JP3227713B2 - スパッタ型イオン源 - Google Patents
スパッタ型イオン源Info
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- JP3227713B2 JP3227713B2 JP08554291A JP8554291A JP3227713B2 JP 3227713 B2 JP3227713 B2 JP 3227713B2 JP 08554291 A JP08554291 A JP 08554291A JP 8554291 A JP8554291 A JP 8554291A JP 3227713 B2 JP3227713 B2 JP 3227713B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表層改質、表層処理、
薄膜形成装置等に用いられるイオン源に関するものであ
る。
薄膜形成装置等に用いられるイオン源に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】イオンビームは、被加工物に当てるとイ
オンビームの遊動エネルギーが熱エネルギーに変わり、
被加工物面で溶解，蒸発が起こるので、誘導、研磨，エ
ッチング，表層処理等の被加工物の加工に用いられてお
り、近年は、ＩＣ回路等の製作、半導体への不純物の注
入、酸化膜や窒化膜の作成等の表層処理及び薄膜を作成
する際などに用いられている。
オンビームの遊動エネルギーが熱エネルギーに変わり、
被加工物面で溶解，蒸発が起こるので、誘導、研磨，エ
ッチング，表層処理等の被加工物の加工に用いられてお
り、近年は、ＩＣ回路等の製作、半導体への不純物の注
入、酸化膜や窒化膜の作成等の表層処理及び薄膜を作成
する際などに用いられている。
【０００３】このイオンビームを得る装置としてはイオ
ン源が知られ、イオン源は、プラズマ発生室でプラズマ
を作り、このうちイオンだけを取り出し、高圧で加速す
ることによりイオンビームを作るように構成され、ガス
イオン専用イオン源やルツボ内の金属等の物質を蒸発さ
せ、これをプラズマ発生室でプラズマ化するタイプのイ
オン源がある。
ン源が知られ、イオン源は、プラズマ発生室でプラズマ
を作り、このうちイオンだけを取り出し、高圧で加速す
ることによりイオンビームを作るように構成され、ガス
イオン専用イオン源やルツボ内の金属等の物質を蒸発さ
せ、これをプラズマ発生室でプラズマ化するタイプのイ
オン源がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の大電
流金属イオン源では、物質を蒸発させてイオンビームを
引き出すために、例えば蒸発させる物質がタングステン
等の高融点金属であると、蒸発部を数千度の高温にしな
ければならず、高融点金属のイオンビームを引き出すこ
とが実質的に不可能である。
流金属イオン源では、物質を蒸発させてイオンビームを
引き出すために、例えば蒸発させる物質がタングステン
等の高融点金属であると、蒸発部を数千度の高温にしな
ければならず、高融点金属のイオンビームを引き出すこ
とが実質的に不可能である。
【０００５】このため、本発明者らはスパッタ作用によ
り発生させた原子をイオンビームとして引き出す機能を
備えた図２に示すようにスパッタ型のイオン源を提案し
た。これを図２により説明する。外周に多数の磁石ｆが
設けられたアノードとなるプラズマ室ａの前面にビーム
引出し電極ｄが設けられ、後方に作動ガス道入部ｅが接
続される。このプラズマ室ａ内にカソードとなるフィラ
メントｂが設けられ、またビーム引出し電極ｄと対向し
てプラズマ室ａの後方にスパッタターゲットｃが配置さ
れる。
り発生させた原子をイオンビームとして引き出す機能を
備えた図２に示すようにスパッタ型のイオン源を提案し
た。これを図２により説明する。外周に多数の磁石ｆが
設けられたアノードとなるプラズマ室ａの前面にビーム
引出し電極ｄが設けられ、後方に作動ガス道入部ｅが接
続される。このプラズマ室ａ内にカソードとなるフィラ
メントｂが設けられ、またビーム引出し電極ｄと対向し
てプラズマ室ａの後方にスパッタターゲットｃが配置さ
れる。
【０００６】このスパッタ型イオン源は、イオンビーム
を発生させたい物質をスパッタターゲットｃとして構成
することで、数千度の高温にすることなくスパッタ作用
によりその原子をたたきだせるので、高融点金属のイオ
ンビームを得ることが可能となる。
を発生させたい物質をスパッタターゲットｃとして構成
することで、数千度の高温にすることなくスパッタ作用
によりその原子をたたきだせるので、高融点金属のイオ
ンビームを得ることが可能となる。
【０００７】ところで、多種のイオンビームを供給しよ
うとする場合、スパッタターゲットを合金化合物等を使
用することが考えられるが、この場合、発生できるイオ
ンビームの量が、単一イオン種用のターゲットを用いた
場合に比べ、ターゲット材の構成比に比例して減少して
しまい、表面処理、薄膜形成などのプロセスへの応用を
考えた場合、それだけ多くの処理時間を必要とするよう
になってしまう。
うとする場合、スパッタターゲットを合金化合物等を使
用することが考えられるが、この場合、発生できるイオ
ンビームの量が、単一イオン種用のターゲットを用いた
場合に比べ、ターゲット材の構成比に比例して減少して
しまい、表面処理、薄膜形成などのプロセスへの応用を
考えた場合、それだけ多くの処理時間を必要とするよう
になってしまう。
【０００８】そこで、本発明はこのような事情を考慮し
てなされたものであり、その目的は、多種の原子ビーム
を引き出すことができるスパッタ型イオン源を提供する
ことにある。
てなされたものであり、その目的は、多種の原子ビーム
を引き出すことができるスパッタ型イオン源を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アノードとなる円筒状の壁でプラズマ室
を形成し、そのプラズマ室の後方に、プラズマ室と連続
し、かつそのプラズマ室の径の約２倍の径の中空円盤状
の収容部を形成すると共にその収容部の中心がプラズマ
室の壁に位置するように設け、プラズマ室の外周にプラ
ズマ閉じ込めのための永久磁石を配置し、プラズマ室の
前面に、プラズマ化した原子をイオンビームとして引き
出すビーム引出し電極を設け、そのプラズマ室内にカソ
ードとなるフィラメントを設け、プラズマ室に作動ガス
を導入する作動ガス導入部を設け、上記収容部に、同一
円周上に多数のスパッタターゲットを支持した支持体を
回転自在に設け、そのスパッタターゲットに負の高電圧
を印加するようにしたものである。
に、本発明は、アノードとなる円筒状の壁でプラズマ室
を形成し、そのプラズマ室の後方に、プラズマ室と連続
し、かつそのプラズマ室の径の約２倍の径の中空円盤状
の収容部を形成すると共にその収容部の中心がプラズマ
室の壁に位置するように設け、プラズマ室の外周にプラ
ズマ閉じ込めのための永久磁石を配置し、プラズマ室の
前面に、プラズマ化した原子をイオンビームとして引き
出すビーム引出し電極を設け、そのプラズマ室内にカソ
ードとなるフィラメントを設け、プラズマ室に作動ガス
を導入する作動ガス導入部を設け、上記収容部に、同一
円周上に多数のスパッタターゲットを支持した支持体を
回転自在に設け、そのスパッタターゲットに負の高電圧
を印加するようにしたものである。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、プラズマ室に多数のスパッ
タターゲットから所望のスパッタターゲットを臨ませて
そのターゲット材に基づくイオンビームを引き出すと共
にプラズマ室に臨ませるターゲットを適宜切り替えるこ
とで多種のイオンビームを引き出すことができる。
タターゲットから所望のスパッタターゲットを臨ませて
そのターゲット材に基づくイオンビームを引き出すと共
にプラズマ室に臨ませるターゲットを適宜切り替えるこ
とで多種のイオンビームを引き出すことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１（ａ），図１（ｂ）において、１は、
アノードとなる円筒状の壁１ａで形成したプラズマ室
で、その後方にはプラズマ室１と連続しかつそのプラズ
マ室１の径の約２倍の中空円筒状の収容部２を形成する
と共にその収容部２の中心がプラズマ室１の壁１ａに位
置するように設けられる。プラズマ室１の外周には、こ
れらを囲繞するようにＳ極とＮ極とが交互になるように
永久磁石３が配置される。これら永久磁石３は、隣接す
る磁石同士で磁力線が形成され、この磁力線によりプラ
ズマの閉じ込め効率が向上するように配設されている。
アノードとなる円筒状の壁１ａで形成したプラズマ室
で、その後方にはプラズマ室１と連続しかつそのプラズ
マ室１の径の約２倍の中空円筒状の収容部２を形成する
と共にその収容部２の中心がプラズマ室１の壁１ａに位
置するように設けられる。プラズマ室１の外周には、こ
れらを囲繞するようにＳ極とＮ極とが交互になるように
永久磁石３が配置される。これら永久磁石３は、隣接す
る磁石同士で磁力線が形成され、この磁力線によりプラ
ズマの閉じ込め効率が向上するように配設されている。
【００１３】プラズマ室１の前面には、プラズマ化した
原子をイオンビームとして引き出すビーム引出し電極
（プラズマグリット）４が設けられ、後方にはＡｒ等の
作動ガスを導入する作動ガス道入部５が設けられる。
原子をイオンビームとして引き出すビーム引出し電極
（プラズマグリット）４が設けられ、後方にはＡｒ等の
作動ガスを導入する作動ガス道入部５が設けられる。
【００１４】プラズマ室１内にはカソードとなるフィラ
メント６が設けられる。
メント６が設けられる。
【００１５】さてプラズマ室１の後方の中空円盤状の収
容部２には、そのプラズマ室１内に出入自在に多数のス
パッターターゲット７が設けられる。具体的には、スパ
ッターターゲット７は図示するように同一円周上に６枚
支持体８で並べて設けられ、その支持体８の中心軸９を
回転することで各スパッタターゲット７が多連装式にプ
ラズマ室１内に位置するようになる。またこのスパッタ
ターゲット７には、特にプラズマ室１内に臨んで位置し
たスパッターターゲット７には、負の高電圧（ＤＣ又は
ＤＣ＋高周波）が印加されるようになっている。
容部２には、そのプラズマ室１内に出入自在に多数のス
パッターターゲット７が設けられる。具体的には、スパ
ッターターゲット７は図示するように同一円周上に６枚
支持体８で並べて設けられ、その支持体８の中心軸９を
回転することで各スパッタターゲット７が多連装式にプ
ラズマ室１内に位置するようになる。またこのスパッタ
ターゲット７には、特にプラズマ室１内に臨んで位置し
たスパッターターゲット７には、負の高電圧（ＤＣ又は
ＤＣ＋高周波）が印加されるようになっている。
【００１６】次に本実施例の作用を説明する。
【００１７】作動ガス導入部５からＡｒ等の作動ガスが
プラズマ室１に導入されると、作動ガスは、フィラメン
ト６とアノード壁１ａ間のアーク放電によりプラズマ化
される。またプラズマ室１に臨んだスパッタターゲット
７に負の高電圧を印加することにより、スパッタ作用に
よりスパッタ材構成原子が放出される。この原子はプラ
ズマ室１中でイオン化し、ビーム引出し電極４により収
束され更に加速されて大面積，大電流のイオンビームと
して引き出される。
プラズマ室１に導入されると、作動ガスは、フィラメン
ト６とアノード壁１ａ間のアーク放電によりプラズマ化
される。またプラズマ室１に臨んだスパッタターゲット
７に負の高電圧を印加することにより、スパッタ作用に
よりスパッタ材構成原子が放出される。この原子はプラ
ズマ室１中でイオン化し、ビーム引出し電極４により収
束され更に加速されて大面積，大電流のイオンビームと
して引き出される。
【００１８】またイオンビームの種類を替えたい場合に
は、軸９を回転し、所望のスパッタターゲット７をプラ
ズマ室１内に位置させれば、そのスパッタ材に基づくイ
オンビームを引き出すことができる。
は、軸９を回転し、所望のスパッタターゲット７をプラ
ズマ室１内に位置させれば、そのスパッタ材に基づくイ
オンビームを引き出すことができる。
【００１９】以上により、イオンビームを発生させたい
種々の物質（例えばタングステン，タンタル，モリブデ
ン等の高融点金属）をスパッタターゲット７として構成
することで、プラズマ室１内の真空をやぶることなくス
パッターターゲット７を替えることができ、種々の大電
流イオンビームを得ることができると共に表面処理，薄
膜形勢プロセスなど高真空中での連続プロセスが必要な
プロセスに必要な種々のイオンビーム供給することが可
能となる。
種々の物質（例えばタングステン，タンタル，モリブデ
ン等の高融点金属）をスパッタターゲット７として構成
することで、プラズマ室１内の真空をやぶることなくス
パッターターゲット７を替えることができ、種々の大電
流イオンビームを得ることができると共に表面処理，薄
膜形勢プロセスなど高真空中での連続プロセスが必要な
プロセスに必要な種々のイオンビーム供給することが可
能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、プラズマ
室に多数のスパッタターゲットを出入自在に設けること
で、所望のスパッタターゲットを臨ませてそのターゲッ
ト材に基づくイオンビームを引き出すと共にプラズマ室
に臨ませるターゲットを適宜切り替えることで多種のイ
オンビームを引き出すことができるという優れた効果を
発揮する。
室に多数のスパッタターゲットを出入自在に設けること
で、所望のスパッタターゲットを臨ませてそのターゲッ
ト材に基づくイオンビームを引き出すと共にプラズマ室
に臨ませるターゲットを適宜切り替えることで多種のイ
オンビームを引き出すことができるという優れた効果を
発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】現在提案されているスパッタ型イオン源の一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ プラズマ室 ７ スパッタターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−131462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276858（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−98451（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 27/00 - 27/26 H01J 37/08 H01J 37/317
Claims (1)
- 【請求項１】 アノードとなる円筒状の壁でプラズマ室
を形成し、そのプラズマ室の後方に、プラズマ室と連続
し、かつそのプラズマ室の径の約２倍の径の中空円盤状
の収容部を形成すると共にその収容部の中心がプラズマ
室の壁に位置するように設け、プラズマ室の外周にプラ
ズマ閉じ込めのための永久磁石を配置し、プラズマ室の
前面に、プラズマ化した原子をイオンビームとして引き
出すビーム引出し電極を設け、そのプラズマ室内にカソ
ードとなるフィラメントを設け、プラズマ室に作動ガス
を導入する作動ガス導入部を設け、上記収容部に、同一
円周上に多数のスパッタターゲットを支持した支持体を
回転自在に設け、そのスパッタターゲットに負の高電圧
を印加するようにしたことを特徴とするスパッタ型イオ
ン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08554291A JP3227713B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08554291A JP3227713B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319240A JPH04319240A (ja) | 1992-11-10 |
| JP3227713B2 true JP3227713B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=13861753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08554291A Expired - Lifetime JP3227713B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | スパッタ型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227713B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7832739B2 (en) | 2006-11-06 | 2010-11-16 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Apparatus and method for coupling a disconnectable stabilizer bar |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120048723A1 (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Sputter target feed system |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP08554291A patent/JP3227713B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7832739B2 (en) | 2006-11-06 | 2010-11-16 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Apparatus and method for coupling a disconnectable stabilizer bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04319240A (ja) | 1992-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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