガイドバー14にリニアモーション15がスライド自
在に保持されており、該リニアモーション15に前記マ
グネトロンスパッター部2の保持パイプ10の後端が固
定されている。リニアモーション15はスクリュー軸1
6と噛合しており、ノブ17を回転させることにより前
後方向に移動し、保持パイプ10の先端のマグネトロン
スパッター部2を移動させてスキマー3との間の距離、
即ち、実質上のクラスター生成領域の長短を調整できる
ようになっている。
A guide bar 14 extends from the rear wall 7,
A linear motion 15 is slidably held by the guide bar 14, and the rear end of the holding pipe 10 of the magnetron sputtering unit 2 is fixed to the linear motion 15. Linear motion 15 is screw shaft 1
6 is moved in the front-rear direction by rotating the knob 17, and the magnetron sputtering unit 2 at the tip of the holding pipe 10 is moved to move the
That is, the length of the virtual cluster generation region can be adjusted.

【0019】実施例では前記スキマー3の外側に断面
「ハ」の字型の第2のスキマー31が配置されている。
なお、18は開閉ノブ19によって開閉するシャッタ
ー、Pは真空領域を示す。
In the embodiment, a second skimmer 31 having a C-shaped cross section is disposed outside the skimmer 3.
Reference numeral 18 denotes a shutter which is opened and closed by an opening / closing knob 19, and P denotes a vacuum region.

【0020】マグネトロンスパッター部2は、図2に示
す通り、磁性筐体21内にマグネット21が配置される
と共に磁性筐体21の前面側にターゲットTが固定さ
れ、前記保持パイプ10の内部を通した循環パイプ24
を介して筐体内部に冷却水Wを循環させてるようになっ
ている。前記保持パイプ10の内部には電源ワイヤ23
及びアルゴン供給パイプ25が通され、アルゴンガスA
rが効率的にマグネトロンスパッター部2の周辺に供給
されるようになっている。冷却媒体たるヘリウムガス
は、通常、前記後壁7に設けた供給口20からクラスタ
ー生成室1内に供給される。
As shown in FIG. 2, the magnetron sputtering unit 2 has a magnet 21 disposed in a magnetic housing 21 and a target T fixed to the front side of the magnetic housing 21. Circulating pipe 24
The cooling water W is circulated inside the housing via the. A power supply wire 23 is provided inside the holding pipe 10.
And an argon gas supply pipe 25 through which argon gas A
r is efficiently supplied to the periphery of the magnetron sputtering unit 2. Helium gas, which is a cooling medium, is usually supplied into the cluster generation chamber 1 from a supply port 20 provided in the rear wall 7.

【0021】前記のような構成において、クラスター生
成室1でアルゴンがターゲットTをスパッターし、放出
されたターゲット原子は、プラズマ化される過程でイオ
ン化されると共にヘリウムで冷却されることにより、原
子が集団化して中性のクラスターや陽性あるいは陰性の
クラスターCが生成される。生成されたクラスターC
は、クラスター出口4から真空P側に吸引されて放出さ
れるが、スキマー3を通過させることにより、クラスタ
ーのサイズ分布が狭くなり、更に必要に応じて設けられ
ている第2のスキマー31で絞られてよりシャープ化す
ることができる。
In the above-described configuration, argon sputters the target T in the cluster generation chamber 1, and the released target atoms are ionized in the process of being turned into plasma and cooled by helium, whereby the atoms are cooled. Clustering produces neutral clusters and positive or negative clusters C. Cluster C generated
Is sucked and discharged from the cluster outlet 4 to the vacuum P side, but by passing through the skimmer 3, the size distribution of the clusters is narrowed. Can be sharpened more.

【0022】マグネトロンスパッター部2を移動させ
て、実質的なクラスター生成領域の長さを調整すること
により、アルゴンやヘリウムの流量、マグネトロンのタ
イプの選定、スパッターレート等の他の諸条件を適宜設
定すれば、融点の高い金属や誘電体であってもクラスタ
ーを生成できると共に、中性、陽性、陰性のクラスター
を生成でき、クラスターの大きさも任意に設定できる。
By moving the magnetron sputtering unit 2 to adjust the length of the substantial cluster generation region, other conditions such as the flow rates of argon and helium, the type of magnetron, and the sputter rate are appropriately set. By doing so, clusters can be generated even with metals and dielectrics having a high melting point, and neutral, positive, and negative clusters can be generated, and the size of the clusters can be arbitrarily set.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のクラスターの生成方法によれ
ば、クラスター生成室からクラスター出口を介して真空
側に放出されるクラスターはスキマーを通過することに
よりサイズ分布が狭くなり、シャープ化することができ
る。
According to the cluster generation method of the present invention, the size distribution of the cluster released from the cluster generation chamber to the vacuum side via the cluster outlet is narrowed by passing through the skimmer. it can.

【0024】本発明のクラスター生成装置によれば、タ
ーゲットの素材(アルミニウム,珪素,鉄,コバルトな
ど)の種類に応じて中性、陽性あるいは陰性のクラスタ
ーを生成でき、クラスターはスキマーを通過するからサ
イズ分布が狭くなり、シャープなものとなって、その後
のクラスターのイオンビーム化等の利用に有利である。
According to the cluster generating apparatus of the present invention, neutral, positive or negative clusters can be generated according to the type of the target material (aluminum, silicon, iron, cobalt, etc.), and the clusters pass through the skimmer. The size distribution becomes narrower and sharper, which is advantageous for the subsequent use of clusters for ion beam formation or the like.

【0025】また、別の態様のものにおいては、実質的
なスキマー生成領域を調整でき、供給されるガスの流量
やスパッタリングレートを可変調整することで、生成さ
れるスキマーの大きさを適宜設定することができる。
In another embodiment, the substantial skimmer generation region can be adjusted, and the size of the generated skimmer is appropriately set by variably adjusting the flow rate of the supplied gas and the sputtering rate. be able to.

【0026】更に別の態様のものにおいては、スキマー
のサイズ分布を効率的にシャープ化することができ、ま
た、他の態様のものにおいては、クラスターは2段のス
キマーで絞られ、サイズ分布をよりシャープ化すること
ができる。
In still another embodiment, the size distribution of the skimmer can be efficiently sharpened. In another embodiment, the cluster is narrowed by a two-stage skimmer to reduce the size distribution. More sharpening can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のクラスター生成装置を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cluster generation device of the present invention.

【図2】 マグネトロンスパッター部の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a magnetron sputtering unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1: クラスター生成室 2: マグネトロンスパッター部 3: スキマー 31: 第2のスキマー 4: クラスター出口 1: Cluster generation chamber 2: Magnetron sputtering unit 3: Skimmer 31: Second skimmer 4: Cluster exit

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年3月29日[Submission date] March 29, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】本発明のクラスターの生成方法は、マグネ
トロンスパッター法によりクラスター生成室内で発生し
た蒸気を冷却ガスで冷却してクラスターを生成し、クラ
スター生成室のクラスター出口から放出させるクラスタ
ー生成方法において、クラスター出口にスキマーを配置
し、スパッター部をクラスター生成室内で移動して該ス
パッター部と該スキマーとの間の距離を調整して、中
性、陽性又は陰性の任意の大きさのクラスターを生成
し、該クラスター出口から放出されるクラスターのサイ
ズ分布を狭くすることを特徴とする。
The cluster generation method according to the present invention is directed to a cluster generation method for cooling a vapor generated in a cluster generation chamber by a magnetron sputtering method with a cooling gas to generate clusters and discharging the clusters from a cluster outlet of the cluster generation chamber. Arranging a skimmer at the outlet, moving the sputter part in the cluster generation chamber and adjusting the distance between the sputter part and the skimmer to generate a neutral, positive or negative cluster of any size, The size distribution of clusters emitted from the cluster outlet is narrowed.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0010】これにより、実質的なスキマー生成領域を
調整でき、供給されるガスの流量やスパッタリングレー
トを可変調整することで、中性、陽性あるいは陰性のク
ラスターを生成でき、生成されるクラスターの大きさを
設定することができる。また、クラスター生成室からク
ラスター出口を介して真空側に放出されるクラスターは
スキマーを通過することによりサイズ分布が狭くなり、
シャープなものとなる。
[0010] Thereby, a substantial skimmer generation region can be adjusted, and a neutral, positive or negative cluster can be generated by variably adjusting a flow rate of a supplied gas or a sputtering rate. Can be set. In addition, clusters released from the cluster generation chamber to the vacuum side via the cluster outlet have a narrow size distribution by passing through the skimmer,
It will be sharp.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】本発明のクラスター生成装置は、クラスタ
ー生成室と該クラスター生成室内に配置されたマグネト
ロンスパッター部とを備えたクラスター生成装置であっ
て、クラスター生成室のクラスター出口にスキマーを配
置し、該スパッター部がクラスター生成室内で移動して
該スパッター部と該スキマーとの間の距離が調整し得る
ように構成され、中性、陽性又は陰性の任意の大きさの
クラスターを生成し、該クラスター出口から放出される
クラスターのサイズ分布を狭くするように構成したこと
を特徴とする。これにより、実質的なスキマー生成領域
を調整でき、供給されるガスの流量やスパッタリングレ
ートを可変調整することで、中性、陽性あるいは陰性の
クラスターを生成でき、生成されるクラスターの大きさ
を設定することができる。また、クラスター生成室から
クラスター出口を介して真空側に放出されるクラスター
はスキマーを通過することによりサイズ分布が狭くな
り、シャープなものとなって、その後のクラスターのイ
オンビーム化等の利用に有利である。
The cluster generating apparatus according to the present invention is a cluster generating apparatus including a cluster generating chamber and a magnetron sputtering unit disposed in the cluster generating chamber, wherein a skimmer is disposed at a cluster outlet of the cluster generating chamber. The sputter unit is configured to move within the cluster generation chamber to adjust the distance between the sputter unit and the skimmer, generate a neutral, positive or negative cluster of any size, and exit the cluster. Characterized in that the size distribution of clusters emitted from is narrowed. As a result, the substantial skimmer generation area can be adjusted, and neutral, positive or negative clusters can be generated by variably adjusting the supplied gas flow rate and sputtering rate, and the size of the generated cluster can be set can do. In addition, clusters released from the cluster generation chamber to the vacuum side via the cluster outlet have a narrow size distribution by passing through the skimmer and become sharp, which is advantageous for the subsequent use of clusters for ion beam formation and the like. It is.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】また、本発明の他の態様は、上記クラスタ
ー生成装置において、スキマーは内端側を狭搾した筒状
形状をなしていることを特徴とする。これにより、クラ
スターのサイズ分布を効率的にシャープ化することがで
きる。
Further, another aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned cluster generating apparatus, the skimmer has a cylindrical shape whose inner end side is narrowed. This makes it possible to efficiently sharpen the size distribution of clusters.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0020】マグネトロンスパッター部2は、図2に示
す通り、磁性筐体22内にマグネット21が配置される
と共に磁性筐体22の前面側にターゲットTが固定さ
れ、前記保持パイプ10の内部を通した循環パイプ24
を介して筐体内部に冷却水Wを循環させてるようになっ
ている。前記保持パイプ10の内部には電源ワイヤ23
及びアルゴン供給パイプ25が通され、アルゴンガスA
rが効率的にマグネトロンスパッター部2の周辺に供給
されるようになっている。冷却媒体たるヘリウムガス
は、通常、前記後壁7に設けた供給口20からクラスタ
ー生成室1内に供給される。
As shown in FIG. 2, the magnetron sputtering unit 2 has a magnet 21 disposed in a magnetic housing 22 and a target T fixed to the front side of the magnetic housing 22. Circulating pipe 24
The cooling water W is circulated inside the housing via the. A power supply wire 23 is provided inside the holding pipe 10.
And an argon gas supply pipe 25 through which argon gas A
r is efficiently supplied to the periphery of the magnetron sputtering unit 2. Helium gas, which is a cooling medium, is usually supplied into the cluster generation chamber 1 from a supply port 20 provided in the rear wall 7.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Correction target item name] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】また、別の態様のものにおいては、実質的
なクラスター生成領域を調整でき、供給されるガスの流
量やスパッタリングレートを可変調整することで、生成
されるクラスターの大きさを適宜設定することができ
る。
In another aspect, the substantial cluster generation region can be adjusted, and the size of the cluster to be generated is appropriately set by variably adjusting the flow rate of the supplied gas and the sputtering rate. be able to.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0026】更に別の態様のものにおいては、クラスタ
ーのサイズ分布を効率的にシャープ化することができ、
また、他の態様のものにおいては、クラスターは2段の
スキマーで絞られ、サイズ分布をよりシャープ化するこ
とができる。
In still another embodiment, the size distribution of clusters can be sharpened efficiently,
In another embodiment, the cluster is narrowed down by a two-stage skimmer, and the size distribution can be sharpened.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネトロンスパッター法によりクラス
ター生成室内で発生した蒸気を冷却ガスで冷却してクラ
スターを生成し、クラスター生成室のクラスター出口か
ら放出させるクラスター生成方法において、クラスター
出口にスキマーを配置して該クラスター出口から放出さ
れるクラスターのサイズ分布を狭くすることを特徴とす
るクラスターの生成方法。
1. A cluster generating method for cooling a vapor generated in a cluster generating chamber by a magnetron sputtering method with a cooling gas to generate a cluster and discharging the cluster from a cluster outlet of the cluster generating chamber, wherein a skimmer is arranged at the cluster outlet. A method for generating clusters, wherein the size distribution of clusters emitted from the cluster outlet is narrowed.
【請求項2】 クラスター生成室と該クラスター生成室
内に配置されたマグネトロンスパッター部とを備えたク
ラスター生成装置であって、クラスター生成室のクラス
ター出口にスキマーを配置して該出口から放出されるク
ラスターのサイズ分布を狭くするように構成したことを
特徴とするクラスター生成装置。
2. A cluster generating apparatus comprising: a cluster generating chamber; and a magnetron sputtering unit disposed in the cluster generating chamber, wherein a cluster is disposed at a cluster outlet of the cluster generating chamber, and the cluster is emitted from the cluster outlet. A cluster generation apparatus characterized in that the size distribution of the clusters is narrowed.
【請求項3】 スパッター部がクラスター生成室内で移
動できるように構成されていると共に、スキマーとの間
の距離を調整し得るように構成されていることを特徴と
する請求項2記載のクラスター生成装置。
3. The cluster generator according to claim 2, wherein the sputter unit is configured to be movable in the cluster generation chamber, and is configured to be able to adjust a distance between the sputter unit and the skimmer. apparatus.
【請求項4】 スキマーの形状が、内端側を狭搾した筒
状形状であることを特徴とする請求項2記載のクラスタ
ー生成装置。
4. The cluster generating apparatus according to claim 2, wherein the shape of the skimmer is a cylindrical shape having a narrowed inner end.
【請求項5】 スキマーの外側に第2のスキマーが配置
されていることを特徴とする請求項2記載のクラスター
生成装置。
5. The cluster generation device according to claim 2, wherein a second skimmer is arranged outside the skimmer.
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