JPS63271856A - イオンビ−ム蒸着装置 - 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 この発明は、半導体集積回路等の薄膜を形成するイオン
ビーム蒸着装置に関し、さらに詳しくは、２種類のイオ
ンビームを低エネルギーで同時に試料に照射する方法を
可能にする装置に関する。

従来の技術 イオンビーム蒸着法のために数ｅＶから数１００ｅＶの
低エネルギーイオンビームを得る１つの手法として、高
電圧で引き出されたイオンビームを減速する方法がある
。

従来のこの種のイオンビーム蒸着装置は、例えば、Ｊ、
Ｈ，Ｆｒｅｅｍａｎ、ａｔ　ａｌ、：Ｎｕｃｌ、Ｉｎ５
ｔｒ、ａｎｄＭｅ　ｔ　ｈ、ぎ０１．１３５（１９７６
）Ｐ、１　、　　に示されている。第４図にＦｒｅｅｍ
ａｎ　　らが設計したイオンビームの減速系を示す。

第４図において、１は真空室、この真空室１の内部には
真空室１とは電気的に絶縁された試料台２、試料台の手
前にはアース電位減速電極３、減速電極３の手前にはア
ース電位のビーム制限電極４が取り付けられている。ま
たそれぞれの電極にはイオンビーム５が通過できる穴が
開けである。

以上のように構成されたイオンビーム蒸着装置について
、以下その動作について説明する。例えば、１２ＫｅＶ
　のエネルギーを持つイオンビーム６が試料台２に入射
してきた時、減速電源６により、試料台２電位を１１．
９５ＫＶにすると、試料台２のリング部７と減速電極３
との間で形成される電界によってイオンピーＡ５は減速
され、試料台２上では５０ｅＶのエネルギーになる。ま
た、イオンビーム６の空間電荷による発散を抑えるため
に、第５図に示したように、試料台２のリング部８の形
状を変えることによシ、減速電極３とリング部８が形成
する電界により、イオンビーム６は試料台２上で集束す
る。また、第６図に示したように試料台２と減速電極３
とをイオンビーム５の入射方向に対して傾ける事によシ
、イオンビーム５を試料台２上で曲げる事ができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、減速電極と試料台
とを一組として動かしてイオンビーム軌道を変化させる
ので、一方向のビームに対してだけ減速電界を自由に変
えることしかできないので、２方向から入射してくる２
種類のイオンビームを同時に減速して、試料上でスポッ
トを合わせることは困難であった。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決する技術的な手段として、高
電圧減速電極が２本のイオンビームが成す角度の２等分
線上で折れ曲がるとともにアース電位減速電極に対する
角度が上記２等分線を中心として左右同じだけ連続的に
変化するようにしたものである。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、高電圧減速電極のアース電位減速電極に対す
る角度を変えることにより、ビームに対する減速電界の
均一性が変化するために、２方向から入射してくるビー
ムを偏向させることができ、試料台上でビームスポット
を合わせることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において９は真空室、この真空室９内部には真空
室９とは電気的に絶縁された試料台１０、試料台１０の
手前には試料台と同じ電位の高電圧減速電極１１１．高
電圧減速電極１１の手前にはアース電位減速電極１２、
アース電位減速電極１２の手前にはアース電位のビーム
制限電極１３が取り付けられている。

また、それぞれの電極は試料台上で出合うようにイオン
ビームＡ１４及びイオンビームＢ１５が通過できる２個
の穴が開けてあり、それぞれのイオンビームの入射方向
に垂直になるように、くの字型に曲げである。

また、高電圧減速電極１１はイオンビームＡ１４とイオ
ンビームＢ１１５の入射方向の成す角度の２等分線の方
向のＸ線上で２枚に分かれておシ、蝶番１６で連結され
ている。高電圧減速電極１１を構成する２枚の板の一方
は、真空室９に真空を保つように取り付けられた直線導
入機１７に絶縁棒１８を介して連結されており、もう一
方の板は試料台１０に装着しであるレール１９の上を自
由にり付けられた絶縁物ガイド棒２ｏにて移動可能に案
内されている。すなわち、高電圧減速電極１１は直線導
入機１７をＹ方向に動かすことにより、アース電位減速
電極１２の２個の穴に対してＸ軸を中心に対称にかつ等
しい角度を形成するように、ガイド棒２０に添って折れ
曲がる。また、試料台１０及び高電圧減速電極１１は電
源２１によって、イオンビームの最終エネルギーを決め
る電位に制御される。

以上のように構成されたイオンビーム蒸着装置について
、第１図、第２図及び第３図を用いてその動作を説明す
る。まず第２図はタンタルイオンビーム゛２２及び酸素
イオンビーム２３の最終エネルギーが５０ｅＶ　（１２
ＫｅＶ　のイオンビームに対して試料台１ｏの電位を＋
１１．９５ＫＶにしである）、電流量がそれぞれ２０μ
Ａ、５０μＡの時のビーム軌道のシミュレーション結果
である。

高電圧減速電極１１とアース電位減速電極１２が平行の
時は高電圧減速電極１１の両方の穴にはいり込んだ電界
２４の傾斜のためビームが試料台１０の手前で曲げられ
る。

第３図は第２図でのビームの曲がりを補正するために高
電圧減速電極１１をアース電位減速電極１２に対して傾
けた時のシミュレーション結果であり、高電圧減速電極
１１の角度を変えることにより、タンタルイオンビーム
２２と酸素イオンビーム２３が、試料台１０上で出合わ
せることができる。すなわち、高電圧減速電極１１とア
ース電位減速電極１２の間にかかる電界を不均一にする
ことにより、ビーム軌道を補正することができる。

また、第１図において真空室９の外部から直線導入機１
７を使って高電位減速電極１１の角度を連続的に変えら
れるようにすることにより、イオンビームＡ１４とイオ
ンビームＢ１５の電流量やエネルギーをそれぞれ独立に
変化させても両方のビームが試料台１０上で出合う所を
見つけることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、２方向から入射して来るイオン
ビームを同時に減速して試料に堆積させる時に、高電圧
減速電極のアース電位減速電極に対する角度を真空室外
側から２本のビームに対して相対的に変化させることに
より、試料台上でのイオンビームのスポットを合わせる
ことができる。

これによりイオンビームによる２元物質の合成が可能に
なる。また、例えば組成比はビーム量を変えることによ
りコントロールできるので、高品質の２元物質膜を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるイオンビーム蒸着装置
の断面図、第２図及び第３図は第１図の動作説明図、第
４図は従来のイオンビーム蒸着装置の断面図、第６図及
び第６図は第４図の動作説明図である。 ９・・・・・・真空室、１０・・・・・・試料台、１１
・・・・・・高電圧減速電極、１２・・・・・・アース
電位減速電極、１４・・・・・・イオンビームＡ、１６
・・・・・・イオンビームＢ。 １７・・・・・・直線導入機。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名９−
Ｘ宇室 ｔｏ−Ｈｒ４６ １ｆ−壬電Ａ５べ還覧兎 ｆ２・−アースを位“ ｔ３−げ−７，＠Ｐ￥膏砲 １４−−−イχンビー４Ａ ｆ７−・一連麿に専へ羽（ ｊＢ−−Ｈ！を捧 １ｑ−−−Ｌ−ル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空室と、真空室の内部に取り付けられ真空室と
   は電気的に絶縁された試料台と、２方向から試料台上で
   出合うように入射される２本の正イオンビームと、試料
   台の手前にあって前記２本のイオンビームが通過できる
   ように２個の穴が開けられた高電圧減速電極と、その手
   前に前記２本のビームが通過できるように２個の穴が開
   けられたくの字型のアース電位減速電極と、イオンビー
   ムの最終エネルギーを決めるために試料台と高電圧減速
   電極にイオンビームを減速する電位を印加する手段と、
   高電圧減速電極とアース電位減速電極との間で減速電界
   が印加できる手段とを備え、上記高電圧減速電極は前記
   ２本のイオンビームが成す角度の２等分線上で折れ曲が
   るとともにアース電位減速電極に対する角度が前記２等
   分線を中心として左右同じだけ連続的に変化するように
   構成したイオンビーム蒸着装置。
2. （２）高電圧減速電極は、真空室外部に設けられた直線
   導入機にてアース電位減速電極に対する角度が変わるよ
   うに構成されている特許請求の範囲第１項記載のイオン
   ビーム蒸着装置。
3. （３）２本のイオンビームが試料台上で作る角度は１０
   度以上８０度以下である特許請求の範囲第１項記載のイ
   オンビーム蒸着装置。