JPS60243270A - レ−ザ誘導式イオンビ−ム照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非導電体基板上に充分なエネルギのイオンビ
ームを照射し、イオンを基板内に注入し基板組成体と強
固に結合させて、基板表面に、イオン種に応じて、金属
又紘非金属の層を形成するための装置であって、レーデ
駆動のイオン発生源と、イオンビーム用光学系と、イオ
ンビーム加速器と、イオンビーム焦点装置と、イオンビ
ームを照射すべき基板を搭載するコンピュータ制御のテ
ーブルとにより構成したレーデ誘導式イオンビーム照射
装置に関するものである。

本発明は、電子産業での配線回路板の製造や多層の積層
体の製造に適用される。

〔従来の技術〕

各種基板上に金属又は非金属の層を形成するための従来
の装置は、化学的、電気化学的、又は熱的沈着技術手段
を用いたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来装置においては、層と基板との結合性が弱く、
また層形成作業中に人体への有害物を取扱わなければな
らない問題がある。また、例えば、回路基板を製造する
場合には、従来は一旦基板全面を銅でコーティングし、
その後必要な回路／母ターンを残してほとんどの銅を酸
によるエツチングで取除くものであシ、材料的な無駄が
多い。

〔問題点を解決するための手段」 本発明に係るレーデ誘導式イオンビーム発生装置は、レ
ーデ誘導によるイオンを発生させ、選択し、これを加速
して基板表面に焦点を合せて照射し、上記イオンは、基
板本体内に侵入して、基板がイオンビームに対し相対的
に移動することによｐ基板上に強固に該基板と結合する
イオントラックの層を形成するのに必要な充分なエネル
ギを有し、上記イオンは、周囲の電子により中性化され
上記軌跡内で金属原子を形成し、上記トラックの形状は
制御用コンピュータに記憶された電子回路に対応してい
る。

〔作用〕

本発明においては、レーデ誘導によるイオンビーム発生
器は、基板上に、該基板と強固に結合した金属又は非金
属の構成部材又りこの構成部材の複合体を形成するライ
ン（トラック）を沈着させるのに充分な強度の出力イオ
ンビームを発生する。

このようなイオン沈着層ラインは、イオンビームと基板
との相対運動によるビームの軌跡によるトラック上の所
定の回路Ｉリーンの形成あるいは上記基板表面に連続し
てラインをずらせてビーム照射し全表面を均一にコーテ
ィングする場合に用ｉられる。あるいは、レーデ誘導式
イオン発生源内にライン出力を備えたレーデ励振器を用
いることによシ、基板表面にイオン沈着ラインを一度に
形成し、イオンライン出力に対し基板を前進運動させる
ことにより基板表面を完全にコーティングすることがで
きる。本発明においては、最初に薄い金属又は非金属の
トラック（ビームの軌跡ンの層を基板上に強固に接合さ
せて形成し、続いて低エネルギで強度の大きいイオンビ
ームを用いてこの層を所望の厚さまで厚くすることがで
きる。また、一旦非常に薄い境界接合層が基板上に強固
に結合されて形成されれば、次にその厚さを増すために
従来の化学的方法な用いることができ、本発明装置は、
高品質の薄い層を高速で形成するための沈着装置として
用いることができる。薄い層の・母ターン軌跡（トラッ
ク）形成工程とこれに重ねる厚い層のＡ？ターン軌跡（
トラック）形成工程は相互に別々に行ってもよいし、又
はわずかの時間をあけて連続的に行ってもよい。基板両
面に同時にイオンビームのＡターン軌跡（トラック〕を
形成してもよ−。しかし、上下両面のノ４ターンが各々
異なる場合には基板を保持するテーブル又は支持台は２
つの異なる運動を行わなければならない。発明者の実験
によれば、各種ターゲット上に強いレーデビームの焦点
を合せて作られるイオン種は３つのグループに分かれる
。即ち、１００万ｅｖ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｖｏｌｔｓ
）まで達するエネルギの同順オングループと、敵方から
数１０万ｅｖの高温イオングループと、さらにエネルギ
の低い、１万ｍＶ以下のものも含む、低エネルギで蝦も
強度の大きいイオングループである。また、レーデ誘導
によるイオンの電荷はターゲットに入射するレーデビー
ムの電圧密度に依存する。ネオデミラム（ｎｓｏ−ｄｉ
ｍｉｕｍ）をドーグしたガラスによるレーデ装置を用い
て１．０６ミクロン（１，０６Ｘ１０　ｃｆｌｌ）の波
長で作動させ゛た場合の固着イオン発生の臨界値である
ｉｏ１４ｗ（ワット）　７ｃｍ２において、例えば金原
子のイオン化段階（ｉｏｎｉａａｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅ
）は１０の電荷状態（ｃｈａｋｇｅ　５ｔａｔｅ）以上
に増加させることができる。このような多重電荷イオン
拡比較的加速し易い。例えば、Ｉ　ＭｅＶ　（１００万
＠ｖ）のポテンシャル勾配で加速された１０＋の電荷イ
オンは１０Ｍ＠Ｖのエネルギで現れるのに対し、単一電
荷イオンはｌ　ＭｅＶのエネルギで現れる。

本発明の出力窓から現れるイオンは装置内のターゲット
とイオン加速器間に配置した電極によシ制御され、所望
のイオン種以外のイオン梅の加速通路を連断し、通路か
ら偏向させる。このようにして、基板上にイオンビーム
軌跡（トラック）を強固に結合するための固着イオンに
続いてよシ遅い低エネルギのイオン照射によシトラック
の厚さが増す。低エネルギイオンは数１０アンペアの電
流で発生するため、電流制御により多くの熱イオンを基
礎となるトラック上に形成させることができる。

ターゲットのレーデ照射によシ、金属および非金属のイ
オンを、単一で又はグループで作ることができるため、
導電性および非導電性、又光に対し、透明および不透明
のトラックを形成することができる。

基板上に沈着されたトラックの幅は、本発明のイオン焦
点機構の調整によシ変東可能である。本発明は又、電気
的および光学的に導体の層を、基板両面に形成した回路
間を電気的又は光学的に導通させるための絶縁板に予め
穿設した孔内に沈着させることができる。

〔実施例〕

第１図において、番号１はレーザ発生源であシ、その出
力ビームは番号２で示され、このレーデビーム２は環状
反射器３で反射され、環状レンズ５によシ番号６で示す
ようにレーデビームを回転カソード７上に照射するよう
に焦点が合せられる。これにより、レーデ誘導による高
密度のプラズマ８が発生する。粒子選択電極９の電圧を
選択して変えることにより、イオンは通路１０に沿って
放射され、反射器３の孔を通過してイオン加速器１１に
達する。ここで加速された後、イオンビーム焦点機構１
２に入シ基板１５上のトラック１４を照射するように焦
点が合せられて出力ビーム１３として基板１５を照射す
る。基板１５はコンピュータ１７によって制御されるテ
ーブル１６上に搭載される。コンピュータ１７はレーザ
発生源１およびその他の機構部の制御を図示しない制御
ラインを介して行う。

第２図において、トラック１８の一例が基板１５上に沈
着され基板と結合されている。第３図において、２つの
レーデ誘導式誘導式ビオム発生器１９がテーブル１６に
保持された基板１５の上下両面のトラック１４に焦点を
合せて配設される。

これらの作動は、基板１５上に沈着形成すべき回路パタ
ーンを記憶したコンピュータ１７によって制御される。

第４図において、番号２０はイオンビーム１３のうち焦
点を基板表面からずらせたものを示し、基板１５に予め
穿設した孔の内面をコーティングして基板１５の上下両
面の回路間を導通させる。

本発明は、光学的鏡面上の反射膜層の沈着および反射防
止膜層の沈着に用いることができ、従って、レーデミラ
ーおよび散乱反射防止用光学部品の各々の製造に適用可
能である。

本発明はトラックを銅等の金属で形成すれはトラックに
沿って電気パルスが動作する回路板を製造できる。一方
、トラックを、シリコン、ｆラス等の誘電体層からなる
非金属の透明材料で形成すれば、上記回路に沿って電気
ｉ？ルスよジ高速で動作するレーデ・母ルスの伝達が可
能となる。

本発明は、金属、非金属にかかわらず、他の方法では結
合できない材料の多層構造体の製造に対し適用できる。

本発明は、電子技術産業、光電技術産業で用いる回路板
の製造、および光学部品のコーティング、および光学技
術産業で用いるレーデミラーの製造に対し適用できる。

さらに、本発明は、隣接する各層同士が強固に結合した
複合積層体の製造に適用できる。イオン中性化のために
遊離電子あるいは本発明においてレーデによシ作られた
電子を用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明を用いれば、基板上に強固に結合された回路を形
成できる。イオンエネルギを変えれば効率良く層形成が
できる。有害化学成分を伴わないで層形成ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーデ誘導式イオンビーム照射装
置の構成図、第２図はトラックの一例を示す上面図、第
３図は本発明の別の実施例である基板両面照射配置を示
す構成図、第４図は基板に設けた孔内金コーティングす
る状態の説明図である。 １・・・レーデ発生源、２・・・レーデビーム、３・・
・反射器、５・・・環状レンズ、６・・・レーデビーム
、７・・・カソード、８・・・プラズマ、９・・・粒子
選択電極、１０・・・イオン通路、１１・・・イオン加
速器、１２・・・イオンビーム焦点機構、１３・・・イ
オンビーム、１４・・・トランク、１５・・・基板、１
６・・・テーブル、１７・・・コンピュータ。 α下余白 」ｙ３− 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和６０年　特許願　第３１６５０号 発明の名称 レーザ誘導式イオンビーム照射装置 補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　ヒユーズ　テクノロジー プロプライアタリ−リミティド 天理人 ６　補正の対象 （１）願書の「出願人の代表者」の欄 （２）委任状 （３ン図　面 （４）明細書 Ｚ　補正の内容 （１）＜２）　別紙の通り （３）　図面の浄書（内容に変更なし）（１）訂正願書
　１通 （２）　委任状及び訳文　各１通 （３）浄書図面　１通 （４）シ↑書明−ｔｌ連

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　レーデ誘導によるイオンを発生さす、選択し、こ
   れを加速して基板表面に焦点を合せて照射し、上記イオ
   ンは、基板本体内に侵入して、基板がイオンビームに対
   し相対的に移動することによシ基板上に強固に該基板と
   結合するイオントラックの層を形成するのに必要な充分
   なエネルギを有し、上記イオンは、周囲の電子によシ中
   性化され上記トラック内で金属原子を形成し、上記トラ
   ックの形状は制御用コンピュータに記憶された電子回路
   に対応させたレーザ誘導式イオンビーム照射装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、上記基
   板の両側に各々１つのイオンビーム発生器を備え、基板
   両側に同時に回路を形成可能としたレーデ誘導式イオン
   ビーム照射装置。 ３、特許請求の範囲第２項記載の装置において、上記基
   板の上下両面に形成した回路同士を連結するために基板
   に予め穿設した孔の内面に金属コーティングをするため
   に出力イオンビームの焦点をずらせるようにしたレーデ
   誘導式イオンビーム照射装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の装置において、出力ビ
   ームを形成するイオンが非金属であって、上記基板上に
   光導体性の原子層を形成するレーザ誘導式イオンビーム
   照射装置。 ５、特許請求の範囲第１項又は第４項記載の装置におい
   て、コーティングすべき基板は精密光学。 装置用の構成部材であるレーデ誘導式イオンビーム照射
   装置。 ６、特許請求の範囲第５項記載の装置において、上記基
   板はレーデミラー用基板であるレーデ誘導式イオンビー
   ム照射装置。 ７、特許請求の範囲第５項記載の装置において、上記基
   板は反射防止膜をコーティングするレンズであるレーデ
   誘導式イオンビーム照射装置。 ８、特許請求の範囲第１項記載の装置において、上記基
   板は微粒子イオンの沈着層の積層体であって、複合構造
   体を形成するレーデ誘導式イオンビーム照射装置。 ９、特許請求の範囲第４項記載の装置において、複数の
   イオンの混合体を用いて上記基板上に層を形成するレー
   デ誘導式イオンビーム照射装置。