JPH0774442B2 - 表面処理装置 - Google Patents
表面処理装置Info
- Publication number
- JPH0774442B2 JPH0774442B2 JP61171432A JP17143286A JPH0774442B2 JP H0774442 B2 JPH0774442 B2 JP H0774442B2 JP 61171432 A JP61171432 A JP 61171432A JP 17143286 A JP17143286 A JP 17143286A JP H0774442 B2 JPH0774442 B2 JP H0774442B2
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- Japan
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- holder
- ion beam
- bias voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空中において基板に加速されたイオンビ
ームを照射することにより、あるいはそれと金属蒸気の
蒸着を併用することにより、基板の表面にイオン注入し
たり薄膜形成したりして基板の表面を処理する表面処理
装置に関する。
ームを照射することにより、あるいはそれと金属蒸気の
蒸着を併用することにより、基板の表面にイオン注入し
たり薄膜形成したりして基板の表面を処理する表面処理
装置に関する。
第4図は、従来の表面処理装置の一例を示す概略図であ
る。図示しない真空排気装置によって真空引きされる真
空容器2内にホルダ4が設けられており、そこに表面処
理すべき基板6が保持されている。また、基板6に対向
する位置の真空容器2には、基板6に加速された金属あ
るいは非金属のイオンビーム10を照射するイオン源8が
取り付けられている。
る。図示しない真空排気装置によって真空引きされる真
空容器2内にホルダ4が設けられており、そこに表面処
理すべき基板6が保持されている。また、基板6に対向
する位置の真空容器2には、基板6に加速された金属あ
るいは非金属のイオンビーム10を照射するイオン源8が
取り付けられている。
イオン源8からの上記のようなイオンビーム10を基板6
に照射すると、基板6の表面にイオン注入層(被膜)が
形成され、これによって基板6の表面処理が行われる。
その場合、基板6あるいはホルダ4のバイアスとして
は、図示例のように接地される場合(無バイアス)と、
負の直流バイアス電圧が印加される場合とがある。
に照射すると、基板6の表面にイオン注入層(被膜)が
形成され、これによって基板6の表面処理が行われる。
その場合、基板6あるいはホルダ4のバイアスとして
は、図示例のように接地される場合(無バイアス)と、
負の直流バイアス電圧が印加される場合とがある。
ところが上記のような装置においては、表面処理中に注
入イオンによって基板6の表面(被膜表面)が正電位に
帯電(チャージアップ)され、これが原因で処理表面と
ホルダ4間に電位差が生じて処理表面で微小放電が生
じ、その結果処理表面が破壊される等の不具合を生じる
という問題がある。このような問題は、基板6に対する
イオンビーム10の照射と金属蒸気の蒸着を併用して基板
6の表面に薄膜を形成するような表面処理装置において
も同様に存在する。
入イオンによって基板6の表面(被膜表面)が正電位に
帯電(チャージアップ)され、これが原因で処理表面と
ホルダ4間に電位差が生じて処理表面で微小放電が生
じ、その結果処理表面が破壊される等の不具合を生じる
という問題がある。このような問題は、基板6に対する
イオンビーム10の照射と金属蒸気の蒸着を併用して基板
6の表面に薄膜を形成するような表面処理装置において
も同様に存在する。
そこでこの発明は、基板表面での帯電を抑制することを
主たる目的とする。
主たる目的とする。
この発明の表面処理装置においては、ホルダ上の基板ま
たはホルダに、バイアス電源から、1KV以下でしかもイ
オンビームの加速エネルギーに相当する電圧よりも小さ
い値の正のバイアス電圧あるいは波高値が1KV以下でし
かもイオンビームの加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値の交流のバイアス電圧を印加するようにして
いる。またそれに加えて、ホルダ上の基板に、電子供給
手段から電子を供給するようにもしている。
たはホルダに、バイアス電源から、1KV以下でしかもイ
オンビームの加速エネルギーに相当する電圧よりも小さ
い値の正のバイアス電圧あるいは波高値が1KV以下でし
かもイオンビームの加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値の交流のバイアス電圧を印加するようにして
いる。またそれに加えて、ホルダ上の基板に、電子供給
手段から電子を供給するようにもしている。
基板等に上記のような値の正のバイアス電圧を印加する
ことによって、イオンビーム照射に伴って基板等から放
出された二次電子が基板等に引き戻され、それによって
基板表面での帯電が抑制される。
ことによって、イオンビーム照射に伴って基板等から放
出された二次電子が基板等に引き戻され、それによって
基板表面での帯電が抑制される。
基板等に上記のような波高値の交流のバイアス電圧を印
加することによって、その正サイクルにおいて上記のよ
うな二次電子が基板等に引き戻され、それによって基板
表面での帯電が抑制される。しかも当該交流バイアス電
圧によって、イオンビームの加速・減速状態を精度良く
制御することもできる。
加することによって、その正サイクルにおいて上記のよ
うな二次電子が基板等に引き戻され、それによって基板
表面での帯電が抑制される。しかも当該交流バイアス電
圧によって、イオンビームの加速・減速状態を精度良く
制御することもできる。
更に上記のようなバイアス電圧を印加するのに加えて、
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
当該電子と上記二次電子の両方により基板の帯電が一層
抑制される。
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
当該電子と上記二次電子の両方により基板の帯電が一層
抑制される。
第1図は、この発明に係る表面処理装置の一例を示す概
略図である。第4図と同一または同等部分には同一符号
を付してその説明を省略する。
略図である。第4図と同一または同等部分には同一符号
を付してその説明を省略する。
この例では、前述したような真空容器2内に更に、金属
蒸気16を基板6上に蒸着させる蒸発源14と、基板6上に
蒸着される膜厚をモニタする膜厚モニタ18とを設けてい
る。またホルダ4とアース間には、基板6を処理する際
に、基板6に(それが導電性の場合)またはホルダ4に
(基板6が非導電性の場合)後述するようなバイアス電
圧を印加するバイアス電源12を接続している。
蒸気16を基板6上に蒸着させる蒸発源14と、基板6上に
蒸着される膜厚をモニタする膜厚モニタ18とを設けてい
る。またホルダ4とアース間には、基板6を処理する際
に、基板6に(それが導電性の場合)またはホルダ4に
(基板6が非導電性の場合)後述するようなバイアス電
圧を印加するバイアス電源12を接続している。
上記のような装置においては、イオン源8を用いてイオ
ンビーム10を単独で基板6に照射すれば、前述と同様に
イオン注入による基板6の表面処理が行われる。またイ
オン源8と蒸発源14を併用して、基板6に対して金属蒸
気16の蒸着とイオンビーム10の照射を同時に、または交
互に行えば、基板6の表面に薄膜が形成される。その場
合、注入イオンの押し込み(ノックオン)作用により基
板bと薄膜との界面付近に両者の混合層(ミキシング
層)が形成されるため、密着性の高い薄膜が得られる。
ンビーム10を単独で基板6に照射すれば、前述と同様に
イオン注入による基板6の表面処理が行われる。またイ
オン源8と蒸発源14を併用して、基板6に対して金属蒸
気16の蒸着とイオンビーム10の照射を同時に、または交
互に行えば、基板6の表面に薄膜が形成される。その場
合、注入イオンの押し込み(ノックオン)作用により基
板bと薄膜との界面付近に両者の混合層(ミキシング
層)が形成されるため、密着性の高い薄膜が得られる。
上記の場合、バイアス電源12から供給するバイアス電圧
としては次の二通りが採り得る。
としては次の二通りが採り得る。
一つは、正の直流バイアス電圧である。イオンビーム10
の照射によって基板6あるいはホルダ4から二次電子が
放出されるが、基板6等に正の直流バイアス電圧を印加
しておくと、それによって当該二次電子が基板6等に引
き戻され(呼び込まれ)、それが基板6の処理表面にお
ける正電荷を中和するため、基板6の表面での帯電が抑
制される。その結果、基板6の処理表面の微小放電によ
る破壊が防止される。
の照射によって基板6あるいはホルダ4から二次電子が
放出されるが、基板6等に正の直流バイアス電圧を印加
しておくと、それによって当該二次電子が基板6等に引
き戻され(呼び込まれ)、それが基板6の処理表面にお
ける正電荷を中和するため、基板6の表面での帯電が抑
制される。その結果、基板6の処理表面の微小放電によ
る破壊が防止される。
また、上記バイアス電圧の大きさを制御することによっ
て、基板6に照射されるイオンビーム10のエネルギーを
精度良くかつ簡単に制御する(この場合は低減させる)
こともできる。
て、基板6に照射されるイオンビーム10のエネルギーを
精度良くかつ簡単に制御する(この場合は低減させる)
こともできる。
上記の場合、正バイアス電圧の大きさは、数十V〜数百
V程度、大きくても1KV以下にする。その程度あれば、
上述した二次電子引き戻しやイオンビーム10の制御を効
果的に行うことができるからである。更に、基板6に照
射されるイオンビーム10の加速エネルギーが1KeV以下の
場合もある得るので、正バイアス電圧の値は、イオンビ
ーム10の加速エネルギーに相当する電圧(例えば加速エ
ネルギーがX[eV]の場合はX[V])よりも小さくす
る。そのようにすれば、イオンビーム10の加速エネルギ
ーのいかんによらず、正バイアス電圧によるイオンビー
ム10を押し戻すエネルギーよりも、基板6に照射される
イオンビーム10のエネルギーの方が常に大きくなるの
で、基板6にあるエネルギーでもってイオンビーム10の
入射させることができ、イオン照射に支障が生じない。
V程度、大きくても1KV以下にする。その程度あれば、
上述した二次電子引き戻しやイオンビーム10の制御を効
果的に行うことができるからである。更に、基板6に照
射されるイオンビーム10の加速エネルギーが1KeV以下の
場合もある得るので、正バイアス電圧の値は、イオンビ
ーム10の加速エネルギーに相当する電圧(例えば加速エ
ネルギーがX[eV]の場合はX[V])よりも小さくす
る。そのようにすれば、イオンビーム10の加速エネルギ
ーのいかんによらず、正バイアス電圧によるイオンビー
ム10を押し戻すエネルギーよりも、基板6に照射される
イオンビーム10のエネルギーの方が常に大きくなるの
で、基板6にあるエネルギーでもってイオンビーム10の
入射させることができ、イオン照射に支障が生じない。
バイアス電源12から供給するバイアス電圧のもう一つは
交流のバイアス電圧である。これには例えば、第2図
(A)に示すような方形波、第2図(B)に示すような
正弦波、第2図(C)に示すような正弦波の一部分を抽
出したような波形のもの、更には図示しないが鋸歯状歯
等が採り得る。
交流のバイアス電圧である。これには例えば、第2図
(A)に示すような方形波、第2図(B)に示すような
正弦波、第2図(C)に示すような正弦波の一部分を抽
出したような波形のもの、更には図示しないが鋸歯状歯
等が採り得る。
いずれの交流バイアス電圧においても、その正サイクル
において、イオンビーム照射に伴って基板6等から放出
された二次電子が基板6等に引き戻されるため、それに
よって基板6の処理表面での帯電が抑制され、基板6の
処理表面の微小放電による破壊が防止される。しかも負
サイクルにおいては、当該バイアス電圧によってイオン
ビーム10が加速されるので、前述したイオン注入層や混
合層の厚みを増大させることもできる。
において、イオンビーム照射に伴って基板6等から放出
された二次電子が基板6等に引き戻されるため、それに
よって基板6の処理表面での帯電が抑制され、基板6の
処理表面の微小放電による破壊が防止される。しかも負
サイクルにおいては、当該バイアス電圧によってイオン
ビーム10が加速されるので、前述したイオン注入層や混
合層の厚みを増大させることもできる。
上記の場合、交流バイアス電圧の波高値は、前述した正
バイアス電圧の場合と同様の理由から、1KV以下でしか
もイオンビーム10の加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値にする。またそのピーク値や周期等を制御す
ることにより、基板6の帯電を抑制しつつイオンビーム
10の加速・減速状態を、イオン源8において制御する場
合よりも精度良くかつ簡単に制御することができる。例
えば、注入イオンの基板6中への飛程を精度良く制御す
ることができるし、また金属蒸気16の蒸着とイオンビー
ム10の照射を併用する場合は、イオンビーム10の過剰な
エネルギーを低減させることによって蒸着膜のスパッタ
率を小さくすることもできる。その結果、良質な処理面
を得ることができる。
バイアス電圧の場合と同様の理由から、1KV以下でしか
もイオンビーム10の加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値にする。またそのピーク値や周期等を制御す
ることにより、基板6の帯電を抑制しつつイオンビーム
10の加速・減速状態を、イオン源8において制御する場
合よりも精度良くかつ簡単に制御することができる。例
えば、注入イオンの基板6中への飛程を精度良く制御す
ることができるし、また金属蒸気16の蒸着とイオンビー
ム10の照射を併用する場合は、イオンビーム10の過剰な
エネルギーを低減させることによって蒸着膜のスパッタ
率を小さくすることもできる。その結果、良質な処理面
を得ることができる。
特に、交流バイアス電圧に第2図(B)のような正弦波
を用いれば、第2図(A)の場合に比べて、電子の呼び
込みやイオンビーム10の加速・減速を連続的に滑らかに
行えるという利点がある。
を用いれば、第2図(A)の場合に比べて、電子の呼び
込みやイオンビーム10の加速・減速を連続的に滑らかに
行えるという利点がある。
更に、交流バイアス電圧に第2図(C)のようなものを
用いれば、第2図(B)の場合と同様にイオンビーム10
の加速・減速を滑らかに行えるという利点の他に、基板
6の表面の処理状態を処理目的等に応じて様々に制御で
きるという利点もある。これは、イオンビーム10の減速
バイアス状態(期間T1)および加速バイアス状態(期間
T2)に加えて、無バイアス状態(期間T3)も得られるか
らであり、しかも公知の手段によって期間T1〜T3をそれ
ぞれ任意に設定することができるからである。
用いれば、第2図(B)の場合と同様にイオンビーム10
の加速・減速を滑らかに行えるという利点の他に、基板
6の表面の処理状態を処理目的等に応じて様々に制御で
きるという利点もある。これは、イオンビーム10の減速
バイアス状態(期間T1)および加速バイアス状態(期間
T2)に加えて、無バイアス状態(期間T3)も得られるか
らであり、しかも公知の手段によって期間T1〜T3をそれ
ぞれ任意に設定することができるからである。
第3図は、この発明に係る表面処理装置の他の例を示す
概略図である。第1図の装置との相違点を主に説明する
と、ここでは、基板6の手前側近傍に、電子供給手段の
一例としてヒータ20を設けており、これを加熱電源22に
よって加熱してそこから熱電子24を発生させ、これをホ
ルダ4上の基板6に供給するようにしている。この場合
も第1図の場合と同様に、バイアス電源12から基板6等
に印加するバイアス電圧としては、正の直流バイアス電
圧あるいは前述したような交流バイアス電圧のいずれも
採り得る。
概略図である。第1図の装置との相違点を主に説明する
と、ここでは、基板6の手前側近傍に、電子供給手段の
一例としてヒータ20を設けており、これを加熱電源22に
よって加熱してそこから熱電子24を発生させ、これをホ
ルダ4上の基板6に供給するようにしている。この場合
も第1図の場合と同様に、バイアス電源12から基板6等
に印加するバイアス電圧としては、正の直流バイアス電
圧あるいは前述したような交流バイアス電圧のいずれも
採り得る。
上記装置においては、ヒータ20からの熱電子24は、前述
したイオンビーム照射による二次電子の場合と同様に、
基板6等が負にバイアスされている時に基板6等に引き
込まれる。そしてこの熱電子24と前述した二次電子の両
方によって基板6上の正電荷が中和されるため、基板6
の表面の帯電を一層抑制することができる。
したイオンビーム照射による二次電子の場合と同様に、
基板6等が負にバイアスされている時に基板6等に引き
込まれる。そしてこの熱電子24と前述した二次電子の両
方によって基板6上の正電荷が中和されるため、基板6
の表面の帯電を一層抑制することができる。
尚、第1図および第3図はいずれも蒸発源14を備えてい
る例を示したが、蒸発源14を備えない表面処理装置にお
いても、前述したようなバイアス電源12、ヒータ20等に
よって上記のような作用効果が得られるのは勿論であ
る。
る例を示したが、蒸発源14を備えない表面処理装置にお
いても、前述したようなバイアス電源12、ヒータ20等に
よって上記のような作用効果が得られるのは勿論であ
る。
以上のようにこの発明によれば、基板等に上記のような
値の正のバイアス電圧を印加することによって、基板の
処理表面での帯電が抑制され、ひいては微小放電による
処理表面の破壊が防止される。
値の正のバイアス電圧を印加することによって、基板の
処理表面での帯電が抑制され、ひいては微小放電による
処理表面の破壊が防止される。
また、基板等に上記のような波高値の交流のバイアス電
圧を印加することによって、基板の処理表面での帯電が
抑制されて微小放電による処理表面の破壊が防止される
と共に、イオンビームの加速・減速状態を精度良く制御
することもできるため、良質な処理面を得ることができ
る。
圧を印加することによって、基板の処理表面での帯電が
抑制されて微小放電による処理表面の破壊が防止される
と共に、イオンビームの加速・減速状態を精度良く制御
することもできるため、良質な処理面を得ることができ
る。
更に、上記のようなバイアス電圧を印加するのに加えて
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
基板の帯電が一層抑制される。
基板に電子供給手段から電子を供給することによって、
基板の帯電が一層抑制される。
第1図は、この発明に係る表面処理装置の一例を示す概
略図である。第2図は、交流バイアス電圧の波形の例を
示す図である。第3図は、この発明に係る表面処理装置
の他の例を示す概略図である。第4図は、従来の表面処
理装置の一例を示す概略図である。 2……真空容器、4……ホルダ、6……基板、8……イ
オン源、10……イオンビーム、12……バイアス電源、14
……蒸発源、16……金属蒸気、20……ヒータ。
略図である。第2図は、交流バイアス電圧の波形の例を
示す図である。第3図は、この発明に係る表面処理装置
の他の例を示す概略図である。第4図は、従来の表面処
理装置の一例を示す概略図である。 2……真空容器、4……ホルダ、6……基板、8……イ
オン源、10……イオンビーム、12……バイアス電源、14
……蒸発源、16……金属蒸気、20……ヒータ。
Claims (4)
- 【請求項1】真空容器と、真空容器内に設けられていて
処理すべき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に
加速されたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ
上の基板またはホルダに、1KV以下でしかも前記イオン
ビームの加速エネルギーに相当する電圧よりも小さい値
の正のバイアス電圧を印加するバイアス電源とを備える
ことを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項2】真空容器と、真空容器内に設けられていて
処理すべき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に
加速されたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ
上の基板またはホルダに、波高値が、1KV以下でしかも
前記イオンビームの加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値の交流のバイアス電圧を印加するバイアス電
源とを備えることを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項3】真空容器と、真空容器内に設けられていて
処理すべき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に
加速されたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ
上の基板またはホルダに、1KV以下でしかも前記イオン
ビームの加速エネルギーに相当する電圧よりも小さい値
の正のバイアス電圧を印加するバイアス電源と、ホルダ
上の基板に電子を供給する電子供給手段とを備えること
を特徴とする表面処理装置。 - 【請求項4】真空容器と、真空容器内に設けられていて
処理すべき基板を保持するホルダと、ホルダ上の基板に
加速されたイオンビームを照射するイオン源と、ホルダ
上の基板またはホルダに、波高値が、1KV以下でしかも
前記イオンビームの加速エネルギーに相当する電圧より
も小さい値の交流のバイアス電圧を印加するバイアス電
源と、ホルダ上の基板に電子を供給する電子供給手段と
を備えることを特徴とする表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171432A JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171432A JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328861A JPS6328861A (ja) | 1988-02-06 |
| JPH0774442B2 true JPH0774442B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=15923017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61171432A Expired - Lifetime JPH0774442B2 (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774442B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637607B1 (fr) * | 1988-10-07 | 1994-06-03 | Cibie Projecteurs | Procede pour rendre des glaces en matiere plastique resistantes a l'abrasion et glace en matiere plastique rendues resistantes a l'abrasion |
| US6237527B1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-05-29 | Axcelis Technologies, Inc. | System for improving energy purity and implant consistency, and for minimizing charge accumulation of an implanted substrate |
| JP6378196B2 (ja) | 2012-12-13 | 2018-08-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | バッテリセパレータ上のセラミック被覆 |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP61171432A patent/JPH0774442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6328861A (ja) | 1988-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |