JPS63279552A - イオンビ−ム照射装置 - Google Patents
イオンビ−ム照射装置Info
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- JPS63279552A JPS63279552A JP62114229A JP11422987A JPS63279552A JP S63279552 A JPS63279552 A JP S63279552A JP 62114229 A JP62114229 A JP 62114229A JP 11422987 A JP11422987 A JP 11422987A JP S63279552 A JPS63279552 A JP S63279552A
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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〕
この発明は、複数台のイオン源を用いて被照射物に大面
積のイオンビームを照射するよう構成したイオンビーム
照射装置に関する。
積のイオンビームを照射するよう構成したイオンビーム
照射装置に関する。
例えば真空蒸着とイオンビーム照射を併用する装置等に
おいて、大面積領域にイオンビーム、を照射するには、
■電場あるいは磁場を用いて細い径のイオンビームをス
キャンする、■イオン源から引き出すイオンビームの発
散角を大きくする、０面イオンビームを引き出せる大面
積の引出し電極系を有するイオン源を用いる、■上記■
のイオン源を複数台用いる、等の手段がある。
おいて、大面積領域にイオンビーム、を照射するには、
■電場あるいは磁場を用いて細い径のイオンビームをス
キャンする、■イオン源から引き出すイオンビームの発
散角を大きくする、０面イオンビームを引き出せる大面
積の引出し電極系を有するイオン源を用いる、■上記■
のイオン源を複数台用いる、等の手段がある。
ところが、上記■の手段では、ビーム電流値を大きく取
ることができず、しかもイオンビームを大面積領域にス
キャンするには比較的複雑な制御が必要であるという問
題がある。
ることができず、しかもイオンビームを大面積領域にス
キャンするには比較的複雑な制御が必要であるという問
題がある。
また上記■の手段でも、ビーム電流値を大きく取ること
ができず、しかも平面にイオンビームを照射する場合は
中心部はどビーム電流密度が高くなるため、一様にイオ
ンビームを照射したい場合は問題となる。
ができず、しかも平面にイオンビームを照射する場合は
中心部はどビーム電流密度が高くなるため、一様にイオ
ンビームを照射したい場合は問題となる。
また上記■の手段は、面イオンビームの引き出しによく
用いられるが、大面積のイオンビームを引き出すには必
然的に大面積の引出し電極系が必要になり、そのため電
極の熱歪みや耐熱金属で作られている電極の加工性等が
問題になる。
用いられるが、大面積のイオンビームを引き出すには必
然的に大面積の引出し電極系が必要になり、そのため電
極の熱歪みや耐熱金属で作られている電極の加工性等が
問題になる。
これに対して上記■の手段は、上記■の平成の電極の熱
歪みや加工性等の困難さを軽減することができ、しかも
上記■および■の手段におけるような問題はないので、
大面積にイオンビームを照射する場合はこれが最も現実
的である。
歪みや加工性等の困難さを軽減することができ、しかも
上記■および■の手段におけるような問題はないので、
大面積にイオンビームを照射する場合はこれが最も現実
的である。
第５図および第６図は、この■のような手段を用いたイ
オンビーム照射装置の一例を示すものであり、真空容器
２内で搬送系３によって例えば矢印Ａ方向に搬送される
シート状あるいは板状の被照射物４に対して、その上側
から下方に向けて、３台のイオン源５を用いてイオンビ
ーム６を同時に照射するようにしている。
オンビーム照射装置の一例を示すものであり、真空容器
２内で搬送系３によって例えば矢印Ａ方向に搬送される
シート状あるいは板状の被照射物４に対して、その上側
から下方に向けて、３台のイオン源５を用いてイオンビ
ーム６を同時に照射するようにしている。
その場合、従来は通常、３台のイオン源５は互いに同一
仕様であり、しかも電源装置等の付属装置は１組を３台
のイオン源５に共用しているため、各イオン源５から引
き出されるイオンビーム６の電流密度分布は互いにほぼ
同一となる。
仕様であり、しかも電源装置等の付属装置は１組を３台
のイオン源５に共用しているため、各イオン源５から引
き出されるイオンビーム６の電流密度分布は互いにほぼ
同一となる。
従って被照射物４上での合成のビーム電流密度分布は、
第６図（Ｂ）に示すように概ね一様となり、被照射物４
上に一様に面イオンビームを連続−して照射する場合は
あまり問題はない。
第６図（Ｂ）に示すように概ね一様となり、被照射物４
上に一様に面イオンビームを連続−して照射する場合は
あまり問題はない。
ところが、被照射物４の形状や特性等によっては、上記
とは違ったビーム電流密度分布のイオンビーム、例えば
第１図（Ｃ）に示すように両側にピークのあるような分
布や、第４図に示すように中央部の発散が特に大きいよ
うなイオンビーム等を必要とする場合もあるが、上記の
ような従来の装置では、各イオン源５から引き出される
イオンビーム６の特性が互いにほぼ同一であるため、こ
のような要望に応えることはできなかった。
とは違ったビーム電流密度分布のイオンビーム、例えば
第１図（Ｃ）に示すように両側にピークのあるような分
布や、第４図に示すように中央部の発散が特に大きいよ
うなイオンビーム等を必要とする場合もあるが、上記の
ような従来の装置では、各イオン源５から引き出される
イオンビーム６の特性が互いにほぼ同一であるため、こ
のような要望に応えることはできなかった。
そこでこの発明は、上記のような装置を更に改良して、
大面積でしかも種々の空間分布を持ったイオンビームの
照射を可能にしたイオンビーム照射装置を提供すること
を目的とする。
大面積でしかも種々の空間分布を持ったイオンビームの
照射を可能にしたイオンビーム照射装置を提供すること
を目的とする。
この発明のイオンビーム照射装置は、複数台のイオン源
を用いて真空中で被照射物にイオンビームを照射するよ
う構成した装置において、各イオン源におけるプラズマ
の密度と温度との積を各イオン源ごとに独立して制御す
る手段を備えることを特徴とする。
を用いて真空中で被照射物にイオンビームを照射するよ
う構成した装置において、各イオン源におけるプラズマ
の密度と温度との積を各イオン源ごとに独立して制御す
る手段を備えることを特徴とする。
各イオン源におけるプラズマの密度と温度との積を各イ
オン源ごとに独立して制御することによって、各イオン
源から引き出すイオンビームのビーム電流および発散角
を各イオン源ごとに独立して制御することができ、それ
によって大面積でしかも種々の空間分布を持ったイオン
ビームの照射が可能となる。
オン源ごとに独立して制御することによって、各イオン
源から引き出すイオンビームのビーム電流および発散角
を各イオン源ごとに独立して制御することができ、それ
によって大面積でしかも種々の空間分布を持ったイオン
ビームの照射が可能となる。
第１図（Ａ）は、この発明の一実施例に係るイオンビー
ム照射装置のイオン源回りを部分的に示す平面図であり
、第６図（Ａ）に対応する。
ム照射装置のイオン源回りを部分的に示す平面図であり
、第６図（Ａ）に対応する。
即ちこの実施例においても、従来例の場合と同様に、シ
ート状あるいは板状の被照射物４に対してその上側から
下方に向けて、３台のイオン源１５を用いてイオンビー
ム１６（第２図参照）を照射するようにしている。
ート状あるいは板状の被照射物４に対してその上側から
下方に向けて、３台のイオン源１５を用いてイオンビー
ム１６（第２図参照）を照射するようにしている。
各イオン源１５は、例えば第２図に示すようないわゆる
バケット型イオン源であり、アークチャンバー２０内に
ガス供給系２３からガスＧを導入して、アノード兼用の
アークチャンバー２０とフィラメント２２間でアーク放
電を起こさせてアークチャンバー２０内にプラズマ２７
を生成させ、そしてこのプラズマ２７から引出し電極系
３０によって電界の作用でイオンビーム１６を引き出す
ようにしている。２１は上記プラズマ２７閉込め用の多
極磁場を発生させるための磁石であり、２４はフィラメ
ント電源２５およびアーク電源２６を備えるプラズマ発
生電源である。
バケット型イオン源であり、アークチャンバー２０内に
ガス供給系２３からガスＧを導入して、アノード兼用の
アークチャンバー２０とフィラメント２２間でアーク放
電を起こさせてアークチャンバー２０内にプラズマ２７
を生成させ、そしてこのプラズマ２７から引出し電極系
３０によって電界の作用でイオンビーム１６を引き出す
ようにしている。２１は上記プラズマ２７閉込め用の多
極磁場を発生させるための磁石であり、２４はフィラメ
ント電源２５およびアーク電源２６を備えるプラズマ発
生電源である。
引出し電極系３０は、この例では互いに平行に配置され
た３枚の多孔電極、即ちプラズマ電極３１、抑制電極３
２および接地電極３３から構成されており、プラズマ電
極３１には引出し電源３４内の加速電源３５から正の加
速電圧Ｖａが、抑制電極３２には抑制電源３６から負の
抑制電圧Ｖｓ−がそれぞれ供給される。接地電極３３は
接地されている。
た３枚の多孔電極、即ちプラズマ電極３１、抑制電極３
２および接地電極３３から構成されており、プラズマ電
極３１には引出し電源３４内の加速電源３５から正の加
速電圧Ｖａが、抑制電極３２には抑制電源３６から負の
抑制電圧Ｖｓ−がそれぞれ供給される。接地電極３３は
接地されている。
第３図は、第２図のイオン源の特性の一例を示すグラフ
である。このグラフから分かるように、上記のようなイ
オン源１５においては、プラズマ２７の密度ｎと温度Ｔ
との積ｎＴを増加させることにより、同じ加速電圧Ｖａ
であっても、イオンビーム１６のビーム電流■はある値
まで増加し、しかもイオンビーム１６の発散角ωは小さ
くなるため、収束された大電流のイオンビーム１６が得
られるようになる。
である。このグラフから分かるように、上記のようなイ
オン源１５においては、プラズマ２７の密度ｎと温度Ｔ
との積ｎＴを増加させることにより、同じ加速電圧Ｖａ
であっても、イオンビーム１６のビーム電流■はある値
まで増加し、しかもイオンビーム１６の発散角ωは小さ
くなるため、収束された大電流のイオンビーム１６が得
られるようになる。
そこでこの実施例では、各イオン源１５におけるプラズ
マ２７の上記積ｎＴを、各イオン源１５ごとに独立して
制御できるようにしている。より具体的には、各イオン
源１５ごとに、専用のガス供給系２３およびプラズマ発
生電源２４を設けている。もっとも、フィラメント２２
に流す電流、アーク電源２６の電圧およびアークチャン
バー２０内に供給するガスＧの圧力の内の少なくとも一
つによって上記積ｎＴを制御できるため、ガス供給系２
３、フィラメント電源２５およびアーク電源２６の内の
少なくもと一つを各イオン源１５ごとに独立して設け、
他は各イオン源１５に共用するようにしても良い。
マ２７の上記積ｎＴを、各イオン源１５ごとに独立して
制御できるようにしている。より具体的には、各イオン
源１５ごとに、専用のガス供給系２３およびプラズマ発
生電源２４を設けている。もっとも、フィラメント２２
に流す電流、アーク電源２６の電圧およびアークチャン
バー２０内に供給するガスＧの圧力の内の少なくとも一
つによって上記積ｎＴを制御できるため、ガス供給系２
３、フィラメント電源２５およびアーク電源２６の内の
少なくもと一つを各イオン源１５ごとに独立して設け、
他は各イオン源１５に共用するようにしても良い。
ところで、上記積ｎＴを臨界値以上にすると、ビーム電
流Ｉはもはや増加しなくなる。これは、抑制電極３２や
接地電極３３にイオンビーム１６が大量に当たるように
なるためと考えられる。
流Ｉはもはや増加しなくなる。これは、抑制電極３２や
接地電極３３にイオンビーム１６が大量に当たるように
なるためと考えられる。
但し、この臨界値は、当該イオン源１５における空間電
荷制限電流密度（＃イオン飽和電流密度）によって決り
、これはプラズマ電極３１と抑制電極３２間の間隔ｄや
抑制電圧Ｖｓを変えることによって変えることができる
。
荷制限電流密度（＃イオン飽和電流密度）によって決り
、これはプラズマ電極３１と抑制電極３２間の間隔ｄや
抑制電圧Ｖｓを変えることによって変えることができる
。
従って、上記積ｎＴを各イオン源１５ごとに独立して制
御するのに加えて、この間隔ｄや抑制電圧Ｖｓも各イオ
ン源１５ごとに独立して制御するようにしても良い。そ
の場合は抑制電源３６も各イオン源１５ごとに独立して
設ける。
御するのに加えて、この間隔ｄや抑制電圧Ｖｓも各イオ
ン源１５ごとに独立して制御するようにしても良い。そ
の場合は抑制電源３６も各イオン源１５ごとに独立して
設ける。
以上のようにこの実施例によれば、各イオン源１５から
引き出すイオンビーム１６を、加速エネルギー（即ち加
速電圧Ｖａ）は例えば互いに同一にしながら、そのビー
ム電流■および発散角ωを各イオン源１５ごとに独立し
て制御することができ、それによって大面積でしかも種
々の空間分布を持ったイオンビーム１６の照射が可能に
なる。
引き出すイオンビーム１６を、加速エネルギー（即ち加
速電圧Ｖａ）は例えば互いに同一にしながら、そのビー
ム電流■および発散角ωを各イオン源１５ごとに独立し
て制御することができ、それによって大面積でしかも種
々の空間分布を持ったイオンビーム１６の照射が可能に
なる。
例えば、第１図（Ｂ）に示すように、両側のイオン源１
５からのイオンビーム１６の発散角ωを小さく、中央の
イオン源１５からのイオンビーム１６の発散角ωを大き
くすることによって、より一様なビーム電流密度分布を
得ることもできる。
５からのイオンビーム１６の発散角ωを小さく、中央の
イオン源１５からのイオンビーム１６の発散角ωを大き
くすることによって、より一様なビーム電流密度分布を
得ることもできる。
あるいは同図（Ｃ）に示すように、両側のイオンビーム
１６のビーム電流■を太き（、中央のイオンビーム１６
のビーム電流Ｉを小さくすることによって、両側にピー
クのあるようなビーム電流密度分布を得ることもできる
。
１６のビーム電流■を太き（、中央のイオンビーム１６
のビーム電流Ｉを小さくすることによって、両側にピー
クのあるようなビーム電流密度分布を得ることもできる
。
更には、被照射物１４が例えば第４図に示すようなロー
ラ状の場合、その両端部１４ｅには発散角ωの小さいイ
オンビーム１６を、中央部には発散角ωの大きいイオン
ビーム１６を照射することもできる。
ラ状の場合、その両端部１４ｅには発散角ωの小さいイ
オンビーム１６を、中央部には発散角ωの大きいイオン
ビーム１６を照射することもできる。
また、前述したガス供給系２３や加速電源３５を各イオ
ン源１５に対して独立して設けると、イオンビーム１６
のイオン種およびエネルギーが独立して制御できるため
、これらの異なる複数種類のイオンビーム１６を同時に
照射することもてきる。
ン源１５に対して独立して設けると、イオンビーム１６
のイオン種およびエネルギーが独立して制御できるため
、これらの異なる複数種類のイオンビーム１６を同時に
照射することもてきる。
より具体例を挙げれば、第４図のような形状の被照射物
１４に対して、スパッタを考慮して、両端部１４ｅには
高エネルギーのイオンビーム１６を、中央部には低エネ
ルギーのイオンビーム１６を照射することもできる。
１４に対して、スパッタを考慮して、両端部１４ｅには
高エネルギーのイオンビーム１６を、中央部には低エネ
ルギーのイオンビーム１６を照射することもできる。
尚、以上はいずれもイオン源１５が３台の場合を例示し
たが、その数は複数台であれば任意である。
たが、その数は複数台であれば任意である。
以上のようにこの発明によれば、各イオン源から引き出
すイオンビームのビーム電流および発散角を各イオン源
ごとに独立して制御することができるため、大面積でし
かも種々の空間分布を持ったイオンビームを被照射物に
照射することができる。
すイオンビームのビーム電流および発散角を各イオン源
ごとに独立して制御することができるため、大面積でし
かも種々の空間分布を持ったイオンビームを被照射物に
照射することができる。
第１図（Ａ）は、この発明の一実施例に係るイオンビー
ム照射装置のイオン源回りを部分的に示す平面図であり
、同図（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、同装置におけ
るビーム電流密度分布の例を示すグラフである。第２図
は、第１図の装置における１台のイオン源およびその付
属装置の詳細例を示す図である。第３図は、第２図のイ
オン源の特性の一例を示すグラフである。第４図は、こ
の発明の他の実施例に係るイオンビーム照射装置を部分
的に示す概略図である。第５図は、従来のイオンビーム
照射装置の一例を部分的に示す縦断面図である。第６図
（Ａ）は、第５図の装置のイオン源回りを部分的に示す
平面図であり、同図（Ｂ）は同装置におけるビーム電流
密度分布の一例を示すグラフである。 ４．１４・・・被照射物、１５・・・イオン源、１６・
・・イオンビーム、２０・・・アークチャンバー、２３
・・・ガス供給系、２４・・・プラズマ発生電源、２７
・・・プラズマ、３０・・・引出し電極系、３４・・・
引出し電源。
ム照射装置のイオン源回りを部分的に示す平面図であり
、同図（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、同装置におけ
るビーム電流密度分布の例を示すグラフである。第２図
は、第１図の装置における１台のイオン源およびその付
属装置の詳細例を示す図である。第３図は、第２図のイ
オン源の特性の一例を示すグラフである。第４図は、こ
の発明の他の実施例に係るイオンビーム照射装置を部分
的に示す概略図である。第５図は、従来のイオンビーム
照射装置の一例を部分的に示す縦断面図である。第６図
（Ａ）は、第５図の装置のイオン源回りを部分的に示す
平面図であり、同図（Ｂ）は同装置におけるビーム電流
密度分布の一例を示すグラフである。 ４．１４・・・被照射物、１５・・・イオン源、１６・
・・イオンビーム、２０・・・アークチャンバー、２３
・・・ガス供給系、２４・・・プラズマ発生電源、２７
・・・プラズマ、３０・・・引出し電極系、３４・・・
引出し電源。
Claims (1)
- （１）複数台のイオン源を用いて真空中で被照射物にイ
オンビームを照射するよう構成した装置において、各イ
オン源におけるプラズマの密度と温度との積を各イオン
源ごとに独立して制御する手段を備えることを特徴とす
るイオンビーム照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114229A JPS63279552A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | イオンビ−ム照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114229A JPS63279552A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | イオンビ−ム照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279552A true JPS63279552A (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14632475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62114229A Pending JPS63279552A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | イオンビ−ム照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63279552A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03255622A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
| US6124003A (en) * | 1998-04-02 | 2000-09-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | Film depositing method and film depositing apparatus |
| JP2007513465A (ja) * | 2003-10-31 | 2007-05-24 | ロート・ウント・ラウ・アクチェンゲゼルシャフト | 表面をイオンビーム加工するための方法及び装置 |
| JP2009152002A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオンビーム照射装置 |
| JP2011222386A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入方法およびイオン注入装置 |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62114229A patent/JPS63279552A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03255622A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 不純物の導入装置及びその導入方法 |
| US6124003A (en) * | 1998-04-02 | 2000-09-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | Film depositing method and film depositing apparatus |
| JP2007513465A (ja) * | 2003-10-31 | 2007-05-24 | ロート・ウント・ラウ・アクチェンゲゼルシャフト | 表面をイオンビーム加工するための方法及び装置 |
| JP4786541B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2011-10-05 | ロート・ウント・ラウ−マイクロ・システムズ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 表面をイオンビーム加工するための方法及び装置 |
| KR101119282B1 (ko) * | 2003-10-31 | 2012-03-15 | 로트 운트 라우 악치엔게젤샤프트 | 표면들을 이온 빔 처리하기 위한 방법 및 장치 |
| JP2009152002A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオンビーム照射装置 |
| JP2011222386A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入方法およびイオン注入装置 |
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